1 Ing. Jorge Rodríguez Mallo- Reference, date, place
ELECTRONICA APLICADA III
CIRCUITOS DE RADIOFRECUENCIA
INTRODUCCIÓN
2 Ing. Jorge Rodríguez Mallo- Reference, date, place
ELECTRONICA APLICADA III. INTRODUCCION
GENERALIDADES
INFORMACION
CLASIFICACION DE LOS SISTEMAS DE COMUNICACIONES
MEDIOS DE ENLACE
EL RECEPTOR DE RADIO
EL TRANSMISOR DE RADIO
MODULACION
REDES DE COMUNICACIONES
ACCESORIOS
3 Ing. Jorge Rodríguez Mallo- Reference, date, place
ELECTRONICA APLICADA III. INTRODUCCION
EA III = CIRCUITOS DE RADIOFRECUENCIA
PROFESOR: Ing. Jorge Rodríguez MalloEmail: [email protected]
[email protected].: 15-6670-0627
JTP: Ing. Carlos NavarroEmail: [email protected]: 15-5567-9763
4 Ing. Jorge Rodríguez Mallo- Reference, date, place
EAIII-INTRODUCCION-GENERALIDADES
CURSADA:� Anual con dos parciales sobre temas prácticos y cuatro fechas de recuperación (2 en
Diciembre y 2 en Marzo)
PROGRAMA:� Circuitos de Adaptación� Amplificadores Sintonizados� Amplificador Pasabanda Real� Detector de AM y AGC� Ruido� Amplificador Clase C� Osciladores� Mezcladores� Modulación Angular (Generación y detección)� PLL� BLU / Amplificadores de Alto Rendimiento
5 Ing. Jorge Rodríguez Mallo- Reference, date, place
Mi Bella Dama
The rain in Spain stays mainly in the plain
In Hoxford, Hereford and Hampshire, hurricanes hardly happens
6 Ing. Jorge Rodríguez Mallo- Reference, date, place
HAMLET (William Shakespeare)
Horatio says 'tis but our fantasy, And will not let belief take hold of him
Touching this dreaded sight, twice seen of us: Ther efore I have entreated him along
With us to watch the minutes of this night; That, i f again this apparition come He may approve our eyes and speak to it.
Tush, tush, 'twill not appear.
Sit down awhile,And let us once again assail your ea rs,That are so fortified against our story,What we two nights have seen.
When yond same star that's westward from the pole Had made his course to illume that part of heaven Where now it burns, Marcellus and myself,
14 Ing. Jorge Rodríguez Mallo- Reference, date, place
EAIII-INTRODUCCION- INFORMACION
INFORMACION� Definicion
� Formula de Hartley Shannon: C = B Log2(1+S/N)� Tipos de Información
� Velocidad de Información
EL CANAL DE COMUNICACION� Esquema Básico
� (Ver esquema en slide siguiente)
� Calidad� S/N� BER
18 Ing. Jorge Rodríguez Mallo- Reference, date, place
SENSIBILIDAD RX
KelvinTSuponiendo
kTBPaDisponiblePotencia
BoltzmanndeConstanteKelvinJoulekkTRBn
e
°===
°== −
300
:/10.38,14 232
-7912,4224,91992,491990,124230000RADIO STM1
-862,48411,14451,114450,024846000TV
-910,8286,43430,643430,008282000RADIO E1
-1100,010350,71940,071940,000103525VHF
-1140,004140,45500,045500,000041410AM
-1190,0012420,24920,024921,242E-053BLU
-1310,00008280,06430,006438,28E-070,2TELEGRAFIA
DbmpWMicroVMicroV/50 OhmspWKHZSERVICIO
PseñalPseñalVseñal 20DbV de ruidoPa ruidoBW
19 Ing. Jorge Rodríguez Mallo- Reference, date, place
EAIII-INTRODUCCION- MEDIOS DE ENLACE
COBRE� PAR TRENZADO� UTP / STP� COAXIL� GUIA DE ONDA
FIBRA OPTICA� ESTRUCTURA� MONOMODO / MULTIMODO� CONECTORES Y EMPALMES� ATENUACION Y MEDICIONES
ONDAS DE RADIO
21 Ing. Jorge Rodríguez Mallo- Reference, date, place
EAIII-INTRODUCCION- MEDIOS DE ENLACE
ONDAS DE RADIO
PROPAGACION� TERRESTRE < 2 Mhz� TROPOSFERICA 2 Mhz < Troposf < 30 Mhz� ESPACIAL > 30 Mhz� SISTEMAS SATELITALES
� ORBITAS GEO Ej.: Inmarsat� ORBITAS LEO Ej.: GPS
DISTRIBUCION ESPECTRAL / ANCHO DE BANDA
POTENCIA
TIPO DE MODULACION� ANALOGICA: AM / FM / BLU� DIGITAL: 2PSK / 4PSK / 16 QAM / 64 QAM / 256 TCM
23 Ing. Jorge Rodríguez Mallo- Reference, date, place
.
272624232119171512910000
393735323027242117125000
878277726761554739271000
122116110102958777675539500
27426024522921219417315012287100
38736734632430027424521217312250
86682277572567161254847438727410
100908070605040302010Mhz
LONGITUD DEL SALTO EN KMFREC
2-RADIO MÁXIMO DE FRESNEL (En metros)
ALTURA DE AMBAS TORRES EN METROS
14711994725337241361.47
100908070605040302010
LONGITUD DEL SALTO EN KM
1-ALTURA DE TORRES PARA LOGRAR VISIBILIDAD ÓPTICA S OBRE TIERRA PLANA
24 Ing. Jorge Rodríguez Mallo- Reference, date, place
EAIII-INTRODUCCION- MEDIOS DE ENLACE
15215215114914814614414213813210000
1461461441431421401381361321265000
1321321311291281261241221181121000
126126124123122120118116112106500
1121121111091081061041029892100
1061061041031021009896928650
9292918988868482787210
100908070605040302010Mhz
LONGITUD DEL SALTO EN KMFREC
3- ATENUACION DE ESPACIO LIBRE EN DB
25 Ing. Jorge Rodríguez Mallo- Reference, date, place
EAIII-INTRODUCCION- MEDIOS DE ENLACE
ATENUACIONES ADICIONALES. La propagación atmosféric a produce:
-refracción en la atmósfera (levantamiento del hori zonte);
-difracción por zonas de Fresnel (atenuación por obs táculo);
-atenuación por reflexiones en el terreno;
-desvanecimiento por múltiple trayectoria (formació n de ductos);
-absorción por arboledas cercanas a la antena;
-absorción por gases o hidrometeoros (lluvia, nieve , etc);
-dispersión de energía debido a precipitaciones;
-desacoplamiento de la polarización de la onda.
27 Ing. Jorge Rodríguez Mallo- Reference, date, place
EAIII-INTRODUCCION- MEDIOS DE ENLACE
POTENCIA Y ANCHO DE BANDA
> 1 Mwatt: Radioayudas BW: < 1 Khz
110 Kw: BC AM BW: 10 Khz
10 Kw: BC TV y FM BW: 6 Mhz
1 Kw: BLU (Serv Public) BW: 3 Khz
100 W: P to P BLU y VHF BW: 25 Khz
1 W: RE microondas BW: 30 Mhz (STM 1)
29 Ing. Jorge Rodríguez Mallo- Reference, date, place
Frecuencia
Vcarrier
VblsVbli
Señal de AM modulada al 50%
30 Ing. Jorge Rodríguez Mallo- Reference, date, place
MODULACION AM 70%Fport = 20 Fmoduladora
-2000 0 2000 4000 6000 8000 10000
32 Ing. Jorge Rodríguez Mallo- Reference, date, place
MODULACIÓN DE AM CON 2 TONOSARMÓNICOS Y C/U AL 35%
-2000 0 2000 4000 6000 8000 10000
33 Ing. Jorge Rodríguez Mallo- Reference, date, place
AM SOBREMODULADO
-2000 0 2000 4000 6000 8000 10000
39 Ing. Jorge Rodríguez Mallo- Reference, date, place
EAIII-INTRODUCCION- EL RECEPTOR DE RADIO
CARACTERISTICAS
SELECTIVIDAD� Capacidad para recibir un canal determinado y rechazar los no deseados
SINTONIZABILIDAD� Capacidad para cambiar de canal � Algunos receptores no la requieren
LINEALIDAD� La falta de linealidad produce intermodulación y modulación cruzada
AMPLIFICACION
DEMODULACION
44 Ing. Jorge Rodríguez Mallo- Reference, date, place
TRANSFERENCIA DE FASE LINEAL
-1.5000
-1.0000
-0.5000
0.0000
0.5000
1.0000
1.5000
0 50 100 150 200 250 300 350 400
DEGREES
VO
LT
S
45 Ing. Jorge Rodríguez Mallo- Reference, date, place
TRANSFERENCIA DE FASE ALINEAL
-1.5000
-1.0000
-0.5000
0.0000
0.5000
1.0000
1.5000
0 50 100 150 200 250 300 350 400
DEGREE
VO
LT
AG
E
46 Ing. Jorge Rodríguez Mallo- Reference, date, place
EAIII-INTRODUCCION- EL RECEPTOR DE RADIO
NEUTRODINO
HOMODINO
HETERODINO
SUPERHETERODINO� SIMPLE CONVERSION� DOBLE CONVERSION� BANDA ANCHA
EL RADIO DIGITAL
FILTROS
52 Ing. Jorge Rodríguez Mallo- Reference, date, place
RECEPTOR SUPERHETERODINO
FRECUENCIAS DE FI NORMALIZADAS:� 455 Khz BC AM� 10,7 Mhz BC FM y VHF� 21,4 Mhz VHF� 40 Mhz TV� 70 Mhz RE� 140 Mhz RE
EJEMPLO BC-AM� BANDA RX: 550 Khz / 1600 Khz Ffi= 455 Khz� POSIBLES FoL FolH= 1005 / 2055 Khz
FolL= 95 / 1145 Khz� FRECUENCIA IMAGEN: Fc + ó - 2Ffi
Fc= 550 Khz Fimagen= 1460 KhzFc= 1000 Khz Fimagen= 1910 KhzFc= 1600 Khz Fimagen= 2510 Khz
53 Ing. Jorge Rodríguez Mallo- Reference, date, place
RECEPCION DE SEÑALES NO DESEADAS
ESENCIALES� Interferencia en banda� Canales adyacentes: Los debe eliminar el filtrado en F I� Frecuencia Imagen: La debe eliminar el filtrado de RF
POR ALINEALIDAD� IDM� CROSS-MODULATION� MEDIA FI: Ej.: BC-AM
� Fc= 1000 Khz. Ffi: 455 Khz Fol= 1455 Khz 2 x Fol= 2910 Khz� Finterferente= 1227,5 2 x Finterf= 2455 Khz� 2Fol – 2Fint = 2910 – 2455 = 455 Khz
OTRAS� ESPUREAS DEL O.L� IRRADIACIÓN DE ARMÓNICAS DE FI
54 Ing. Jorge Rodríguez Mallo- Reference, date, place
RECEPTOR SUPERHETERODINO
EJEMPLO BC- FM
BANDA RX 88 Mhz a 108 Mhz
1er CASO Ffi = 455 Khz Fimagen separada 910 Khz de Fc� OBLIGA A USAR UN FILTRADO DE RF MUY EXIGENTE
2do CASO Ffi= 10,7 Mhz Fimagen separada 21,4 Mhz de Fc� Fc= 88 Mhz Fol= 77,3 Mhz Fimagen= 66,6 Mhz� Fc= 100 Mhz Fol= 89,3 Mhz Fimagen= 78,6 Mhz� Fc= 108 Mhz Fol= 97,3 Mhz Fimagen= 86,6 Mhz
CONCLUSIONES� Ffi = 455 Khz resulta dificil hacer el filtro de RF� Ffi= 10,7 Mhz resulta dificil lograr el rechazo de canal adyacente� La solución es usar ambos filtros: EL RECEPTOR SUPERHETERODINO DE DOBLE
CONVERSION
57 Ing. Jorge Rodríguez Mallo- Reference, date, place
RECEPTOR SUPERHETERODINO BB CON OL “Por Arriba de la FI”
58 Ing. Jorge Rodríguez Mallo- Reference, date, place
RECEPTOR SUPERHETERODINO BB CON OL “Por Abajo de la FI”
60 Ing. Jorge Rodríguez Mallo- Reference, date, place
2
2
_
.1
1
−+
=
ffo
fof
Q
A
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
100 1000 10000
Khz
Q=20 Q=5
SIMPLE
SINTONIZADO
61 Ing. Jorge Rodríguez Mallo- Reference, date, place
SIMPLE SINTONIZADO.ORDENADAS EN DB
-50
-40
-30
-20
-10
0
10
100 1000 10000
Khz
DB
Q=20 Q=5
62 Ing. Jorge Rodríguez Mallo- Reference, date, place
-10,00
-8,00
-6,00
-4,00
-2,00
0,00
2,00
990 992 994 996 998 1000 1002 1004 1006 1008 1010
/A/Norm 1etapa DB /A/Norm 2 etapa DB /A/Norm 3 etapa DB
63 Ing. Jorge Rodríguez Mallo- Reference, date, place
ESPECTRO DE AM EN ANTENA
0
20
40
60
80
100
120
500 550 600 650 700 750 800 850 900 950100
0105
0110
0115
0120
0125
0130
0135
0140
0145
0150
0155
0160
0165
0170
0175
0180
0185
0190
0195
0200
0
64 Ing. Jorge Rodríguez Mallo- Reference, date, place
PRIMER RESONADOR DE RF. Q=22
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
500 550 600 650 700 750 800 850 900 950100
0105
0110
0115
0120
0125
0130
0135
0140
0145
0150
0155
0160
0165
0170
0175
0180
0185
0190
0195
0200
0
Khz
DB
PrimerResonador de RF
65 Ing. Jorge Rodríguez Mallo- Reference, date, place
SEGUNDO RESONADOR DE RF. Q=22
-30
-20
-10
0
10
20
30
40
50
500 550 600 650 700 750 800 850 900 950100
0105
0110
0115
0120
0125
0130
0135
0140
0145
0150
0155
0160
0165
0170
0175
0180
0185
0190
0195
0200
0
Khz
DB
66 Ing. Jorge Rodríguez Mallo- Reference, date, place
SALIDA DE MEZCLADOR=ENTRADA DE FI
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
655605555505455405355305255205
Khz
DB
67 Ing. Jorge Rodríguez Mallo- Reference, date, place
SALIDA DE FI = ENTRADA DEL DETECTOR
-60
-40
-20
0
20
40
60
80
100
120
655 605 555 505 455 405 355 305 255 205
kHZ
DB
68 Ing. Jorge Rodríguez Mallo- Reference, date, place
FI. PASABANDA CERCANO
0
2
4
6
8
10
12
440 445 450 455 460 465 470
Khz
DB
71 Ing. Jorge Rodríguez Mallo- Reference, date, place
SEÑAL AM m= 70%MODULACION AM 70%
Fport = 20 Fmoduladora
-2000 0 2000 4000 6000 8000 10000
73 Ing. Jorge Rodríguez Mallo- Reference, date, place
ENVOLVENTE DE AM. MODULACIÓN LINEAL
-2,5
-2
-1,5
-1
-0,5
0
0,5
1
1,5
2
2,5
0 100 200 300 400 500 600
74 Ing. Jorge Rodríguez Mallo- Reference, date, place
ENVOLVENTE DE AM. MODULACIÓN ALINEALVport=1 Vbls= 0,8 Vbli=0,1
-2,5
-2
-1,5
-1
-0,5
0
0,5
1
1,5
2
2,5
0 100 200 300 400 500 600
75 Ing. Jorge Rodríguez Mallo- Reference, date, place
COMPARACIÓN DE SEÑALES
-1
-0,8
-0,6
-0,4
-0,2
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500
Sin Distorsión Distorsionada
76 Ing. Jorge Rodríguez Mallo- Reference, date, place
CONTENIDO ARMÓNICO DEL AUDIO DETECTADO
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
1 2 3 4 5
Componentes
DB
85 Ing. Jorge Rodríguez Mallo- Reference, date, place
EAIII-INTRODUCCION- CLASIFICACION
SENTIDO:� SIMPLEX Ej.: TV BC� SEMI-DUPLEX Ej.: Handy push to talk� DUPLEX Ej.: Teléfono
TOPOLOGIA� PUNTO A PUNTO Ej.: Radioenlace� PUNTO – MULTIPUNTO Ej.: TV BC� MULTIPUNTO – MULTIPUNTO Ej.: PSTN
BANDA BASE� MONOCANAL Ej.: PSTN� MULTICANAL Ej.: ISDN
SEÑAL� ANALOGICO Ej.: BC AM� DIGITAL Ej.: ADSL
91 Ing. Jorge Rodríguez Mallo- Reference, date, place
MODULACION AM 70%Fport = 100 Fmoduladora
-2
-1,5
-1
-0,5
0
0,5
1
1,5
2
0 5000 10000 15000 20000 25000 30000 35000 40000
94 Ing. Jorge Rodríguez Mallo- Reference, date, place
BLU 2 TONOS SEPARADOS 1%
-2,5
-2
-1,5
-1
-0,5
0
0,5
1
1,5
2
2,5
0 10000 20000 30000 40000 50000 60000
95 Ing. Jorge Rodríguez Mallo- Reference, date, place
BLU 3 TONOS SIMULTANEOS
-4
-3
-2
-1
0
1
2
3
4
0 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000
96 Ing. Jorge Rodríguez Mallo- Reference, date, place
PEP = Pprom
Pprom = PEP/2
Pprom= PEP/3
-1,5
-1
-0,5
0
0,5
1
1,5
0 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000
BLU 2 TONOS SEPARADOS 1%
-2,5
-2
-1,5
-1
-0,5
0
0,5
1
1,5
2
2,5
0 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000
Series1
BLU 3 TONOS SIMULTANEOS
-4
-3
-2
-1
0
1
2
3
4
0 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000
106 Ing. Jorge Rodríguez Mallo- Reference, date, place
EAIII-INTRODUCCION- MEDIOS DE ENLACE
REDUNDANCIA EN RADIOENLACES
1 + 0
1+1 HSB
1+1 DIVERSIDAD DE FRECUENCIA
1+1 DIVERSIDAD DE ESPACIO
N+1
107 Ing. Jorge Rodríguez Mallo- Reference, date, place
EAIII-INTRODUCCION- MEDIOS DE ENLACE
COBRE� PAR TRENZADO� UTP / STP� COAXIL� GUIA DE ONDA
FIBRA OPTICA� ESTRUCTURA� MONOMODO / MULTIMODO� CONECTORES Y EMPALMES� ATENUACION Y MEDICIONES
ONDAS DE RADIO
148 Ing. Jorge Rodríguez Mallo- Reference, date, place
ANTENA CASSEGRAIN. GENERAL DYNAMICS21 MTS GAN=60Db BANDA C
150 Ing. Jorge Rodríguez Mallo- Reference, date, place
REFLECTOR DE 12 MTS
PLEGADO Y ASEGURADO
PARA LANZAMIENTO
157 Ing. Jorge Rodríguez Mallo- Reference, date, place
EAIII-INTRODUCCION-REDES DE COMUNICACIONES
PSTN: FIJOS – CELULARES - TRUNKING
WWW
REDES LAN - WAN
BROADCASTING: RADIO – CATV- TV SATELITAL
PUNTO A PUNTO
CONVERGENCIA – NGN – TRIPLE PLAY
159 Ing. Jorge Rodríguez Mallo- Reference, date, place
EAIII-INTRODUCCION-REDES DE COMUNICACIONES
PSTN CAPA DE TX
EL MUX� ANALOGICO� DIGITAL
JERARQUIAS PDH:� E1 – 2 Mb/s� E2 – 8 Mb/s� E3 – 34 Mb/s� E4 – 140 Mb/s
JERARQUIAS SDH:� STM1 - 155 Mb/s� STM4 – 620 Mb/s� STM 16 – 2,5 Gb/s� STM 64 – 10 Gb/s
200 Ing. Jorge Rodríguez Mallo- Reference, date, place
EAIII-INTRODUCCION- EL RECEPTOR DE RADIO
FILTROS DE RF
LC
RESONADOR HELICOIDAL
CAVIDAD
CERAMICOS
CRISTAL
MECANICOS
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