[ DISEÑO Y APLICACIONES ]
La combinación oscilador/buffer amplificador IC simplifica el diseño de osciladores locales

Por el Dpto. Técnico de Anatronic, S.A.

Los osciladores locales (LO) son componentes muy importantes de los sistemas sin cable, pero el diseño y construcción de un LO puede ser una tarea muy ardua, particularmente para aquellos que no han diseñado previamente ninguno. El RF2501 y el RF2502 son combinaciones oscilador/buffer de bajo consumo que operan de 750 MHz hasta 1.500 MHz con la ayuda de un resonador externo. El primero ofrece un bajo consumo de corriente y baja potencia de salida mientras el segundo ofrece mayor potencia de salida. Estos IC son flexibles, fáciles de usar, y pueden reducir la fuerza de carga (load pulling) el tamaño y el coste de un LO para aplicaciones sin cable.

Diseño de un LO
Dos nuevas combinaciones Oscilador/Buffer Amplificador IC han sido desarrolladas por RF MicroDevices (compañía que representa en España la empresa Anatronic, S.A.) para simplificar el diseño de LO para aplicaciones sin cable.

Los nuevos IC, el RF2501 y el RF2502 de RF MicroDevices son combinaciones Oscilador/Buffer Amplificador ICs que simplifican la tarea de construcción de un LO. Cubren la gama de frecuencias de 750 MHz a 1.500 MHz, idónea para muchas aplicaciones sin cable, incluyendo la banda ISM: desde 902 MHz hasta 928 MHz. El RF2501 y el RF2502 son flexibles y fáciles de usar por la utilización de un resonador externo para regular la frecuencia de oscilación.

Ambos integrados incorporan varios amplificadores de buffer para minimizar fuerza de carga (load pulling) y "aplanar" la potencia de salida. Operan con un único suministro de 5V y tienen un bajo consumo de energía lo que resulta excelente para aplicaciones que contienen baterías. El RF2502 es un oscilador/buffer amplificador integrado de mayor corriente y mayor energía. Aproximadamente resulta 4,5 mA de corriente y convierte 6dBm en 50 W a temperatura ambiente y VCC de 5V.

Los ICs están desarrollados con la tecnología BJT de silicio que presenta buenas fases de ruido para un oscilador integrado. Funcionando a 1.500 MHz y temperatura ambiente, la fase de ruido es de 96 dBc con un offset de 100 kHz y de 76 dBc con un offset de 10 kHz para ambos ICs cuando se usan con un resonador microstrip en una placa FR4. A frecuencias más bajas , la fase de ruido mejorará; a 750 MHz se consigue 6 dB.

Los componentes necesarios
El RF2501 y el RF2502 se ofrecen en encapsulado estándar SOIC-8. Cuando se utilizan en el diseño, pueden reducir el tamaño global y el coste del LO, lo que es importante para aplicaciones sin cable. El RF2501 incluye un oscilador, 4 buffer amplificadores y un sistema de circuitos de baja potencia (power down). Una tensión alta encenderá el IC y una tensión pequeña lo apagará. Cuando la potencia es de 0V el suministro de corriente es menos de 1 mA y el Vpd debe ser menor de 0,7V para pagar totalmente el IC. Para encender realmente el IC, el Vpd debe ser 3,0V o mayor pero no debe exceder de 5,5V.

El resonador externo requiere un condensador DC de bloqueo. El resonador es un elemento inductivo. Cambiando la inductancia efectiva bien físicamente o bien con "varactor tuned circuit", se cambiará la frecuencia de oscilación. Cualquier acción parásita en el circuito contribuirá a la inductancia efectiva e influirá en la frecuencia de oscilación. Estos efectos serán más pronunciados a mayores frecuencias.

La salida del RF2501 tiene un obturador interno y un condensador de bloqueo. Esto reduce el tamaño global y la suma de partes del LO resultante. En el RF2502 el oscilador es el mismo que en el RF2501. Las diferencias están en el Buffer Amplificador. Hay 3 en vez de 4 buffer amplificadores para incrementar la tensión de salida siendo la intensidad de corriente de suministro mayor. La salida es un colector abierto que requiere un obturador interno y un condensador de bloqueo. El resultado es más potencia disponible en 50W.

Cada IC tiene dos partes, un oscilador y un buffer amplificador. Cada parte tiene su tierra separada y pines VCC para incrementar el aislamiento y reducir la fuerza de carga (load pulling) uno de los objetivos clave del diseño. Un resonador externo se utiliza para añadir flexibilidad al diseño y la carga Q de este resonador impactará en el funcionamiento del oscilador resultante. Para crear una oscilación, la resistencia se genera con un circuito similar a un oscilador Colpitts. De esta forma para demostrar el uso del RF2501 y el RF2502 se construyen diversos circuitos que son testados posteriormente.

Aplicaciones
Los ICs se emplean para construir VCOs en la banda ISM de 902 MHz a 928 MHz y el RF2502 se usa para construir un VCO cerca de 1.500 MHz. Entre las principales especificaciones, indicar que el funcionamiento de un circuito usando RF2501 o RF2502 variará dependiendo de la Q del resonador y de la frecuencia.

Se encuentra que la "load pulling" es mayor a altas frecuencias que a bajas debido a mayores efectos parásitos en el encapsulado doble. La fase de ruido será más grande en altas frecuencias debido al diseño físico del dispositivo y se puede estimar usando el factor de 6 dB/octava.

En resumen
RF MicroDevices introduce dos nuevos osciladores/buffer amplificadores, el RF2501 y el RF2502 una versión más potente. Fabricados con un diseño de bloques se pueden emplear para LOs de 750 MHz a 1.500 MHz. Entre sus características destacar la posibilidad de operación a baja potencia, bajo consumo y que puede usarse para reducir el coste y el tamaño de un LO. Así, resultan ideales para cualquier aplicación de tecnología "sin cable" y que empleen baterías como la telefonía celular o el GPS.

Anatronic
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Figura 2



Figura 3



Figura 4








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