Radiación y Radiocomunicación
17/03/2006 Carlos Crespo RRC-4IT 1
Tema 3
Subsistemas de Radio
Carlos CrespoDepartamento de Teoría de la Señal y Comunicaciones
3. Subsistemas de Radio 1/3
17/03/2006 Carlos Crespo RRC-4IT 2
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
17/03/2006 Carlos Crespo RRC-4IT 3
Adaptación de impedancias
Selección de la banda de RF
etc. . . .
HF - VHF - UHF
Microondas
3.1 Circuitos básicos 2
17/03/2006 Carlos Crespo RRC-4IT 4
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
17/03/2006 Carlos Crespo RRC-4IT 5
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
17/03/2006 Carlos Crespo RRC-4IT 6
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
17/03/2006 Carlos Crespo RRC-4IT 7
CIRCUITOS RESONANTES ACOPLADOS INDUCTIVAMENTE
3.1.2 Filtros
17/03/2006 Carlos Crespo RRC-4IT 8
2
A(dB) = 20n log (2∆f/B)
3.1.2 Filtro Duplexor
17/03/2006 Carlos Crespo RRC-4IT 9
Antena
Transmisor ReceptorfT fR
fT – fR : Separación dúplex
3.1.2 Circulador
17/03/2006 Carlos Crespo RRC-4IT 10
Antena
Transmisor Receptor
3.2 Amplificadores
17/03/2006 Carlos Crespo RRC-4IT 11
3.2 Amplificadores 2
17/03/2006 Carlos Crespo RRC-4IT 12
Para gran señal:
3. Subsistemas de Radio 1/3
17/03/2006 Carlos Crespo RRC-4IT 13
Conclusión
¿Preguntas?
3.2 Amplificadores 3
17/03/2006 Carlos Crespo RRC-4IT 14
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
17/03/2006 Carlos Crespo RRC-4IT 15
3.2 Amplificadores. Punto de intercepción
17/03/2006 Carlos Crespo RRC-4IT 16
Punto de intercepción 2
17/03/2006 Carlos Crespo RRC-4IT 17
3.2 Amplificadores. Control Automático de Ganancia
17/03/2006 Carlos Crespo RRC-4IT 18
3. Subsistemas de Radio 2/3
17/03/2006 Carlos Crespo RRC-4IT 19
3. Osciladores• Osciladores controlados por tensión, VCO
4. Mezcladores• Especificaciones
• Problemas de un mezclador en el receptor
3.3 Osciladores
17/03/2006 Carlos Crespo RRC-4IT 20
1. Dispositivo con ganancia de potencia
2. Red que fija lafrecuencia de oscilación
3. Mecanismo de limitaciónde amplitud
3.3 Osciladores. VCO
17/03/2006 Carlos Crespo RRC-4IT 21
Red que fija lafrecuencia de oscilación
3.4 Mezcladores
17/03/2006 Carlos Crespo RRC-4IT 22
Un dispositivo no lineal al que se le inyectan dos señales, se comportacomo un mezclador
3.4 Mezcladores. Conversión de frecuencia
17/03/2006 Carlos Crespo RRC-4IT 23
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
17/03/2006 Carlos Crespo RRC-4IT 24
• 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
17/03/2006 Carlos Crespo RRC-4IT 25
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
17/03/2006 Carlos Crespo RRC-4IT 26
Mezclador doblemente balanceado
3.4.3 Mezclador doblemente balanceado
17/03/2006 Carlos Crespo RRC-4IT 27
+–
3. Subsistemas de Radio 3/3
17/03/2006 Carlos Crespo RRC-4IT 28
5. Moduladores y demoduladores• Modulación de amplitud
• Modulación de ángulo. Fase y frecuencia
6. Receptores integrados
3.5 Moduladores y demoduladores
17/03/2006 Carlos Crespo RRC-4IT 29
Modulación de amplitud
3.5.1 Modulación de amplitud
17/03/2006 Carlos Crespo RRC-4IT 30
Potencia de la portadora:
Potencia de cada tono (superior e inferior):
3.5.1 Modulación de Amplitud: Detector de envolvente
17/03/2006 Carlos Crespo RRC-4IT 31
3.5.1 Modulación de Amplitud. Variantes de AM
17/03/2006 Carlos Crespo RRC-4IT 32
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
17/03/2006 Carlos Crespo RRC-4IT 33
Modulación de fase:
Modulación de frecuencia: • Amplitud constante• Variación de la frecuencia
respecto a f0
3.5.4 Modulación de frecuencia
17/03/2006 Carlos Crespo RRC-4IT 34
Señal moduladora:
Frecuencia instantánea:
Desviación de frecuencia:
Índice de modulación:
3.5.4 Modulación de frecuencia
17/03/2006 Carlos Crespo RRC-4IT 35
• 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
17/03/2006 Carlos Crespo RRC-4IT 36
3.5.4 Modulación de frecuencia. Demoduladores de frecuencia
17/03/2006 Carlos Crespo RRC-4IT 37
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
17/03/2006 Carlos Crespo RRC-4IT 38
3.5.4 Modulación de frecuencia. Detector de cuadratura
17/03/2006 Carlos Crespo RRC-4IT 39
Diferencia de fase V-V0
Cerca de resonancia,
v(t)
vo(t)
3.6 Receptor integrado
17/03/2006 Carlos Crespo RRC-4IT 40
Oscilador Local
Entrada de RF/FI
Salida de audio
Filtro deFI
Mezclador
Limitador
Detector de cuadratura
3. Subsistemas de Radio. Conclusión
17/03/2006 Carlos Crespo RRC-4IT 41
Consejo para ejecutivos y políticos:
No es necesario reírse de los errores de los demás ...
... es mejor aprovecharlos.
Anónimo.