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• Miguel Angel Sucso

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UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS (Universidad del Perú, DECANA DE AMÉRICA)

FACULTAD DE INGENIERIA ELECTRONICA, ELECTRICA Y TELECOMUNICACIONES

PROFESOR: ING. ANGEL SUMOSO

CURSO: INTRODUCCION A LAS RADIOCOMUNICACIONES

TEMA: CIRCUITO SINTONIZADO DOBLE SINTONIA

INTEGRANTES • • • •

SUCSO HERRERA MIGUEL ANGEL 14190266 RODRIGUEZ LANDA JANETH YSABEL11070183 CARMIN PEÑA ISRAEL 15190274 MUÑOZ ALBITES PABLO DAVID 14190275 Lima – Perú

2017

CIRCUITO SINTONIZADO DOBLE SINTONIA Circuitos Sintonizados Un circuito sintonizado, tambien llamado circuito tanque o circuito LC, es un modelo de circuito electrico conformado por un inductor (L) y un capacitor ( C) unidos, este circuito puede actuar como un resonador eléctrico. Los circuitos LC son usados para generar señales en una frecuencia en particular o recoger señales de una frecuencia en particular de una señal mas compleja. Existe componentes clave en muchos dispositivos electronicos , mayoritariamente en equipos de radio, osciladores, filtros, sintonizadores y mezcladores de frecuencias. Un circuito LC es un modelo idealizado debido a que asume que no hay perdidas de energia debido a una Resistencia. Cualquier implementacion practica de un circuito LC siempre incluira perdidas minimas, pero presentes. El proposito de un circuito LC es usualmente oscilar con un minimo amortiguamiento, asi que la Resistencia tiene que ser la menor posible.

Operacion del circuito LC Un Circuito LC , oscilando en su frecuencia de resonancia natural, es capaz de guardar energia electrica.

Fig A Fig C

Fig E

Fig B Fig D

Fig F

Fig G

Fig H

La operacion del Circuito LC es de la siguiente manera, siendo los graficos anteriores una explicacion de la operacion del circuito, primeramente un capacitor cargado a un determinado voltaje (Fig A) , liberara esta energia en forma de corriente ( en un sentido como en la Fig B), hasta que las cargas del capacitor esten iguales ( Fig C) y la potencia del inductor sera el maximo (fig D), el sentido de la corriente no variara y se llevaran las cargas al otro lado del capacitor hasta que el capacitor haya cambiado de polaridad ( Fig D y E), una vez cambiada la polaridad y asumiendo que no existen perdidas resistivas, el condensador volvera a liberar energia descargandose (Fig F) que producira una mayor potencia de induccion en el bobinado(G) pero esta vez con la corriente en un sentido opuesto. Hasta que el condensador vuelva a cargarse como en su estado inicial y repita el proceso, esta naturalez de oscilacion, es la principal caracteristica de un circuito LC o tanque.

Circuito LC en serie En este circuito, el inductor L y el capacitor C estan en serie de tal manera que el voltaje total esta dado por la suma del voltaje del inductor y del capacitor, pero la corriente en todo el sistema es igual V= VL + VC I = IL = IC

Resonancia XL = -XC ( cuando la impedancia del capacitor es igual al inductor) 1

ωL = ωC

por lo que

La frecuencia ω = 2πf , por lo tanto f =

ω=

1 √LC

ω 2π

Impedancia Z = ZL + ZC ( impedancia del inductor y el capacitor en serie) llevando ZL = jωL y Zc = (jωC)−1

Z(ω) = jωL +

1 jωC

llevandolo a un mismo denominador da j(ω2 LC − 1) ωC 1

Z(ω) = ωo =

√LC

Z(ω) =

jL(ω2 − ω2o ) siendo asi que un circuito LC conectado ω

en serie con una carga, actuara como un filtro paso − banda ya que posee impedancia cero en la frecuencia de resonancia de un circuito LC

¿Qué es un amplificador sintonizado? Amplificadores Sintonizados. En este caso se estudia la amplificación de señales dentro de una banda estrecha de frecuencia, centrada en la frecuencia de operación wo. Estos amplificadores se proyectan para rechazar todas las señales cuyas frecuencias se encuentran por debajo y por encima de la banda de operación. Estos circuitos sintonizados se utilizan extensamente en la mayoría de los equipos de comunicaciones. Para poder recibir señales moduladas (AM, FM, etc.) sin distorsión apreciable, manteniendo la potencia de ruido tan pequeña como sea posible, el amplificador de paso de banda deberá presentar idealmente una respuesta de amplitud constante y de fase lineal entre las frecuencias de corte (ancho de banda), aunque en realidad no se cumple totalmente. Gráficamente la respuesta ideal y real se ven en las siguientes figuras:

En un amplificador real, la máxima amplitud se produce en o y las frecuencias cuadrantales inferior y superior w1 y w2 están determinadas por la caída de la amplitud en 3dB o la caída de la amplitud al 0,707 de la máxima. La fase no es lineal específicamente porque depende del circuito sintonizado. Esto significa que aun trabajando dentro del ancho de banda, esta no va a ser lineal. Un ejemplo de circuito sintonizado sería el de algunas etapas de receptores y transmisores de AM, FM, BLU, etc. En los receptores por ejemplo se sintoniza la frecuencia que se desea recibir y todas las frecuencias superiores o inferiores se rechazan, trabajando en este caso el circuito con una estrecha banda pasante. Entonces podemos decir que en un amplificador sintonizado:  Las señales de RF generalmente son de muy baja amplitud, desde algunos μV a algunos mV.  Es posible diseñar etapas amplificadoras con un solo transistor en una implementación discreta y pares diferenciales e un a implementación integrada. 

El concepto predominante es que estas etapas operan con un ancho de banda relativamente pequeño con respecto a la frecuencia centra de la banda de frecuencias amplificadas, rechazando débil o fuertemente las frecuencias fuera de la banda de interés.

Enlaces radio eléctricos    

Se transmite a una señal de interés llamada banda base La señal banda base modula una portadora en el transmisor En el receptor se sintoniza esa portadora modulada y se amplifica La portadora + banda base se amplifica y se demodula obteniendo nuevamente la señal de interés.

Acoplamiento de circuitos sintonizados Acoplamiento Capacitivo La forma de acoplamiento de salida de un amplificador sintonizado mediante un transformador, como en el ejemplo anterior, no es la única. Una forma de acoplamiento de los circuitos sintonizados es la de acoplamiento capacitivo

En el circuito, la capacidad equivalente del circuito sintonizado es: 𝐶𝑇 =

𝐶1 𝐶2 𝐶1 + 𝐶2

Y la frecuencia de resonancia del circuito es, por consecuencia. 𝑓𝑜 =

1 2𝜋√𝐿𝐶𝑇

Si la resistencia externa de carga, Rl, conectada en paralelo con C1 es mucho mayor que la reactancia de este (RL > 10XCL), la relación entre los voltajes de salida y entrada es, simplemente: 𝑉𝑜 𝐶𝑇 𝐶2 = = 𝑉𝑖 𝐶1 𝐶1 + 𝐶2 Análogamente, se puede ver que: 𝑅𝐿 𝐶2 =( )2 𝑅𝑖 𝐶1 + 𝐶2 La relación anterior es válida solo si RL > 10XCL, es decir, por lo menos un orden de magnitud mayor. De no ser así, entonces es necesario convertir, la impedancia formada por RL y C1 en

paralelo a una impedancia en serie equivalente, en cuyo caso, la resistencia en serie equivalente es:

El acoplamiento capacitivo no se utiliza mucho en RF y suele preferirse el acoplamiento por transformador. Los transformadores son de construcción simple y la relación de vueltas puede variarse con relativa facilidad para conseguir la máxima transferencia de potencia. Por parte, en los osciloscopios y amplificadores de potencia suelen generarse productos de intermodulación indeseables que se acoplan con mayor facilidad por los condensadores, ya que la reactancia de estos disminuye al aumentar la frecuencia. Acoplamiento inductivo Se denomina acoplamiento inductivo resonante a la transmisión de energía eléctrica inalámbrica cercana entre dos bobinas acopladas magnéticamente que forman parte de circuitos resonantes diseñados para resonar en la misma frecuencia. Este proceso se desarrolla en un transformador resonante, un componente eléctrico que consiste de dos bobinas de alto Q enrolladas en el mismo núcleo con condensadores (también conocidos como capacitores) conectados entre las espiras para acoplar los dos circuitos LC. Los transformadores resonantes son muy utilizados en circuitos de radio como filtros pasabandas, y en contactores para suministro de potencia eléctrica. El acoplamiento inductivo resonante también es utilizado en sistemas de potencia inalámbrica. En este caso los dos circuitos LCs se encuentran en dispositivos diferentes; una bobina transmisora en un dispositivo trasmite potencia a través de un espacio a una bobina resonante receptora ubicada en otro dispositivo. Esta tecnología está siendo desarrollada para proveer potencia y cargar dispositivos portátiles tales como teléfonos celulares y computadoras tipo tabletas a distancia, sin necesidad de enchufarlos a la red eléctrica. La transferencia resonante funciona haciendo que en una bobina se establezca una corriente oscilante. Lo cual genera un campo magnético oscilante. Debido a que la bobina es muy resonante, la energía almacenada en la bobina se disipa de manera relativamente lenta a lo largo de muchos ciclos; pero si la segunda bobina es colocada en proximidad, la bobina puede absorber gran parte de la energía antes de que la misma se pierda, aún si se encuentra a cierta distancia. Los campos utilizados son predominantemente no-radiativos, campos cercanos, ya que todo los implementos son mantenidos a menos de una distancia de 1/4 de la longitud de onda los mismos irradian poca energía desde el transmisor hacia el infinito. Uno de los usos del transformador resonante es en el inversor CCFL. Otro uso del transformador resonante es para acoplar entre estados de un receptor superheterodino, donde la selectividad del receptor se consigue ajustando los transformadores en la frecuencia intermedia de los amplificadores. La bobina de Tesla es un circuito de transformador resonante utilizado para

generar voltajes muy grandes, y puede proveer corrientes mucho más intensas que las máquinas electrostáticas de alto voltaje tal como el generador de Van de Graaff.La transferencia de energía resonante es el principio operativo que utilizan los sistemas de transferencia de energía inalámbricos de corto alcance (hasta 2 m) tales como WiTricity o Rezence y sistemas que ya han sido puestos en uso, tales como transferencia de potencia Qi, etiquetas RFID pasivas y tarjetas inteligentes sin contactos

Amplificador de FI de doble sintonía: Se caracterizan por poseer ambos devanados sintonizados a la frecuencia de resonancia. El empleo de este tipo de amplificador mejora considerablemente la selectividad con respecto al amplificador de simple sintonía, esto se debe a que incorpora un mayor número de circuitos sintonizados además los transformadores de FI de doble sintonía son más inmunes a las interferencias producidas por canales adyacentes. La curva de respuesta de frecuencias de este tipo de acoplamiento es muy cercana al valor de acoplamiento crítico por tanto, tendrá como característica una buena ganancia y a la vez un ancho de banda mayor que el de simple sintonía.

CIRCUITOS DE DOBLE SINTONÍA

Este sistema utiliza como carga 2 circuitos resonantes, los que resuenan a la misma frecuencia y que se encuentran mutuamente acoplados.

Cuando dos bobinas se encuentran próximas, las líneas de fuerzas de sus campos magnéticos interactúan entre sí. El parámetro que indica el grado de acoplamiento entre las dos bobinas se denomina "mutua inducción". M (factor mutua inducción Henrio H). El sistema de amplificador de doble sintonía tiene un ancho de banda total de 1,41 veces mayor que el de sintonía simple, lo que se verifica para el factor de acoplamiento crítico (Kc).

El factor de acoplamiento K puede tomar tres casos particulares según sea su comparación con el acoplamiento crítico.

Los amplificadores sintonizados se utilizan en acoplamientos entre etapas de manera tal que permitan amplificar una banda de frecuencia mayor que la que se puede obtener con una sola etapa. De esta manera es posible lograr una amplificación de un ancho de banda mayor que el que se obtendría con una etapa individual.

Una aplicación de este sistema de amplificación en cascada se verifica en los sistemas de recepción de televisión. Allí están presentes 3 canales de etapas amplificadoras de manera de sumar los efectos de cada una de ellas para lograr el ancho de banda que se necesita amplificar en las frecuencias de video.