MATERIA: RADIOCOMUNICACION

TRANSISTORES BIPOLARES

Introducción

El transistor unipolar es un elemento cuya resistencia interna puede variar en función de la señal de entrada aplicada; esta variación provocada hace que sea capaz de regular la corriente que circula por el circuito en el que se encuentra conectado. Está formado por la unión de tres pastillas semiconductoras (N o P) unidas entre sí, siendo la central diferente a las de los extremos; de este modo, podemos encontrar transistores NPN o PNP. La pastilla central es la base y es la más pequeña de todas, y las de los extremos son el emisor y el colector (mayor que la del emisor). El emisor está fuertemente dopado de portadores, y su misión es inyectarlos en la base. La base está ligeramente impurificada (menos dopada), y es por aquí por donde pasan los portadores que proceden del emisor camino del colector; de esta manera se crea una corriente. El colector está más dopado que la base, pero menos que el emisor, siendo éste quien recoge los portadores que vienen del emisor y no ha recogido la base.

En todo transistor se cumple, respecto a tensiones y corrientes, lo siguiente:

Vcb + Vbe = Vce

Ic + Ib = Ie

Además, como un parámetro muy importante, tenemos que:

B (beta o hfe) = Ic/Ib

y es la ganancia de corriente colector-base cuando la resistencia de carga es nula.

Polarización Consiste en conseguir las tensiones adecuadas en cada punto del circuito, las corrientes deseadas y el punto de reposo (o trabajo ) Q. Todo lo anterior implica conectar los transistores a ciertas resistencias que, por medio de las caídas de tensión producidas en ellas, lograrán establecer los valores pretendidos, así como su estabilidad. Todo esto se hará a partir de tensiones contínuas.

Recta de carga estática Será una recta situada en el primer cuadrante que cortará a las curvas

Ic = f(Vce) --corriente de colector función de la tensión colector-emisor--.

Para obtener los dos puntos que definen la recta, plantearemos la ecuación de la malla de colector en el circuito que estemos analizando, haremos:

Ic = 0

y obtendremos Vce (punto de corte con el eje horizontal y máxima tensión que se puede aplicar).

A continuación hacemos :

Vce = 0

y obtendremos Ic (punto de corte con el eje vertical y máxima corriente que nos puede proporcionar).

Punto Q de trabajo

Siempre está situado en la recta de carga y dentro de alguna curva, especificando una cierta corriente de colector Ic y una determinada tensión colector-emisor Vce.

Para obtener el punto de trabajo Q plantearemos tres ecuaciones: La de la malla de base, la de la malla de colector y por último la ecuación del transistor

Ic = Beta x Ib.

Posteriormente veremos aplicaciones de lo anterior en diversos circuitos de aplicación.

Zonas de trabajo

Dependiendo de la posición del punto de trabajo, podemos distinguir tres zonas:

Zona de corte, zona activa y zona de saturación.

* Zona de corte
En esta zona siempre tendremos Ib = 0, Ic = 0, Vce = Vcc. El transistor se comporta prácticamente como un circuito abierto.

* Zona activa
Aquí es donde el transistor suele trabajar, siendo la zona en donde el transistor amplifica, cumpliéndose Ic = B Ib, Vce = 0,6v (0,2v para el caso de transistores de germanio).

* Zona de saturación
El transistor se comporta aproximadamente como un cortocircuito.

Vce = 0,2v, Ibsat > Ib, Icsat = B Ibsat, Ic = Icsat.

Estabilización La estabilización tiene por objeto evitar el embalamiento térmico y reducir el desplazamiento del punto de trabajo. Para conseguirlo se utilizan métodos por los que un incremento de la corriente de colector dé lugar, por realimentación, a una variación de otra magnitud que ocasione un decremento compensador de dicha corriente de colector, de forma que el incremento de Ic resultante sea mucho menor que el aumento de Ic sin el sistema estabilizador.

Ejemplos de circuitos de polarización

Polarización fija con resistencia de emisor

Obtención del punto Q:

Ecuación de corrientes:

Ie = Ic+Ib

Malla de colector: Vcc-Vce = IcRc+(Ic+Ib)Re

Malla de base: Vcc-Vbe = IbRb+(Ic+Ib)Re

Ecuación del transistor: Ic = BIb (suponemos B = 120)

De la malla de base ---> Ib = 38,87 microamperios. De la ecuación del trt ---> Ic = 4,58 miliamperios. De la malla de colector ---> Vce = 5,42 voltios.

Polarización por realimentación de colector

Obtención del punto Q:

Ecuación de corrientes: Ie = Ic+Ib

I = Ic+Ib Malla de colector: Vcc-Vce = IR+(Ic+Ib)Re (R = 810 ohmios)

Malla de base: Vcc-Vbe = IR+IbRb+(Ic+Ib)Re Ecuación del trt: Ic = BIb (suponemos B = 110)

De la malla de base ---> Ib = 42,53 microamperios. De la ecuación del trt ---> Ic = 4,58 miliamperios

De la malla de colector ---> Vce = 4,95 voltios.

Estabilización por resistencia de emisor (Re) y polarización por divisor de tensión en base (autopolarización)

El mecanismo eléctrico de este circuito es muy eficaz y se desarrolla del siguiente modo: Si suponemos un aumento de Ic, la caída de tensión en Re aumenta y contrarresta el aumento de la corriente Ic porque se produce un descenso en la tensión de polarización de base Vbe. R1 y R2 son las resistencias que hacen variar el punto de trabajo Q y consecuentemente la zona de trabajo.

Obtención del punto Q:

Ecuación de corrientes: Ie = Ic+Ib

Malla de colector: Vcc-Vce = IcRc+(Ic+Ib)Re

Ecuación de tensión en base: Vbb = Vcc R2/(R1+R2)

Rb = R1R2/(R1+R2)

Malla de base: Vbb-Vbe = IbRb+(Ic+Ib)Re

Ecuación del transistor: Ic = BIb (suponemos B = 110)
De la malla de base ---> Ib = 55,11 microamperios. De la ecuación del trt ---> Ic = 5,31 miliamperios De la malla de colector ---> Vce = 5 voltios.

Configuraciones básicas

Son las siguientes:

* Emisor común: La entrada es por la base y la salida por el colector. *

Base común: Entrada por emisor y salida por colector. *

Colector común: Entrada por base y salida por emisor.

Cada configuración tiene sus características propias como pueden ser la amplificación de tensión y/o corriente, impedancia de entrada/salida alta, media o baja, etc.

Una vez polarizado el transistor para que trabaje en una zona determinada, introduciremos una señal alterna en su entrada para amplificarla. La amplificación consiste en aumentar la amplitud de una señal eléctrica, por tanto en la salida del amplificador tendremos una señal idéntica a la de la entrada pero de mayor amplitud.

Dependiendo de donde se sitúe el punto de trabajo Q tendremos los siguientes tipos de amplificadores:

* Amplificador en clase A: El punto de trabajo está situado en la zona activa. *

Amplificador en clase B: El punto de trabajo se sitúa en el límite de la zona activa. Sólo amplifican el semiciclo positivo de la señal de entrada, por lo cual se necesitarán dos transistores para amplificar ambos semiciclos (positivo y negativo). *

Amplificador en clase AB: El punto de trabajo está situado en la parte más baja de la zona de conducción. *

Amplificador en clase C: El punto de trabajo se sitúa en la zona de corte. También aquí se necesitan dos transistores.

Si atendemos a la magnitud a amplificar podemos también hacer la siguiente clasificación:

- Amplicador de tensión. -

Amplificador de corriente. -

Amplificador de potencia. -

Amplificador de contínua. -

Amplificador de baja frecuencia. -

Amplificador de alta frecuencia. -

Amplificador de vídeo frecuenci

AMPLIFICADORES DE POTENCIA DE SIMETRIA COMPLEMENTARIA

PINCIPIOS BASICOS

Los amplificadores de POTENCIA, también denominados de potencia, tienen como misión entregar a la carga una señal de potencia grande con la mínima distorsión y el máximo rendimiento. La impedancia de salida ha de ser pequeña puesto que la carga suele ser un altavoz (4 u 8 ohmios); así pues, estos amplificadores suelen ser en colector común ya que su ganancia de intensidad es muy elevada y esto hace que la intensidad de salida sea grande, lo suficiente como para mover la membrana del altavoz. Existen diversos montajes tales como amplificador en emisor común con acoplo de salida mediante transformador, amplificador con salida en push-pull y amplificador con salida en simetría complementaria

El circuito consta de dos transistores de características idénticas pero de diferente tipo, uno PNP y otro NPN (de aquí su nombre de "complementario"). Están polarizados en clase B por lo que cada transistor conducirá en semiciclos opuestos de la señal de entrada.

Como se puede observar en el osciloscopio, la señal de salida presenta una distorsión llamada distorsión de cruce. Esta distorsión es un tipo más de las que puede haber en cualquier circuito electrónico, siendo las más comunes (y todas ellas indeseables) las de frecuencia, fase o amplitud.

La distorsión de cruce se produce porque al estar polarizado en clase B (muy cerca de la zona de corte) los transistores no empiezan a conducir hasta que haya una tensión de unos 0,6 voltios entre base y emisor. Para evitar esta distorsión se polariza a los transistores en clase AB mediante el aumento del valor de la resistencia R1, o disponiendo dos diodos en serie tal como podemos apreciar en el circuito siguiente; así se produce una caída de tensión igual a la umbral de las uniones base emisor de los transistores, por lo que la distorsión de cruce desaparece (ver señal en el osciloscopio).

MATERIA: RADIO AM FM

PRINCIPIOS DE MODULACION DE AM

Se denomina modulación al efecto de "añadir" una señal de baja frecuencia (información) a otra de alta frecuencia o portadora.

Hay tres métodos básicos de modular la portadora. Son la modulación en amplitud, la modulación en frecuencia y la modulación de fase. En nuestro caso vamos a estudiar la modulación en amplitud.

En la figura 1 se presenta una onda de radiofrecuencia (R.F.) pura, una señal de A.F. y una onda modulada en amplitud por la señal de A.F.

La amplitud de la señal de R.F. varía con la amplitud de la señal moduladora. Por otra parte la velocidad con que varía la amplitud de la señal de R.F. depende de la frecuencia de la señal de modulación.

A la señal de R.F. se la llama portadora y a la de A.F. envolvente o moduladora.



PORCENTAJE DE MODULACION.-

La relación entre la tensión de BF y la tensión de RF se designa como grado de modulación, representado por la letra m. El grado de modulación en % se obtiene mediante la fórmula:

% DE MODULACION = Vmax-Vmin x 100

Vmax+Vmin



El grado de modulación se elegirá de forma que la señal de BF no llegue a modular a la portadora en más de un 100%, tomando como cifra máxima la del 90% de modulación.


SISTEMA EMISOR.-

Es el encargado de transmitir la señal al espacio. Consta de los siguientes bloques:
- Convertidor del sonido en señales eléctricas, que será la señal moduladora.
- Oscilador de portadora, que será el encargado de generar una onda patrón a la frecuencia que tenga asignada la emisora.

Modulador, que nos mezclará las dos señales, la de B.F. y R.F., dándonos la señal modulada en amplitud.


Amplificador de R.F. nos amplificará convenientemente la señal para poder transmitirla por el espacio.


SISTEMA RECEPTOR.-

En el receptor tiene lugar un proceso inverso al de modulación (fig. 3). Este proceso se llama demodulación o detección.

La señal de la estación deseada es recibida por la antena y seleccionada por el selector de RF. Luego es detectada. La señal resultante de audiofrecuencia es amplificada y aplicada al altavoz.

RECEPTOR SUPERHETERODINO.-

El receptor anterior fue superado por el receptor superheterodino. Este es más práctico porque proporciona más selectividad, sensibilidad y estabilidad. Los bloques que componen un receptor de este tipo son:


a) Circuito de entrada, mediante el cual se efectúa el acoplamiento de la antena al primer transistor y que está sintonizado a la frecuencia de la emisora que se desea recibir fs.

b) Oscilador local, en el cual se genera la señal de frecuencia fo, que para conseguir el efecto heterodino, debe mezclarse (batido) con la señal recibida. La frecuencia de este oscilador es variable a voluntad y debe mantener una diferencia constante, FI de 460 KHz, con la señal sintonizada en los circuitos de entrada (fs).

d) Mezclador, en el cual se heterodinan las dos señales fs y fo. Normalmente el mismo paso hace de oscilador local y de mezclador denominándose entonces conversor.

e) Frecuencia Intermedia, que consta de una o más etapas amplificadoras sintonizadas a la frecuencia FI de 460 KHz. Este amplificador de entre las diversas frecuencias que se producen en la heterodinación y que están presentes en la salida del conversor, selecciona y amplifica solamente la FI.

d) Detector, en el que se demodula la FI, obteniéndose
así la señal de BF con que está modulada. Este detector debe recibir la señal de FI lo suficientemente intensa para poder trabajar en la zona lineal de la característica del diodo, para que no exista distorsión. Generalmente se deriva del
detector una componente de continua para el funcionamiento del CAG, (Control automático de Ganancia).

MATERIA: RADIO AM FM UNIDAD I Fuentes de Alimentacion

Fuente de Alimentacion ,Transformador, rectificador, filtro, regulador

Muchos circuitos necesitan para su funcionamiento, una alimentación de corriente continua (C.C.), pero lo que normalmente se encuentra es alimentación de corriente alterna (C.A.).

Para lograr obtener corriente continua, la entrada de corriente alterna debe seguir un proceso de conversión como el que se muestra en el diagrama.

En el gráfico siguiente se ve el funcionamiento de una fuente, con ayuda de un diagrama de bloques.
También se muestran las formas de onda esperadas al inicio (Entrada en A.C.), al final (Salida en C.C.) y entre cada uno de ellos.

- La señal de entrada, que va al primario del transformador, es una onda senoidal cuya amplitud dependerá del lugar en donde vivimos (110 / 220 Voltios c.a. u otro).
- El transformador entrega en su secundario una señal con una amplitud menor a la señal de entrada y ésta deberá tener un valor que esté de acorde a la tensión (voltaje) final de corriente continua que se desea obtener.

Por ejemplo si se desea obtener una tensión final en corriente directa de 12 Voltios, el secundario del transformador deberá tener una tensión en c.a. no menor a los 9 voltios, quedando este valor muy ajustado (recordar que el valor pico el el secundario es: Vp = 1.41 x Vrms = 1.41 x 9 = 12.69 Voltios).



Si se toman en cuenta las caídas de tensión en las diferentes etapas (bloques) de la fuente de poder, posiblemente ya no se puedan obtener los 12 voltios esperados.

En este caso se escogería un transformador con una tensión en el secundario de 12 voltios c.a.. Con esta tensión en c.a. se obtiene una tensión pico: Vp = 1.41 x 12 = 16.92 voltios.


- El rectificador convierte la señal anterior en una onda de corriente continua pulsante, y en el caso del diagrama, se utiliza un rectificador de 1/2 onda (elimina la parte negativa de la onda.)


- El filtro, formado por uno o más condensadores (capacitores), alisa o aplana la onda anterior eliminando el componente de corriente alterna (c.a.) que entregó el rectificador. Los capacitores se cargan al valor máximo de tensión entregada por el rectificador y se descargan lentamente cuando la señal pulsante desaparece.


Ver el diagrama anterior y proceso de descarga de un condensador
- El regulador recibe la señal proveniente del filtro y entrega una tensión constante sin importar las variaciones en la carga o del voltaje de alimentación.


- Los transformadores se utilizan para disminuir o elevar voltajes de corriente alterna.


- Los rectificadores están formados por diodos y se utilizan el proceso de transformación de una señal de corriente alterna a corriente continua, permitiendo el paso o no de los semiciclos de ondas de corriente alterna.


- Los filtros, pueden ser de varios tipos y se utilizan para eliminar los componentes de C.A. no deseados.- Los reguladores son un grupo de elementos o un elemento electrónico


Regulador de tensión con diodo zener


Características, ejemplo de diseño
El Zener se puede utilizar para regular una fuente de tensión. Este semiconductor se fabrica en una amplia variedad de tensiones y potencias


Estas van desde menos de 2 voltios hasta varios cientos de voltios, y la potencia que pueden disipar va desde 0.25 watts (vatios) hasta 50 watts (vatios) o más.


La potencia que disipa un diodo zener es simplemente la multiplicación del voltaje para el que fue fabricado por la corriente que circula por el.


Pz = Vz x Iz


Esto significa que la máxima corriente que puede atravesar un diodo zener es:


Iz = Pz / Vz.


Donde:- Iz = Corriente que pasa por el diodo Zener- Pz = Potencia del diodo zener (dato del fabricante)- Vz = Tensión del diodo zener (dato del fabricante)



Ejemplo: La corriente máxima que un diodo zener de 10 Voltios y 50 Watts (vatios), podrá aguantar será: Iz = Pz / Vz = 50 / 10 = 5 Amperios



Cálculo de la resistencia limitadora Rs. (ver esquema del regulador con diodo zener)

El cálculo de la resistencia Rs está determinado por la corriente que pedirá la carga (lo que vamos a conectara a esta fuente).
Esta resistencia (resistor) se puede calcular con la siguiente fórmula:

Rs = [Venmin - Vz] / 1.1 x ILmáx

donde:- Ven (min): es el valor mínimo del voltaje de entrada. (acordarse que es una tensión no regulada y puede variar)- IL (max): es el valor de la máxima corriente que pedirá la carga.

Una vez que se obtuvo Rs, se obtiene la potencia máxima del diodo zener, con ayuda de la siguiente fórmula:

PD = [[ Venmin - Vz] / Rs - ILmin] x Vz

Ejemplo de un diseño:

Una fuente de 15 voltios debe alimentar una carga con 9 Voltios, que consume una corriente que varía entre 200 y 350 mA. (mili amperios). Se escoge un diodo zener de 9.1 voltios pues no hay de 9.
- Calculo de Rs: Rs = (15 - 9.1) / (1.1 x 0.35) = 15 ohmios (ohms)

- Cálculo de la potencia del diodo zener: PD = [ (15 - 9.1) / 15 ] x 9.1 = 3.58 watts o vatios.
Como no hay un diodo zener de 3.58 Vatios, se escoge uno de 5 vatios que es el más cercano

- Potencia de Rs: Un cálculo adicional es la potencia de la resistencia Rs. Este se hace con la fórmula: P = I2 x R.

Los datos actuales son: I (max) = 350 miliamperios = 0.35 amperios y Rs = 15 Ohmios (ohms)aplicando la fórmula, PRs = 0.352 x 15 = 1.84 Watts (vatios)Esto significa que a la hora de comprar esta resistencia (resistor) deberá ser de 2 Watts o más

ESPECTRO ELECTROMAGNETICO

MATERIA: RADIO AM FM UNIDAD I

ASÍ FUNCIONA EL ESPECTRO ELECTROMAGNÉTICO



RADIACIÓN DE LAS ONDAS ELECTROMAGNÉTICAS

La oscilación o la aceleración de una carga eléctrica cualquiera genera un fenómeno físico integrado por componentes eléctricos y magnéticos, conocido como espectro de radiación de ondas electromagnéticas.

FIg. 1 Espectro completo de las radiaciones de ondas electromagnéticas.


Ese espectro se puede ordenar a partir de ondas que poseen frecuencias muy bajas de pocos hertz (Hz) o ciclos por segundo con longitudes muy largas, como las de la frecuencia de la corriente alterna que empleamos en nuestras casas, hasta llegar a ondas de frecuencias muy altas, de miles de millones de hertz o ciclos por segundo con longitudes extremadamente cortas, como las que poseen las radiaciones cósmicas.

La única diferencia existente entre un grupo de ondas y otras dentro del espectro electromagnético es su frecuencia en hertz (Hz), su longitud en metros (m) y el nivel de energía que transmiten en joule (J).

Características principales de las ondas electromagnéticas

Las tres características principales de las ondas que constituyen el espectro electromagnético son:

Frecuencia ( f )

Longitud ( λ )

Amplitud ( A )


Frecuencia

La frecuencia de una onda responde a un fenómeno físico que se repite cíclicamente un número determinado de veces durante un segundo de tiempo, tal como se puede observar en la siguiente ilustración:
fig. 2
A.- Onda senoidal de un ciclo o hertz (Hz) por segundo. B.- Onda senoidal de 10 ciclos o hertz por segundo

La frecuencia de esas ondas del espectro electromagnético se representan con la letra ( f ) y su unidad de medida es el ciclo o hertz (Hz) por segundo.


Longitud de onda

Las ondas del espectro electromagnético se propagan por el espacio de forma similar a como lo hace el agua cuando tiramos una piedra a un estanque, es decir, generando ondas a partir del punto donde cae la piedra y extendiéndose hasta la orilla.

Cuando tiramos una piedra en un estanque de agua, se generan ondas similares a las
radiaciones propias del espectro electromagnético.


Tanto las ondas que se producen por el desplazamiento del agua, como las ondas del espectro electromagnético poseen picos o crestas, así como valles o vientres.

La distancia horizontal existente entre dos picos consecutivos, dos valles consecutivos, o también el doble de la distancia existente entre un nodo y otro de la onda electromagnética, medida en múltiplos o submúltiplos del metro (m), constituye lo que se denomina “longitud de onda”.

P.- Pico o cresta: valor máximo, de signo positivo (+), que toma la onda sinusoidal del espectro. electromagnético, cada medio ciclo, a partir del punto “0”. Ese valor aumenta o disminuye a medida que. la amplitud “A” de la propia onda crece o decrece positivamente por encima del valor "0".

V.- Valle o vientre: valor máximo de signo negativo (–) que toma la onda senoidal del espectro. electromagnético, cada medio ciclo, cuando desciende y atraviesa el punto “0”. . El valor de los valles. aumenta o disminuye a medida que la amplitud “A” de la propia onda crece o decrece negativamente por. debajo del valor "0".

T.- Período: tiempo en segundos que transcurre entre el paso de dos picos o dos valles por un mismo. punto.

N.- Nodo: Valor "0" de la onda senoidal.

La longitud de una onda del espectro electromagnético se representa por medio de la letra griega lambda. ( λ ) y su valor se puede hallar empleando la siguiente fórmula matemática:

De donde:

λ= Longitud de onda en metros.
c = Velocidad de la luz en el vacío (300 000 km/seg).
f = Frecuencia de la onda en hertz (Hz).

Por ejemplo, si deseamos conocer en qué banda en metros de la onda corta (OC) transmite una emisora de radio que se capta en los 7.1 MHz de frecuencia en el dial, procedemos de la siguiente forma:



La velocidad de la luz (300 000 km/seg) la convertimos en m/seg, para poder obtener el resultado final en metros. Esa operación la realizamos de la siguiente forma, teniendo en cuenta que 1 km es igual a 1 000 metros:

300 000 km/seg x 1 000 m = 300 000 000 metros/seg



A continuación los 7,1 megahertz los convertimos en hertz (Hz), que es la unidad de medida correspondiente a la frecuencia, teniendo en cuenta que 1 MHz es igual a 106 Hz, o sea, 1 000 000 Hz:

7,1 MHz x 106 = 7,1 x 1 000 000 = 7 100 000 Hz (ó 7 100 000 ciclos por segundo)



Con el resultado de esas dos conversiones sustituimos sus correspondientes valores en la fórmula anteriormente expuesta y tendremos:
Por tanto, la longitud de onda de la señal de 7,1 MHz será de 42,2 metros por ciclo o hertz de frecuencia. Esa longitud se corresponde con la gama de ondas cortas de radio (OC) que responden al rango correspondiente de la banda de más de 41 metros en el dial de un radiorreceptor.


Amplitud de onda

La amplitud constituye el valor máximo que puede alcanzar la cresta o pico de una onda. El punto de menor valor recibe el nombre de valle o vientre, mientras que el punto donde el valor se anula al pasar, se conoce como “nodo” o “cero”.

Propiedades de las ondas electromagnéticas

Para su propagación, las ondas electromagnéticas no requieren de un medio material específico, pues pueden viajar incluso por el espacio extraterrestre.

Las ondas electromagnéticas, como se mencionó anteriormente, se propagan por el vacío a la velocidad de la luz (300 000 km/seg aproximadamente), hasta que su energía se agota. A medida que la frecuencia se incrementa, la energía de la onda también aumenta.

Este tipo de ondas presenta las mismas propiedades físicas inherentes al movimiento ondulatorio




Investigacion: Ing. Ricardo Arreola Navarro Enero 2008

CETIS 58

Materia: Radio AM FM

Principios de Osciladores

Materia : RADIOCOMUNICACION UNIDAD I

PRINCIPIOS BASICOS DE OSCILACION

La definición de oscilar es fluctuar entre dos estados y condiciones:

Oscilar es vibrar o cambiar de un estado a otro estado.

Un oscilador es un dispositivo que produce oscilaciones en forma de ondas repetitivas.

Un oscilador es un circuito electrónico que se utiliza en comunicaciones electrónicas Como generador de frecuencias para transmitir señales entre un transmisor y un receptor.


En aplicaciones electrónicas un oscilador es un dispositivo o circuito que produce oscilaciones eléctricas.

Una oscilación eléctrica es un cambio repetitivo de voltaje o de corriente en una forma de onda.

Si un oscilador es auto sostenido, los cambios en la forma de onda son continuos y repetitivos.

Un circuito oscilador auto sostenido no requiere una señal a la entrada para su funcionamiento, esto es genera su propia señal electrónica.

Se puede decir que la única señal que se le aplica a un oscilador es un voltaje de corriente continua ( voltaje de polarización ) para su funcionamiento.

Un oscilador en un circuito electrónico que a partir de un voltaje de cc se genera un voltaje de a.C. en forma de onda senoidal.



2.- OSCILADORES RETROALIMENTADOS

Los osciladores para que funcionen adecuadamente deben de tener un lazo de retroalimentación.

En electrónica retroalimentación significa tomar una porción de la señal de salida y regresarla a la entrada.

En la figura 1 se muestra un ejemplo del principio de retroalimentación.

La retroalimentación consiste en mandar un voltaje o corriente de la salida a la entrada.

Fig. 1 Modelo de una amplificador retroalimentado

El lazo de retroalimentación es físicamente una conexión eléctrica hecho por un cable.

Existen en la electrónica dos tipos de retroalimentación:

Retroalimentación positiva

Retroalimentación negativa


En los circuitos osciladores se utiliza la retroalimentación Positiva.

Hay cuatro requisitos que se deben cumplir para lograr un buen funcionamiento en un oscilador:

1.1.- Amplificación: un oscilador debe tener un amplificador capaz de amplificar voltaje.

1.2.- Retroalimentación positiva: Un circuito oscilador debe tener una trayectoria completa para que la señal de salida regrese a la entrada.

La señal de retroalimentación deber ser regenerativa, eso quiere decir, que debe tener la fase correcta y la amplitud correcta. (*)

1.3.- Componentes que determinen la frecuencia: Un oscilador debe tener componentes que determinen la frecuencia como por ejemplo , resistencias , capacitares, bobinas o cristales que permitan ajustar o cambiar la frecuencia de operación.

1.4.-Fuente de poder: Un oscilador para su funcionamiento como cualquier otro circuito electrónico, requiere de una fuente de alimentación.

Para que se produzcan las oscilaciones autosostenidas, un circuito oscilador debe cumplir con los cuatro requisitos básicos que se describieron anteriormente.

Las configuraciones más comunes que se utilizan en un oscilador para su funcionamiento son: RC (resitencia-capacitor),
LC (bobina-capacitor), los cristales de cuarzo y los circuitos integrados.


3.- CIRCUITO TANQUE

En un oscilador electrónico lo que se pretende es obtener un sistema de oscilación que sea estable y periódico, manteniendo una frecuencia y una forma de onda constante.

Para ello se aprovecha el proceso natural de oscilación amortiguada que poseen los circuitos compuestos por elementos capacitivos o inductivos.

Estos elementos tienen la capacidad de almacenar carga eléctrica en su interior (cargarse eléctricamente) y descargarse cuando la carga que los alimentaba ha desaparecido.

El ejemplo más simple de oscilador es el compuesto por una bobina, un condensador, una batería y un conmutador.

A este circuito se le conoce como circuito tanque.

En la figura 2 se describe el circuito tanke

Fig. 2 circuito tanke

Inicialmente el conmutador se halla en su posición izquierda, de forma que el condensador C se carga con la corriente que proporciona la batería V.

Transcurrido cierto tiempo el conmutador se pasa a la posición derecha. Como la bobina no posee ninguna carga y el condensador está totalmente cargado, este último se descarga completamente hacia la bobina, una vez que el condensador se ha descargado completamente es ahora la bobina la que se descarga sobre el
condensador, no parándose hasta que la carga en la bobina es cero y el condensador por lo tanto vuelve a estar cargado.

Este proceso se repite hasta que la energía almacenada por uno y otro se consume en forma de calor.

Este proceso puede representarse gráficamente empleando un eje cartesiano X-Y en el que el eje X representa el tiempo y el eje Y el valor de la corriente eléctrica que circula por la bobina y las tensiones en los bornes del condensador.

Si se lo dibuja se puede apreciar como se produce un continuo intercambio de energía entre el condensador y la bobina.

La substracción de energía producida por la resistencia de la bobina y el condensador (lo que provoca el calentamiento de los componentes) es lo que hace que este proceso no sea infinito.

Fig. 3 Curvas del oscilador LC

En la gráfica se puede apreciar cómo el desfase de tensiones existente entre bornes de la bobina es siempre de sentido opuesto a la existente en el condensador.

Este desfase es de 180º entre tensiones, existiendo un desfase de 90º entre la corriente que circula por la bobina y la tensión existente.

Esta señal se va amortiguando con el tiempo, hasta que acaba extinguiéndose transcurrido un periodo de tiempo bastante corto. Un circuito electrónico que sea capaz de volver a cargar eléctricamente uno de los componentes permitirá hacer un
proceso de oscilación constante.

Frecuencia de la oscilación

La característica de este tipo de circuito, también conocido como circuito tanque LC, es que la velocidad con que fluye y regresa la corriente desde el condensador a la bobina o viceversa, se produce con una

frecuencia (F) propia, denominada frecuencia de resonancia, que depende de los valores del condensador (C) y de la bobina (L), y viene dada por la siguiente fórmula:
donde:

F se mide en Hertz, C en Faradios y L en Henrios.