/'

TRANSMISOR PORTATIL DE AUDIO Y VIDEO (TPAV) Autores:

Asesor:

" b p B & s t a Ger doCntzcf~%

H6dorLorano Moreno UNIVERSIDAD AUTONOMA MEtROPOUTANA lztapalapa

Departamento de Ingeniería Ele flieniería Electrónica 7

Purísima y Michoacán Col. YicentinR lztapalspa D.F. 6-86-03-22 ext 277

I

I

Objetivos 1"

2"

S-.

Aplicar los conocimientos adquiridos dumnte la brmaddn académica

DiAar y a m W r un prolotipo que muestre, las habilidades y deskezas adquiridos en los cursos de eledr6nica y comuni#rdones.

f

\

El transistor se puede ver como un dispositivo de dos puertos. en el cual se dimenta una señal en el puerto de entrada, usando una fuente cuya resistenaa interna es Rs. y trmsnfiendo esta señal desde el puerto de sdida hacia una resistenda de carga fig. 1.

En la fig. 1. las irnpedmaas de entrada y de salida y Ins ganaaas de coni& y de voltaje del dispositivo son:

en donde qy;py indim las gmacias del dispositivo, es dear, las ganancias de CMliente y voltaje relativas a una fuente ideal de corriente y a una fuente ideal de voltaje. respechanente.

La am- en la prádh m vez emplea una sofa etapa Debido a que se desean loqrar divenos objdiws, tales axno gananda de voltaje. gananda de mente. bansfomacickr de niuelw de impedanda conirnien@ de niueles de voltaje, y íu& de corriente. ,

Particuiaridades del transmisor

El primer circuito que genera la señal es el oscila.dor a cristal, siendo un elemento b en el equipo ya que cuatquier inestabilidad que en éI se produzca reruitará multiplicadr con la frecuencia Su constitución mechica y su diposici6n elécbica tiene una mrme importacia. siendo conveniente que se enwentre alejado de partes que generen para evitar cualquier desplazamiento de frecuencia por efecto t h i c o ; tambiin es importante que los componentes que lo polarizan sean de absoluta fiablilidad.

En este paso existen, en algunos circuitos, dispositivos adicionales que modulan la frecuencia a base de a p l i c a r tensión a un diodo( varicap ) de tal b m a que d wrku la amplitud de frecuencia de audio se modifica. su capaadad y. en mnsecuencia la frecuencia w ‘ a por encima o por debajo de la frecuencia del #istal, produciéndose de este moda la

Sin embargo nuestra opinión es que es preferible que el oscilador soh cumpla su función, y que la rnodulach se efechie en el paso siguiente, tai wmo se espediica en la

“r modulación de frecuencia

fig.2.

La modulaci6n de fase genera un cambio en la lrewencia instdnea &ante el tiempo en el que se desplaza la fase, siendo el wlor de dicha desviación diredamente propordonal a la frewencia de señal moduladora

EL smpiicador separador, sirve para la adaptación de impedancias entre pasos y para e¡ recorte de las frecuencias de los armónicos no deseables; se trattg pues, de un amplador de pasos y de un filtro, a la vez suministrando al paso munipticador de m e n c i a una señal excenta de espurias. Obsérvese esto en la fig.2.

El paso de amplificación de potencia debe estar provisto de un fib0 pasa m, para mantener los niveles de armónicos y de señales espurias dentro de los límites estableddot. Además, debe de disponer de un disposilivo protector para evitar que una posible subida de energía dejada originada por un eventual averia lísica en cables, fltros o antem destruye d lransmisor final de potencia.

i

!

Línea de transmisi6n

Recibe el nombre de líneas de transmisihn todo medio daal por el cual se trmporta la energía de punto a otro. Entendemos por lineas de transmisión la que puede transportar energia ( radiofrecuencia ) entre el transmisor y la antena, la antena y el receptor o e n b dos equipos entre los que medie una separación iísica concreta

Toda línea de transmisión tiene unas características especiales por l a s que se las distingue de las demás, siendo su rendimiento,fundán de la aplicscián que le d e m o de la onda de radiofrecuencia que la misma transporta

!

Atendiendo a su constihrdón física, las lineas de transmisión pueden dasifkwse en: t"res, &@&we$ mmma de lubdrng am&&?$ y gukmfas- Según su utilización, se dasifican en dos grandes grupos: aperiódkw (no resonentes) y pericidims (sintonizadas ).

Obofacbr importante atenw en cuenta es el d e ' que las lineas de tranrmisión no deben radiar energía sino que la deben de transportar con el mayor rendimiento posible.

Modulacih [mezcladores de frecuencia).

La no lineadidad proporcicma el verdadero mecanismo de In madulaah, pen, SB suele representar un sistema que produce modulación como un sistema Ihaal varkbla en el tiempo.

La porladora (onda de radio generada por un transmisor wando no existe señal de modulación 1 cos wct se aglica a la termind de entrada (ver fig 3) en esta f o r m % . ia salida será una sei?& modulada Kim cos wct También se puede utilizar una portadora paravariar e¡ parámetro de ganancia (ver fig. 4) y f(p se aplica a las ternlinales de entrada El ejemplo de modulador de anillo, queda dentro de asta categoría. Este tipo de modulaflor actúa como un sistema cuya ganancia wía entre la unidad y cero, a la frecuencia de la portsdora. ER gste caso, la wwiad6n de la ganancia en función del tiempo no es sinusoidal sino redaargular. Esto. por supuesto. produce basladones indeseables en armhnicas superim de wc. que se eliminan mediante filtros.,

f t t l (señai que varía la ganancial I

Fig- 3

i

j

C = K cas vct KO (t) COS r,t

Entrada

t

Fig. 4

En la fig. 5 tenemos un aneglo posible para ílevar ambo la modulación que emplea elementos M) lineaies.Se requiere un d h de paso de banda sintonizado en w, en las terminales de salida para eliminar las señales indeseables.

Elerrento no lineal

Elrrrenta RO lineal

Fig. 5

Antenas

La antena es una parte muy importante en fa instalaubn del repetidor ya que de ella depende en park que la cobertura del mismo sea la proyectada Medianle el empleo de antenas apropiadas en cada caso, es posible obtener los resuMos apropiados.

El tipo más adecuado para conseguir una mberhrra idónea será. evidentemenle el de antenas (omnidireccionales).

Las antenas para repetidores deben de reunk varias ctwaderisticas importantes. En wanto a SUS características elédronicas, la antena debe de estar mrtodrwitada a tierra para descargar las #urientes estáticas o chispas atmosféricas que puedan producins en sw inmediaciones.

111647

Justificaciones Debido a que actualmente en México el desarrollo de proyectos de investigacihn, son tendientes a abaratar costos de- productos adquiridos en el entranjero. Este proyedo tiene la finalidad de servir ya seaen escuelas, hospitales. hoteles assi como uso domésSm, a un bajo costo de diseño e implementadn"n dando un multiple servido.

Por ejemplo, hay momentos en que todo poseedor de una videograbadora deseever envarios aparabs de televisión unapeliwfa o el programa que se esta reprodendo en su videograbadora sin necesidad de realizar extensos cableados que la conecten con cadauno de l o s aparatos receptores de la cast

Saliendonos del h b i t o familiar, imaginemonos que se tiene un CUI#) o una conferencia que se está impartiendo en un punto, pero que se desea enviar a variw salones contiguos, para que en ellos se pueda seguir por medio de un televisor. 'Si queremos ahorramos la gran cantidad de cable necesario para realizar l a s conexiones entre fa cámara y todos los receptores. se puede instalar a la &nwa o la videograbadora un equipo capaz de transmitir lainformación al aire de manera similar a una rnini-esW6n transmisora, Aunque en el mercado existen desde hace tiempo aparatos que reatitan la función antes mencionada. por lo general su precio resulta muy elevado. debido a esto el actual proyecto realiza la función de presentar una tecnología sencilla a un baja msfo y eficiente servido.

Desarrollo

EL desarrollo de el transmisor se realizo en 4 etapas que owntinuadón se describen.

ETAPA 1

Esta etapa consiste en generar la frecuenaa de portadora, la cud está dada por la indudamcia L3 y el capacitor %O. %O es ajustable con la finalidad de, variar la frecuencia de portadora para adaptada a una zona de alta interferencia o para que se redba en algún cand de televisión específico. La función del transistor T3 es la de generar la frecuencia de portadora es& es un transistor espeaal para radio-frecuencia el cual es 2SC1923. ver @S.

i

,

\

L 1:

Fig. 6

En está se aplifica la osalaaón que produce el transistor T3 en una configuración en cascada en configuración de emisor común con sus respechas resistencias y capacitores de acople y polarizaaón con el transistor T2 (2SC1923). Ver fig. 7.

4

Fig- 7

ETAPA 3 I

Una vez obtenida la amplificación assi cumo la polarizaaón de la etapa anterior se pmcede a mezclar esta con la señal de video.

La señal de portadora se 3plica en ¡a base de TI, el wal trabaja cum0 ampl idor de salida y mezclador. La señal de video de salida de la videograbadora se aplica en el d s o r de TI. mismo que realiza la modulacicin en A.M (amplitud modulada) y emia la s e a por su coledor hacia la antena transmisora La etapa de acople se muestra en la fig. 8. TI (MRF 901 o E0364 -

ETAPA 4

Fig- 8

El sonido necesita tener un determinado manejo antes de aplicarse a TI, )A que es necesario modularlo antes a 4.5 MHz en F.M. para posteriormente emriado al nmdador. Esta luncicin es realizada por et transistot Tc el ad, gracias al primario del tratllbrmador TR1 y el capadtor C, realiza la modula& en 4.5 MHz pafa que. tt tmés del -o de TR1, la señal de audio se aplique al mezclador TI y salgan por la antena conjuntamclc sudio y uideo,ver fig. 9.

""" " I . . ' '

1 I

I

4.

P.

Fig, 9

Para no redizw la etapa de conversión de C-A a C.D se utilizó un eliminador comercial ya que era mas barato que integrarlo al transmisor. El arwito final se muestra en la fig. 10.

Los dores de resistores, capacitores, las descripciones de indudores y del Bsndorrnador surguieron apartir de las pruebas realizadas en el tebordono de la empresaTELECONSULTA S.A. DE C.V. , asi como la consulla de manuales de los transistores utilizados, ha wtos se les escogio. debido a su desempeño,justo el necesario para llevar a acabo con edto el presente proyecta cabe mencionar que 3 de ellos son espeaales para radioirewencia el res$nte es de uso generd. Los análisis a detalle se omitieron para poder representar con más daridad el desanollo de las etapas funcionales. y presentar a cualquier persona con medimo o gran wnoamiento dentro de la eledrónica de comunimaones un diseño sin demasiado dctsflismo.

E! cirwito completo es el que se muestra en la fig. 10.

""4"- u ... . ..I. ' .)*.'.~ .~- .. . .",.," .

I

I

4.7 F

O. m1

Lista de partes

Condensadores

2.m - 2 180pF - 1 2.7pF - 1 22OpF - 1 3.3pF-3 33OpF- 1 10 pF - 1 .O01 m i ~ o F - 4 15pF-1 4 7 rnimF116v-2, 22pF-2 10 mi#oW16v- 1, 33pF-1 47pF- 1 56pF-2

1aopF-2

Resistencias

1

47Ohms - 1 , 220 Ohms - l. 1KOhms -1.

1.5KOhms - 2 . 2.7K Ohms - 4, 5.6K Ohms - 2, 10K Ohms - 1, 270K Ohms - 1 ,

UOTA: Resistencias a 114 W. ,

Semicondudores

Transistor TI = 25C3358 6 MRF 901 Transistor T2 - T3 = 2SC1923 ó 2313535 Transistor T4 = C945 6 EGG85 1 Zener 5. l v 1 /2Wd 1 LED

Otros componentes

L1= 4 welta.s alambre 20 AWG, Diámetro = 4 mm. L2, L3 = 6 weltas alambre 20 AWG, Dihetro = 4 mm 1 timer de 2OpF 2 potenaómehs preset 1 KOhm 1 ttansdormador RF. punto naranja 4.5 MHz 1 antena de 34 cm 1 jadc para alimentación externa 1 switch de encendido 1 placafen6lica 10 x 7 an. 1 m*& # O para montaje.

El cirwito impreso se muestra en la fig. 1 l .

Fig- 11

*.,."""" " I - "" - I

El présente proyecto trata de enfocar, los conocimientos adquiridos durante la farmación academia que se tuvo en la m e r a de ingeniería eíectónia especialmente en los wrsos de eledrcinica (1.11. In. iV 1 y #ununicaciones( I y 19 así como las demás materias fomlativas. Se puede apreciar que el dasarrollo de un protatipo de transmisor de audio y video. en principio debería ser complicado y exkemandamente cam tanto en su diseño como en su implementación. pero aplicando los conocimintos que se tienen en eledrónica este resulto ser rrencillo y de un costo relativamente bajo. Además sus aplicaciones pueden ser variadas dentro de la transmisibn de ímagenes, por citar algún ejemplo: en la casa se puede coned= una m a r a de video a la entrada. y la salida de audio y de video conedarla ai TPN. cuando alquna persona toque a la puerta. las personas que estén dentro de la casa podran observar quién es la persona. solo con prender su aparato televisor en el canal correspondiente en el wal está transmitiendo el TPN. es decir puede funcionar a un casto mucho menor para impternentar un sistema de circuito cerrado, y además el receptor puede tener uso común es decir de aparato de televisor wando no se deseé monitoriar en el sistema de vigiiancia

El uso comercial de esté aparato es muy variado. pero también en la enseñanza de ias materias de elecbónica y comunicaciones es de gran qwda debido a qué en las pritcticas que se realizan en los laboratorios correspondientes a dichas materias. estas en algunas ocaciones resultan tediosas y sin ninguna aplicación inmediata que provoquen en el alumno interés por llevarlas a cabo de manera exitosa. se suguiere entonces que las pr&dicas no solo sean obtener un circuito con X caraderisticas y postenomente desmontwfo una vez abtenidas, mas bién que sean etapas sucesivas de un aparato que despierte el interés y aumente el conocimiento en las partes funcionales de agaratos elecbónicos, asi carno entender para que son y como sirven los temas vistos en dase.

El hacer uso adecuado de los manuales leva a encontrar componentes que ahonan en gran mediada, el desarrolo de circuitos hadendolos más eficientes. pero desgraciadamente México es un país que importa mucha tecnologia en todas las ramas y la eledr6nica no es la excepaón debido a esto algunos componentes del circuito del TPN son difidles de conseguir en el mercado, para reducir este problema se investigo con los vendedores de componentes eledrónicos ardes de las componentes que se seleccionaron existian en el mercado nacional y así poder tener una seguridad de que el proyedo se Il&a en forma adewadasin tener que precuparse si un componente se puede wnseguhfacihente o no.

Recomendaciones Na se recomienda quu se bab de rea/izar d montaje del arwh en probboard, ya que en ellos se crean muchas capacitancias parásitas que adedan el desempeño del &arito. Para mayw seguridad realirado en una pia de &wit0 impreso.

i I

Bibfiografía

Integrated Electronics,

McGraw-Hill. , MILLMAN-HAWAS .

lntroduccion a la teoría y Sistemas de Cbmunicaü6n

Limusa. B.P. UTH1.

Electr6nica Industrial dispositivos y sistemas. TIMOTHY J. MALONEY-, Rentice Hall.,

Eledrcinicpl Teoría de Circuitos. BOYLESTAD NASHELSKY, Rentice Hall. ,

Rindples of Communication system. TAUB.. McGrwHiH. ,

I 5