1. Transmisor FM
Segunda entrega colectivo docente
Evin Alexis Ramos Grisales
Fabio Andrés Giraldo
Santiago Bernal
Programa de ingeniería de sistemas y telecomunicaciones
Facultad de ciencias básicas e ingeniería
Universidad católica popular de Risaralda
Pereira, agosto de 2009

2. Introducción:
Comienza la segunda parte de este proyecto de semestre, y quizá la más
importante: la etapa de oscilación. Aquí es donde pasamos de ver en el
osciloscopio como nuestra la señal es amplificada desde un sistema entrada
como un micrófono a la parte de oscilación en donde por medio de una bobina
debemos ajustar nuestro transmisor para que transmita (valga la redundancia)
en alguna frecuencia especifica (se utilizara una frecuencia que este entre los
88 MHz y los 107 MHz que es la que se usa en FM)

3. Objetivos:
Objetivo general:
realizar la etapa de oscilación del transmisor FM para poder hacer pruebas de
transmisión y escucharlas en un dispositivo que tenga radio FM.
Objetivos específicos:
- ver como el número de vueltas, el calibre del cable de cobre, y su forma son
factores que definen la variación de la frecuencia por la cual el transmisor
transmitirá.
- entender el concepto de transmisión por FM
- saber que función cumple cada componente del transmisor en la etapa de
oscilación.

4. Marco Teórico:
Resonancia: fenómeno producido cuando se tienen dos cuerpos con
capacidad de vibración y son sometidos a vibraciones periódicas, pero la
vibración del primer cuerpo es la que hace vibrar el segundo cuerpo.
Se debe tener mucho cuidado con este efecto ya que el mismo puede destruir
materiales sensibles como el vidrio, un ejemplo claro es en las películas o
dibujos animados muestran una mujer cantando opera, pero canta tan fuerte
que las ondas que producen su melodía logran quebrar vasos o vidrios.
Frecuencia modulada: es un tipo de modulación angular que se usa para
transmitir información (mayormente conocida por su uso en la radiodifusión)
donde la frecuencia de la señal portadora varía de acuerdo a la señal
moduladora, mientras que la amplitud de la señal permanece constante
tiene varias ventajas con respecto a la amplitud modulada (FM) como por
ejemplo que solo afectan interferencias de descargas estáticas, la relación
señal-ruido es mayor en sistemas FM que en AM, la potencia de la transmisión
de FM hace que sea mas usada comercialmente y por eso es que vemos que
las mayorías de emisoras usan FM,
La radio por FM tiene menos alcance pero es más potente y se escucha mejor
(más calidad), mientras que la de AM tiene mas alcance pero no se escucha
muy bien en los receptores (baja calidad).
Radiodifusión: “Es una tecnología que posibilita la transmisión de señales
mediante la modulación de ondas electromagnéticas. Estas ondas no requieren
un medio físico de transporte, por lo que pueden propagarse tanto a través del
aire como del espacio vacío.
Una onda de radio se origina cuando una partícula cargada (por ejemplo, un
electrón) se excita a una frecuencia situada en la zona de radiofrecuencia (RF)
del espectro electromagnético. Otros tipos de emisiones que caen fuera de la
gama de RF son los rayos gamma, los rayos X, los rayos infrarrojos, los rayos
ultravioleta y la luz.
Cuando la onda de radio actúa sobre un conductor eléctrico (la antena), induce
en él un movimiento de la carga eléctrica (corriente eléctrica) que puede ser
transformado en señales de audio u otro tipo de señales portadoras de
información.
Aunque se emplea la palabra radio, las transmisiones de televisión, radio, radar
y telefonía móvil están incluidos en esta clase de emisiones de
radiofrecuencia.”

5. (Imagen tomada de Wikipedia.org)
Inductor o bobina: “Un inductor o bobina es un componente pasivo de un
circuito eléctrico que, debido al fenómeno de la autoinducción, almacena
energía en forma de campo magnético.”
“Construcción del inductor: Un inductor está constituido usualmente por una
cabeza hueca de una bobina de material conductor, típicamente alambre o hilo
de cobre esmaltado. Existen inductores con núcleo de aire o con núcleo de un
material ferroso, para incrementar su capacidad de magnetismo.
Los inductores pueden también estar construidos en circuitos integrados,
usando el mismo proceso utilizado para realizar microprocesadores. En estos
casos se usa, comúnmente, el aluminio como material conductor. Sin embargo,
es raro que se construyan inductores dentro de los circuitos integrados; es
mucho más práctico usar un circuito llamado "girador" que, mediante
un amplificador operacional, hace que un condensador se comporte como si
fuese un inductor. El inductor consta de las siguientes partes:
Pieza polar: Es la parte del circuito magnético situada entre la culata y el
entrehierro, incluyendo el núcleo y la expansión polar.
Núcleo: Es la parte del circuito magnético rodeada por el devanado inductor.
Devanado inductor: Es el conjunto de espiras destinado a producir el flujo
magnético, al ser recorrido por la corriente eléctrica.
Expansión polar: Es la parte de la pieza polar próxima al inducido y que bordea
al entrehierro.”
Polo auxiliar o de conmutación: Es un polo magnético suplementario, provisto o
no, de devanados y destinado a mejorar la conmutación. Suelen emplearse en
las máquinas de mediana y gran potencia.
Culata: Es una pieza de sustancia ferromagnética, no rodeada por devanados,
y destinada a unir los polos de la máquina.
También pueden fabricarse pequeños inductores, que se usan para frecuencias
muy altas, con un conductor pasando a través de un cilindro de ferrita o
granulado.”
Oscilador mecánico: “Se dice que un sistema
cualquiera, mecánico, eléctrico, neumático, etc. es un oscilador armónico si
cuando se deja en libertad, fuera de su posición de equilibrio, vuelve hacia ella
describiendo oscilaciones sinusoidales, o sinusoidales amortiguadas en torno a
dicha posición estable.

6. El ejemplo típico es el de una masa colgada a un resorte. Cuando se aleja la
masa de su posición de reposo, el resorte ejerce sobre la masa una fuerza que
es proporcional al desequilibrio (distancia a la posición de reposo) y que está
dirigida hacia la posición de equilibrio. Si se suelta la masa, la fuerza del
resorte acelera la masa hacia la posición de equilibrio. A medida que la masa
se acerca a la posición de equilibrio y que aumenta su velocidad, la energía
potencial elástica del resorte se transforma en energía cinética de la masa.
Cuando la masa llega a su posición de equilibrio, la fuerza será cero, pero
como la masa está en movimiento, continuará y pasará del otro lado. La fuerza
se invierte y comienza a frenar la masa. La energía cinética de la masa va
transformándose ahora en energía potencial del resorte hasta que la masa se
para. Entonces este proceso vuelve a producirse en dirección opuesta
completando una oscilación.
Si toda la energía cinética se transformase en energía potencial y viceversa, la
oscilación seguiría eternamente con la misma amplitud. En la realidad, siempre
hay una parte de la energía que se transforma en otra forma, debido a
la viscosidad del aire o porque el resorte no es perfectamente elástico. Así
pues, la amplitud del movimiento disminuirá más o menos lentamente con el
paso del tiempo. Se empezará tratando el caso ideal, en el cual no hay
pérdidas. Se analizará el caso unidimensional de un único oscilador (para la
situación con varios osciladores, véase movimiento armónico complejo).”
Ejemplo de oscilador mecánico simple:
(Imagen tomada de Wikipedia.org)
(Imagen tomada de Wikipedia.org)

7. Oscilador eléctrico: “El oscilador Colpitts es un circuito electrónico basado
en un oscilador LC diseñado por Edwin H. Colpitts. Se trata de un oscilador de
alta frecuencia que debe obtener a su salida una señal de frecuencia
determinada sin que exista una entrada.
El oscilador Colpitts es un tipo de oscilador es muy utilizado en generadores de
frecuencia de alta calidad y se usa principalmente para obtener frecuencia por
encima de 1 Mhz. Su estabilidad es superior a la del oscilador Hartley. Para
poder lograr la oscilación este circuito utiliza un divisor de tensión formado por
dos capacitores: C1 y C2. De la unión de estos capacitores sale una conexión a
tierra. De esta manera la tensión en los terminales superior de C1 e inferior de
C2 tendrán tensiones opuestas. La realimentación positiva se obtiene del
terminal inferior de C2 y es llevada a la base del transistor a través de una
resistenciay un condensador La bobina L2 (choke) se utiliza para evitar que la
señal alterna pase a la fuente Vcc Este oscilador se utiliza para bandas de VHF
(Very High Frecuency), frecuencias que van de 1 Mhz a 30 Mhz. A estas
frecuencias sería muy difícil utilizar el oscilador Hartley debido a que las
bobinas a utilizar serían muy pequeñas. La frecuencia de oscilación de este
tipo de oscilador está dada por: fo = 1 / [2π x ( LC)1/2]. donde: - C = C1xC2 /
[C1+C2] - L = L1 Notas: - R1 puede ser un resistor variable (potenciómetro)
para ajustar la magnitud de la señal de la salida que se realimenta a la entrada.
- El exponente 1/2 equivale a una raíz cuadrada.
Y estas son sus respectivas ecuaciones:
Frecuencia de oscilación:
Condición arranque para que el circuito empiece a oscilar espontáneamente es
la siguiente:
 si el transistor utilizado es un BJT:
 si el transistor utilizado es un FET:
gm > 0
”

8. (Imagen tomada de Wikipedia.org)
Longitud de onda: “es la distancia entre dos líneas consecutivas, en otras
palabras describe lo larga que es la onda. Las ondas de agua en el océano, las
ondas de aire, y las ondas de radiación electromagnética tienen longitudes de
onda.
La letra griega λ (lambda) se utiliza para representar la longitud de onda en
ecuaciones. La longitud de onda es inversamente proporcional a
la frecuencia de la onda. Una longitud de onda larga corresponde a una
frecuencia baja, mientras que una longitud de onda corta corresponde a una
frecuencia alta.
La longitud de onda de las ondas de sonido, en el intervalo que los seres
humanos pueden escuchar, oscila entre menos de 2 cm (una pulgada) y
aproximadamente 17 metros (56 pies). Las ondas de radiación
electromagnética que forman la luz visible tienen longitudes de onda entre
400 nanómetros (luz violeta) y 700 nanómetros (luz roja).
”
Velocidad de propagación: “Todas las ondas tienen una velocidad de
propagación finita., en la cuyo valor influyen las fuerzas recuperadoras
elásticas del medio y determinados factores de la masa del medio: la densidad
lineal en las cuerdas; la profundidad del agua bajo la superficie, o el coeficiente
adiabático, la masa molecular y la temperatura en el caso de la propagación del
sonido en un gas.
En todos los casos la velocidad es constante y, como siempre, será:
Pero veamos qué es el que la onda recorre en un tiempo .
El periodo será el tiempo que transcurre entre dos instantes consecutivos en
los cuales un punto del medio vuelve a poseer las mismas propiedades. Será
pues igual siendo la frecuencia del movimiento oscilatorio del punto.

9. Por su parte el espacio recorrido por la onda en ese tiempo será la distancia
entre dos puntos consecutivos que se encuentran con la misma propiedad. A
esa distancia se le llama longitud de onda, .
Por lo tanto ”
Periodo de oscilación: “En física, el período de una oscilación es
el tiempo transcurrido entre dos puntos equivalentes de la oscilación. Es el
mínimo lapso que separa dos instantes en los que el sistema se encuentra
exactamente en el mismo estado: mismas posiciones, mismas velocidades,
mismas amplitudes. Así, el periodo de oscilación de una onda es el tiempo
empleado por la misma en completar una longitud de onda. Por ejemplo, en
una onda, el periodo es el tiempo transcurrido entre dos crestas o valles
sucesivos. El periodo (T) es recíproco de la frecuencia (f):
”
Relación entre longitud de onda, velocidad de propagación y período de
oscilación:
La longitud de onda se relaciona con el periodo de oscilación mediante la
velocidad de propagación.
La velocidad de propagación es el resultado de dividir la longitud de onda y el
periodo

10. Imágenes:

13. Conclusiones:
- realizamos la etapa de transmisión con sus respectivas pruebas de
transmisión la cual se pudo escuchar en un dispositivo de FM mediante un
sonido muy fuerte.
- vimos que el habían varios factores en la bobina que alteraban la frecuencia
por la que transmitían el canal, al tocar la bobina y ampliarle la longitud la
frecuencia por la que transmitía era mayor y viceversa, también influyo factores
como el numero de círculos y el calibre del cable.
- se comprendió el concepto de transmisión por FM
- se comprendió que función tienen: la bobina, el condensador variable, la
antena.

14. Bibliografía:
- http://es.wikipedia.org/wiki/Frecuencia_modulada
- http://es.wikipedia.org/wiki/Resonancia
- http://es.wikipedia.org/wiki/Inductor
- http://es.wikipedia.org/wiki/Radio_%28medio_de_comunicaci%C3%B3n%29
- http://www.scribd.com/doc/19206491/Transmisor-FM
- http://es.wikipedia.org/wiki/Radiodifusión
- http://es.encarta.msn.com/encnet/refpages/RefArticle.aspx?refid=761569219
- http://es.tech-faq.com/frequency-
modulation.shtml&prev=hp&rurl=translate.google.com
- http://html.rincondelvago.com/modulacion-fm.html
- http://electronred.iespana.es/bobina.htm
- http://es.wikipedia.org/wiki/Bobina
- http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/
- http://es.wikipedia.org/wiki/Oscilador_armónico
- http://portales.educared.net/wikiEducared/
index.php?title=Velocidad_de_propagación_de_una_onda
- http://es.wikipedia.org/wiki/Período_de_oscilación
- http://es.wikipedia.org/wiki/Oscilador_Colpitts