Subsistemas de Radio

Transcripción

1 Radiación y Radiocomunicación Tema 3 Subsistemas de Radio Carlos Crespo Departamento de Teoría de la Señal y Comunicaciones ccrespo@us.es 17/03/2006 Carlos Crespo RRC-4IT 1 3. Subsistemas de Radio 1/3 1. Circuitos básicos Circuitos adaptadores de impedancia Filtros 2. Amplificadores Intermodulación Punto de intercepto de dos amplificadores Control automático de ganancia 17/03/2006 Carlos Crespo RRC-4IT 2

2 3.1 Circuitos básicos 1 Microondas HF - VHF - UHF Adaptación de impedancias Selección de la banda de RF etc /03/2006 Carlos Crespo RRC-4IT Circuitos básicos 2 V. Casado: Proyecto Fin de Carrera V. Casado: Proyecto Fin de Carrera DISPOSITIVOS DE RADIOFRECUENCIA Circuladores Líneas coaxiales ( GHz) Filtros Guíaondas ( GHz) Polarizadores Duplexores 17/03/2006 Carlos Crespo RRC-4IT 4

3 3.1.1 Adaptadores de Impedancia DIVISOR CAPACITIVO Si Q t =ω o R 1 C> 10 P1 L C1 C2 P2 R N = R C2 C = NC C2 = N 1 17/03/2006 Carlos Crespo RRC-4IT Adaptadores de Impedancia CIRCUITOS RESONANTES ACOPLADOS CAPACITIVAMENTE Te rm Te rm1 L Num=1 L1 Z=500 Ohm L=50 nh R= C C3 C=3.4 pf C C1 C=22 pf L L2 L=50 nh R= C C2 C=22 pf 0 Te rm Te rm2 Num=2 Z=500 Ohm Forward Transmission, db ),1 B (S(1 d ),1 B (S(2 d fre q, MHz 17/03/2006 Carlos Crespo RRC-4IT 6

4 3.1.1 Adaptadores de Impedancia CIRCUITOS RESONANTES ACOPLADOS INDUCTIVAMENTE 17/03/2006 Carlos Crespo RRC-4IT Filtros A(dB) = 20n log (2 f/b) 2 17/03/2006 Carlos Crespo RRC-4IT 8

5 3.1.2 Filtro Duplexor Antena Transmisor f T f R Receptor f T f R : Separación dúplex 17/03/2006 Carlos Crespo RRC-4IT Circulador Antena Transmisor Receptor 17/03/2006 Carlos Crespo RRC-4IT 10

6 3.2 Amplificadores 17/03/2006 Carlos Crespo RRC-4IT Amplificadores 2 Para gran señal: 17/03/2006 Carlos Crespo RRC-4IT 12

7 3. Subsistemas de Radio 1/3 Conclusión Preguntas? 17/03/2006 Carlos Crespo RRC-4IT Amplificadores 3 Datos con formato: Ganancia MSA ,00E+07 2,10E+08 4,10E+08 6,10E+08 8,10E+08 1,01E+09 1,21E+09 1,41E+09 frecuencia 17/03/2006 Carlos Crespo RRC-4IT 14

8 3.2 Amplificadores. Intermodulación de 2 tonos 17/03/2006 Carlos Crespo RRC-4IT Amplificadores. Punto de intercepción 17/03/2006 Carlos Crespo RRC-4IT 16

9 Punto de intercepción 2 17/03/2006 Carlos Crespo RRC-4IT Amplificadores. Control Automático de Ganancia 17/03/2006 Carlos Crespo RRC-4IT 18

10 3. Subsistemas de Radio 2/3 3. Osciladores Osciladores controlados por tensión, VCO 4. Mezcladores Especificaciones Problemas de un mezclador en el receptor 17/03/2006 Carlos Crespo RRC-4IT Osciladores 2. Red que fija la frecuencia de oscilación 1. Dispositivo con ganancia de potencia 3. Mecanismo de limitación de amplitud 17/03/2006 Carlos Crespo RRC-4IT 20

11 3.3 Osciladores. VCO Red que fija la frecuencia de oscilación 17/03/2006 Carlos Crespo RRC-4IT Mezcladores Un dispositivo no lineal al que se le inyectan dos señales, se comporta como un mezclador 17/03/2006 Carlos Crespo RRC-4IT 22

12 3.4 Mezcladores. Conversión de frecuencia DC y 2o armónico de ω 1 DC y 2o armónico de ω 2 Desplazamiento de ω 1 a ω 1 - ω 0 Desplazamiento de ω 1 a ω 1 + ω 0 17/03/2006 Carlos Crespo RRC-4IT Especificaciones de un Mezclador 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 17/03/2006 Carlos Crespo RRC-4IT 24

13 3.4.2 Mezcladores en un receptor Frecuencias que son trasladadas a la frecuencia intermedia: Frecuencia imagen f RF /2 f RF + f 0 f im /2 f FI f RF f FI /2 Filtro de RF 17/03/2006 Carlos Crespo RRC-4IT Circuitos mezcladores Mezclador doblemente balanceado 17/03/2006 Carlos Crespo RRC-4IT 26

14 3.4.3 Mezclador doblemente balanceado + 17/03/2006 Carlos Crespo RRC-4IT Subsistemas de Radio 3/3 5. Moduladores y demoduladores Modulación de amplitud Modulación de ángulo. Fase y frecuencia 6. Receptores integrados 17/03/2006 Carlos Crespo RRC-4IT 28

15 3.5 Moduladores y demoduladores Modulación de amplitud 17/03/2006 Carlos Crespo RRC-4IT Modulación de amplitud Potencia de la portadora: Potencia de cada tono (superior e inferior): 17/03/2006 Carlos Crespo RRC-4IT 30

16 3.5.1 Modulación de Amplitud: Detector de envolvente 17/03/2006 Carlos Crespo RRC-4IT Modulación de Amplitud. Variantes de AM Doble banda lateral con portadora suprimida: DSB-SC Se economiza la potencia de la portadora B = 2B m En la detección, se debe recuperar la portadora Banda lateral única: SSB B = B m 17/03/2006 Carlos Crespo RRC-4IT 32

17 3.5.2 Moduladores de ángulo Modulación de fase: Modulación de frecuencia: Amplitud constante Variación de la frecuencia respecto a f 0 17/03/2006 Carlos Crespo RRC-4IT Modulación de frecuencia Señal moduladora: Frecuencia instantánea: Desviación de frecuencia: Índice de modulación: 17/03/2006 Carlos Crespo RRC-4IT 34

18 3.5.4 Modulación de frecuencia Amplitud de la envolvente constante Frecuencia del cruce por cero variable Ancho de banda dependiente del índice de modualción: 17/03/2006 Carlos Crespo RRC-4IT Modulación de frecuencia. Modulador de fase 17/03/2006 Carlos Crespo RRC-4IT 36

19 3.5.4 Modulación de frecuencia. Demoduladores de frecuencia Demodulación de la señal de FM: 1. Derivando la señal de FM: Modulación de AM 2. Detector de envolvente 17/03/2006 Carlos Crespo RRC-4IT Modulación de frecuencia. Detector de relación 17/03/2006 Carlos Crespo RRC-4IT 38

20 3.5.4 Modulación de frecuencia. Detector de cuadratura v(t) Diferencia de fase V-V 0 v o (t) Cerca de resonancia, 17/03/2006 Carlos Crespo RRC-4IT Receptor integrado Oscilador Local Mezclador Entrada de RF/FI Filtro de FI Limitador Salida de audio Detector de cuadratura 17/03/2006 Carlos Crespo RRC-4IT 40

21 3. Subsistemas de Radio. Conclusión Consejo para ejecutivos y políticos: No es necesario reírse de los errores de los demás es mejor aprovecharlos. Anónimo. 17/03/2006 Carlos Crespo RRC-4IT 41