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Generación y medición de frecuencia




Enviado por Pablo Turmero



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    Bases de tiempo

    Mezclador de bajo ruido

    Lazos de amarre en fase (PLL)

    Sintetizadores

    Contadores de intervalos de tiempo
    Contenido

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    Bases de tiempo

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    ¿Qué son?
    Una base de tiempo es un generador de señales periódicas (cuadrada, senoidal, rampa, etc.) precisas y estables.

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    ¿Cómo se hacen?
    Una base de tiempo consta básicamente de un oscilador, pudiendo ser:
    XO Oscilador de cristal de cuarzo
    VCXO XO controlado por voltaje
    OCXO XO controlado por temperatura
    TCXO XO compensado por temperatura
    TCVCXO XO compensado por temperatura y controlado por voltaje
    OCVCXO XO controlado por temperatura y por voltaje
    RbXO XO estabilizado a la transición del Rubidio
    CsXO XO estabilizado a la transición del Cesio
    HXO XO estabilizado a la transición del Hidrógeno

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    Mezclador de bajo ruido

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    En electrónica de radiofrecuencia, el circuito que efectúa el producto de dos señales analógicas es usado en una variedad de aplicaciones y, dependiendo del contexto es llamado modulador, mezclador, detector síncrono, detector de fase, etc.

    ¿Qué son?

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    Entre las técnicas más comunes para hacer mezcladores están por ejemplo:
    Transistor simple no lineal o circuitos de diodo, a menudo se emplean diodos Schottky;
    FETs con compuerta dual (con una señal aplicada a cada compuerta);
    Circuitos Integrados multiplicadores (p.ej. MC1495, MC1496, SL640, o AD630);
    Mezcladores balanceados con transformadores y arreglos de diodos (p.ej. serie M1 de Watkings-Johnson, SBL-1 de Mini-Circuits Lab.)

    ¿Cómo se hacen?

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    MEZCLADOR A
    TRANSISTOR BIPOLAR
    MEZCLADOR A
    JFET
    Algunos tipos de mezcladores
    Fuente: [5]

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    MEZCLADOR
    A MOSFET DUAL
    MEZCLADOR
    DOBLEMENTE BALANCEADO
    Algunos tipos de mezcladores
    Fuente: [5]

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    ¿Cómo funcionan?

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    ¿Cómo funcionan?

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    ¿Cómo funcionan?

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    ¿Cómo funcionan?

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    Lazos de amarre de fase (PLL)

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    ¿Qué son?
    El circuito PLL (Phase Locked-Loop) es un sistema retroalimentado cuyo objetivo principal consiste en la generación de una señal de salida con amplitud fija y frecuencia coincidente con la de entrada, dentro de un margen determinado.

    Comprende tres etapas fundamentales:

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    Ejemplo: Sintonía del PLL
    Fuente: [4]
    Régimen transitorio
    Régimen permanente

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    Ejemplo: Sintonía del PLL (Continuación)
    Fuente: [4]
    Régimen transitorio
    Régimen permanente

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    Ejemplo: Sintonía del PLL (Continuación)
    Fuente: [4]
    Régimen transitorio
    Régimen permanente

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    Ejemplo: Desintonía del PLL
    Fuente: [4]
    Régimen transitorio
    Régimen permanente

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    Ejemplo: Desintonía del PLL (Continuación)
    Fuente: [4]
    Régimen transitorio
    Régimen permanente

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    Sintetizadores

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    Un sintetizador de frecuencias, es el instrumento que genera frecuencias en un intervalo dado a partir de una base de tiempo.
    La base de tiempo generalmente se proporciona por un oscilador de cuarzo.

    ¿Qué es un sintetizador?

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    ¿Cómo funcionan?
    Direct Digital Synthesis
    Amplificador
    Atenuadores
    Fuente: [3]

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    Contadores de intervalos de tiempo

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    El contador de intervalos de tiempo es la herramienta de medición principal para la determinación de estabilidad en un reloj. Su función básica es la de medir el tiempo transcurrido entre dos acontecimientos (inicio y paro).
    ¿Qué es? ¿Para qué sirve?

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    Consiste típicamente en descubrir una señal eléctrica V(t) acercándose a algún umbral sobre el canal de entrada.
    ¿Qué es el Trigger Event?
    Fuente: [1]

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    El intervalo de tiempo se mide al incrementar un registro contador de acuerdo a una frecuencia muy alta y estable, suministrada por el oscilador interno o una frecuencia de referencia externa.
    ¿Cómo funciona el contador de intervalos de tiempo?
    Fuente: [2]
    OSC
    START
    STOP

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    El intervalo de tiempo se mide al incrementar un registro contador de acuerdo a una frecuencia muy alta y estable, suministrada por el oscilador interno o una frecuencia de referencia externa.
    ¿Cómo funciona el contador de intervalos de tiempo?
    Fuente: [2]
    OSC
    START
    STOP

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    El intervalo de tiempo se mide al incrementar un registro contador de acuerdo a una frecuencia muy alta y estable, suministrada por el oscilador interno o una frecuencia de referencia externa.
    ¿Cómo funciona el contador de intervalos de tiempo?
    Fuente: [2]
    OSC
    START
    STOP

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    La mejor resolución de medición se logra poniendo una base de tiempo tan alta como sea posible. Los contadores de alto desempeño comerciales usan una referencia local de 500 MHz, un PLL y un oscilador horneado (OCXO) muy estable que oscila a 5 ó 10 MHz.
    Los instrumentos comerciales implementan dos métodos para no tener que subir la frecuencia de referencia local y poder aumentar la resolución:
    Interpolación Lineal
    Interpolación de Vernier
    ¿Cómo funciona el contador de intervalos de tiempo? (Continuación)

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    Interpolación Lineal
    Fuente: [2]

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    Interpolación de Vernier
    Fuente: [2]

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    Referencias
    [1] Stefano Bregni, Synchronization of Dogital Telecommunications Networks, Londres, Wiley & Sons 1988.
    [2] Paul Horowitz- Winfield Hill, The Art of Electronics, 2da Edition, USA 1989.
    [3] http://seti.harvard.edu/synth/system.htm
    [4] http://www.jcee.upc.es/JCEE2001/PDFs2001/pindado.pdf
    [5] http://homepage.eircom.net/~ei9gq/rx_circ.htm

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