Problema ECI-Grado-Noviembre 2014 PDF

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Ejercicio Obligatorio Electrónica de Comunicaciones I UPM...

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ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIERÍA DE SISTEMAS DE TELECOMUNICACIÓN - DEPARTAMENTO TSC.

APELLIDOS ....................................................................NOMBRE .................................... Nº DNI ............................................................. EXAMEN DE ELECTRÓNICA DE COMUNICACIONES I GRADO - Noviembre 2014. PROBLEMA Puntuación: 5 puntos

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El circuito de la Figura 1 representa el esquema de un oscilador a cristal. En dicho circuito los condensadores Cb1 y Cb2 son de desacoplo, las bobinas L1 y L2 (que están apantalladas y por tanto no se acoplan mutuamente) se suponen con un elevado factor de calidad y le sucede lo mismo al condensador ajustable trimmer Ct. Por otro lado el cristal de cuarzo presenta unas pérdidas en resonancia que se consideran despreciables. El modelo equivalente para señal de oscilación del transistor unipolar es el representado en la Figura 2. Se desea analizar el circuito por medio del método de la resistencia negativa. A partir de esta información se solicita: 1ª.- Explique el papel que desempeña el condensador Cb1 y qué sucedería si se eliminase del esquema. (0,3 puntos) 2ª.- Sabiendo que la frecuencia de oscilación del circuito (fo) tiene un valor igual a la de resonancia de la rama que representa el comportamiento interno del cristal en su circuito eléctrico equivalente, represente el esquema de la Figura 1 a efectos de señal de oscilación. (0,7 puntos) 3ª.- En el circuito equivalente obtenido en la respuesta a la pregunta 2ª elija un plano de corte vertical que separe al mismo en dos dipolos. Determine la expresión completa de la impedancia vista a la derecha del plano de corte, Zv, (impedancia que presenta el dipolo activo). (0,7 puntos). 4ª.- Determine la condición que debe cumplir la transconductancia del transistor para que efectivamente la impedancia vista presente una parte real negativa. (0,5 puntos). 5ª.- Despreciando la componente positiva de la parte real de la Zv frente a la negativa, obtenga el circuito equivalente de todo el oscilador a efectos de señal alterna, de forma que todos los elementos estén conectados en serie en una única malla. (1 punto), 6ª.- Determine la expresión de la frecuencia de oscilación del circuito. (0,5 puntos). 7ª.- Obtenga la condición de arranque y mantenimiento del oscilador expresándola de forma que solo aparezca en la misma los elementos del esquema de la Figura 1. (No debe aparecer el factor de calidad de ningún componente). (1 punto). 8ª.- Suponiendo que se eligen las bobinas L1 y L2 del mismo valor, y que Rp = 10Rs, indique cuál de los valores de gm obtenidos en los apartados 4º y 7º es el que realmente impone la condición necesaria para que el circuito oscile. -oOo-

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