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• Kevin Muyón Rivera

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UNIVERSIDAD DE LAS FUERZAS ARMADAS ESPE SEDE LATACUNGA ELECTRÓNICA E INSTRUMENTACIÓN

SISTEMAS DE COMUNICACIONES INTEGRANTES: ENRIQUE GALLO KEVIN MUYÓN CURSO

: SEXTO NIVEL

NRC

: 2808

TEMA: EJERCICIOS CAPITULO I FECHA: 21 de Octubre del 2019 PERÍODO ACADÉMICO SEPTIEMBRE 2019 - FEBRERO 2020

PREGUNTAS 1. DEFINA COMUNICACIONES ELECTRONICAS Las comunicaciones electrónicas son la transmisión, recepción y procesamiento de información entre dos o más lugares, mediante circuitos electrónicos. 2.

¿Cuándo se desarrolló̀ el primer sistema electrónico de comunicaciones, quien lo desarrollò y que clase de sistema era? Samuel Morse en 1837. Se usó̀ la inducción electromagnética para transferir información en forma de puntos, rayos y espacios entre un transmisor y un receptor sencillos, usando una línea de transmisión, que consistía en un tramo de conductor metálico. Este invento fue el telégrafo.

3. ¿CUANDO COMENZARON LAS RADIOCOMUNICACIONES? En 1920 4. ¿Cuáles son los tres componentes principales de un sistema de comunicaciones? Transmisor, medio de transmisión y receptor. Ruido 5. ¿CUÀLES SON LOS DOS TIPOS BÁSICOS DE SISTEMAS ELECTRÓNICOS DE COMUNICACIONES? Analógico y digital 6. ¿Què organización asigna frecuencias para la radio propagación en el espacio libre, en Estados Unidos? La Comisión Federal de Comunicaciones (FCC) 7. DESCRIBA LO SIGUIENTE: SEÑAL PORTADORA, SEÑAL MODULADORA, Y ONDA MODULADA. La señal portadora transporta la información a través del sistema. La señal moduladora modula a la portadora, cambiando su amplitud, frecuencia o fase. Onda modulada es la onda portadora ya modificada. 8. DESCRIBA LOS TÉRMINOS MODULACIÓN Y DEMODULACIÒN Modulación es el proceso de cambiar una o más propiedades de la portadora en proporción con la señal de información. Demodulación es el proceso inverso a la modulación y reconvierte a la portadora modulada en la información original. 9. ¿Cuáles son las tres propiedades de una onda senoidal que se puede variar, y que tipo de modulación resulta en cada una de ellas? Amplitud, y se produce una señal modulada digitalmente llamada modulación por conmutación de amplitud (ASK, amplitude shift keying), frecuencia, se produce la modulación por conmutación de frecuencia (FSK, frequency shift keying) y fase, se produce la modulación por conmutación de fase (PSK, phase shift keying). 10. Haga una lista y describa las razones por las que es necesaria la modulación en las comunicaciones electrónicas. Es muy difícil irradiar señales de baja frecuencia en forma de energía electromagnética con una antena. Ocasionalmente, las señales de la información ocupan la misma banda de frecuencias y si se transmiten al mismo tiempo las señales de dos o más fuentes, interferirán entre sì.

11. DESCRIBA LA CONVERSIÓN ELEVADORA DE FRECUENCIA Y DONDE SE HACE. Se convierten las señales de información de bajas frecuencias a altas frecuencias, y se lleva a cabo en el transmisor. 12. DESCRIBA LA CONVERSIÓN REDUCTORA DE FRECUENCIA Y DONDE SE HACE Se convierten las señales de información de altas frecuencias a bajas frecuencias, y se lleva a cabo en el transmisor. 13. MENCIONE Y DESCRIBA LAS DOS LIMITACIONES MÀS IMPORTANTES EN EL FUNCIONAMIENTO DE UN SISTEMA DE COMUNICACIONES ELECTRÓNICAS. Las señales de ruido y las limitaciones del ancho de banda que se dan por las capacidades limitadas que brindan los circuitos electrónicos. 14. ¿QUÉ ES CAPACIDAD DE INFORMACIÓN DE UN SISTEMA DE COMUNICACIONES? La capacidad de información es directamente proporcional al ancho de banda y tiempo de transmisión. I = B x T. 15. DESCRIBA EN RESUMEN EL SIGNIFICADO DE LA LEY DE HARTLEY. Es la cantidad de información que puede propagarse a través de un sistema de transmisión es una función del ancho de banda del sistema y el tiempo de transmisión. 16. ¿QUÉ QUIERE DECIR SIMETRÍA PAR? ¿CUÁL ES UN SINÓNIMO DE SIMETRÍA PAR? Si una forma de onda con voltaje periódico como la onda coseno es simetría en el eje vertical (amplitud), se dice que tiene una simetría axial o de espejo y se llama una función par. 17. ¿QUÉ QUIERE DECIR SIMETRÍA IMPAR? ¿CUÁL ES UN SINÓNIMO DE SIMETRÍA IMPAR? Si una forma de onda de voltaje periódico es simétrica sobre una línea a la mitad de los ejes vertical y horizontal negativo y pasa por el origen de la coordenada, se dice que tiene una simetría de punto oblicuo y se llama función impar. 18. ¿QUÉ QUIERE DECIR SIMETRÍA DE MEDIA ONDA? Si hay una forma de onda de voltaje periódico tal que la forma de onda para la primera mitad del ciclo se repite así̀ misma, pero con signo opuesto, para la segunda mitad del ciclo, se dice que tiene simetría de media onda. 19. DESCRIBA EL SIGNIFICADO DEL TÈRMINO CICLO DE TRABAJO El ciclo de trabajo (DC) para la forma de onda es la relación de tiempo activo del pulso al periodo de la forma de onda. 20. DESCRIBA UNA FUNCIÓN (SEN X)/X. Como resultado de darle valores a esta función simplemente obtenemos una onda seno amortiguada, en la cual, cada amplitud pico sucesiva es más pequeña que la anterior. 21. DEFINA LA SUMA LINEAL Las sumas lineales ocurren cuando dos o más señales se combinan en un nuevo dispositivo lineal, tal como una red pasiva o un amplificador de señal pequeña. Las señales se fusionan de tal manera que no producen nuevas frecuencias y la forma de onda combinada es simplemente la suma lineal de las señales individuales. 22. DEFINA EL MEZCLADO NO LINEAL El mezclado no lineal ocurre cuando dos o más señales se combinan en un dispositivo no lineal tal como un diodo o un amplificador de gran señal. Con el mezclado no lineal, las señales de entrada se combinan de una manera no lineal y producen componentes de frecuencia adicionales. 23. DESCRIBA EL RUIDO ELÉCTRICO

El ruido eléctrico se define como cualquier energía eléctrica no deseada presente en la pasabanda útil de un circuito de comunicaciones. 24. ¿CUÁLES SON LAS DOS CATEGORÍAS GENERALES DEL RUIDO ELÉCTRICO? Correlacionado y no correlacionado 25. HAGA UNA LISTA DE LOS TIPOS DE RUIDO, Y DESCRIBA CUALES SE CONSIDERAN RUIDO EXTERNO         

Ruido exerno Ruido atmosférico Ruido extraterrestre Ruido causado por el hombre Ruido interno Ruido de disparo Ruido de tiempo de tránsito Ruido térmico El ruido externo es el que se genera fuera del dispositivo o circuito. Hay tres clases de ruido externo: Atmosférico, extraterrestre y generados por el hombre.

26. ¿CUÁL ES EL TIPO PREDOMINANTE DE RUIDO INTERNO? El ruido interno es la interferencia eléctrica generada dentro de un dispositivo o circuito. Hay tres clases principales de ruido generado internamente: de disparo, de tiempo de tránsito y térmico. 27. DESCRIBA LA RELACIÓN ENTRE LA POTENCIA DE RUIDO TÉRMICO, ANCHO DE BANDA Y TEMPERATURA. El ruido térmico es el movimiento aleatorio de los electrones libres dentro de un conductor causado por la agitación térmica, por lo tanto tiene relación con la temperatura; y tiene relación con el ancho de banda pues ocurre en todas las frecuencias al cual se le denomina ruido blanco. 28. DESCRIBA LO QUE ES EL RUIDO BLANCO Se llama así̀ porque el movimiento aleatorio se produce en todas las frecuencias. 29. MENCIONE Y DESCRIBA LOS DOS TIPOS DE RUIDO CORRELACIONADO Externo: El ruido externo es el que se genera fuera del dispositivo o circuito. Hay tres causas principales de ruido externo: atmosféricas, extraterrestres y generadas por el hombre. 30. DESCRIBA LO QUE ES RELACIÓN DE POTENCIA DE SEÑAL A RUIDO: S = Ps /N Pn 31. ¿QUÉ QUIEREN DECIR LOS TÉRMINOS FACTOR DE RUIDO Y CIFRA DE RUIDO? El factor de ruido (F) y la cifra de ruido (NF) son 􏰀cifras de mérito para indicar cuanto se deteriora la relación de señal a ruido cuando una señal pasa por un circuito o una serie de circuitos. 32. DEFINA LA TEMPERATURA EQUIVALENTE DE RUIDO Como el ruido producido por la agitación térmica es directamente proporcional a la temperatura, el ruido térmico se puede expresar en grados, y la temperatura equivalente de ruido es un valor hipotético que no se puede medir en forma directa. 33. DESCRIBA LO QUE ES UNA ARMÒNICA Y UNA FRECUENCIA DE PRODUCTO CRUZADO A los múltiplos enteros de una frecuencia base se llaman armónicos. Los productos cruzados

son las frecuencias de suma y de diferencia; son la suma y la diferencia de las dos frecuencias originales, las sumas y diferencias de sus armónicas, y las sumas y diferencias de las frecuencias originales y todas las armónicas. PROBLEMAS 1.1. ¿Cuál es la designación CCIR de los diferentes intervalos de frecuencia? I.

3 KHz a 30 KHz VLF (frecuencias muy bajas)

II.

0.3 MHz a 3 MHz MF (frecuencias intermedias)

III.

3 GHz a 30 GHz SHF (frecuencias súper altas)

1.2. ¿Cuál es el intervalo de frecuencia para las siguientes designaciones CCIR? I.

UHF 300MHz-3GHz

II.

ELF 30Hz-300Hz

III.

SHF 3GHZ-30GHz

1.3. ¿Cuál es el efecto, sobre la capacidad de información de un canal de comunicaciones, de ampliar al doble el ancho de banda asignado? ¿De triplicarlo? Se duplicará la cantidad de información que puede transportar. De triplicarla, o aumentarla más, aumentará la capacidad de información logarítmicamente. 1.4. ¿Cuál es el efecto, sobre la capacidad de información de un canal de comunicaciones, de reducir a la mitad el ancho de banda y subir al doble el tiempo de transmisión? Si el tiempo de transmisión disminuye, hay un cambio proporcional en la cantidad de información que el sistema puede transferir. 1.5. Convierta las siguientes temperaturas en grados kelvin: I.

17⁰ C

⁰ ⁰ ❑⁰k = 17 C +273 = 290 k

II.

27⁰ C

⁰ ⁰ ❑⁰k = 27 C +273 = 300 k

III.

−17⁰ C

⁰ ⁰ ❑⁰k = −17 C +273 = 256 k

IV.

−50⁰ C

⁰ ⁰ ❑⁰k = −50 C +273 = 223 k

1.6. Convierta las siguientes potencias de ruido térmico en dBm: I.

0.001 µW.

N=10 log ( 0.001 µW )=−90 dB N=−90+30 dB N=−60 dBm II.

1 pW

N=10 log ( 1 pW )=−120 dB N=−120+30 dB N=−90 dBm

III.

2∗10−15 W . N=10 log ( 2∗10−15 W )=−146.98 dB N=−146.98+30 dB N=−116.98 dBm

IV.

1.4∗10−16 W . N=10 log ( 1.4∗10−16 W )=−158.53 dB N=−158.53+ 30 dB N=−128.53 dBm 1.7. Convierta en watts las siguientes potencias de ruido térmico:

I.

- 150 dBm.

dB=−150−30=−180 N=10

−180 10

N=10−18 W II.

- 100 dBm.

dB=−100−30=−130 N=10

−130 10

N=10−13 W III.

- 120 dBm.

dB=−120−30=−150 N=10

−150 10

N=10−15 W IV.

- 174 dBm.

dB=−174−30=−204 N=10

−204 10

N=10−21 W 1.8. Calcule la potencia de ruido térmico, en watts y en dBm, para los siguientes anchos de banda y temperaturas de un amplificador: I.

B = 100 Hz, T = 17° C.

N=k∗T ∗B N=k∗ (17 °+273 ° )∗ (100 Hz )

N=4∗10−19 W N ( dBm ) =10 log N ( dBm ) =10 log

N ( 0.001 )

(

4∗10−19 W 0.001

)

N ( dBm ) =−153 dBm II.

B = 100 kHz, T = 100° C.

N=k∗T ∗B N=k∗ (100 ° +273 ° )∗( 100 kHz ) N=5.14∗10−16 W N ( dBm ) =10 log

N ( 0.001 )

5.14∗10−16 W ( ) N dBm =10 log 0.001

(

)

N ( dBm ) =−122 dBm III.

B = 1 MHz, T = 500° C

N=k∗T ∗B N=k∗ (500 ° +273 ° )∗( 1 MHz ) N=1.06∗10−14 W N ( dBm ) =10 log N ( dBm ) =10 log

N ( 0.001 )

(

1.06∗10−14 W 0.001

)

N ( dBm ) =−109 dBm 1.9. Para el tren de ondas cuadradas de la figura siguiente:

A 0=0, porque describe una onda de AC donde las áreas son iguales por ende el valor medio es 0

An=0, porque la onda es de simetría impar

T

Bn=

Bn=

Bn=

2 T

[

T 2

T

∫ 8∗sen ( nwt ) dt−∫ 8∗sen ( nwt ) dt 0

T 2

T cos ( nwt ) T 16 −cos ( nwt ) T 2+ T nw nw 0 2

[

[

−cos

]

]

( nwT2 ) + cos ( 0) + cos ( nwT ) − cos ( nwT2 )

Bn=

16 T

Bn=

16 nwT −2cos +1+cos ( nwT ) nwT 2

Donde w=

nw

[

nw

nw

( )

nw

]

]

2π T

Bn= I.

2 ∫ f ( t )∗sen ( nwt ) dt T 0

16 [−2 cos ( nπ )+1+ cos ( 2 nπ ) ] 2 πn

Determine las amplitudes de las primeras cinco armónicas.

B1=10.18 B 2=0 B 3=3.39 B 4=0 B5=2.03 II.

Trace el espectro de frecuencias.

III.

Trace el diagrama de la señal, en el dominio del tiempo, de las componentes de frecuencia hasta la quinta armónica. Amplitud frecuencia

10.18 500Hz

0 1000Hz

3.39 1500Hz

0 2000Hz

2.03 2500Hz

12 10 8 6 4 2 0

1.10.

I.

1

2

3

4

Para la forma de onda del pulso en la figura siguiente:

Determine la componente de cd. T

A 0=

2 ∫ f ( t ) dt T 0

2 A 0= T 2 A 0= T

II.

0.1 ms

1 ms

[∫ ∫ ] [∫ ] 8 dt −

0

0 dt

0.1ms

0.1 ms

8 dt

0

A 0=

2 0.1ms 8t T 0

A 0=

2 [ 8 (0.1 ms) ] =1.4545 1.1 ms

[

]

Determine las amplitudes máximas de las cinco primeras armónicas. T

An=

2 ∫ f ( t )∗cos ( nwt ) dt T 0

2 An= T

0.1 ms

[∫

1 ms

2∗cos ( nwt ) dt−

0

∫

0.1 ms

An=

4 sen ( nwt ) 0.1ms T nw 0

An=

16 sen ( 0.571n ) sen ( 0 ) + T nw nw

An=

2.54 [ sen ( 0.571 n ) ] n

[

[

] ]

0∗sen ( nwt ) dt

]

5

T

Bn=

2 ∫ f ( t )∗sen ( nwt ) dt T 0

2 Bn= T

0.1 ms

[∫

1 ms

2∗sen ( nwt ) dt−

0

0∗sen ( nwt ) dt

∫

0.1 ms

]

Bn=

4 −cos ( nwt ) 0.1 ms T nw 0

Bn=

16 −cos ( 0.571 n ) cos ( 0 ) + T nw nw

Bn=

2.54 [ 1−cos ( 0.571 n ) ] n

Cn=

1.4545 2.54 2.54 + 1−cos ( 0.571 n ) ]+ [ [ sen ( 0.571 n ) ] 2 n n

[

]

[

]

C 1=6.98 C 2=6.97 C 3=6.95 C 4=6.94 C 5=6.93 III.

Trace la gráfica de la función (sen x)/x.

IV.

Trace el espectro de frecuencias

1.11.

Describa el espectro que se ve a continuación. Determine la clase de amplificador (lineal o no

lineal) y el contenido de frecuencias de la señal de entrada.

El espectro muestra cinco componentes de frecuencia relacionadas armónicamente, que tienen una frecuencia fundamental de 1KHz y cuatro armónicas significativamente grandes. Este tipo de espectro es común encontrarse en un amplificador no lineal con una frecuencia de entrada única de 1kHz y cuatro armónicas representativas (grandes). 1.12.

Repita el problema 1.11 con el siguiente espectro:

El espectro muestra cuatro componentes de frecuencia relacionadas armónicamente, que tienen frecuencias fundamentales de 1KHz y 5KHz y dos armónicas significativamente grandes. Este tipo de espectro es común encontrarse en un amplificador lineal con frecuencias de entrada de 1KHz y 5KHz y dos armónicas representativas (grandes) generadas por los productos cruzados. 1.13. I.

Un amplificador no lineal tiene dos frecuencias de entrada: 7 y 4 KHz Determine las tres primeras armónicas presentes en la salida, para cada frecuencia. Entrada de 7KHz: 7 KHz, 14KHz y 21KHz. Entrada de 4KHz: 4KHz, 8KHz y 12 KHz.

II.

Determine las frecuencias de producto cruzado que se producen en la salida, para valores de m y n de 1 y 2.

Km+-kn m 1

n 1

Productos Cruzados 7KHz ± 4KHz

= 11KHz y 3KHz

1 2 2

2 1 2

III.

7KHz ± 8KHz 14KHz ± 4KHz 14KHz ± 8KHz

= 15KHz y 1KHz = 18KHz y 10KHz = 22KHz y 6KHz

Trace el espectro de salida de las frecuencias armónicas y de productos cruzados determinados en los pasos a) y b).

1.14.

Determine la distorsión porcentual de segundo orden, tercer orden y armónico total, para el

siguiente espectro de salida.

segundo orden= tercer orden= %THD= √

V2 4 = =0.5∗100=50 % V1 8

V3 2 = =0.25∗100=25 % V1 8

4 2+22 ∗100 8

%THD=55.99 % 1.15.

Determine el ancho de banda necesario para producir 8x10-17 watts de potencia de ruido térmico

a la temperatura de 17ºC P=KB.T.B 8x10-17=1.38x10-23*(273+17)*B B=19990Hz ≅ 20KHz

1.16.

Determine los voltajes de ruido térmico, para componentes que funcionen en las siguientes

temperaturas, anchos de banda y resistencias equivalentes. I.

T=-50ºC, B= 50kHz Y R=50Ω.

v n= √ 4 k B . T . R . B v n=√ 4∗( 1.38∗10−23 )∗( 273−50 )∗50∗50 K v n=0.175 μV II.

T=100ºC, B= 100kHz Y R=100Ω.

v n= √ 4 k B . T . R . B v n=√ 4∗( 1.38∗10−23 )∗( 273+100 )∗100∗100 K v n=0.4537 μV III.

T=50ºC, B= 500kHz Y R=72Ω.

v n= √ 4 k B . T . R . B v n=√ 4∗( 1.38∗10−23 )∗( 273+50 )∗72∗500 K v n=0.8 μV 1.17.

Determine la segunda, quinta y decimoquinta armónica para una onda repetitiva en frecuencia

fundamental de 2.5kHz Frecuencia de armónica = (# de armónica) * (frecuencia fundamental) segunda armónica = (2) * (2.5KHz) = 5KHz quinta armónica = (5) * (2.5KHz) = 12.5KHz decimoquinta armónica = (15) * (2.5KHz) = 37.5KHz 1.18.

Determine la distorsión de la tercera, segunda armónica y armónica total, para una banda

respectiva con amplitud de frecuencia fundamental de 10 Vrms, amplitud de segunda armónica 0.2Vrms, y tercera armónica de 0.1 Vrms.

Distorsión de segunda armónica=

V 2 0.2 = =0.02 V 1 10

%Distorsión de segunda armónica=2%

Distorsión de tercer armónica=

V 2 0.1 = =0.01 V 1 10

%Distorsión de tercer armónica=1 %

THD=√ (0.01)2+(0.02)2=0.02236 %THD=2.236 % 1.19.

Para un amplificador no lineal con frecuencias de ondas senoidales en la entrada de 3 y 5 kHz,

determine las tres primeras armónicas presentes en la salida, para cada frecuencia de entrada, y las frecuencias de producto cruzado que se producen con valores de m y n igual a 1 y 2. 

Para 3KHz

primera armónica = (1) * (3KHz) = 3KHz segunda armónica = (2) * (3KHz) = 6KHz tercera armónica = (3) * (3KHz) = 9KHz 

Para 5KHz

primera armónica = (1) * (5KHz) = 5KHz segunda armónica = (2) * (5KHz) = 10KHz tercera armónica = (3) * (5KHz) = 15KHz 

productos cruzados=mFa ± nFb productos cruzados=1(3 KHz ) ±2(5 KHz ) productos cruzados=13 KHz y−7 KHz

1.20.

Determine las relaciones de potencia, en dB, con las siguientes potencias de entrada y salida:

( Pout Pin )

Ganancia=10 log ⁡ I.

Pent 0.001 W, Psal 0.01 W.

10 log II.

Pent 0.25 W, Psal 0.5 W.

10 log III.

0.01 W =10 dB ( 0.001 W) 0.5 W =3 dB ( 0.25 W)

Pent 1 W, Psal 0.5 W.

10 log IV.

( 0.51 WW )=−3 dB

Pent 0.001 W, Psal 0.001 W.

10 log V.

Pent 0.04 W, Psal 0.16 W.

10 log VI.

W =6 dB ( 0.16 0.04 W )

Pent 0.002 W, Psal 0.0002 W.

10 log VII.

W =0 dB ( 0.001 0.001 W )

W =−10 dB ( 0.0002 0.002 W )

Pent 0.01 W, Psal 0.4 W

10 log

0.4 W =16 dB ( 0.01 W)

1-21. Determine las relaciones de voltaje, en dB, para los siguientes voltajes de entrada y de salida. Suponga valores iguales de resistencia de entrada y de salida.

a)

r =20 log

Vs 0.01 =20 log ⁡( ) Ve 0.001

( )

r =20 dB b)

r =20 log

( VsVe )=20 log ⁡( 0.12 )

r =26,02dB c)

r =20 log

) ( VsVe )=20 log ⁡( 0.25 0.5

r =−6,020 dB d)

r =20 log

( VsVe )=20 log ⁡( 41 )

r =12,04 dB 1-22. Determine el factor de ruido general y la cifra de ruido general para tres amplificadores en cascada, con los siguientes parámetros:

3 10

F 1=10 =2 6 10

F 2=10 =3.9810 10 10

F 3=10 =10 FT =2+

3.9810−1 10−1 + =2.3881 10 100

FT =2.3881 NFT =10 log ( 2.3881 )=3.78 dB 1-23. Determine el factor de ruido general y la cifra de ruido general para tres amplificadores en cascada, con los siguientes parámetros:

10

F 1=10 10 =10 6

F 2=10 10 =3,9810 10

F 3=10 10 =10 FT =2+

3.9810−1 10−1 + =3.2244 3 39

FT =3.2244

NFT =10 log ( 3.2244 )=5.08 dB 1-24. Si el ancho de banda de un amplificador es B = 20 kHz, y su potencia total de ruido es N=2 x 10−17 W , calcule la potencia total de ruido si el ancho de banda aumenta a 40 kHz. Calcúlela si el ancho de banda disminuye a 10 kHz.

N=KTB La potencia de ruido es directamente proporcional al ancho de banda, entonces: 

Si el ancho de banda es igual a 40 KHz, entonces la potencia total de ruido se

N=4 x 10−17 W . 

Si el ancho de banda es igual a 10 KHz, entonces la potencia total de ruido se divide a la mitad

N=1 x 10−17 W 1-25. Para un amplificador que funciona a una temperatura de 27°C. con ancho de banda de 20 kHz, determine:

T =27+273=300 ºC (a) La potencia total de ruido, en watts y en dBm.

N=KTB N=1.38 X 10−23∗300∗20 kHz=8.28 X 10−17 W 1.38 X 10−23∗300∗20 kHz =−130 db 0.001 (b) El voltaje rms de ruido (VN ), con una resistencia interna de 50 Ω y un resistor de carga de 50 Ω. Ndb=10 log

(

)

VN = √ 4 KTBR=√ 4∗1.38 X 10−23∗300∗20 KHz∗100=1.81 X 10−7 1-26 . (a) Determine la potencia de ruido, en watts y en dBm, de un amplificador que trabaja a una temperatura de 400° C con un ancho de banda de 1 MHz. (b) Determine la disminución de potencia de ruido, en decibelios, si la temperatura bajara a 100° C. (c) Determine el aumento de potencia de ruido, en decibeles, si aumenta al doble el ancho de banda.

a ¿ N=KTB =(1 x 10¿¿ 6) x ( 400+ 273 ) x (1.38 x 10¿ ¿−23)=9.28 x 10−15 ¿ ¿ 9.28 x 10−15 N ( dBm)=10 log =−110.32 dBm 0.001

(

)

b ¿ N ( dBm )=10 log ¿ ¿ Disminuye la potencia de ruido

c ¿ N ¿ (dBm)=10 log¿ ¿ Aumenta la potencia de ruido 1-27 . Determine la cifra de ruido para una temperatura equivalente de ruido de 1000° K; use 290° K como temperatura de referencia.

T=290 °K

N=KTB N= ( 1.38 x 10−23 ) ( 290 ) ( B ) =4.002 x 10−21 (B)W T=1000 °K

N=KTB N= ( 1.38 x 10−23 ) ( 1000 )( B )=1.38 x 10−20 (B)W Relación Ruido

1.38 x 10−20( B) RM = =3.44 4.002 x 10−21 ( B )

1-28 . Determine la temperatura equivalente de ruido para una cifra de ruido de 10 dB.

( NF 10 )

F=10

(1010 )

F=10

=10

T =T ( F−1 )=290 ( 10−1 )=2610 1-29 Determine la cifra de ruido para un amplificador con relación de señal a ruido en la entrada igual a 100, y en la salida igual a 50.

relacionde potencia de señal a ruido en entrada relacionde potencia de señal a ruido en salida 100 F= =2 50 NF =10 log ( 2 ) =3 dB F=

1-30 . Determine la cifra de ruido para un amplificador con relación de señal a ruido de 30 dB en la entrada y de 24 dB en la salida.

F= F=

relacionde potencia de señal a ruido en entrada relacionde potencia de señal a ruido en salida 10

30 10 24 10

=3.98

10 NF =10 log ( 3.98 )=6 dB 1-31 . Calcule la relación de señal a ruido en la salida para un amplificador con 16 dB de señal a ruido en la entrada y 5.4 dB de cifra de ruido.

NF ( dB ) =10 log

potencia de señal a ruido en entrada ( relacionde relacion de potencia de señal a ruido en salida )

de potencia de señal a ruido en entrada ( relacion relacion de potencia de señal a ruido en salida ) relacion de potencia de señal a ruidoen entrada 0.54=log ( relacionde potencia de señal a ruido en salida ) 5.4=10 log

relacion de potencia de señal a ruido en entrada relacionde potencia de señal a ruido en salida relacionde potencia de señal a ruido en entrada =3.46 relacionde potencia de señal a ruido en salida S entrada=3.46 x 101.6=137.74 R S entrada dB=10 log ⁡(137.74)=21.4 R

100.54 =

1-32 . Calcule la relación de señal a ruido en la salida de un amplificador con relación de señal a ruido de 23 dB en la entrada, y la cifra de ruido de 6.2 dB.

potencia de señal a ruido en entrada ( relacionde relacion de potencia de señal a ruido en salida ) relacionde potencia de señal a ruido en entrada 6.2=10 log ( relacionde potencia de señal a ruido en salida ) relacionde potencia de señal a ruido en entrada 0.62=log ( relacion de potencia de señal a ruido en salida ) NF ( dB ) =10 log

relacion de potencia de señal a ruido en entrada relacion de potencia de señal a ruidoen salida relacionde potencia de señal a ruido en entrada =4.16 relacionde potencia de señal a ruido en salida S salida=102.3 /4.16=47.96 R S salida dB=10 log ( 47.96 )=16.8 R

100.62=