Diseño y caracterizacion experimental de circuitos osciladores con muy bajos niveles de ruido de fase

Abstract

Los circuitos osciladores son elementos claves de los sistemas de Transmisión/Recepción. En ellos el ruido de fase constituye uno de los principales parámetros a optimizar: elevados niveles del mismo puede llegar a provocar, en el peor de los casos, la pérdida total de información en las comunicaciones analógicas y el aumento del porcentaje de bits erróneos (BER) tratados en los sistemas de comunicaciones digitales. En el presente trabajo se presentan las principales técnicas de minimización del ruido de fase y se aplican al diseño de dos circuitos Osciladores de Resonador Dieléctrico realizados con tecnología híbrida, uno de los cuales genera una onda para la banda C de funcionamiento (6.8 GHz) y otro para la banda Ku (17.5 GHz), bandas extensamente utilizadas en las comunicaciones por satélite. El dispositivo activo elegido fue el transistor bipolar de heterounión, InGaP/GaAs desarrollado en el Laboratorio Central de Investigación (LCR) de Thomson-CSF especialmente optimizado para aplicaciones de potencia de banda X. Para el diseño del primer oscilador (banda C) se eligió una topología de circuito de las denominadas integradas, con el resonador acoplado en la línea "microstrip" conectada a la base del transistor. Las medidas del ruido de fase realizadas sobre el prototipo fabricado dieron un valor de -124dBc/Hz a 10 KHz de la portadora, lo que constituye el mejor resultado, publicado hasta el momento para esta tecnología. El diseño del oscilador en Banda Ku, con una topología de realimentación, se realizó a partir de la utilización del método de lazo abierto mediante el cual se optimizó tanto el valor de la polarización como de las impedancias a aplicar en entrada y salida al transistor lo que nos ha permitido obtener un valor de 289,5 nW para la potencia diferencia del transistor..