Radiación y Radiocomunicación

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Tema 3

Subsistemas de Radio

Carlos CrespoDepartamento de Teoría de la Señal y Comunicaciones

ccrespo@us.es

3. Subsistemas de Radio 1/3

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1. Circuitos básicos• Circuitos adaptadores de impedancia

• Filtros

2. Amplificadores• Intermodulación

• Punto de intercepto de dos amplificadores

• Control automático de ganancia

3.1 Circuitos básicos 1

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Adaptación de impedancias

Selección de la banda de RF

etc. . . .

HF - VHF - UHF

Microondas

3.1 Circuitos básicos 2

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DISPOSITIVOS DE RADIOFRECUENCIA

Circuladores Líneas coaxiales (7.2-3.9 dB/100m @ 3 GHz)

Filtros Guíaondas ( 0.024 dB/m @ 3 GHz)

Polarizadores

Duplexores

V. Casado: Proyecto Fin de CarreraV. Casado: Proyecto Fin de Carrera

3.1.1 Adaptadores de Impedancia

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DIVISOR CAPACITIVO

P2C2

C1

L

P1

Si Qt=ωoR1C > 10

2122

RN

R=

2C NC=

21 1

CC

N=

−

3.1.1 Adaptadores de Impedancia

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CIRCUITOS RESONANTES ACOPLADOS CAPACITIVAMENTE

TermTerm2

Z=500 OhmNum=2

CC2C=22 pF

LL2

R=L=50 nH

CC3C=3.4 pF

LL1

R=L=50 nH

CC1C=22 pF

TermTerm1

Z=500 OhmNum=1

100 150 20050 250

-20

-10

-30

0

freq, MHz

dB(S(2,1))

dB(S(1,1))

Forward Trans mis s ion, dB

3.1.1 Adaptadores de Impedancia

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CIRCUITOS RESONANTES ACOPLADOS INDUCTIVAMENTE

3.1.2 Filtros

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2

A(dB) = 20n log (2∆f/B)

3.1.2 Filtro Duplexor

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Antena

Transmisor ReceptorfT fR

fT – fR : Separación dúplex

3.1.2 Circulador

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Antena

Transmisor Receptor

3.2 Amplificadores

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3.2 Amplificadores 2

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Para gran señal:

3. Subsistemas de Radio 1/3

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Conclusión

¿Preguntas?

3.2 Amplificadores 3

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Datos con formato: Ganancia MSA

0

5

10

15

20

25

1,00E+07 2,10E+08 4,10E+08 6,10E+08 8,10E+08 1,01E+09 1,21E+09 1,41E+09

frecuencia

3.2 Amplificadores. Intermodulación de 2 tonos

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3.2 Amplificadores. Punto de intercepción

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Punto de intercepción 2

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3.2 Amplificadores. Control Automático de Ganancia

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3. Subsistemas de Radio 2/3

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3. Osciladores• Osciladores controlados por tensión, VCO

4. Mezcladores• Especificaciones

• Problemas de un mezclador en el receptor

3.3 Osciladores

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1. Dispositivo con ganancia de potencia

2. Red que fija lafrecuencia de oscilación

3. Mecanismo de limitaciónde amplitud

3.3 Osciladores. VCO

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Red que fija lafrecuencia de oscilación

3.4 Mezcladores

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Un dispositivo no lineal al que se le inyectan dos señales, se comportacomo un mezclador

3.4 Mezcladores. Conversión de frecuencia

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DC y 2o armónico de ω1DC y 2o armónico de ω2

Desplazamiento de ω1 a ω1- ω0 Desplazamiento de ω1 a ω1+ ω0

3.4.1 Especificaciones de un Mezclador

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• Banda de frecuencias de funcionamiento• Ganancia de Conversión• Factor de ruido• Aislamiento• Impedancia y adaptación• Nivel de compresión• Margen dinámico• Distorsión por intermodulación de 3er orden• Punto de intercepción• Desensibilización• Distorsión por intermodulación de armónicos• Distorsión por modulación cruzada

3.4.2 Mezcladores en un receptor

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Filtro de RF

Frecuencias que son trasladadas a la frecuencia intermedia:

• Frecuencia imagen• fRF/2• fRF + f0• fim/2• fFI

• fRF – fFI/2

3.4.3 Circuitos mezcladores

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Mezclador doblemente balanceado

3.4.3 Mezclador doblemente balanceado

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+–

3. Subsistemas de Radio 3/3

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5. Moduladores y demoduladores• Modulación de amplitud

• Modulación de ángulo. Fase y frecuencia

6. Receptores integrados

3.5 Moduladores y demoduladores

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Modulación de amplitud

3.5.1 Modulación de amplitud

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Potencia de la portadora:

Potencia de cada tono (superior e inferior):

3.5.1 Modulación de Amplitud: Detector de envolvente

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3.5.1 Modulación de Amplitud. Variantes de AM

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Doble banda lateral con portadora suprimida: DSB-SC

Se economiza la potencia de la portadoraB = 2Bm

En la detección, se debe recuperar la portadora

Banda lateral única: SSB

B = Bm

3.5.2 Moduladores de ángulo

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Modulación de fase:

Modulación de frecuencia: • Amplitud constante• Variación de la frecuencia

respecto a f0

3.5.4 Modulación de frecuencia

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Señal moduladora:

Frecuencia instantánea:

Desviación de frecuencia:

Índice de modulación:

3.5.4 Modulación de frecuencia

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• Amplitud de la envolvente constante• Frecuencia del cruce por cero variable

• Ancho de banda dependiente del índice de modualción:

3.5.4 Modulación de frecuencia. Modulador de fase

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3.5.4 Modulación de frecuencia. Demoduladores de frecuencia

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Demodulación de la señal de FM:

1. Derivando la señal de FM:

2. Detector de envolvente

Modulación de AM

3.5.4 Modulación de frecuencia. Detector de relación

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3.5.4 Modulación de frecuencia. Detector de cuadratura

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Diferencia de fase V-V0

Cerca de resonancia,

v(t)

vo(t)

3.6 Receptor integrado

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Oscilador Local

Entrada de RF/FI

Salida de audio

Filtro deFI

Mezclador

Limitador

Detector de cuadratura

3. Subsistemas de Radio. Conclusión

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Consejo para ejecutivos y políticos:

No es necesario reírse de los errores de los demás ...

... es mejor aprovecharlos.

Anónimo.