Previo 01 Cktos Tele

Especialidad de Ingeniería de Telecomunicaciones FIEE-UNI

CIRCUITOS AMPLIFICADORES SINTONIZADOS DE FI PARA MODULACION AM Y FM

FUNDAMENTO TEÓRICO:

Son circuitos formados por elementos reactivos, inductancias, condensadores, líneas de energía, etc. y se utilizan en los receptores y trasmisores. Una aplicación típica es en las etapas de radiofrecuencia de amplificación donde se quiere que el circuito amplifique solamente una banda de frecuencias.

A las inductancias y condensadores están asociadas, resistencias que se deben a la resistencia óhmicas en las bobinas y pérdidas dieléctricas en los condensadores que se hacen más evidentes a altas frecuencias. Podemos modelarlos suponiendo que son elementos ideales, reactivos puros, con una resistencia que podemos asociar en paralelo, en serie o en ambos. Por ejemplo:

Es interesante relacionar las pérdidas óhmicas y la energía que almacena como elemento reactivo, lo que nos permite medir la bondad del componente. El factor de mérito o Q se define como:

En el caso:

a) b) c) d)

Por ejemplo en el caso a) y de forma similar en los otros casos.

Si trabajamos a una frecuencia fija podemos hallar una relación entre los valores de los ejemplos vistos. Llamamos X a la reactancia de una inductancia o condensador,

Laboratorio de Circuitos de Telecomunicaciones 1

S

S

R

L

SS RC

1

P

P

L

RPPCR

Rs Ls

Rs Cs

Lp

Rp Cp

Rp

a)

b)

c)

d)

Energía almacenada

Energía disipada por ciclo


Podemos definir también entonces:

Separando parte real e imaginaria tenemos:

De las ecuaciones obtenemos:

Vemos que si la componente es de buena calidad, o sea que Q es mayor que 10 (en el caso de condensadores suele ser mucho mayor), entonces

y ,

Vemos que la componente reactiva no cambia casi su valor al cambiar la configuración (de serie a paralelo o viceversa) y el valor de la resistencia de pérdidas paralelo es mucho mayor que la resistencia serie, Q2 veces.

EL CIRCUITO RESONANTE

1) Circuito L, C y R resonante Paralelo:

Suponemos que L y C son ideales (sus pérdidas podemos transferirlas a R)

Si introduzco y entonces Z = R, se dice que el circuito está


SS

SS

C

1X

ó

LX

PP

PP

C

1X

ó

LX

S

SS R

XQ

P

PP X

RQ

PP

2PP

S

SS Q

R

QX

R

XQ

2P

PS

Q1

RR

2P

PS

Q

11

XX

2P

2PP

Q1

QX

PS QQ

2SSP Q1RR

2S

SPQ

11XX

SP XX 2SSP QRR

Z

R L C

1LC 20

00 L

1C

1LC 2

0 0

0 L

1C


En resonancia en la frecuencia

Donde Q es el factor de mérito del circuito relativo a R a la frecuencia 0 .

Si los apartamientos de la frecuencia de resonancia son pequeños, o sea entonces

recibe el nombre de “Ancho de Banda Relativo”

Si alimentamos con una fuente de corriente y variamos la frecuencia, el voltaje en función de (o sea de la frecuencia relativa) responde a la siguiente figura.

Si analizamos el valor de potencia que consume el circuito

La potencia cae a la mitad respecto a la frecuencia = 0 ( = 0) para cuando Q = 1Si suponemos apartamientos pequeños.


0000 j

L

RRjC1

1

R

Z

QL

R

QRC

0

0

V

0

I

V

1

Q creciente

R

Z

Fig. 1

R

VP

2

IZV

B20

0

P

P0

P1

00

B

Q

12

0

00

00 2

0


B es el “ancho de banda de potencia mitad”.En decibeles, si I es constante al variar la frecuencia, cuando Q=1,

Es decir que cuando la potencia cae en 3dB y la tensión en en los extremos de la banda.

Es interesante ver la variación de fase entre la corriente y tensión: en resonancia es 0, 45 grados en los puntos de potencia mitad y +/- 90 para extremos alejados de la resonancia. A baja frecuencia predomina la baja impedancia de la inductancia y a alta frecuencia la del condensador.

CUESTIONARIO

1. Determine la expresión de VO1, VO2 y VO3 en forma literal (colector conectado en VO1). ¿En función de qué parámetro principal se encuentra VO2(t)?. Considere Lin, Cin, Rp de la bobina y capacidades parásitas del transistor.



0

0

0

Q 22 N 2 2 2 2

3

2

1

0

R 24 7 0

C e x t

1 n

C 2

1 u

Q 4B F 1 9 4

1

3

2

R p o t

1 0 0 k

V 31 5 0 m V a c

V 21 2 V d c

Q 3

2 N 2 2 2 2

3

2

1

1 2 V d c

0

0

C 1

1 0 u

TX1R 3

1 k

R 1

2 . 2 k

Analizando en señal:

C2=10uF y para una frecuencia intermedia de 455KHz

→ XC=1 / 2*π*4.55 =0.0349<<<1KOhm

Luego VO1:

Para VO2:

Expresión para VO3:

De la expresión:

Despejando n obtenemos:



2. Explique como determinar de forma experimental:

- Frecuencia de resonancia (mínima y máxima)

- Lin y Cin de la bobina

- Rp (Resistencia de pérdidas de la bobina).

Sabemos que la frecuencia de resonancia esta dada por la siguiente expresión

Si colocamos un Cext, la nueva frecuencia será:

y como:

Segundo caso, colocamos un condensador CC (Conocido) en paralelo a Cin +

Cob y hallamos una nueva frecuencia de resonancia W’o



Resistencia de pérdidas:



3. Indicar qué consideraciones se deben tener en cuenta para seleccionar los

transistores. Asimismo de los manuales obtener los datos de los transistores

BF194 y 2N2222.

- Deben operar en un rango de frecuencias altas (300 hasta 700 MHz )

- Bajo consumo de potencia (en este caso, aproximadamente 0.2 Watts).

- Ganancia de corriente alta (hfe= 75).

- Se debe tener en cuenta el punto de operación que proporciona el fabricante

en sus manuales, lo más importante será que el transistor tenga todas sus

propiedades de amplificación a frecuencia intermedia que son los de interés

en este caso.

- La potencia que el transistor pueda disipar y no produzca la saturación que

lleva consigo a la deformación de la señal de entrada.

- Los parámetros híbridos del transistor y la frecuencia máxima de trabajo del

transistor deben ser la adecuada, para esto deberemos usar un transistor de

Radio Frecuencia.

- Dentro de estas características debemos ver como influyen las capacitancias

parásitas en el valor final de la impedancia del transistor.



2N2222.Rango de máximos absolutos

Caracteristicas electricas



BF194

Rango de máximos absolutos

Caracteristicas electricas

4. Simular en computadora el Laboratorio 1.

Durante esta presentación he mostrado todas las simulaciones hechas.


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