Generacion de señal

Flowchart nodes

• Generacion de Señal

• Sistemas modernos requieren formas de onda estables y repetitivas

• Generacion de señal, sincronizacion de frecuencia y sintesis de frecuencia

• Osciladores 

• Oscilar

• Fluctuar entre 2 estados o condiciones

• Vibrar o cambiar acto de fluctuar de un estado a otro

• Dispositivo que produce oscilaciones genera una forma de onda repetitiva

• Autosostenido

• No autosostenido

• Oscilador autonomo o de funcionamiento libre

• Oscilador con disparo  de inicio y oscilador monoestable  

• Convierte un voltaje de cd en la entrada a un voltaje de salida ca 

• Tipos de osciladores 

• Osciladores Retroalimentados 

• Paso para que la energia se propague desde la salida y regrese a la entrada

• Osciladores autosostenidos  o monoestables son retroalimentados

• Genera una señal de salida de ca, de la cual regresa una pequeña parte a la entrada donde se amplifica.

• Proceso regenerativo 

• Requisitos de un oscilador retroalimentado

• Amplificacion

• Retroalimentacion positiva 

• Componentes que determinan la frecuencia 

• Fuente de poder

• Cuando menos un dispositivo activo    y capaz de amplificar voltaje 

• Trayectoria completa para que la señal regrese, debe ser regenerativa, fase correcta y amplitud necesaria

• Componentes que determinen la frecuencia, resistores, capacitores, inductores o cristales 

• Fuente de energia electrica cd 

• Criterios para la clase de oscilacion 

• 1. Frecuencia necesaria de operación. 2. Estabilidad requerida de frecuencia. 3. Operación con frecuencia variable o fija. 4. Requisitos o limitaciones de distorsión. 5. Potencia necesaria en la salida. 6. Tamaño físico. 7. Aplicación (por ejemplo, digital o analógica). 8. Costo. 9. Fiabilidad y durabilidad. 10. Exactitud necesaria.

• Osciladores No sintonizados

• Oscilador puente de Wien

• Oscilador RC de corrimiento de face

• Retroalimentacion positiva como negativa 

• Relativamente estable de baja frecuencia sintoniza con facilidad

• Utiliza generador de señales para producir frecuencias

• Una red de atraso adelanto es un divisor reactivo de voltaje en el que el voltaje de entrada se divide entre Z1 (la combinación de R1 y C1 en serie) y Z2 (la combinación de R2 y C2 en paralelo).

• La red de adelanto-atraso y el divisor resistivo de voltaje forman un puente de Wien (de donde procede el nombre de oscilador con puente de Wien).

• El divisor de voltaje proporciona una retroalimentación negativa o degenerativa, que compensa la retroalimentación positiva o regenerativa de la red de adelanto-atraso.

• Osciladores Sintonizados 

• Son circuitos osciladores que usan circuitos tanque LC para establecer la frecuencia.

• La frecuencia de funcionamiento de un circuito tanque LC no es más que la frecuencia de resonancia de la red LC en paralelo, y el ancho de banda es una función de la Q del circuito

• El funcionamiento de un circuito tanque implica intercambio de energía entre cinética y potencial.

• Oscilador de Hartley

• El amplificador transistorizado (Q1) proporciona la amplificación necesaria para tener una ganancia de unidad en el voltaje de lazo a la frecuencia de resonancia.

• El capacitor de acoplamiento (CC) proporciona la trayectoria de la retroalimentación regenerativa.

• La bobina de radiofrecuencia (o mejor conocida como RFC, de radio-frequency choke) es un corto circuito para cd.

• Oscilador de Colpitts

• El funcionamiento de este oscilador es muy parecido al oscilador de Hartley, con la excepción de que se usa un divisor capacitivo en lugar de una bobina con derivación.

• usa un divisor capacitivo en lugar de una bobina con derivación

• En el encendido inicial aparece ruido en el colector de Q1, y suministra la energía al circuito tanque haciéndolo comenzar a oscilar. Los capacitores C1a y C1b forman un divisor de voltaje. La caída de voltaje a través de C1b se retroalimenta a la base de Q1 a través de CC.

• Oscilador de Clapp

• adición de un pequeño capacitor CS en serie con L1. La capacitancia de CS se hace menor que la de C1a o de C1b, y así se obtiene una reactancia grande.

• La ventaja de un oscilador de Clapp es que se pueden seleccionar a C1a y C1b para obtener una relación óptima de retroalimentación, mientras que CS puede ser variable y usarse para establecer la frecuencia de oscilación.

• Estabilidad de la frecuencia 

• es la capacidad de un oscilador para permanecer en una frecuencia fija, y es de primordial importancia en los sistemas de comunicaciones.

• La estabilidad a corto plazo se afecta principalmente debido a fluctuaciones en los voltajes de operación de cd, mientras que la estabilidad a largo plazo es una función del envejecimiento de los componentes y de cambios en la temperatura y la humedad del ambiente.

• Osciladores de Cristal

• son circuitos osciladores de retroalimentación en los que se sustituye el circuito tanque LC con un cristal, como componente para determinar la frecuencia.

• El cristal funciona en forma parecida al tanque LC, pero tiene varias ventajas inherentes.

• Efecto Piezoelectrico

• Cortes de Cristal

• Osciladores de cristal en sobretono(armonicas)

• Coeficiente de temperatura

• Circuito equivalente de cristal

• Circuitos con oscilador de crustal

• Oscilador discreto de pierce

• Oscilador de pierce en circuito integrado

• Oscilador de cristal de semipuente RLC

• Modulo de oscilador de cristal

• se presenta cuando se aplican esfuerzos mecánicos oscilatorios a través de una estructura de red cristalina, y generan oscilaciones eléctricas, y viceversa.

• los cristales completos de cuarzo tienen una sección transversal hexagonal, con extremos en punta,Con un cristal se asocian tres conjuntos de ejes: óptico, eléctrico y mecánico.

• En este modo se pueden tener vibraciones relacionadas armónicamente en forma simultánea con la vibración fundamental. En el modo de sobretono, el oscilador se sintoniza para trabajar en la tercera, quinta, séptima o hasta en la novena armónica de la frecuencia fundamental del cristal. Las armónicas se llaman sobretonos,

• La frecuencia natural de resonancia de un cristal está influida un poco por su temperatura de funcionamiento. La relación de la magnitud del cambio de frecuencia (    f) entre el cambio de temperatura (    C) se expresa en cambio de hertz por megahertz de frecuencia de operación del cristal, y por grado Celsius (Hz/MHz/°C).

• Cada componente eléctrico equivale a una propiedad mecánica del cristal. C2 es la capacitancia real formada entre los electrodos del cristal, y el cristal mismo es el dieléctrico. C1 equivale a la docilidad mecánica del cristal (llamada también resiliencia o elasticidad). L equivale a la masa del cristal en vibración y R es la pérdida por fricción mecánica.

• Aunque hay muchas configuraciones de oscilador a base de cristal, las más comunes son las de Pierce, discreta y de circuito integrado, y la de semipuente RLC. Si se necesita una muy buena estabilidad de frecuencia y a la vez un circuito razonablemente sencillo, una buena opción es la discreta de Pierce

• oscilador discreto de Pierce, de cristal, tiene muchas ventajas. Su frecuencia de funcionamiento abarca todo el intervalo de fundamentales del cristal (de 1 kHz a más o menos 30 MHz).

• Aunque proporciona menor estabilidad de frecuencia, se puede implementar con un diseño sencillo de circuito integrado digital, y reduce mucho los costos respecto a los diseños convencionales discretos.

• El oscilador original Meacham fue desarrollado en la década de 1940, y usaba un puente completo de cuatro brazos y una lámpara de tungsteno con coeficiente negativo.

• Un módulo de oscilador de cristal consiste en un oscilador controlado por cristal y un componente de voltaje variable, como por ejemplo un diodo varactor.

• Sintonizador de Frecuencias 

• Sintetizar quiere decir formar una entidad combinando partes o elementos. Un sintetizador de frecuencias se usa para generar muchas frecuencias de salida agregando, restando, multiplicando y dividiendo una cantidad menor de frecuencias fijas.

• Sintetizadores directos de frecuencias

• Sintetizador de frecuencias de cristal múltiple.

• usa mezclado no lineal (heterodinaje) y filtrado, para producir 128 frecuencias distintas con 20 cristales y dos módulos de oscilador.

• Sintetizador de frecuencia de un solo cristal

• usa la suma, resta, multiplicación y división de frecuencias para generar frecuencias de 1 Hz a 999,999 Hz, en incrementos de 1 Hz. Un cristal de 100 kHz es la fuente del oscilador maestro, del que se derivan todas las frecuencias.

• Sintetizadores indirectos de frecuencias

• Sintetizadores de frecuencias con lazo de fase cerrada.

• los sintetizadores de frecuencias con PLL se han vuelto rápidamente el método más popularizado para síntesis de frecuencias.

• Sintonizador de frecuencias preescalado.

• sintetizador de frecuencias que usa un lazo de fase cerrada y un preescalador, para obtener división fraccionaria.

• Preescaladores de circuito integrado.

• Estos preescaladores de circuito integrado son de tamaño pequeño, funcionan a bajo voltaje, consumen poca corriente y son simples.

• Circuito integrado sintetizador de frecuencia PLL de sintonía de radio.

• Es un sintetizador de frecuencias bipolar en CI, fabricado con la tecnología SUBILO-N (componentes separados lateralmente por óxido). Desempeña todas las funciones de sintonía de un sistema sintonizador de radio con PLL.