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