Ciclo 2012-I Lab. N 2 Osciladores de RF

COMUNICACIONES DE DATOS INDUSTRIALES

Laboratorio N 2

OSCILADORES DE RF

INFORME

Integrantes:Camavilca Quichca, LizzethHernandez Luque, Jilber MartinJaimes Meza, Fidel ManuelRomero Zevallos, Felix HuberSeccin: C5-6-A

Profesor: Robalino, Ramn

Fecha de Realizacin: 19 de MarzoFecha de Entrega: 26 de Marzo

2012-I

CONTENIDO

Pgina

Fundamento terico 3

Resultados obtenidos en el laboratorio 4 Aplicacin de lo aprendido 8

Anlisis de resultados 10

Conclusiones 10

LABORATORIO N 2Osciladores de RFFundamento tericoOscilador RFEs un dispositivo electrnico que genera una tensin oscilante a frecuencias tpicas de radiofrecuencia.Caractersticas de un buen oscilador RF Arranque automticamente al conectarlo. Sea estable en frecuencia ante fenmenos como vibraciones, cambios de temperatura, cambios en la tensin de alimentacin, etc. Cuando sea de frecuencia variable, vare su frecuencia de manera repetitiva Cuando sea de frecuencia variable, llegue rpidamente a la nueva frecuencia Cuando se le conecte otro componente electrnico a la salida, la carga no genere un cambio en la frecuencia Tenga poca distorsin Tenga bajo ruido de fase.

Los osciladores de radiofrecuencia pueden ser de varios tipos. Los ms comunes son:

Osciladores Pierce, a cuarzo o cermicos Osciladores LC: Hartley, Colpitts , Vackar, Seiler, Clapp Osciladores por frecuencia sintetizada

Figura 1. Etapa bsica, para un pequeo transmisor de FM.

Equipos y materiales Osciloscopio Fuente de alimentacin (+12V) Resistencias Condensadores Cables (bobinas) Cables de conexin Tarjeta Transistor

Resultados obtenidos en el laboratorio

1. Armamos el circuito de la figura 2 con alimentacin de 12 voltios.

Figura 2.Circuito Oscilador RF.

Valores de los dispositivos:R1: 220 ohmiosR2: 680 ohmiosC1: 0.1ufC2: 180pfL1: 1.58uH (*)L2-4: 316nH (*)

Figura3. Circuito Oscilador RF en placa.

2. Forma de onda observada en el osciloscopio en la salida del circuito.

Figura 4. Tensin entre colector- a tierra, del Circuito Oscilador RF.

Volt/div: 500mVTiempo/div: 50ns

3. Utilizamos el analizador de espectro para obtener el espectro de la onda de salida del oscilador.

Figura 5. Espectro de frecuencia de la seal de salida del Circuito Oscilador RF.

De la figura 5, tenemos la seal de 10.3Khz (en crculo), encontrada por el osciloscopio en todo el laboratorio.

Figura 6. En el osciloscopio la frecuencia del pico de frecuencia de la figura 5.

Preguntas del laboratorio1. En qu configuracin trabaja el transistor de la figura 1?

Rpta: Al estar amplificando el voltaje, se encuentra en la etapa activa.

2. Cul fue el valor obtenido para L1 y L2? (*)

El valor en Henrios de una bobina con un ncleo de aire, se halla en base a:l: longitud de la bobina (en cm)a: radio del ncleo de la bobina (en cm).N: nmero de vueltas.

L (H)=0.395 xa2xN2x10-6/l (1)

Rpta: De (1) obtenemos:

L1= 0.395 x0.52x202x10-6/2.5 = 1.58uHL2-4=0.395 x0.52x82x10-6/2 = 356nH

Aplicacin de lo aprendido El MAX2620 es un circuito integrado de montaje superficial, con una configuracin de oscilador en topologa de colector comn (La configuracin de colector comn se utiliza sobre todo para propsitos de acoplamiento de impedancia, debido a que tiene una alta impedancia de entrada y una baja impedancia de salida). El circuito integrado adems se modela con una resistencia negativa creada por los elementos parsitos propios del IC en el puerto base emisor, estas caractersticas propias del IC se pueden manipular y para ello la base y el emisor tienen conexiones externas que permiten realizar realimentaciones con capacitores y resonadores. Un circuito resonador a la frecuencia indicada y conectado a la base permitir causar la oscilacin. Con un diodo varactor se puede sintonizar el circuito tanque resonador usado para crear un oscilador controlado por voltaje (VCO). El oscilador es internamente en el IC llevado a un punto de ptima operacin. Los buffers de salida uno y dos son open collector, (requieren ser conectadas a una resistencia para funcionar, de esta forma se controla la corriente de trabajo) tambin son de configuracin par-diferencial teniendo aislamiento al oscilador de la carga, la salida puede ser usada diferencialmente para manejar un circuito integrado mezclador. Caractersticas a tener en cuenta Lead Temperature (soldering, 10s) +300C Frequency Range 10 MHz to 1050 MHz. Potencia en la salida. Para la salida del buffer nmero uno se tiene una potencia entre -5.5 dBm hasta -6 dBm para temperatura ambiente de 25C. y una alimentacin de 5 V. En el buffer dos se tiene una menor potencia de salida, esta est en el rango de -11.4 dBm a -11.7 dBm para temperatura ambiente y una alimentacin de 5 v. Segn la hoja de datos se tiene el circuito de la figura A.

Figura A. Circuito Integrado.

Figura B. Typical Operating Circuit.Aplicacin con el C.I MAX2620Diseo del Oscilador Controlado por Voltaje con el circuito integrado MAX2620 para un sintetizador de frecuencia para la banda HFPara realizar el Oscilador Controlado por Voltaje del sintetizador de frecuencia basado en un PLL para la banda HF se usa el circuito integrado MAX2620 que funciona para un rango de frecuencia de 10 MHz hasta 1050 MHz. Este circuito integrado combina en su interior un oscilador de bajo ruido con dos buffers de salida.

Se usa este dispositivo para la reduccin del ruido de fase ya que este oscilador muestra muy poco ruido de fase cuando se monta con un varactor sintonizado en un circuito tanque externo, por otro lado los buffers de salida estn diseados para el manejo de Mezcladores o Prescalers, haciendo del circuito integrado una buena alternativa de uso en los sistemas de comunicaciones. El circuito integrado trabaja perfectamente en rangos de 2.7V a 5.25V en la alimentacin.

Cuando el oscilador del transmisor de ondas de radio genera frecuencias ms altas, comprendidas entre 3 y 30 millones de ciclos por segundo o megahertz (MHz), nos encontramos ante frecuencias altas de OC (onda corta) o SW (Short Wave), insertadas dentro de la banda HF ( High Frequencies Altas. Frecuencias), que cubren distancias mucho mayores que las ondas largas y medias. Esas frecuencias de ondas cortas (OC) la emplean, fundamentalmente, estaciones de radios comerciales y gubernamentales que transmiten programas dirigidos a otros pases. Cuando las ondas de radio alcanzan esas altas frecuencias, su longitud se reduce, progresivamente, desde los 100 a los 10 metros.

Anlisis de resultados La figura 2 muestra el diagrama de un oscilador Hartley donde el transistor 2N3904 proporciona la amplificacin necesaria para una ganancia de voltaje, que est en configuracin base comn. El condensador C1 es un condensador de desacoplo. El condensador de 0.1uF proporciona una ruta de retroalimentacin positiva del circuito tanque a la base de Q1. El circuito presenta una frecuencia de oscilacin de 7.491Mhz en el osciloscopio digital, esta frecuencia no es la real del oscilador para saber el la verdadera frecuencia utilizamos el osciloscopio analgico que como se observa en la figura 6 nos da una Fosc= 10.3MHz.

Conclusiones Para generar el oscilador necesitamos un elemento activo que aporta la energa para que la oscilacin se mantenga en este caso nuestro transistor 2N3904 usado en el laboratorio. Adems utilizamos un circuito tanque que nos permite seleccionar la frecuencia de oscilacin en nuestro caso el circuito LC en configuracin Hartley. Debemos tener encuentra que nuestro circuito tenga una ganancia igual a 1 adems el desfasaje de la onda sea igual a cero, tiendo en cuenta estos criterios originaremos la oscilacin deseada.

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