Practica 3. Laboratorio Sistemas Digitales-Generadores de reloj




DEPARTAMENTO DE ELÉCTRICA Y ELÉCTRONICA

CARRERA: SISTEMAS E INFORMÁTICA

NRC: 2433

ASIGNATURA: SISTEMAS DIGITALES BÁSICOS

PRÀCTICA N°: 3.3
TEMA: PRÁCTICA N° 3.3 CIRCUITOS GENERADORES DE RELOJ

INTEGRANTES: ALEJANDRA HARO
DAVID PUEBLA
DANNY TAMAMI

DOCENTE: ELEMBER GUANOLUIZA

FECHA: 10/FEBRERO/2016

INFORME
1. TEMA: CIRCUITOS GENERADORES DERELOJ
2. OBJETIVOS
GENERAL
Comprender el principio de operación de los circuitos generadores de reloj para luego simularlos en un simulador Isis Proteus y posteriormente implementarlos en protoboard.
ESPECÍFICOS
Estudiar el funcionamiento del circuito NE55 y utilizarlo para generar la señal de reloj,
Estudiar el funcionamiento del circuito Xtal para su posterior implementación en lageneración de señal del reloj.
Simular los circuitos planteados, además de graficar las formas de ondas obtenidas.

3. MARCO TEÓRICO
En un sistema digital se emplea la señal de reloj, que se define como aquella que marca el cambio en los estados de un sistema digital síncrono. Suele ser una onda cuadrada con 50% de ciclo de trabajo (duty cycle) y una frecuencia fija y constante. Los circuitos digitalesque emplean la señal de reloj pueden ser activos a su flanco positivo o bien al negativo. Los sistemas analógicos y mixtos emplean como generadores de reloj dispositivos que sintetizan onda senoidales, para evitar los armónicos de alta frecuencia de la onda cuadrada que pueden interferir en el comportamiento de estos sistemas.
Clasificación de los generadores de reloj
La señal de sincronía(referencia temporal) proviene de un dispositivo denominado "generador de reloj", distinguiéndose:
a) Oscilador armónico o lineal: Genera una señal senoidal, se basa en un amplificador realimentado mediante un filtro.


Cuando el sistema se conecta a la alimentación sólo existe ruido, que es muestreado, filtrado y aplicado a la entrada del amplificador, transcurrido cierto tiempo dispondremos a lasalida de una senoide de frecuencia única. Debido a que idealmente estos dispositivos poseen una frecuencia de resonancia, en la cual idealmente funcionan, se los suele conocer como resonadores.
Dentro de esta categoría se puede distinguir diferentes tecnologías:
Osciladores RC.
Osciladores LC, donde el filtro es un circuito sintonizado (llamado circuito tanque).
Osciladores a cristal(también llamados cuarzos). }
SAW (Surface Acoustic Wave), permiten alcanzar frecuencias del GHz Para la implementación de los mismos existen diferentes topologías:

*Osciladores RC (de desplazamiento de fase, puente de Wien,...).
*Osciladores LC (oscilador Hartley, oscilador Colpitts...)
*Osciladores a cristal (oscilador Colpitts...)
b) Oscilador de relajación: Genera una señal no senoidal(cuadrada, triangular,...). Están constituidos por un elemento almacenador de energía (p.e. condensador) y un circuito no lineal (pun Schmitt Trigger) que periódicamente modifica la energía almacenada, provocando cambios abruptos en la señal de salida generada



Dentro de esta categoría podemos distinguir diferentes topologías:
Multivibradores (555).
Osciladores de anillo: en los que se basancircuitos como los VCO (Voltage Controlled Oscillator).
Especificaciones típicas de las señales de reloj
Algunas de las especificaciones a la hora de decidir cuál es el mejor generador de reloj para su respectiva aplicación son las siguientes:
Frecuencia nominal de funcionamiento.
Orden de sobretono: número de múltiplos impares que se generan de la frecuencia fundamental.
Potencia: es elconsumo de energía del oscilador.
Factor de calidad (Q): es una medida (aplicada sólo a osciladores armónicos) de la eficiencia de la señal generada. La máxima estabilidad de un cristal depende del valor de "Q". Cuanto más pequeño esel ancho de banda del oscilador mayor es su Q.
Jitter: es la desviación del tiempo de muestreo real respecto al nominal. En otras palabras se puede definir como la...