“Año de la consolidación del Mar de Grau ” ______________________________________ _______________________________________________ _________
INSTITUTO SU&ERIOR TECNOL'GICO ( (
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U.D:
COMUNICACIONES
ELECTRONICAS II Docente:
Alredo
Ana!ua Es"ecialidad: Electrónica Industrial Inte#rantes: %.
Aderl$ Alia#a
+e,n )aldi-ieo C. Marcos /uilcate Ciclo:
)I
Año: 0. DE1INA OSCILAR 2 OSCILADOR.
OSCILAR: Es fuctuar entre dos estados o condiciones. Por consiguiente, oscilar es vibrar o cambiar, y oscilación es el acto de fuctuar de uno a otro estado.
OSCILADOR:
Es un dispositivo que produce oscilaciones, es decir, genera una orma de onda repetitiva. Hay muchas aplicaciones de los osciladores en las comunicaciones electrnicas, como las uentes de portadora de alta recuencia, uentes piloto, relo!es y circuitos de sincroni"acin. En las aplicaciones electrnicas, un oscilador es un dispositivo o circuito que produce oscilaciones el#ctricas. $na oscilacin el#ctrica es un cambio repetitivo de volta!e o de corriente en una orma de onda.
3. DESCRI4A LOS SIGUIENTES T5RMINOS: AUTOSOSTENIDO6 RE&ETITI)O6 1UNCIONAMIENTO LI4RE 2 CON DIS&ARO. AUTOSOSTENIDO: %os osciladores autosostenidos &o monoestables' son osciladores retroalimentados. $na ve" encendido, un oscilador retroalimentado genera una se(al de salida de ca, de la cual se regresa una peque(a parte a la entrada, donde se ampli)ca. %a se(al ampli)cada de la entrada aparece en la salida, y el proceso se repite.
RE&ETITI)O: $na oscilacin el#ctrica es un cambio repetitivo de volta!e o de corriente en una orma de onda.
1UNCIONAMIENTO LI4RE: $n oscilador autosostenido tambi#n se llama oscilador autnomo o de uncionamiento libre.
1UNCIONAMIENTO CON DIS&ARO: %os osciladores no autosostenidos requieren una se(al e*terna de entrada, o disparador , para producir un cambio en la orma de onda de salida. %os osciladores que no son autosostenidos se llaman tambi#n osciladores con disparo de inicio u osciladores monoestables .
9. DESCRI4A EL &ROCESO REGENERATI)O NECESARIO &ARA /UE SE &RODUCAN LAS OSCILACIONES AUTOSOSTENIDAS. En el que la salida depende de la entrada y viceversa. +e acuerdo con el criterio de Barkhausen , para que un circuito retroalimentado sostenga oscilaciones, la ganancia neta de volta!e en torno al la"o de retroalimentacin debe ser igual o mayor que la unidad, y el despla"amiento neto de ase en torno al la"o debe ser un mltiplo entero positivo de -/0.
;. ESCRI4A 2 DESCRI4A LOS CUATRO RE/UISITOS &ARA /UE TRA4A+E UN OSCLADOR CON RETROALIMENTACI'N. 1mpli)cacin, retroalimentacin positiva, determinacin de recuencia y una uente de potencia el#ctrica. AM&LI1ICACION: un circuito oscilador debe tener cuando menos un dispositivo activo y debe ser capa" de ampli)car volta!e. RETROALIMENTACION &OSITI)A un circuito oscilador debe tener una trayectoria completa para que la se(al de salida regrese a la entrada. la se(al de retroalimentacion debe ser regenerativa &o retroalimentacion positiva' y eso quiere decir que debe tener la ase correcta y la amplitud necesaria para sotener las oscilaciones. si la ase es incorrecta, o si la amplitud es insu)ciente las oscilaciones cesan. :
COM&ONENTES /UE DETERMINAN LA 1RECUENCIA: como por e!emplo resistores, inductores, capacitores o crsitales que permitan a!ustar la recuencia de operacin. 1UENTE DE &ODER: un oscilador debe tener una uente de energia electrica, que puede ser una uente de cd .
<. =/U5 /UIEREN DECIR LOS T5RMINOS RETROALIMENTACI'N &OSITI)A 2 NEGATI)A> RETROALEMENTACION &OSITI)A: $n circuito oscilador debe tener una trayectoria completa para que la se(al de salida regrese a la entrada. %a se(al de retroalimentacin debe ser regenerativa , y eso quiere decir que debe tener la ase correcta y la amplitud necesaria para sostener las oscilaciones. 2i la ase es incorrecta, o si la amplitud es insu)ciente, las oscilaciones cesan. 2i la amplitud es e*cesiva, el ampli)cador se saturar3. %a retroalimentación regenerativa se llama tambi#n retroalimentación positiva, donde “positiva” simplemente indica que su ase ayuda en el proceso de oscilacin, y no necesariamente indica una polaridad positiva &4' o negativa &_'.
RETROALIMENTACION NEGATI)A %a retroalimentación degenerativa se llama retroalimentación negativa, y proporciona una se(al de retroalimentacin que inhibe la produccin de oscilaciones.
8. DE1INA LA GANANCIA DE LAO CERRADO 2 DE LAO A4IERTO.
GANANCIA DE LAO CERRADO: Es la ganancia de volta!e del ampli)cador con la trayectoria de retroalimentacin abierta.
GANANCIA DE LAO A4IERTO: Es la ganancia general de volta!e del circuito total, con el la"o de retroalimentacin cerrado, y siempre es menor que la de la"o abierto.
?. ESCRI4A LAS CUATRO CON1IGURACIONES M*S COMUNES DE OSCILADOR. %as m3s comunes son las de Pierce, discreta y de circuito integrado, y la de semipuente RLC.
@. DESCRI4A EL 1UNCIONAMIENTO DE UN OSCILADOR DE &UENTE DE IEN.
El
oscilador de puente de 5ien es un oscilador 67 no sintoni"ado de corrimiento de ase, que usa retroalimentacin tanto positiva como negativa. Es un circuito relativamente estable, de ba!a recuencia, que se sintoni"a con acilidad, y que se suele usar en generadores de se(al para producir recuencias de 8H9 a :;H9. El uncionamiento de un oscilador de puente de 5ien< en el encendido inicial aparece ruido &en todas las recuencias' en vsal, que se retroalimentan por la red de adelanto=retraso, solo pasa ruido de / por esa red con un despla"amiento de ase /”, y con relacin de transerencia de :>-. En consecuencia, solo se retroalimenta una sola recuencia / en ase, sure una ganancia de volta!e : en el la"o y produce oscilaciones autosostenidas.
B. DESCRI4A LA ACCI'N DE OSCILADOR EN UN CIRCUITO TAN/UE LC. %os osciladores LC son circuitos osciladores que usan circuitos tanque LC para establecer la recuencia. El uncionamiento de un circuito tanque implica intercambio de energ?a entre cinética y potencial una ve" que se inyecta corriente en el circuito se intercambia energ?a entre el inductor y el capacitor, y se produce un volta!e correspondiente de salida. %a recuencia de uncionamiento de un circuito tanque LC no es m3s que la recuencia de resonancia de la red LC en paralelo, y el ancho de banda es una uncin de la @ del circuito. %a recuencia de resonancia de un circuito tanque LC con Q _ :/ se apro*ima bastante con la ecuacin
07. =/U5 /UIERE DECIR OSCILACI'N AMORTIGUADA> =/U5 LA CAUSA>
En el oscilador de hartley, la parte de la de la energ?a que se retroalimenta a la base @: se determina con la relacin de %:b a la inductancia total, %:a 4 %:b. si la energ?a que se retroalimenta es insu)ciente, se amortiguan las oscilaciones.
00. DESCRI4A EL 1UNCIONAMIENTO DE UN OSCILADOR DE %ARTLE2 2 EL DE UN OSCILADOR DE COL&ITTS.
El oscilador de hartley unciona como sigue< en el encendido inicial aparece una multitud de recuencias en el colector @: y se acoplan al circuito tanque a trav#s de 7A. El ruido inicial proporciona la energ?a necesaria para cargar a 7:. $na ve" que 7: se carga parcialmente, comien"a la accin del oscilador. $na parte del volta!e oscilatorio del circuito tanque va a trav#s de %:b, y se retroalimenta a la base @: donde se ampli)ca. %a se(al ampli)cada aparece desasada :B/C en el colector, respecto a la se(al de base. 2e hace otro despla"amiento de ase :B/C mas a trav#s de %:D en consecuencia, la se(al que regresa a la base de @: esta ampli)cada y con su ase despla"ada -/C por lo anterior, el circuito es regenerativo y sostiene oscilaciones sin se(al e*terna de entrada.
El oscilador de colpitts el uncionamiento de este oscilador es muy parecido al oscilador de hartley, con la e*cepcin de que se usa un divisor capacitivo en lugar de una bobina con derivacin.
03.
DE1INA LA ESTA4ILIDAD DE 1RECUENCIA.
Es la capacidad de un oscilador para permanecer en una recuencia )!a, y es de primordial importancia en los sistemas de comunicaciones. 7on recuencia, se especi)ca la estabilidad de recuencia como de corto o de largo pla"o.
09. %AGA UNA LISTA DE 1ACTORES /UE A1ECTAN LA ESTA4ILIDAD DE 1RECUENCIA DE UN OSCILADOR.
2on varios los actores que aectan la estabilidad de un oscilador. %os m3s obvios son los que aectan en orma directa el valor de los componentes que determinan la recuencia. 2e incluyen los cambios de inductancia, capacitancia y resistencia causados por variaciones ambientales de temperatura y humedad, y cambios en el punto de reposo de los transistores normales y de eecto de campo. ambi#n las fuctuaciones de las uentes de poder de cd aectan la estabilidad. %a estabilidad de la recuencia de los osciladores de RC o de LC se puede me!orar mucho regulando el suministro de cd y minimi"ando las variaciones ambientales. ambi#n se pueden usar componentes especiales, independientes de la temperatura.
0;.
DESCRI4A EL E1ECTO &IEOEL5CTRICO.
2e presenta cuando se aplican esuer"os mec3nicos oscilatorios a trav#s de una estructura de red cristalina , y generan oscilaciones el#ctricas, y viceversa. El esuer"o puede tener la orma de compresin, tensin, torsin o cortante. 2i el esuer"o se aplica en orma peridica, el volta!e de salida es alterno. 1l rev#s, cuando se aplica un volta!e alterno a trav#s de un cristal con la recuencia natural de resonancia, o cerca de ella, el cristal comen"ar3 a oscilar mec3nicamente. 1 este proceso se le llama excitación de vibraciones mecánicas en un cristal.
0<. =/U5 /UIERE DECIR EL T5RMINO CORTE DE CRISTAL> %AGA UNA LISTA DE )ARIOS CORTES DE CRISTAL6 DESCR4ALOS 2 COM&ARE SUS ESTA4ILIDADES. %os cristales completos de cuar"o tienen una seccin transversal he*agonal, con e*tremos de punta. 7uando se corta una oblea de cristal en direccin paralela al e!e " con sus caras perpendiculares al e!e *, se obtiene lo que se llama un cristal de perpendiculares al e!e y, se obtiene el cristal de corte y, se pueden obtener diversos cortes girando el plano de corte respecto a uno o m3s e!es. Hay otros tipos de cortes de cristal que incluyen los cortes F, 7, +, E, 17, G, ;, y I. El corte 1 es el mas comn de todos los resonadores de alta y muy alta recuencia, de cristal. El tipo, longitud y espesor de un corte, y el modo de vibracin, determinan la recuencia natural del cristal. %as recuencias de resonancia de los cristales cortados 1 van desde unos B//Jh" hasta unos -/ ;h" . los cortes 7 y + tienen esuer"o cortante de ba!a recuencia, y se usan mas en el intervalo de :// a 8//Jh". El corte ; vibra longitudinalmente, y se usa en el intervalo de 8/ a ://Jh", y el corte tiene un intervalo til menor que 8/Jh".
08. DESCRI4A C'MO 1UNCIONA UN OSCILADOR DE CRISTAL DE SO4RETONOS. 7omo se di!o arriba, para aumentar la recuencia de vibracin de un cristal de cuar"o, la oblea de cuar"o se hace m3s delgada. Esto impone un l?mite ?sico obvio< mientras m3s delgada es la oblea, es m3s susceptible a da(arse y se hace menos til. 1unque el l?mite pr3ctico para los osciladores de cristal en modo undamental es de unos -/ ;H", es posible hacer traba!ar el cristal en modo de sobretonos o armnicas. En este modo se pueden tener vibraciones relacionadas armnicamente en orma simult3nea con la vibracin undamental. En el modo de sobretono, el oscilador se sintoni"a para traba!ar en la tercera, quinta, s#ptima o hasta en la novena armnica de la recuencia undamental del cristal. %as armnicas se llaman sobretonos, porque no son verdaderas armnicas. %os abricantes pueden procesar cristales de tal modo que se reuerce un sobretono m3s que los dem3s. 1l usar el modo de sobretono
0?. =CU*L ES LA )ENTA+A DE UN OSCILADOR DE CRISTAL DE SO4RETONOS6 RES&ECTO A UN OSCILADOR CON)ENCIONAL DE CRISTAL> 1l usar el modo de sobretono aumenta el limite til de los osciladores normales de cristal, hasta unos A//;h" %os cristales de cuar"o &convencional' traba!an adecuadamente hasta los :/ ;h" de recuencia undamental. Para lograr recuencias mas altas, podemos emplear un cristal que vibre en los sobretonos. +e esta orma, podemos alcan"ar recuencias de hasta ://;h". Kcasionalmente, la turmalina, mas cara, pero mas resistente se emplea a recuencias mayores.
0@. =/U5 /UIERE DECIR COE1ICIENTE &OSITI)O DE TEM&ERATURA> =/U5 /UIERE DECIR COE1ICIENTE NEGATI)O DE TEM&ERATURA> 2i la direccin del cambio de recuencia es igual a la del c ambio de temperatura, es decir, que un aumento de temperatura cause un aumento de recuencia, y que una disminucin de temperatura cause una disminucin de recuencia, se llama coe)ciente positivo de temperatura. 2i el cambio de recuencia tiene direccin opuesta a la del cambio de temperatura &un aumento de temperatura causa una disminucin de recuencia y una disminucin de temperatura causa un aumento de recuencia', se llama coe)ciente negativo de temperatura.
0B.
=/U5 ES UN CRISTAL CON COE1ICIENTE CERO>
7uyos coe)cientes de temperatura son de _: hasta _: H">;H">07. El cristal cortado G es casi un cristal perecto, de coe)ciente cero, desde temperaturas de congelacin hasta ebullicin, pero slo es til en recuencias menores que algunos cientos de Jilohert".
37. %AGA UN ES/UEMA DEL CIRCUITO EL5CTRICO E/UI)ALENTE DE UN CRISTAL6 2 DESCRI4A LOS DI)ERSOS COM&ONENTES 2 SUS CONTRA&ARTES MEC*NICAS.
%a )gura muestra el circuito el#ctrico equivalente de un cristal, cada componente el#ctrico equivale a una propiedad mec3nica del cristal. 7A es la capacitancia real ormada entre los electrodos del cristal, y el cristal mismo es el diel#ctrico. 7: equivale a la docilidad mec3nica del cristal en vibracin &llamada tambi#n resilencia o elasticidad'. % equivale a a la masa del cristal en vibracin y 6 es la perdida por riccin mec3nica. 7omo un cristal tiene un circuito equivalente en serie y uno en paralelo, tambi#n hay dos impedancias equivalentes y dos recuencias de resonancia< en serie y paralelo.
30. =CU*L CON1IGURACI'N DE OSCILADOR DE CRISTAL TIENE LA ME+OR ESTA4ILIDAD> El semipuente 6%7.
