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LABORATORIO 3 OSCILADOR DE RF

DANY YADIR JAIMES CACERES ELKIN DARIO GRANADOS HERNANDEZ WILMAR DIAZ RODRIGUEZ

20041005055 20041005048 20032005042

COMUNICACIONES ANALOGAS

PROFESOR: JOSE NOE POVEDA

UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSE DE CALDAS FACULTAD INGENIERIA ELECTRONICA 16 DE ABRIL DE 2008

LABORATORIO 3 OSCILADOR DE RF OBJETIVOS -

Realizar el diseño de un oscilador de Radiofrecuencia a 10 MHz. Obtener una señal de salida de al menos 500mVp a la frecuencia anteriormente dicha

MATERIALES -

Baquela universal Bobinas Condensadores Resitencias Fuente DC Osciloscopio

DESARROLLO DE LA PRACTICA: Marco teórico Oscilador: Los osciladores constituyen un elemento fundamental en los sistemas de radiocomunicaciones. Se utilizan fundamentalmente para la traslación de frecuencias, bien para la modulación en el transmisor, o bien para la desmodulación en el receptor. Un oscilador se puede definir como un circuito que proporciona una señal periódica a partir de una fuente de alimentación continua. Los osciladores sinusoidales proporcionan señales con forma de onda aproximadamente sinusoidal, y su espectro se caracteriza por presentar una única línea espectral (correspondiente a la frecuencia de oscilación) anulándose la potencia de los armónicos. En un oscilador, en general, se pueden distinguir tres elementos: - Una estructura resonante cuya frecuencia de resonancia es próxima a la frecuencia de funcionamiento del oscilador, y que estaría caracterizada por la frecuencia de resonancia fr y por el factor de calidad Q. - Un elemento de “resistencia negativa”, o elemento activo que compensa las pérdidas en los circuitos pasivos, permitiendo que se mantenga la oscilación. - Una red de acoplamiento para optimizar el oscilador de acuerdo con las especificaciones requeridas. Esta red (no siempre presente) suele estar constituida por una etapa amplificadora a la salida del oscilador cuyo papel es aumentar la potencia de salida y adaptar impedancias, reduciendo el problema de la deriva de frecuencia debida a la carga. Los osciladores LC son circuitos osciladores que utilizan un circuito tanque LC para los componentes que determinan la frecuencia. La operación del circuito

tanque involucra un intercambio de energía entre cinética y potencial.por lo tanto un oscilador LC está formado por una bobina y un condensador en paralelo. Su funcionamiento se basa en el almacenamiento de energía en forma de carga eléctrica en el condensador y en forma de campo magnético en la bobina. Oscilador Colpitts El oscilador Colpitts es un circuito electrónico basado en un oscilador LC diseñado por Edwin H. Colpitts. Se trata de un oscilador de alta frecuencia que debe obtener a su salida una señal de frecuencia determinada sin que exista una entrada. Es de los osciladores LC más ampliamente utilizados. Consiste en un transistor bipolar o FET y un circuito resonante LC. Se puede reconocer porque tiene dos condensadores en el circuito tanque. Estos actúan como un divisor de tensión capacitivo que produce la tensión de realimentación. El elemento central es un transistor, hay una bobina entre el colector y la base y dos condensadores, uno entre el colector y el emisor y otro entre la base y el emisor. El circuito de polarización debe afectar lo mínimo posible a éste, para lo cual se suelen emplear condensadores de desacoplo (de capacidad mucho más elevada que los del circuito de oscilación) y choques de radiofrecuencia (bobinas de elevado valor). Diseño: Para el desarrollo de la práctica se utilizo el siguiente montaje (Oscilador colpitts): rc 0 .1 2 L1 5 .0 7 u H

R 1 39k

C b

1 V1 1 2 .7 V d c

33n

Q 1 2N 2222

R 2 13k

V

C 1 100p re 80

R L 10k

C c .1 u

C f 2p C 2 100p

R Ee 800

0

0

Analizando el circuito tanque para hallar la frecuencia de corte tenemos: r 2 

1 L *C

Donde C=Co+Cs+Cf De los cuales Co es la capacitancia intrínseca del transistor, Cs es el paralelo entre C1 y C2, y Cf es el condensador de sintonía usado para ajustes de frecuencias. Si tenemos q Cs>>Co y Cs>>Cf, podemos tomar C  Cs . Como la bobina la puedo diseñar y es mas complicado encontrar valores de condensadores tomo C1=C2=100pF Por lo tanto Cs=50pf L

1  5.07 H  2 *  *10Mhz  2 * 50 pF

Luego de hallar los valores correspondientes para la resonancia respectiva en la frecuencia de oscilación, procedemos a polarizar el transistor. Tengo que: Vcc=Vcb+Vbe+Icq*Re Donde Vbe=Icq*Ro Y tengo que para maxima transferencia de potencia Ro=RL/2, asi que asumiendo una RL=10k tengo que Ro=5K Y tomando una Corriente de trabajo de Icq=2mA y Re=1k Vcb=10V Vcc=0.7+10+2=12.7V Para hallar R1 y R2, analizo la polarizacion DC del circuito,de donde tengo: Rth=10Re=10K Vth=Rth*Ic/β+0.7+Re*Ic=2.9V Vcc*R2/(R1+R2)=2.9V Despejando tengo que R1=2.75*R2 Y también tengo que R1||R2=10k

De lo que optengo R1=37.5k R2=13.63K Simulación:

Colclusiones:

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