Nuevas técnicas de análisis y diseño de circuitos osciladores y divisores de frecuencia

Resumen

En esta tesis se presentan técnicas de análisis de comportamientos no lineales complejos en circuitos de microondas, tales como divisiones de frecuencia de alto orden y sincronizacines ultra-subarmónicas. Se basan en simulaciones de balance armónico y pueden implementarse en un programa comercial. Las técnicas han permitido el estudio en profundidad de determinados fenómenos no lineales, aplicables al diseño de circuitos analógicos, como la secuencia de periodo añadido, para la obtención de divisores de frecuencia de orden varialble, o las sincronizaciones ultra-subarmónicas, para la obtención de divisores de orden fraccional. También se presentan herramientas de optimización de diversos circuitos de microondas de carácter autónomo. Las técnicas orientadas a divisores de frecuencia permiten fijar el nivel de potencia de salida e impiden el desplazamiento de las bandas de operación en las sucesivas etapas del proceso de diseño. El uso de un lazo de realización de baja frecuencia añade un efecto adicional de enganche en fase, lo que da lugar a un notable incremento del ancho de banda. Otras técnicas se encuentran orientadas al diseño optimizado de osciladores en configuración 'push-push'. Las herramientas desarrolladas permiten maximizar la potencia de salida, sin alterar la frecuencia de la oscilación. Se ha estudiado también el efecto de posibles discrepancias en los elementos de los osciladores componentes. Intentando cubrir características específicas, se presentan técnicas para la maximización de la eficiencia del oscilador y para la reducción de la duración de transitorios. La eficiencia se maximiza imponiendo la operación en clase--F del circuito, sin alterar su frecuencia de oscilación. El recorte de la duración de los transitorios se lleva a cabo mediante el desplazamiento de los polos de la solución de continua inestable que genera la solución oscilatoria. Finalmente, se analizan en profun