Amplificadores y Osciladores: Tipos, Clasificación y Aplicaciones

Amplificadores Lineales

Especificaciones

• Banda de funcionamiento: Margen de frecuencias donde el amplificador se comporta linealmente.
• Ganancia: Relación entre los niveles de entrada y salida.
• Impedancia y reflexión: Valor óhmico que presenta al trabajar a una determinada frecuencia, estando normalizado para los diferentes sistemas (valores comunes: 50 o 75 ohmios).
• Figura de ruido: Nivel mínimo de señal que el receptor es capaz de detectar y depende del ruido introducido por cada una de las partes que forman parte del receptor.
• Estabilidad: Mide la tendencia que sufre el amplificador a oscilar debido a las realimentaciones.
• Respuesta en fase: Tener en cuenta el comportamiento de la fase de la señal amplificada.
• Respuesta no lineal: Aparición de fenómenos como la distorsión a 1dB, armónicos…

Clasificación de Amplificadores según Técnica de Diseño

• Amplificadores sintonizados: Amplificadores muy selectivos en frecuencia y comportamiento paso banda para poder sintonizar un canal u otro. Diseñados a partir de varios amplificadores sintonizados a la frecuencia central de funcionamiento unidos entre sí, a través de redes de adaptación de impedancias. Utilizados tanto en receptores como en transmisores que necesitan filtrado en banda estrecha o media.
• Amplificadores de banda ancha y ultrabanda: Son de propósito general, construidos sobre circuitos integrados. Fabricados en serie y más baratos. Usados en aplicaciones, intercalando atenuadores y filtros para el control de la banda de paso y ganancia. Permiten obtener una ganancia constante en bandas muy grandes.
• Amplificadores de bajo ruido: Persiguen una bajísima figura de ruido y se emplean especialmente como primera etapa de los receptores RF (LNA).
• Amplificadores de potencia: Diseñados para optimizar la potencia que pueden proporcionar.

Amplificadores según Potencia

• A. Amplificadores de clase A: Un amplificador de potencia funciona en clase A cuando la tensión de polarización y la amplitud máxima de la señal de entrada poseen valores tales que hacen que la corriente de salida circule durante todo el período de la señal de entrada.
• B. Amplificadores de clase B: Un amplificador de potencia funciona en clase B cuando la tensión de polarización y la amplitud máxima de la señal de entrada poseen valores tales que hacen que la corriente de salida circule durante un semiperíodo de la señal de entrada.
• C. Amplificadores de clase AB: Son, por así decirlo, una mezcla de los dos anteriores. Un amplificador de potencia funciona en clase AB cuando la tensión de polarización y la amplitud máxima de la señal de entrada poseen valores tales que hacen que la corriente de salida circule durante menos de un período y más de un semiperíodo de la señal de entrada.
• D. Amplificadores de clase C: Un amplificador de potencia funciona en clase C cuando la tensión de polarización y la amplitud máxima de la señal de entrada poseen valores tales que hacen que la corriente de salida circule durante menos de un semiperíodo de la señal de entrada.

Tipos de Osciladores

• No sintonizados: Se basan en redes RC por desplazamiento de fase, Oscilador puente Wien.
• Sintonizados: Se fabrican utilizando estructuras tanque LC. Hartley y Colpitts.
• De cristal: Utiliza cuarzo.
• Integrados: Vienen encapsulados en el interior de un circuito integrado.
• Oscilador VCO: Controlado por tensión. Genera una frecuencia estable pero dependiente de una tensión externa de control o polarización.
• VXCIO: Osciladores a cristal controlados por tensión.

PLL (Lazo de Seguimiento de Fase)

Su funcionamiento se basa en la comparación de la diferencia de fase existente entre la señal de entrada y la salida, con el objetivo de generar una salida cuya frecuencia siga a la frecuencia de entrada.

Características

• Intervalo de enganche: Intervalo de frecuencia alrededor de la frecuencia libre de oscilación del VCO en el cual el PLL puede mantener la sincronización con la señal de entrada. También se define el intervalo de retención, que es la mitad del intervalo de enganche.
• Límite inferior de enganche: Mínima frecuencia que es capaz de engancharse.
• Límite superior de enganche: Máxima frecuencia que es capaz de engancharse.
• Intervalo de captura o de adquisición: Intervalo de frecuencia de libre oscilación del VCO alrededor del cual el PLL puede establecer el enganche con la frecuencia de la señal de entrada. Se definen límite inferior y máximo de captura. El intervalo de captura es menor o igual al intervalo de enganche.

El intervalo de enganche dependerá tanto de la función de transferencia del detector de fase como de la etapa de amplificación y el VCO.

Aplicaciones

• Modulación FM
• Demodulación FM y PM
• Filtro de seguimiento
• Generación de osciladores estables
• Extracción de portadora de una FM
• Sistemas de recuperación de la señal de reloj en sistemas digitales

Sintetizadores de Frecuencia

Dispositivo que es capaz de generar múltiples frecuencias de salida, dentro de un rango de valores y con gran pureza espectral, partiendo de una o varias señales de frecuencia de referencia estables.