domingo, 28 de agosto de 2016

Mas sobre osciladores.

Hoy voy a intentar explicar como mantenemos en frecuencia un oscilador.
Antes que nada comentar que  casi todas estas tecnicas de control de frecuencia son necesárias si nos dedicamos a U y SHF, sobre todo a partir de la banda de 1296Mhz hacia arriba. En HF y VHF también nos pueden ser utiles si vamos a tabajar modos digitales o de banda muy estrecha,
pero normalmente en estas bandas la presición y estabilidad de los equipos comerciales es mucho mas que suficiente.
Primero vamos a calarar dos conceptos que pueden dar lugar a confusión y realmente son cosas distintas y mas adelante veremos que en microondas las dos cosas son importantes.Una es la estabilidad de frecuencia y otra la precisión.
Vamos a ver lo que es la estabilidad.  Como su nombre indica un oscilador estable es aquel que a lo largo del tiempo mantine una frecuencia fija sin desviación o con muy poca. Lo que normalmente llamamos que no "patine". Hoy en dia en H-V y UHF, se escuchan muy pocas estaciones, por no decir ninguna, que durante un QSO, se van de freuencia. En Microondas es otra cosa.
El otro concepto es la precisión.  Para explicar esto, pondre un ejemplo. En nuestro equipo ponemos por eje. 145.675Mhz pero estamos seguros que es ,675 ó es 676 ó 673? Aunqué en este ejemplo no importa mucho por que estamos usando FM y el ancho de banda es suficiente grande si estuviesemos en SSB, CW o algún modo digital, tener un error de 2 ó 3 Khz puede
significar el hacer QSO o no hacerlo, sobre todo si la señal es debil. De ahí la importancia de
saber con exactitud nuestra frecuencia.

Decia antes que los actuales equipos comerciales tienen una buena estabilidad y precisión de
frecuencia, vamos a ver como lo hacen.
Casi todos los equipos desde hace mucho tiempo, suelen basarse en osciladores a PLL, que ya explicamos en la anterior entrada, en que consistian. Hay que decir que los equipos mas modernos ya suelen usar osciladores por sintesis directa (DDS). DDS es una tecnica diferente al PLL pero tambien necesita una referencia para generar la frecuencia deseada.

Todas las tecnicas de las que hablaremos a continuación, se aplican a osciladores de frecuencia fija, para ser mas concretos, a los osciladores de referencia de los PLL.

Deciamos el otro dia que un oscilador a cristal era bastante preciso, pero se ve afectado por el
entorno, sobre todo por la temperatura.Variaciones de temperatura hacen que el cristal varíe
su frecuencia hacia arriba o abajo por lo que una solución simple es mantener el cristal siempre
a una temperatura elevada y constante y así evitamos que se nos vaya de frecuencia.
Eso es verdad a medias, se logra una gran estabilidad pero para trabajar en microondas no es suficiente. Esto lo sufrimos en nuestras carnes cuando empezamos a hacer pruebas en 10 Ghz.
Muchos equipos actuales llevan una opcion que es ponerles un modulo TCXO ( Oscilador a Cristal Controlado por Temperatura), que no es ni mas ni menos que un oscilador a cristal con una resistencia ( u otro medio de calefaccion)  pegada al mismo para mantenerlo a una temperatura fija. ( normalmente 50 grados).

Otra tecnica para mantener un oscilador en frecuencia es mantener TODO el oscilador a una
temperatura fija. Estos dispositivos suelen tener una estabilidad muy buena a largo plazo (horas). Se les suele llamar OCXO. (Owen Controlled X-Tal Oscillator).
Al estar todo el oscilador dentro de una capsula hermética y con una temperatura controlada
la estabilidad es realmente buena. Este tipo de oscilador ya es util en Micro ondas y es el que
usamos nosotros en uno de los transverters.

Estos dos osciladores que hemos descrito hoy, son todos de freuencia fija, los TCXO pueden ser de cualquier frecuencia aunque lo normal es que estén entre los 20 y 40 Mhz.
Los OCXO , tambien puden ser de cualquier frecuencia, pero lo normal y mas usual es que sean
de 10Mhz, que se ha estandarizado como frecuencia patrón para equipos de medida y osciladores de precisión.


El proximo dia hablaremos un poco de dos osciladores patrón que si son realmente estables, el oscilador de Rubidio y el oscilador contolado a GPS. Estos dos equipos son los que usamos para "disciplinar" nuestros equipos de 10 Ghz.

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