Frecuencia Modulada

INTRODUCCIÓN

Hoy en día existen instrumentos que nos ofrecen diferentes formas de señal, adaptados para ser usados en cualquier amplitud y frecuencia, estos son llamados generadores de señales, y cualquier laboratorio consta de este dispositivo. Pero ¿Que hacemos si no tenemos a la mano dicho dispositivo? Con esta práctica se pretende diseñar el circuito con simples elementos electrónicos como OPAM resistencias y fuentes de alimentación para poder comprender, entender y por ende desarrollar la capacidad de diseño de cualquier circuito que queramos elaborar.

Aunque, ciertamente este sea un caso muy extremo, ya que un generador de señales es posible encontrarlo en cualquier laboratorio de electrónica, también es más fácil y rápida su utilización aparte de ser mucho más preciso.

MARCO TEORICO

GENERADOR DE FUNCIONES

Un Generador de Funciones es un dispositivo electrónico que produce ondas senoidales, cuadradas y triangulares, además de crear señales TTL. Sus aplicaciones incluyen pruebas y calibración de sistemas de audio, ultrasónicos y servo.

Generalmente los OPAMP´s son utilizados para el procesamiento de señal, sin embargo utilizando ciertas configuraciones, podemos utilizarlos como generador de señales.

Como por ejemplo, los comparadores de voltaje utilizando OPAMP’S, en retroalimentación con un integrador, pueden formar un generador: de onda cuadrada a salida del comparador (dos valores de saturación) y de onda triangular a la salida del integrador (la integral de una constante es una pendiente).

DISEÑO DE UN GENERADOR DE FUNCIONES COMPLETO

El diseño un generador de funciones correspondiente a la figura 1:

El mencionado generador debe cumple con las siguientes especificaciones de diseño:

 Formas de onda senoidal, cuadrada y triangular.

 Frecuencia de salida variable.

 Amplitud de salida variable.

En cualquier caso se tendrá en cuenta que a la salida del generador nunca se solicitará una tensión total (DC + AC) que supere el margen 24.

OSCILADOR SINUSOIDAL

El primer tipo de onda es senoidal y para ello implementamos un oscilador en puente de Wien (ver figura 2).

El citado circuito consta de un Amplificador Operacional realimentado tanto positiva como negativamente. El conjunto del OPAM con la red de realimentación negativa configura un amplificador no inversor, y hará las veces de red A de oscilador. Por otra parte, la red de realimentación positiva es la red, y es lo que da al circuito el carácter de oscilador.

El rango de frecuencias que nuestro generador de señal debe cubrir se controla a través de la variación de R. Los condensadores empleados para cada intervalo de frecuencias son:

 100nF para frecuencias comprendidas entre 100Hz y 1kHz.

 10nF para frecuencias comprendidas entre 1kHz y 10kHz.

 1nF para frecuencias comprendidas entre 10kHz y 100kHz.

Y en cada rango de frecuencias es el potenciómetro el que regula de modo continuo la frecuencia de la señal de salida.

ETAPA DE SEÑAL CUADRADA

Una vez generada la señal sinusoidal de frecuencia variable, se obtiene la señal cuadrada simplemente por la saturación que ésta produzca en el operacional.

El montaje es el que se puede apreciar en la figura, en donde, como vemos hay un operacional sin realimentar, lo cual hace que la ganancia de tensión sea idealmente infinita, y por tanto, al imponer a la entrada una diferencia de tensión entre los terminales + y - del operacional, por muy pequeña que sea, éste se saturará, haciendo que la tensión de salida sea la de alimentación del operacional.

ETAPA DE SEÑAL TRIANGULAR

Para la generación de la señal triangular tendremos en cuenta que si integramos una constante, se obtiene una línea recta con una pendiente que es la constante, multiplicada por el factor de proporcionalidad de que esté afectada la integración.

Pues bien, sabiendo esto, es muy fácil deducir que, si integramos una señal cuadrada podremos obtener una triangular, y esto es precisamente lo que haremos; integraremos la señal cuadrada mediante un condensador.

Para la integración de la señal cuadrada se pueden elegir los dos montajes que se representan en las dos figuras siguientes. En el primero, se emplean una resistencia y un condensador de modo que, al entrar una tensión cuadrada, circula una corriente con la misma forma, cuya integral será la tensión en bornes del condensador.

Por tanto habría que elegir cuidadosamente el valor del condensador y la resistencia para estar siempre en la zona en que se comporta idealmente, teniendo en cuenta el rango de frecuencias en que va a estar situada la señal

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