OSCILADORES DE BARRIDOe.docx

OSCILADOR Un oscilador es un dispositivo capaz de convertir la energía de corriente continua en corriente alterna a una determinada frecuencia. Los osciladores son generadores que suministran generalmente ondas sinusoidales y existen existen multitud de ellos. Hay que tener cuidado y no confundir "circuito oscilante" con "oscilador". El circuito oscilante es el encargado de producir las oscilaciones deseadas; sin embargo, no es capaz de mantenerlas por sí solo. El oscilador es el conjunto que forman el circuito oscilante, el amplificador y la red de realimentación juntos. Tienen numerosas aplicaciones: Generadores de frecuencias de radio y de televisión Osciladores maestros en los circuitos de sincronización Relojes automáticos Como osciladores locales en los receptores Como generadores de barrido en los tubos de rayos catódicos y de televisores, etc. OSCILADOR BWO Un oscilador de onda hacia atrás (BWO), o tubo de ondas hacia atrás, es un tubo de vacío que se utiliza para generar las microondas hasta la terahercios gama. Se trata de un oscilador con una amplia gama de sintonización electrónica. Un cañón de electrones genera un haz de electrones que está interactuando con una estructura de onda lenta. Mantiene las oscilaciones mediante la propagación de una onda que viaja hacia atrás contra la viga. La generada onda electromagnética de potencia tiene su velocidad de grupo en sentido opuesto a la dirección de movimiento de los electrones. La potencia de salida se acopla a cabo cerca del cañón de electrones. El BWO típico se construye a partir de una línea de transmisión o guía de ondas de plegado que serpentea hacia atrás y adelante a través de la trayectoria del haz de electrones. La guía de ondas plegada en la ilustración sirve el mismo propósito que la hélice en un tubo de ondas progresivas (TWT). La separación fija de la guía de ondas plegada limita el ancho de banda de la BWO. Dado que la frecuencia de una guía de onda dada es constante, la frecuencia de la BWO es controlado por el tiempo de tránsito del haz de electrones. El tiempo de tránsito es controlado por el colector de potencial. Por lo tanto, la frecuencia de salida se puede cambiar variando la tensión de colector, que es una ventaja definitiva.

En un oscilador BWO también se produce la interacción de un haz de electrones con una señal RF generada por ruido que se propaga por una estructura en forma de hélice, pero en este caso en dirección opuesta al haz. El oscilador está formado por un cañón de electrones, un imán que genera un campo DC para focalizar el haz, un colector de electrones y una estructura de interacción en forma de hélice, tal y como se muestra en la Figura

En este tipo de oscilador, la señal de potencia de salida está dirigida a lo largo de la hélice desde el colector hasta el extremo donde está el canon y que es por donde se extrae. Aunque el electrón viaja en dirección contraria a este serial, ve la misma fase del campo de microondas a medida que pasa por cada vuelta de la hélice. Por ejemplo, si el electrón entra en un instante tal que ve un campo acelerador, continuara viendo un campo acelerador en cada vuelta sucesiva de la hélice. Si el electrón entra en la hélice en un instante tal que ve un campo retardador en la primera vuelta de la hélice, continuara viendo este campo a medida que avanza a lo largo de la hélice. Debido a que los electrones van en la misma fase en cada vuelta, se produce el empaquetamiento del haz de forma progresiva, y la interacción de este haz de paquetes con la serial de RF genera una potencia creciente en la hélice, Como la señal de potencia viaja en sentido contrario, la serial original que se amplifica siempre es generada por el propio tubo y por consiguiente se produce la oscilación. Un oscilador BWO típico se puede sintonizar electrónicamente en un intervalo de frecuencias de 40 a 80 GHz, variando el voltaje catodo-helice desde unos 200 V a unos 1.400 V . El oscilador proporciona una potencia mínima de salida de 50 mW a través de esta octava de frecuencias. A pesar de que se han diseñado osciladores BWO capaces de general" potencias de hasta 10MW a 30 GHz, las posibilidades de potencia de los BWO convencionales están generalmente muy por debajo de los límites de los dispositivos de estado sólido. Es por este motivo que los BWO han sido superados en popularidad por otros osciladores. Como los de transferencia de electrones sintonizados por YIG. Sin embargo, un BWO es un elemento muy útil en un banco de microondas ya que permite hacer medidas con barridos muy rápidos en frecuencia. Los modelos estándar de BWO permiten seleccionar una potencia de salida cuya frecuencia varia de forma continua en un determinado margen de tiempo. Estos modelos disponen de una salida adicional que suministra un voltaje de continuo proporcional a la diferencia entre la

frecuencia inicial del barrido y la frecuencia instantánea. Gracias a esta salida es posible visualizar en un osciloscopio convencional la variación de la potencia con respecto a l a frecuencia. Lo cual resulta especialmente Útil en la caracterización de resonancias con elevados factores de calidad. Los BWO se caracterizan también por presentar una excelente estabilidad en frecuencia y una gran pureza espectral, y pueden generar señales de hasta 1 THz.

OSCILADOR YIG El oscilador YIG(itrio granates de hierro) y es un compuesto de cristal que resuena en frecuencias de microondas en la presencia de un campo magnético . YIG se utiliza para crear los circuitos resonantes en los osciladores de microondas y filtros. Lo que los diferencia de otros tipos de resonadores de microondas es que pueden resonar sobre rangos de frecuencia muy amplio. Por lo tanto, son ideales para aplicaciones muy de banda ancha. También están teniendo muy estable el ruido de fase muy bajo.

El oscilador YIG está formado por una resistencia negativa que produce las oscilaciones y un resonador con un elevado factor de calidad que proporciona una señal de una gran pureza espectral. El resonador está constituido por una esfera de una forma cristalina de ferrita (denominada granate) de itrio y hierro (YIG), que está inmersa en un campo magnético DC. La resistencia negativa del oscilador se puede conseguir utilizando distintos elementos activos. Así, para frecuencias comprendidas en el intervalo 1-20 GHz se suele utilizar un transistor bipolar de RF, mientras que para frecuencias de 7 a 40 GHz se utiliza un FET de GaAs. Los bipolares proporcionan señales de salida con mayores fluctuaciones de frecuencia (ruido de fase o ruido FM) que los FET y su frecuencia máxima de operación es más baja. La eficiencia media de un oscilador YIG que utiliza un transistor como elemento activo es del orden del 30%. Los osciladores YIG pueden alcanzar frecuencias superiores a 100 GHz si se utilizan como elementos activos diodos Gunn. Los YIG basados en diodos son más inestables que los basados en transistores y tienen una eficiencia sensiblemente menor, del orden del 10%. El circuito equivalente del oscilador se representa en la Figura:

Donde RL y LL representan las perdidas y la inductancia del bucle de acoplo del campo RF respectivamente. Cy y Ly establecen la condición de resonancia y R las pérdidas del factor Q de la esfera YIG. Para que se produzca la oscilación, la parte real de la impedancia del resonador debe ser igual a la resistencia negativa del elemento activo. Si Z el y Zy, son la impedancia del elemento activo y la impedancia del resonador, respectivamente, entonces en situación de resonancia la parte real de Zel es negativa y el coeficiente de reflexión, es mayor que la unidad, produciéndose la oscilación. Se puede obtener una variación muy lineal de la frecuencia modificando el valor del campo H0. Cuando se precisa modular en frecuencia, se hace pasar una corriente modulada en FM por una serie de espiras colocadas en el polo del imán, tal y como se muestra en la Figura izquierda. Características:

Excelente linealidad Plana Potencia de salida vs Frecuencia Bajo ruido de fase Temperatura Estable. Cerradura de la fase y modulación de capacidad. Conductores analógicos y digitales disponibles.

APLICACIONES

sintetizadores de bajo ruido El sintetizador crea sonidos mediante manipulación directa de corrientes eléctricas (como los sintetizadores analógicos), mediante la manipulación de una onda FM digital (sintetizadores digitales), manipulación de valores discretos usando ordenadores (sintetizadores basados en software), o combinando cualquier método. receptor de los osciladores locales y equipos de defensa electrónica. Jammer Exciters ATE Módulos Módulos de Equipos de prueba automática

Un ATE puede ser un simple multímetro digital controlado por ordenador , o un complicado sistema que contiene docenas de instrumentos de prueba complejas (equipo de prueba electrónico real o simulada ), capaces de poner a prueba de forma automática y el diagnóstico de fallas en sofisticados componentes electrónicos

http://en.wikipedia.org/wiki/Automatic_test_equipment http://www.gigatronics.com/category/c/YIG-Components http://www.microwaves101.com/encyclopedia/YIG.cfm http://www.microwaves101.com/encyclopedia/oscillators.cfm