Sintetizador De Frecuencias

MARCO TEÓRICO

Introducción a los sintetizadores de frecuencia

En las últimas décadas ha habido un rápido crecimiento de los usos que se le dan al espectro electromagnético y de la industria electrónica asentada a su alrededor. Debido a esto se ha producido un gran avance en determinados dispositivos, entre los que se encuentran los sintetizadores de frecuencia.

Un sintetizador de frecuencia es un dispositivo electrónico cuyo objetivo es generarcualquier frecuencia dentro de un rango dado a partir de una o varias frecuencias de referencia estables. Éstos se emplean en la mayor parte del equipamiento electrónico presente en muchos aspectos de nuestra vida diaria, desde teléfonos móviles hasta ordenadores personales, siendo componentes críticos tanto en términos de realización como de coste de los transmisores

Inalámbricos.

Inicialmente los sintetizadores surgieron a fin de aprovechar las ventajas de los osciladores LC y los osciladores de cristal, como la posibilidad de variabilidad de la frecuencia de salida en el primer caso y la estabilidad en frecuencia en el segundo.

Posteriormente comenzaron a desarrollarse métodos de diseño de sintetizadores de frecuencia para tecnologías de circuitos integrados con el objetivo de hacer los productos que los contienen más asequibles, teniendo un menor coste y siendo lo más compactos posible.

La primera vez que se usó el término “síntesis de frecuencia” con el objetivo de generar frecuencias que eran armónicos y submúltiplos de una frecuencia de referencia dada fue en 1943 por Finden.

La calidad que presenta un sintetizador de frecuencia se mide por diversos factores entre los que se encuentran la precisión de la frecuencia de salida, el tiempo de conmutación entre frecuencias diferentes, la sensibilidad a la variación de las condiciones (como por ejemplo la estabilidad frente a la temperatura), el ruido de fase presente a la salida y la presencia de señales limitadas. El primero de éstos depende fundamentalmente de la señal de referencia empleada en el sintetizador; mientras que los dos últimos dependen de la estructura que posea el sintetizador.

Estos dispositivos se emplean en una gran cantidad de aplicaciones. El principal grupo de aplicaciones en el que se utilizan los sintetizadores de frecuencia son los sistemas de telecomunicaciones, donde se emplean para poder seleccionar un canal de transmisión como por ejemplo en teléfonos móviles o WLANs, entre otros. Otra de las aplicaciones es generar relojes para circuitos digitales, que producen los cambios correspondientes del estado del circuito.

Tipos de sintetizadores de frecuencia

En la Tabla 1.1 se muestra una división de los sintetizadores de frecuencia en cuatro grupos principales entre los que se encuentran los sintetizadores analógicos directos (DAS),los sintetizadores digitales directos (DDS), los basados en PLL (phase-locked loop) y los basados en DLL (delay-locked loop).

Tabla 1.1 Clasificación de los sintetizadores de frecuencia

Inicialmente se comenzó haciendo síntesis directa que consistía en efectuar, con una o más señales de frecuencia estable, operaciones de mezclado, multiplicación y división a fin deobtener en la salida una señal cuya frecuencia fuera la deseada. Este método tiene la ventajade que si el oscilador base es muy estable también lo son las frecuencias de salida. Además permite obtener una resolución muy fina.

Dentro de la síntesis directa se encuentran los sintetizadores analógicos (DAS). Su funcionamiento coincide con el explicado en el párrafo anterior pero además posee las ventajas de facilitar una alta velocidad de cambio de frecuencia y una excelente pureza del espectro. Sin embargo, tiene un coste elevado y un alto consumo de potencia. Por lo tanto noson adecuados para equipamientos portátiles, ni para un número elevado de frecuencias desalida requeridas.

Figura 1.1 Ejemplo de sintetizador analógico directo (DAS)

Por otro lado se encuentran los sintetizadores

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