Análisis de estabilidad y ruido de fase en nuevas configuraciones de osciladores

Abstract

RESUMEN: Se ha diseñado un sistema auto-oscilante en régimen cuasi-periódico, en el que se introduce una señal sinusoidal que no está relacionada armónicamente con la frecuencia de oscilación. Se ha analizado la estabilidad de la solución periódica y cuasi periódica para distintas polarizaciones de puerta, en función de la potencia de entrada, observando distintos comportamientos, identificando la dimensión de los subespacios en régimen cuasi-periódico. Se ha analizado el sistema en presencia de dos generadores sinusoidales. Se ha diseñado un amplificador en clase E con una línea de transmisión no lineal (NLTL), obteniendo una forma de onda pulsada a la salida. A mayor amplitud de salida, menor ciclo de trabajo y mayor eficiencia. Se ha analizado el ruido de fase a través de las funciones sensibilidad de fase considerando el ruido en los diodos de la NLTL, obteniendo la banda de división del sistema en función de las dimensiones de la NLTL. Se ha diseñado un oscilador sincronizado utilizando distintos tipos de fuentes multiarmónicas. Se ha analizado la estabilidad frente a la frecuencia de entrada, obteniendo comportamientos periódicos y cuasi periódicos, así como divisiones frecuenciales, analizando los distintos tipos de bifurcación que tiene lugar en la solución del sistema. Se ha analizado el ruido de fase del sistema observando una resonancia cuando el margen de estabilidad es pequeño.

ABSTRACT: A self-oscillating quasi-periodic system has been designed, introducing a sinusoidal signal that is not harmonically related to the oscillation frequency. The stability of the periodic and quasi-periodic solution has been studied for different gate bias voltages versus the input power, showing different behaviours, identifying the subspace dimension in quasi-periodic regime. The system has been analyzed considering two sinusoidal generators. A class E amplifier has been designed with a nonlinear transmission line (NLTL), having a pulsed waveform at its output. With higher output amplitude, smaller duty cycle and better efficiency. The phase noise has also been studied using the phase sensitivity functions considering the noise in the NLTL diodes and in the transistor. A division has also been observed in the NLTL, obtaining a system division band versus the NLTL dimensions. An oscillator has been designed using different kind of multi-harmonic sources to synchronized the circuit. The stability has been analyzed versus the input frequency obtaining different bifurcations that take place in the system solution. A resonance has been observed int eh phase noise analysis when a small stability margin is considered.