3. El diseño de este circuito se hará
basado en un Oscilador de RF de tipo
Colpitts.
Para la simulación utilizamos ISIS
componente del Simulador PROTEUS.
4. Oscilador Colpitts
Es un circuito electrónico basado en
un oscilador LC diseñado por Edwin H. Colpitts. Se
trata de un oscilador de alta frecuencia que debe
obtener a su salida una señal de frecuencia
determinada sin que exista una entrada.
5. CALCULOS
Para efectuar los cálculos utilizamos Mathcad por lo que la
sustitución de las fórmulas se realizan de forma directa y obtenemos
solo el valor mas no el proceso de cálculo.
El enunciado del ejercicio nos indica que el Oscilador tiene una
Frecuencia de 1.8 Ghz
Para continuar con el proceso de Diseño, asumiremos
algunos valores que presentamos a continuación:
Po=5mw Donde:
RL= 5K Po Potencia
Q= 12 RL Resistencia
Re= 2 Q Factor de Calidad
Ro= 2.5 Re Resistencia parásita
Ro ½ de RL
6. Realizando un diseño para condiciones de máxima transferencia
a la carga decimos:
Utilizaremos la fórmula anterior para conocer el valor de la
corriente de polarización del transistor (ICQ)
Nota: Recordamos que
los cálculos se
realizaron en Mathcad
Sustituyendo Obtenemos un valor de ICQ = 2mA
7. Conociendo el índice de la corriente de polarización del
transistor podemos determinar la tensión colector – base y la potencia
suministrada a la carga.
La tensión en el Colector – Base (VCBQ) es de 5volt mientras
que la potencia suministrada es de 1.25mw
Existe una fórmula que implica el factor de calidad. En
esta fórmula podemos despejar el valor del condensador
equivalente necesario para el diseño final.
8. Anteriormente explicamos que asumiríamos algunos valores para realizar
con éxito este diseño. El factor de calidad (Q) fue uno de ellos por lo que
utilizaremos la fórmula anterior para despejar el valor del Condensador
Equivalente.
Cabe destacar que este diseño está siendo realizado en base a
la reducción de un circuito de Colpitts, más adelante mostraremos las
imágenes de como se realizó la reducción con la cual obtuvimos el circuito
equivalente que nos corresponde.
Continuando con el ejercicio, despejamos el condensador de la fórmula
y obtuvimos:
Eso nos da un valor de 0,42 pF para el
Condensador equivalente
Ahora que conocemos el valor del condensador
equivalente, utilizaremos la fórmula donde se relaciona con la
auto inductancia y con la frecuencia de oscilación para
despejar el valor de la bobina.
9. Fórmula Original
Fórmula despejada
El valor calculado para la bobina es de 208,33 Henrios.
Siendo la bobina el último valor necesario para el circuito
equivalente, procedemos a mostrar las imágenes del circuito original
de Colpitts con las condiciones indicadas al principio del diseño y sus
respectivas reducciones para el diseño final.
