Longwave Receiver
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Motivación n Experimentación con circuitos de radiofrecuencia n Elección de la frecuencia de trabajo ¨ Instrumental de medida sencillo ¨ Técnica constructiva sencilla, distancias no críticas ? Banda en desuso asignada recientemente al servicio
de radioaficionados
n Evolución técnica aunque en sentido contrario a la tendencia de incremento velocidad de transmisión (1Gbpsl 0.1bps)
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Problemas n Estaciones de interés de muy pequeña potencia
y antenas con muy baja eficiencia ? Velocidades de transmisión muy lentas ? Filtros digitales muy angostos
n Emisores cercanos (en frecuencia y distancia) de altísima potencia (radiodifusión OM) ? Efectos de desensibilización amplificadores ? Aparición de tonos de intermodulación
n Diseño cuidadoso de etapas amplificadoras n Utilización de filtros de entrada de alto Q
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Sistema de comunicación n Pt = 72W = +48dBm n GANT TX=-34dB n d=450km Lb ? -98dB n Pr= +48 -34 -98 = -84dBm n Pn= -74dBm (1Hz) n S/N = -10dB
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Esquema de modulación n ASK n Tiempo bit vs ancho de banda y S/N ¨1s l 1Hzl S/N= -10dB ¨10s l 0’1Hz l S/N = 0dB ?100s l 0’010Hz l S/N = +10dB
n ¡La comunicación es posible! n Codificación Morse A .- 10111000
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Receptor conversión directa
n Antena n Filtro preselector n Preamplificador G1 n Mezclador n Oscilador local
n Filtro duplexor n Amplificador G2 n Filtro anti-aliasing n Conversor ADC
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Antena n Solenoide expuesto al
campo magnético generado por el TX
n Criterio diseño: ¨Maximizar área ¨Maximizar número espiras
n Factores limitantes ¨ Resistencia hilo ¨ Capacidad parásita ¨ f trabajo < f resonancia
E RS L
C
λπε NA
E2
HeffS ===
9
Filtro preselector n La antena capta señales de interés muy
débiles y, señales interferentes de enorme potencia
n El preselector elimina señales fuera de la banda de interés. Evita desensibilización
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Filtro preselector
n Estructura diferencial, rechazo modo común n Doble circuito resonante de alto Q n La antena forma parte 1er paso sintonizado n Attn: 50Hz 170dB 540kHz -90dB
120KHz 126KHz 132KHz 138KHz 144KHz 150KHz-24dB
-20dB
-16dB
-12dB
-8dB
-4dB
0dB
4dB
8dB
12dB
16dB
20dB(V(4)-v(6))/v(1)
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Preamplificador n Problema ¨ Construido con elementos no lineales l
desensibilización ¨ La amplitud de salida de una pequeña señal queda
reducida en presencia de una señal de gran amplitud. n Solución ¨ Incremento linealidad con fuerte realimentación
n Ganancia tal que compense perdidas en filtros n Mantenimiento de la relación S/N en el RX n Adaptación impedancias antena-mezclador
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Mezclador
n Conmutador CMOS 4053 n Circuito lineal variable en el tiempo n VRF queda multiplicada por {1, -1} al ritmo del oscilador n VRF se desplaza a banda base
R
R
R1
0
VLO
1
0
1
0
-
+
+-
KR
-
+
KR
RR
GR
0
1
1
0
B
A
VFI
VRF
RFLON ϖϖ ±±
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Duplexor y amplificador
n Una vez la señal esta en banda base ¨ Se eliminan mezclas no deseadas con filtro duplexor ¨ Se amplifica al nivel requerido por el ADC
n Doble banda lateral l Doble nivel de ruido
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Oscilador local n Modulación con BW = 0.1 Hz n Ancho de la banda de 2700 Hz n Calibrado: necesidad de una frecuencia
patrón: DCF39, oscilador líneas TV n Estabilidad en temperatura de la
frecuencia
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Procesado digital n Digitalización señal audio con tarjeta sonido del PC n Idea: usar la FFT como un banco de filtros n Codificación del nivel de señal de cada bin con
falso color n El operador de radio decodifica el mensaje de
forma visual