Un Voltimetro Vectorial es empleado generalmente con señales de alta frecuencia, la característica distintiva del mismo es que ademas de indicar la magnitud de una señal nos da información sobre su fase.

Como vimos en la medición de Parámetros S para poder calcular cada uno de los cuatro parámetros necesitábamos medir las magnitudes y diferencia de fase entre dos señales, en ese caso necesitábamos realizar la medición con el voltimetro vectorial.

La señal de referencia para la medición de fase es la que ingresa por el canal A. Un circuito de control automático de fase (APC) sintoniza y engancha en fase al instrumento a la señal del canal A. El rango de frecuencia del APC es seccionado por medio de un control en el panel frontal. El APC sintoniza entonces el instrumento automáticamente y mantiene la sintonia aún cuando la frecuencia de entrada fluctúa moderamente.

Diagrama en bloques elemental de un Voltimetro Vectorial que utiliza un circuito de enganche de fase automático (APC) para sintonia y enganche de fase del instrumento al canal A. El APC ajusta la frecuencia del oscilador local controlado por tensión (VCO) que gatilla los muestreadores mezcladores de las sondas. Las señales de RF son reconstruidas a partir de las muestras de FI de 20kHz, donde se mide la amplitud y la fase.

En las sondas de entrada del instrumento hay mezcladores del tipo de muestreo que convierten la señal a una frecuencia intermedia de 20 kHz, donde se hace la medición de tensión y fase. Una tensión de realimentación de estabilización de los mezcladores mantiene las perdidas de conversión de tensión a 0 dB independientemente de las influencias ambientales, y de los corrimientos que pueda tener el oscilador local para que la diferencia de fase entre las señales de FI que ambos muestreadores mantienen, sea igual a la diferencia de fase que hay entre las señales de RF.

Las formas de onda de RF son reconstruidas en la frecuencia intermedia; las componentes fundamentales de las ondas son convertidas a 20 kHz, la segunda armónica a 40 kHz, la tercera a 60 kHz, y así, hasta la armónica más elevada que caiga dentro del 1 GHz de ancho de banda de los muestreadores. Las salidas se toman directamente de los mezcladores de muestreo en ambos canales. Como la forma de onda es preservada en las señales de FI, el Voltimetro Vectorial puede ser utilizado para convertir a muchos de los osciloscopios de baja frecuencia, analizadores de ondas, y analizadores de distorsión en instrumentos de muestreo de frecuencia elevada para señales cuyo contenido armónico sea moderado.

Para las mediciones de tensión y fase, las señales de FI provenientes de los mezcladores muestreadores son filtradas de manera que solo permanecen las fundamentales de 20 kHz, y las amplitudes y ángulo de fase entre las fundamentales es lo que se mide e indica. Como solo se miden las fundamentes, las lecturas de las amplitudes y fases no se ven alteradas por el contenido armónico de las señales de entrada. el ancho de banda de los filtros de solo 1 kHz reducen el ruido térmico que pueda llegar a los instrumentos.

Referencia:

• Hewlett Packard, AN 77-1 Transistor Parameter Measurements
• Oliver Cage, Electronic Measurments and Instrumentation

Ya sabemos que son los Parámetros S, ahora la cuestión pasa en como medirlos. Un diagrama en bloques típico instrumentado (Analizador de Redes) para medir los parámetros S se indica en la siguiente figura.

Fig 1. Diagrama en bloques de un típico sistema de medición de los parametros S, montaje en direccion directa

El procedimiento básico para medir S11 y S22 es el de medir con un voltimetro vectorial la relación de amplitudes y fase entre las tensiones incidentes y reflejadas con la sonda B en la posición B1; S11 es medida con el montaje (JIG) en la dirección directa y S22 con el montaje invertido. S12 y S21, las señales de transferencia, se miden con la sonda B en la posición B2 obteniendo S21 con el montaje invertido.

Calibración Inicial

Para la medición de todos los parámetros, es importante colocar la longitud eléctrica del paso de la señal desde la entrada del primer acoplador a la sonda A exactamente igual como a la sonda B. Esto asegura un desfase de 0° entre las dos sondas y elimina la necesidad de recalibración cuando la frecuencia es variada. Con la sonda B en la posición B1 esto se realiza con una sección en corto y con la sonda B en la posición B2 con una sección pasante. La siguiente figura ilustra un montaje típico de un transistor, una sección en corto y una sección pasante.

Fig 2

Para establecer la distancia A igual a la distancia B1 se coloca la sección en corto como indica en la Fig 1. Estando la sonda B en B1, se aplica una señal de RF de un nivel conveniente y se ajusta el alargador (strecher) de línea hasta obtener un desfase de 180°, correspondiente a un corto. Luego se coloca la sección pasante y se comprueba un desfase de 0° con la sonda B en B2.

Si la sección en corto es exactamente la mitad de la longitud de la línea pasante y los acopladores son idénticos, no hará falta ajuste alguno.

Técnica de Medición

Para medir S11 se inserta el transistor en el montaje, se coloca en montaje en posición directa y se ajusta las polarizaciones #1 y #2 a los niveles deseados. Se procede a ajustar la tension de RF a un nivel conveniente, generalmente -30 dBm,  se mide la tensión en el canal A en el canal B y en angudo de fase Φ

La medida de la relación se simplifica si A se sitúa en la unidad -1mV, 10mV, etc. S22 es medida invirtiendo el montaje y las conexiones de polarización de cc. S21 puede ser entonces medida con la sonda B en B2 y el montaje en la posición directa. Finalmente, invirtiendo nuevamente el montaje y las conexiones de polarización se puede medir S12. Los parámetros S se miden generalmente a varias frecuencias o en un rango de frecuencia y se los gráfica en una carta de Smith

El método manual descrito es reemplazado con grandes ventajas por el Analizador de Mallas de Microondas. Es un instrumento de barrido que mide magnitud y fase de los coeficientes de reflexión y transferencia en un amplio rangos de frecuencias, normalmente de 100 MHz a 12,4 GHz. Esto hace posible que el analizador caracterice completamente dispositivos activos y pasivos, ya que pueden medir casi todos los parámetros de interés de los dispositivos de alta frecuencia incluyendo ganancia, atenuación, fase, impedancia y admitancia. En su interior un Analizador de Redes (Mallas) contiene un voltimetro vectorial y un generador de RF.

Ejemplo de mediciones:

Fig 3. Medicion de S11 del transistor 2N3563 entre 100 y 1000 MHZ

Referencia:

• Hewlett Packard, AN 77-1 Transistor Parameter Measurements
• Oliver Cage, Electronic Measurments and Instrumentation

Introducción a los Parámetros S

Un importante avance en el diseño y análisis de los circuitos con transistores es el de representar el dispositivo con un circuito equivalente apropiado. Para el análisis de señales pequeñas de CA es una practica común el de considerar al transistor como una “caja negra” de 4 terminales con las tensiones y corrientes en los terminales de entrada y salida relacionados por un conjunto de 4 parámetros. EL conjunto más útil de tales parámetros hasta la década del 60 han sido los parámetros “h”, “y” y “z” que son los que normalmente encontramos en cualquier libro.

Hay 4 parámetros para cada una de las 3 posibles configuraciones (emisor, base o colector común) ídem para los transistores de efecto de campo, lo que hacen un total de 36 parámetros. Algunos de estos parámetros para un tipo de transistor dado son normalmente especificados por el fabricante, dependiendo de las intenciones de las aplicaciones.

Parametros S

La figura 1(a) muestra un esquema de un transistor NPN en la configuración emisor común. La 1(b) el diagrama equivalente de 2 puertos en parámetros S, mientras que en la 1(c) podemos encontrar los sub-indices que se usan para la notación.

Al medir la mayoría de los otros parámetros (h, y, z) es necesario abrir y cortocircuitar sucesivamente la entrada y salida del dispositivo. Esto es difícil de hacer en frecuencias de RF donde las inductancias y capacitancias de los terminales dificultan la obtención de cortocircuitos y circuitos abiertos. A frecuencias aún mayores, para realizar estas mediciones se recurre al uso de “stub” (trozos de cable coaxial de longitud variable en función de la frecuencia de la señal) , que deben ser ajustados para cada frecuencia particular, a fin de reflejar las condiciones necesarias en los terminales de los dispositivos. No solo esto es inconveniente y tedioso, sino que un stub que se encuentre en paralelo con la entrada o salida puede hacer que el transistor oscile, haciendo difícil la mediación o invalidándola.

Los parámetros S, en cambio, son medidos con el dispositivo entre la fuente y una carga de 50 Ω, con lo que es casi imposible que se presenten oscilaciones. Otra ventaja importante es que se oponen al hecho que las ondas progresivas, varíen su magnitud a lo largo de una linea de transmisión sin perdidas. Eso significa que los parámetros S pueden ser medidos sobre un dispositivo colocado a alguna distancia de los transductores de medición, siempre que el dispositivo y los transductores se encuentren conectados a una linea de transmisión de bajas perdidas

Definición

En la Fig 1(a) se puede ver la configuración utilizada cuando se definen los parámetros. Se indica la conexion emisor comun como ejemplo que puede ser extendida a cualquier otra configuracion tipo de transistor o dispositivo que se desee evaluar.

La Fig 1(b) ilustra la configuracion utilizada para definir los parametros S utilizando un grafico de flujo de señal. Ei1 y Er1 son las tensiones incidentes y reflejada en el puerto de entrada mientras que Ei2 y Er2 son las tensiones correspondientes al puerto de salida. Las ecuaciones para la malla son las siguientes:

S11 es simplemente el coeficiente de reflexion mirando al puerto 1 con el puerto 2 adaptado, mientras que s22 es el coeficiente de reflexion del puerto 2 con el puerto 1 adaptado. S21 y s12 son los parametros de transferencia que representa ganancia y perdida.

Un parametro S es todos los casos un numero complejo, que tiene magnitud y fase y se encuentra en función de la frecuencia.

A fin compartir las convenciones con los parámetros h,y,z los parámetros S se les colocan letras como sus indices como puede verse en la fig 1(c)

Referencia:

• Hewlett Packard, AN 77-1 Transistor Parameter Measurements
• Oliver Cage, Electronic Measurments and Instrumentation

OA en configuracion No Inversora con capacitor de bypass

Los capacitores de bypass pueden encontrarse en cualquier equipo electronico, la mayoria conoce que sistemas, circuitos y integrados necesitan ser “bypassed”. El método para elegir un capacitor tipicamente se basa en tradición en lugar de optimizar el circuito particular. La Nota de Aplicacion 1325 de Intersil discute los aspectos de diseño a tener en cuenta, desde la selección del capa pasando por el tipo de dieléctrico hasta en encapsulado correcto.

Explica muy bien como identificar la función primaria y el ambiente del capacitor de bypass. Por ej, los circuitos que tienen grandes picos de corriente llevan un capa distinto que aquel que opera a altas frecuencias. Se discute la conveniencia de colocar varios capacitores así como la importancia del layout de la placa

¿Que es un Capacitor de Bypass?

Los diseños de circuitos generalmente parten de la premisa de que contamos con una fuente de alimentación ideal, pero esto nunca es así. La siguiente figura muestra una captura de osciloscopio de una fuente DC

Como puede verse, existe mucho ruido de alta frecuencia que desplaza el nivel de continua (aprox 10mVpp). A la vez, de manera mucho más pronunciada tenemos picos regulares de 50mV en exceso.

Estas perturbaciones se acoplan directamente en nuestro circuito y llegan hacia la salida dependiendo del PSRR (power supply rejection ratio). La primera linea de defensa contra las perturbaciones indeseadas en la alimentación es el capacitor de bypass, este capacitor nos sirve para eliminar las variaciones en el nivel de tensión de la alimentación y también sirve para que las componentes de alta frecuencia sean derivadas a tierra ya que provee un camino de baja impedancia.

Hace mucho empece con la idea de recomendar paginas webs relacionadas con la electronica, despues de un par de recomendaciones la idea quedo en la nada, ahora resurge.

El sitio web sobre electronica recomendado de esta semana es Micro Designs realizado por Suky.

Si alguna vez buscaste o pediste ayuda relacionada a los microcontroladores en los grandes foros que existen en español seguramente terminaste leyendo un tutorial de el o el mismo te dio una mano con las dudas.

Micro designs es la pagina personal de Alejandro en donde va colgando en forma de articulos las pruebas, desarrollos e inventos :p que lleva a cabo principalmente con microcontroladores PICs, aunque también se pueden encontrar información relacionada a los micros de otras empresas.

Van a poder encontrar:

• Tutoriales de Programación de PICs
• Proyectos realizados con PICs
• Tutoriales de Freescale, AVR y ARM
• Librerias en C
• Varias cosas sueltas más

Todo el material disponible en su sitio se encuentra licenciado bajo Creative Commons por lo cual pueden hacer uso libremente de la información que está publicada (respetando al autor y para aplicacione no comerciales).

Un saludo para Alejandro por levantar el sitio y publicar información contribuyendo a que la electrónica sea más conocida y accesible para todos.

El siguiente circuito electrónico esta construido a partir del XR-2206  un integrado de EXAR de excelentes prestaciones utilizado para:

• Generación de Señales Senoidales, Triangulares o Cuadradas
• Generación de FSK
• VCO para circuitos de lazo enganchado
• Generación de AM o FM
• Conversión de tensión a frecuencia

¿Que tiene de distinto este integrado a otros que hacen lo mismo?

Podemos arrancar diciendo que tiene una muy baja distorsión al generar señales senoidales, tipicamente un 0,5%, una excelente estabilidad frente a la temperatura de 20 ppm/°C, ademas un amplio espectro de frecuencia que va desde 0,01 Hz a 1 MHz y podemos seguir:

• Amplio rango de barrido, 2000:1
• Baja sensibilidad de alimentación, 0,01V
• Modulación de amplitud lineal
• Compatible con TTL
• Amplio rango de alimentación de 10V a 26V, con posibilidad de usar una fuente partida
  
• Ciclo de trabajo ajustable desde el 1% al 99%

Diagrama del Generador de Señales

La frecuencia de la señal de salida viene determinada por el capacitor C entre los pines 5 y 6, junto al resistor conectado a masa del pin 7 como indica la formula en la imagen. Si necesitamos una señal señoidal debemos cerrar la llave S1.

Con R3 podemos ajustar la amplitud de la señal (inversamente proporcional), miestras que R4 nos brinda un ajuste más fino, Rb permite ajustar la simetría de la onda de salida.

La estabilidad frente a los cambios de temperatura es óptima para valores de R comprendidos entre 4kΩ < R < 200kΩ

Generalmente cuando tenemos que presentar un trabajo o informe en la universidad nos piden que sea en formato paper, es ahí cuando comienzan nuestras dudas sobre las normas y el formato que tenemos que cumplir.

¿Que hace la mayoría cuando se enfrenta a este problema? comienza a buscar en Internet papers para asi poder ver en que formato se encuentran y copiarlo, esto está perfecto yo también lo hice de esa forma, el problema es que se pueden encontrar muchas variaciones algunas no correctas o que se toman demasiadas libertades en el momento de la confección y terminamos con que nuestro paper es rechazado por no cumplir los estándares.

Para evitarles ese mal rato les traigo un paper que trata sobre la confección de un paper con el formato y normas,  al leerlo se van a sacar todas las dudas que puedan tener o los que deban hacer uno ya tiene una guiá a seguir que asegura la aprobación (del formato).

El mismo es brindado por la cátedra de Electrónica de Potencia de la UTN FRC. Lo pueden descargar desde ACA (en .doc así puedan ir borrando, escribiendo y se olvidan de dar formato a un documento nuevo)

¿Que es un paper?

Se puede encontrar buen material en la wikipedia, les recomiendo leer directamente desde ahí

En estos últimos meses y como parece que va a ser de ahora en más, el tiempo disponible para dedicarle al blog se me a disminuido notablemente, y gran parte del poco tiempo que tengo se va en administrar el servidor o responder las consultas que me hacen vía las redes sociales, mails o en formulario de contacto. Por ello es que la cantidad de artículos nuevos publicados es muy baja.

No me gustaría dejar morir y llenarse de spam al sitio que tanto trabajo costo construir y que le sirve para consultar info a mucha gente (esto según sus comentarios), como dice el dicho  “adaptarse o morir” vengo pensando en darle una vuelta de tuerca.

Me gustaría si son tan amables de llenar la siguiente encuesta… tranquilos son 3 preguntas nomas multiple-choice como máximo les puede llevar 3 minutos responderla.

Desde ya gracias a aquellos que se toman la molestia. Saludos, Cesar

Link encuesta: http://t.co/rT0NKwB

Por Internet se pueden encontrar distintas formas para manejar LEDs usando pocas lineas I/O de microcontroladores, pero siempre es un tema recurrente en los foros de electronica.

El siguiente circuito electronico permite manejar 16 LEDs utilizando solo 1 pin de un microcontrolador y dos registros de desplazamiento (shift registers) de entrada serial y salida paralela, puede usarse para manejar barras de puntos o dos displays de 7 segmentos. Si se agrega multiplexación al circuito permite manejar hasta 8 displays de 7 segmentos.

El microcontrolador maneja la entrada de clock de los registros. La misma señal también pasa por un filtro RC y maneja las entradas de datos A y B.

El filtro se forma con un resistor de 100 kΩ y las capacitancias de entrada de los pines A y B, produciendo una constante de tiempo (delay) R*C*In2 = 100 kΩ×(5 pF+5 pF)×0.7=0.7 μseg.

Para enviar un cero (lógico) hacia el registro, el μcontrolador tiene que mantener un nivel bajo por 2 μseg, tiempo que es mayor a la constante del filtro. Para enviar un “1″ la salida del μcontrolador tiene que estar en alto un tiempo mayor al tau del filtro. El micro puede mandar pulsos negativos de 0,25 μseg o 2 ciclos de CPU, lo cual al ser menor a la cte del filtro no cambia el nivel lógico en las entradas. El flanco ascendente es usado como señal de clock en los registros.

Resumiendo, los datos se envían en los flancos ascendente, teniendo pulsos negativos de corta duración, los capacitores del filtro no tienen tiempo suficiente para descargarse por lo cual el nivel de tensión de la línea de datos se mantiene en un nivel alto, para los flancos ascendentes del clock Teniendo una duración mayor de los pulsos en nivel bajo permite que los capa se descarguen, lo que causa un nivel lógico bajo para un flanco ascendente del clock.

En la figura anterior se puede ver que el nivel de tensión para los ceros y unos lógicos son 1, 3 V y 3,1 V respectivamente. El registro tiene un Vih en 2,5 V lo que da suficiente margen. En caso de necesitar otros valores de tensiones, solo hay que variar el tiempo de la señal y obviamente la R del filtro.

El circuito almacena 16 bits en los registros en tan solo 35 μseg.

La ciudad de córdoba sigue avanzado en el proyecto de despliegue de Wi-Fi gratuito para la mayoría de su población. Conocido como Proyecto de Instalación de Red Inalámbrica Multiservicio (RIM) y Plataforma de Area de Conexión Wi-Fi.

El proyecto de Córdoba es 10 veces más grande que el realizado en la ciudad de San Luis (precursor en el Pais) por superficie y por habitantes; es llevado a cabo por EPEC Telecomunicaciones. El enfoque seguido consiste en brindar cobertura en las ciudades principales y luego en las del interior de la provincia.

Córdoba ya tiene construido y en funcionamiento el NOC (Centro de Operaciones de Red, por su sigla en inglés) que funciona en instalaciones de EPEC. Allí se nuclean el backbone (cableado troncal) , el backhaul (red de retorno) y el acceso Wi-Fi. El backbone se construyó con fibra óptica y radioenlaces

El backbone se cierra con un anillo urbano central de fibra óptica de 44 kilómetros de extensión que circunvala a la Ciudad de Córdoba. Aquí se interconectarán los restantes anillos con el NOC ubicado en Barrio Jardín, en el chalet de Comunicaciones de EPEC. Desde allí se monitoreará toda la red y se controlarán los equipos de comunicación de los nodos de cada localidad.

Se está llevando a cabo la instalación en 14 ciudades (las más pobladas). En su segunda etapa, la obra alcanzará a 222 localidades, “convirtiéndose en la red de Wi-Fi más grande del mundo“. Para fin de este año más del 60% de la población cordobesa va a ser beneficiaria de Wi-Fi libre y gratuito

Cada AccessPoint Wi-Fi posee un alcance de entre 150 y 200 metros de radio, dependiendo la topología del terreno y construcción de la localidad donde se instale.

Los anchos de banda disponibles son compartidos de manera igual entre todos los usuarios. Es por esta razón, que la velocidad de transferencia varía de acuerdo a la localidad y a la cantidad de usuarios que se encuentren conectados, se explicó.

La metodología de uso de ancho de banda es similar a la que hoy está disponible en la tecnología ADSL o 3G.

Pueden ver las fotos en: Ayuda Electronica – Facebook