Generadores De Señal

UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITECNICA DE LA FUERZA ARMADA NACIONAL (UNEFA)

Asignatura: Instrumentación de las Comunicaciones

Unidad 6: Generadores de señales.

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Muchos dispositivos electrónicos necesitan para su correcto funcionamiento señales que varíen su amplitud en función del tiempo de forma repetitiva. Este tipo de señales las producen los llamados osciladores o generadores de señal.

Oscilador.

Es un circuito que genera una señal periódica, es decir, que produce una señal periódica a la salida sin tener ninguna entrada periódica. Estos circuitos forman parte de un gran número de equipos, desde los receptores de radio comunes hasta los más complejos sistemas de radar y los superordenadores, pasando por instrumentos de laboratorio utilizados para ajustar, examinar o reparar otros equipos electrónicos.

La frecuencia de salida de los osciladores viene determinada por el valor de los componentes utilizados en el circuito. En algunos montajes específicos puede variar en función de una magnitud aplicada desde el exterior, que puede ser, por ejemplo, un nivel de tensión.

El funcionamiento de todos los osciladores se basa en la realimentación positiva de un amplificador. Esto obliga a la salida del amplificador a variar su valor entre dos niveles de tensión extremos, de forma alternativa, con el uso de un sistema de conmutación.

Los osciladores se clasifican de acuerdo a la forma de la señal de salida en:

• Armónicos: cuando la salida es sinusoidal.

• De relajación: si generan una onda cuadrada, triangular, diente de sierra, etc.

Generador de señales.

Un generador de señales, de funciones, de forma de onda u oscilador, es un dispositivo electrónico de laboratorio que genera patrones de señales periódicas o no periódicas tanto analógicas como digitales.

La función de un generador de señal es producir una señal dependiente del tiempo con unas características determinadas de frecuencia, amplitud y forma.

Un generador de funciones tiene una frecuencia máxima a la cual puede llegar el instrumento, al igual que una amplitud máxima en voltios. Los generadores de funciones más comunes, pueden generar ondas sinusoidales, triangulares y cuadradas. Otros generadores, en cambio, tienen señales programables como por ejemplo la de un electrocardiograma.

Partes principales de un generador de señales.

A continuación se detallan las partes o los bloques principales de un generador de funciones y se muestran en la figura 1.

1. Regulador de frecuencia: en este bloque se regula mediante una perilla, la frecuencia de la señal de salida. Se puede variar dentro del rango dado por el instrumento.

2. Regulador de ciclo de trabajo y offset: el primero es para regular ambas mitades del ciclo de la señal de salida y el offset es para desplazar o mover la onda verticalmente.

3. En este bloque encontramos los números para especificar los valores de la onda de salida y también los multiplicadores de frecuencia que están en Hertz (Hz), kilo Hertz (KHz) y mega Hertz (MHz).

4. Este bloque es el de la señal de salida y consiste en dos conectores BNC.

Parámetros de los generadores.

Es importante, al tratar este tema, conocer o repasar algunos conceptos básicos y la terminología que se utiliza para describir las funciones y características de los generadores de señal. Se dice que son generadores de señal porque producen una corriente eléctrica o electrónica que tiene una forma de onda variable o corriente alterna con características definidas.

Esta señal debe simular o reproducir un tipo de onda similar a la que se encuentra en las aplicaciones reales.

Tal es el caso de los generadores de señal de audio que cubren el espectro del oído humano que va desde 20 Hz hasta los 20 KHz. En este caso, se deben producir señales que tengan características similares a las que producen los diferentes elementos de un sistema de sonido como un micrófono. En otros casos, por ejemplo, se requiere generar las señales que produce una emisora de FM o de televisión, y para ello existen generadores de señal especializados en este tipo de señales.

Las principales características que tiene una señal son la forma de onda, la frecuencia y la amplitud. La forma de onda, como su nombre lo indica, tiene que ver con la forma geométrica que tiene la señal y son las más comunes en electrónica la forma seno o senoidal, la onda cuadrada, los pulsos, la onda triangular, la onda diente de sierra y las ondas de forma compleja que resultan de la combinación de varias señales o de algún proceso dentro de un circuito. En la figura 2 se muestra la representación de estas formas de onda.

La frecuencia se dice que es el número de veces que una onda se produce durante un segundo. De acuerdo a la frecuencia, se establecen diferentes categorías de señales como las de baja frecuencia (audio), radiofrecuencia (RF), frecuencias altas (HF), frecuencias muy altas (VHF) y frecuencias ultra altas (UHF), entre otras. En estos rangos se tienen entonces generadores que producen señales con frecuencias de 2 o 3 Hz hasta generadores que producen señales de varios Giga Hertz. Así mismo, los generadores de señal vienen fabricados para cada una de estos tipos de frecuencia ya que el manejo de las señales es diferente para cada rango.

La amplitud de una señal se refiere a su tamaño, lo que en términos eléctricos es lo mismo que el voltaje. Se han establecido básicamente tres formas de medir la amplitud o voltaje en las señales: voltaje pico (Vp), voltaje pico a pico (Vpp) y voltaje RMS (Root Mean Square), también llamado voltaje efectivo. Los dos primeros se miden directamente sobre la onda, y el tercero se calcula de acuerdo a los anteriores; tal como se muestra en la figura 3.

El voltaje RMS es para el cual están calibradas o establecidas las escalas en los multímetros.

En cuanto a la amplitud de la señal, los generadores vienen con diferentes rangos según sea su aplicación. Un generador de audio, por ejemplo,

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