Electrónica de Comunicaciones

1. Electrónica de Comunicaciones CONTENIDO RESUMIDO: 1- Introducción. 2- Osciladores. 3- Mezcladores y su uso en modulación y demodulación. 4- Filtros pasa-banda basados en resonadores piezoeléctricos. 5- Amplificadores de pequeña señal para RF. 6- Amplificadores de potencia para RF. 7- Moduladores. 8- Demoduladores. 9- Tipos y estructuras de receptores de RF. 10- Tipos y estructuras de transmisores de RF. 11- Transceptores para radiocomunicaciones. ATE-UO EC TX 00

2. Antena Amplificador de banda base Modulador y amplificador de RF Línea de transmisión Información Red de adaptación de impedancias Oscilador 10- Tipos y estructuras de transmisores de RF • Cualidades de un transmisor: • Estabilidad de frecuencia. • Pureza espectralde la señal de salida. • Potencia (requiere definiciones específicas en función del tipo de modulación). • Rendimiento del transmisor. • Fidelidad de la modulación. • Margen dinámico. ATE-UO EC TX 01

3. Amplificador de señal de banda base Amplificador de potencia de banda base Antena Información Oscilador Modulador de potencia Amplificador de señal de RF Amplificadores no lineales Þ Alto rendimiento Clase C/D Estructuras de transmisores • Dependen esencialmente del tipo de modulación. • Dependen también de la frecuencia de emisión, ya que también ésta está relacionada con aquella. Estructuras de transmisores de AM (I) Modulación a nivel de potencia ATE-UO EC TX 02

4. Antena Banda base Banda base Modulador fXtal • Frecuencia fija Información fXtal Clase C/D Clase C/D RF Oscilador • Frecuencia variable, con conversión de frecuencia Banda base Antena Banda base Modulador Información Oscilador a Xtal Clase C/D fXtal + fV fXtal Clase C/D RF fV fXtal + fV Oscilador de frecuencia variable Estructuras de transmisores de AM (II) ATE-UO EC TX 03

5. Banda base Antena Banda base Modulador Información fXtal·NP·NF1/NF2 mC Clase C/D Sintonía digital fXtal·NP·NF1/NF2 RF Clase C/D  NF1 NP DF+F  NF2 fXtal PLL Estructuras de transmisores de AM (III) • Frecuencia variable, con PLL ATE-UO EC TX 04

6. Banda base Antena Modulador Información mC fXtal·NP·NF1/NF2 Sintonía digital Clase C/D fXtal·NP·NF1/NF2 Clase C/D RF  NF1 NP DF+F  NF2 fXtal PLL Estructuras de transmisores de ASK El oscilador puede ser como en cualquiera de los casos anteriores. Se muestra con PLL: ATE-UO EC TX 05

7. Antena Banda base Clase A/B Información RF Oscilador • Transmisor de DSB a frecuencia fija Antena Banda base fXtal Clase A/B Información RF fXtal Oscilador Estructuras de transmisores de DSB y SSB • Modulación a nivel de señal • Los amplificadores de potencia de RF deben ser lineales Estructuras de transmisores de DSB (I) ATE-UO EC TX 06

8. Antena Banda base fXtal·NP·NF1/NF2 Clase A/B Información RF mC fXtal·NP·NF1/NF2 Sintonía digital  NF1 NP DF+F  NF2 fXtal PLL Estructuras de transmisores de DSB (II) • Transmisor de DSB a frecuencia variable con PLL ATE-UO EC TX 07

9. Antena Antena fXtal + fV Banda base fXtal + fV Banda base Clase A/B Clase A/B Clase A/B Información Información Clase A/B RF RF RF Oscilador a Xtal fXtal Oscilador Xtal fXtal RF fV fXtal + fV Oscilador de frecuencia variable fV fXtal + fV Oscilador de frecuencia variable Estructuras de transmisores de DSB (III) • Transmisor de DSB a frecuencia variable con conversión de frecuencia ATE-UO EC TX 08

10. Con filtro a cristal: la modulación debe realizarse a frecuencia fija Filtro a cristal Antena Banda base fXtal Clase A/B Información RF +/- fXtal Oscilador a Xtal p/2 p/2 • Con mezclador I/Q Antena Banda base Oscilador Clase A/B Información RF Estructuras de transmisores de SSB (I) ATE-UO EC TX 09

11. Con filtro a cristal Antena fXtal + fV Oscilador +/- Banda base Clase A/B Inf. RF fV fXtal + fV p/2 p/2 Oscilador de frecuencia variable Antena Filtro a cristal • Con mezclador I/Q fXtal + fV Banda base Clase A/B Clase A/B Clase A/B Información RF RF RF fV fXtal + fV fXtal fXtal Oscilador a Xtal Oscilador de frecuencia variable Estructuras de transmisores de SSB (II) Frecuencia variable ATE-UO EC TX 10

12. Antena fXtal1 + fXtal2·NP·NF1/NF2 Filtro a cristal Banda base Clase A/B mC Información RF fXtal1 fXtal2·NP·NF1/NF2 Oscilador a Xtal Sintonía digital  NF1 Clase A/B RF NP DF+F  NF2 fXtal2 PLL Estructuras de transmisores de SSB (III) • Con filtro a cristal y frecuencia variable generada con PLL ATE-UO EC TX 11

13. 8,99875 9,00125 MHz 9 MHz 14 - 14,35 MHz 300 - 2800 Hz Antena Filtro a cristal Clase A/B Clase A/B BB RF RF Señal de voz 8,99845 MHz 5,00155 - 5,35155 MHz 8,99845 MHz Ejemplo de transmisor de SSB Ejemplo 1: Transmisor de radioaficionado de la banda de 20 m (HF, modulación en USB): fRF_min = 14 MHz, fRF_max = 14,35 MHz, fIF = 9 MHz, DfIF = 2,5 kHz (usando filtro a cristal de 8 polos), fosc_min ≈ 5 MHz y fosc_max ≈ 5,35 MHz ATE-UO EC TX 12

14. Antena fXtal1 + fXtal2·NP·NF1/NF2 mC Información digital fXtal1 Acondicionador digital fXtal2·NP·NF1/NF2 Clase A/B RF Sintonía digital  NF1 Clase A/B Reloj RF NP fXtal1 DF+F  NF2 Oscilador a Xtal fXtal2 PLL Estructuras de transmisores de modulaciones digitales tipo PSK y QAM (I) • Modulación a nivel de señal • Los amplificadores de potencia de RF deben ser lineales • La modulación debe realizarse a frecuencia fija Transmisor BPSK ATE-UO EC TX 13

15. Antena fXtal1 + fXtal2·NP·NF1/NF2 Información digital Oscilador I mC + Q fXtal1 Acond. digital fXtal2·NP·NF1/NF2 p/2 p/2 Sintonía digital  NF1 Reloj Clase A/B RF NP DF+F  NF2 fXtal2 PLL Estructuras de transmisores de modulaciones digitales tipo PSK y QAM (II) Transmisor QPSK (4QAM) ATE-UO EC TX 14

16. Estructuras de transmisores de FM y FSK (I) • Modulación a nivel de señal • Como no hay información en la amplitud, los amplificadores de potencia de RF no tienen que ser lineales • La modulación no es necesario que se realice en un lugar del transmisor en el que la frecuencia sea fija • La frecuencia de la portadora en el modulador no es necesario que coincida con la de transmisión • Existen muchas arquitecturas posibles ATE-UO EC TX 15

17. Antena Banda base fXtal Clase C fXtal RF Información x N1 x N2 Antena N1·N2·fXtal Banda base Información Clase C fXtal RF Multiplicador de frecuencia Estructuras de transmisores de FM y FSK (II) • Frecuencia constante de portadora en el modulador e igual a la de transmisión • Frecuencia constante de portadora en el modulador, pero distinta a la de transmisión ¡¡Ojo!!: la desviación de frecuencia se multiplica por lo mismo que la frecuencia ATE-UO EC TX 16

18. fXtal1 + fXtal2·NP·NF1/NF2 Antena Banda base Clase C RF Información fXtal1 fXtal2·NP·NF1/NF2 mC Sintonía digital  NF1 NP DF+F  NF2 fXtal2 PLL Estructuras de transmisores de FM y FSK (III) • Frecuencia constante de portadora en el modulador, distinta de la de transmisión. Frecuencia de transmisión variable con PLL La desviación de frecuencia (absoluta) no cambia al cambiar la sintonía ATE-UO EC TX 17

19. Antena fXtal·NP·NF1/NF2 Clase C mC Banda base RF + Sintonía digital Información  NF1 NP DF+F  NF2 fXtal PLL Estructuras de transmisores de FM y FSK (IV) • Frecuencia variable de portadora en el modulador, coincidente con la de transmisión. VCO estabilizado con PLL ¡¡Ojo!! la desviación de frecuencia (absoluta) puede cambiar al cambiar la sintonía (depende de cómo sea el varicap) ATE-UO EC TX 18

20. Ejemplo de transmisor de FM (I) Realización práctica con un circuito integrado MC2833 (I) ATE-UO EC TX 19

21. Tipos de estructura posibles Ejemplo de transmisor de FM (II) Realización práctica con un circuito integrado MC2833 (II) ATE-UO EC TX 20

22. Antena Filtro a cristal RF Clase A/B Clase A/B Clase A audio RF ALC AGC Subsistemas de control en transmisores • El control automático de nivel (ALC o CAN) • El control automático de ganancia de audio • El medidor de ondas estacionarias ALC y control automático de ganancia de audio Actúan como los AGC de los receptores, para garantizar el funcionamiento lineal de los amplificadores de potencia de RF (en el caso del ALC) y de audio. También se encargan de que no se produzcan sobremodulaciones. La elección de sus constantes de tiempo puede llegar a ser compleja ATE-UO EC TX 21