Electronica generador de señal
Páginas: 16 (3815 palabras)
Publicado: 17 de noviembre de 2010
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Generadores y Sintetizadores de Señales
5.1 Introducción Las pruebas de calibración, test y mantenimiento de instrumentos y circuitos electrónicos en general, requieren la utilización de fuentes o generadores de señales de referencia calibradas y estables. En este capítulo se estudian los instrumentos para la generación de estas señales de referencia y las prestaciones que los caracterizancon el fin de seleccionar el más adecuado a los requisitos exigidos por la aplicación. Se presta especial atención a los sintetizadores indirectos de frecuencia, basados en el PLL (Phase Locked Loop; lazo de enganche de fase), ya que estos instrumentos consiguen muy buen equilibrio coste/prestaciones; por lo que en la actualidad, los modelos basados en el lazo de realimentación no lineal no suelenemplearse por poco que sea de exigente la aplicación de test que lo requiera. Sin embrago, éstos se estudian, aunque de forma superficial, con el fin de establecer un punto de partida en el estudio de las mejoras introducidas en la tecnología de instrumentos. 2 Técnicas y métodos de generación de señales Comúnmente se emplean las siguientes técnicas de generación: • • • Audiofrecuencia (AF): 0,01Hz- 10 MHz. Radiofrecuencia (RF): 1 kHz-1 GHz. Microondas: 1-40 GHz.
El empleo de una técnica no significa que se generen frecuencias dentro de esa banda. Los métodos de generación son en esencia dos: • • Variación de la frecuencia de un oscilador patrón, y Síntesis de frecuencias.
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Instrumentación Electrónica. Juan José González de la Rosa
Otro criterio de clasificación que sueleemplearse es la forma de onda de la salida: • • • • • • • Generadores de funciones matemáticas, Generadores de señales sinusoidales moduladas, Generadores de barrido, Osciladores de precisión, Generadores de pulsos, Generadores de funciones a la carta y ruidos “blanco” y “rosa”. Generadores de palabras digitales, etc.
3 Generadores de funciones matemáticas Estos instrumentos entregan señales quepueden describirse mediante ecuaciones y fórmulas matemáticas. 3.1 Esquema de bloques Se basa en la estructura o circuitos del lazo de realimentación no lineal. El ejemplo 1 muestra el funcionamiento cualitativo basado en un circuito electrónico. 3.2 Elementos de ajuste en el generador de funciones El bloque de realimentación del ejemplo 1 se denomina oscilador principal, y genera las señalescuadrada y triangular. Las señales generadas por el oscilador principal pasan a la etapa de salida donde se las procesa para generar en el terminal de salida del instrumento una señal con impedancia de salida adecuada a la aplicación en curso; lo usual es 50 Ω. La corriente del integrador se corrige mediante dos generadores de corriente controlados por tensión. Las entradas de estos generadores decorriente son el resultado del ajuste fino de frecuencia y del establecimiento de la simetría de la señal; que determina la duración de los semiciclos positivo y negativo (ciclo de trabajo). El diagrama de bloques de la figura 1 muestra la acción de control mencionada.
Fuente de + ∆IMILLER Señales corriente Oscilador principal cuadrada y controlada no lineal - ∆V MILLER - ∆IMILLER triangular portensión Fig. 1. Ajuste de la frecuencia y del ciclo de trabajo corrigiendo la corriente del integrador “Miller.
+ ∆V MILLER
Las entradas de tensión que ofrecen las salidas de corrección de corriente de la figura 1 provienen de las salidas diferenciales de un amplificador diferencial corregidas por el ajuste de simetría. A su vez, la entrada de este amplificador diferencial de salida dual es elresultado de la suma de tres señales de CC: • • • Ajuste fino de frecuencia, entrada externa VCO (Voltage Controlled Oscillator), entrada del generador de control.
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5 Generadores y Sinterizadotes de Señales
El generador de control permite realizar un barrido en frecuencia aplicando una señal de diente de sierra. Si el barrido es lineal el generador ofrece cada frecuencia durante el...
Generadores y Sintetizadores de Señales
5.1 Introducción Las pruebas de calibración, test y mantenimiento de instrumentos y circuitos electrónicos en general, requieren la utilización de fuentes o generadores de señales de referencia calibradas y estables. En este capítulo se estudian los instrumentos para la generación de estas señales de referencia y las prestaciones que los caracterizancon el fin de seleccionar el más adecuado a los requisitos exigidos por la aplicación. Se presta especial atención a los sintetizadores indirectos de frecuencia, basados en el PLL (Phase Locked Loop; lazo de enganche de fase), ya que estos instrumentos consiguen muy buen equilibrio coste/prestaciones; por lo que en la actualidad, los modelos basados en el lazo de realimentación no lineal no suelenemplearse por poco que sea de exigente la aplicación de test que lo requiera. Sin embrago, éstos se estudian, aunque de forma superficial, con el fin de establecer un punto de partida en el estudio de las mejoras introducidas en la tecnología de instrumentos. 2 Técnicas y métodos de generación de señales Comúnmente se emplean las siguientes técnicas de generación: • • • Audiofrecuencia (AF): 0,01Hz- 10 MHz. Radiofrecuencia (RF): 1 kHz-1 GHz. Microondas: 1-40 GHz.
El empleo de una técnica no significa que se generen frecuencias dentro de esa banda. Los métodos de generación son en esencia dos: • • Variación de la frecuencia de un oscilador patrón, y Síntesis de frecuencias.
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Instrumentación Electrónica. Juan José González de la Rosa
Otro criterio de clasificación que sueleemplearse es la forma de onda de la salida: • • • • • • • Generadores de funciones matemáticas, Generadores de señales sinusoidales moduladas, Generadores de barrido, Osciladores de precisión, Generadores de pulsos, Generadores de funciones a la carta y ruidos “blanco” y “rosa”. Generadores de palabras digitales, etc.
3 Generadores de funciones matemáticas Estos instrumentos entregan señales quepueden describirse mediante ecuaciones y fórmulas matemáticas. 3.1 Esquema de bloques Se basa en la estructura o circuitos del lazo de realimentación no lineal. El ejemplo 1 muestra el funcionamiento cualitativo basado en un circuito electrónico. 3.2 Elementos de ajuste en el generador de funciones El bloque de realimentación del ejemplo 1 se denomina oscilador principal, y genera las señalescuadrada y triangular. Las señales generadas por el oscilador principal pasan a la etapa de salida donde se las procesa para generar en el terminal de salida del instrumento una señal con impedancia de salida adecuada a la aplicación en curso; lo usual es 50 Ω. La corriente del integrador se corrige mediante dos generadores de corriente controlados por tensión. Las entradas de estos generadores decorriente son el resultado del ajuste fino de frecuencia y del establecimiento de la simetría de la señal; que determina la duración de los semiciclos positivo y negativo (ciclo de trabajo). El diagrama de bloques de la figura 1 muestra la acción de control mencionada.
Fuente de + ∆IMILLER Señales corriente Oscilador principal cuadrada y controlada no lineal - ∆V MILLER - ∆IMILLER triangular portensión Fig. 1. Ajuste de la frecuencia y del ciclo de trabajo corrigiendo la corriente del integrador “Miller.
+ ∆V MILLER
Las entradas de tensión que ofrecen las salidas de corrección de corriente de la figura 1 provienen de las salidas diferenciales de un amplificador diferencial corregidas por el ajuste de simetría. A su vez, la entrada de este amplificador diferencial de salida dual es elresultado de la suma de tres señales de CC: • • • Ajuste fino de frecuencia, entrada externa VCO (Voltage Controlled Oscillator), entrada del generador de control.
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5 Generadores y Sinterizadotes de Señales
El generador de control permite realizar un barrido en frecuencia aplicando una señal de diente de sierra. Si el barrido es lineal el generador ofrece cada frecuencia durante el...
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