Este documento presenta una serie de 32 problemas relacionados con conceptos fundamentales de comunicaciones eléctricas como conversión de frecuencias, cálculo de longitudes de onda, ganancia y atenuación de amplificadores, diseño de filtros y transformadores. Los problemas abarcan temas como amplificación, resonancia, formas de onda y ancho de banda requerido para transmitir señales.

1. Universidad Central del Este (UCE)
COMUNICACIONES ELECTRICAS
Resolver los siguientes ejercicios.
Nota: Cada ejercicio tiene su respuesta.
Problema 1-1
Uso de las reglas generales para convertir una frecuencia en otra.
a) Convierta 31.5 kHz en Hz
b) Convierta 980 kHz en MHz
c) Convierta 2.45 GHz a MHz
d) Convierta 17 030 MHz en GHz
e) Convierta 1.9 GHz en Hz
Problema 1-2
Encuentre las longitudes de onda de: a) una señal de 150 MHz, b) una de 430 MHz,
c) una de 8 MHz y d) una de 750 KHz.
Problema 1-3
Una señal con una longitud de onda de 1.5 m tiene frecuencia de:
Problema 1-4
Una señal viaja una distancia de 75 pies en el tiempo que le toma completar un
ciclo. ¿Cuál es la frecuencia?
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2. Problema 1-5
Los picos máximos de una onda electromagnética están separados por una distancia
de 8 pulgadas. ¿Cuál es la frecuencia en megahertz? ¿En gigahertz?
Problema 1-6
Un ancho de banda con frecuencia utilizado es 902 a 928 MHz. ¿Cuál es el ancho
de esta banda?
Problema 1-7
Una señal de televisión ocupa un ancho de banda de 6 MHz. Si el límite inferior de
la frecuencia del canal 2 es 54 MHz, ¿cuál es la frecuencia del límite superior?
Problema 2-1
¿Cuál es la ganancia en voltaje de un amplificador que produce una salida de 720
mV con una entrada de 30 µV?
AV = 25 000
Problema 2-2
Si la potencia de salida de un amplificador es de 6 watts (W) y la ganancia en
potencia de 80, ¿cuál es la potencia de entrada?
Pent = 75 mW
Problema 2-3
Si tres amplificadores conectados en cascada tienen ganancias de 5,2 y 17 y la
potencia de entrada es de 40 mW, ¿cuál es la potencia de salida?
Psal = 6.8 W
Problema 2-4
Un amplificador de dos etapas tiene una potencia de entrada de 25 µW y una
potencia de salida de 1.5 µW. Si una de las etapas tiene una ganancia de 3, ¿cuál es
la ganancia de la segunda etapa?
A1 = 20
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3. Problema 2-5
Un divisor de voltaje como el que muestra la figura 2-5 tiene valores de R 1 = 10k Ω
and R2 470 Ω
a) ¿Cuál es la atenuación?
A1 = 0.045
b) ¿Qué ganancia de amplificador se necesitará para contrarestar la pérdida y
obtener una ganancia total de 1?
AT = A 1 A2
c) ¿En dónde A1 es la atenuación y A2 la ganancia del amplificador?
A2= 22.3
Problema 2-6
Se tiene un amplificador con una ganancia de 45 000, la cual es muy grande para su
aplicación. Con un voltaje de entra de 20 µV, ¿qué factor de atenuación será
necesario para evitar que el voltaje de salida exceda 100 mV?
AT = 0.1111
Problema 2-7
a) Un amplificador tiene una entrada de 3 mV y una salida de 5 V. ¿Cuál es la
ganancia en decibeles?
dB = 64.4
b) Un filtro tiene a su entrada 50 mW y a su salida 2 mW. ¿Cuál es la ganancia o
atenuación?
dB = 13.98
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4. Problema 2-8
Si un amplificador de potencia con ganancia de 40 dB tiene una potencia de salida
de 100 W, ¿cuál es la potencia de entrada?
Pent = 10 mW
Problema 2-9
Un amplificador tiene una ganancia de 60 dB. Si el voltaje de entrada es 50 µV,
¿cuál es el voltaje de salida? (Para cálculos con voltaje use la fórmula Vsal/Vent =
10dB/20)
Vsal = 50 mV
Problema 2-10
Sin un amplificador de potencia tiene una entrada de 90 m V a través de un resistor
de 10 k Ω y su salida es de 7.8 V a través de una bocina de 8 Ω , ¿cuál es la ganancia
de potencia en decibeles?
Ap = 69.7 dB
Problema 2-11
Si un amplificador tiene una ganancia en potencia de 28 dB y la potencia de entrada
es de 36 mW, ¿cuál es el voltaje de salida.
Psal = 22.71 W
Problema 2-12
Un circuito consta de dos amplificadores con ganancias de 6.8 y 14.3 dB y dos
filtros con atenuaciones de – 16.4 y – 2.9 dB. Si el voltaje de salida es 800 mV,
¿cuál es el voltaje de entrada?
Vent = 650.4 mV
Problema 2-13
Expresa Psal = 123 dBm en watts.
Psal = 2 GW
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5. Problema 2-14
¿Cuál es la frecuencia de resonancia de un capacitor de 2.7 pF y un inductor de 33
nH?
fr = 533 MHz
Problema 2-15
¿Qué valor de inductancia resonará con un capacitor de 12 pF a 49 MHz?
L = 879 nH
Problema 2-16
¿Cuál es el ancho de banda de un circuito resonante con una frecuencia de 28 MHz y
un Q de 70?
BW = 400 kHz
Problema 2-17
Las frecuencias de corte superior e inferior de un circuito resonante son 8.07 y 7.93
MHz. Calcule a) el ancho de banda, b) la frecuencia de resonancia aproximada y c)
el Q.
BW = 140 kHz
fr = 8 MHz
Q = 57.17
Problema 2-18
¿Cuáles son las frecuencias de casi 3 dB debajo de un Q de 200 a 16 MHz?
BW = 80 kHz
f1 = 15.96 MHz
f2 = 16.04 MHz
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6. Problema 2-19
Si un circuito resonante serie tiene un Q de 150 a 3.5 MHz y el voltaje aplicado es
de 3 µV. ¿Cuál es el voltaje a través del capacitor?
VC = 450 µV
Problema 2-20
¿Cuál es la impedancia de un circuito LC paralelo con una frecuencia de resonancia
de 52 MHz y un Q de 12? L = 0.15 µH.
Z = 592 Ω
Problema 2-21
Calcule la impedancia del circuito dado en el ejemplo 2-20 con la fórmula Z =
L/CR.
Z = 586 Ω
Problema 2-22
¿Cuál es la frecuencia de corte de un filtro pasobajas RC de una sola sección con R =
8.2 Ω y C = 0.0033 µF?
fco = 588 kHz
Problema 2-23
¿Cuál es el valor del resistor estándar EIA comercial más cercano que produce una
frecuencia de corte de 3.4 kHz con un capacitor de 0.047 µF en un filtro RC
pasoaltas?
R = 996 Ω
Problema 2-24
¿Qué valores de capacitares se utilizaran en un filtro RC de muesca doble T para
eliminar 120 Hz si R = 220 k Ω ?
C = 0.006 µf
2C= 0.12 µf
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7. Problema 2-25
Calcule los valores de inductancia y capacitancia para un filtro pasobajas de
constante k u de sección π con una carga de 50 Ω a 40 MHz. Utilice las
ecuaciones de la figura 2-35 para hacer el cálculo.
L = 398 nH
C = 159.2 pF
C/2 = 76.61 pF
Problema 2-26
Calcule los valores de L y C para un filtro derivado m pasoaltas tipo T con m = 0.6,
fco = 28 MHz y RL = 75 Ω .
L2 = 355 nH
C1 = 63.2 pF
2C1 = 126 pF
C2 = 142 pF
Problema 2-27
Un transformador de núcleo de hierro tiene 22 vueltas en el primario y 100 vueltas
en el secundario. El voltaje del primario es 37 mV y la impedancia en la carga 93
Ω . Encuentre a) la relación de vueltas, el voltaje del secundario, b) la impedancia
del primario y c) la corriente del primario.
N = 4.542
Vs/Vp = 168 mV
Ns
= 45. Ω
Np
Ip/Is = 8.21 mA
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8. Problema 2-28
Una forma de onda cuadrada tiene un voltaje pico de 3 V y una frecuencia de 48
kHz. Encuentre a) la frecuencia de la quinta armónica y b) el valor rms de la quinta
armónica. Utilice la fórmula de la figura 2-74a).
a) 5 x 48 kHz = 240 kHz.
b) Aísle en la fórmula la expresión para la quinta armónica, la cual es 1/5 sen 2 π (5/
T)t y multiplique por el factor de amplitud 4V/ π . El valor pico de la quinta
armónica Vp es
rms = 0.707
Vrms= 0.537 V
Problema 2-29
Un tren de pulsos de cd como la figura 2-74f) tiene un valor pico de voltaje de 5 V,
frecuencia de 4 MHz y un ciclo de trabajo de 30%.
a) ¿Cuál es el valor promedio en cd? [Vprom = Vt0/T.
Use la fórmula dada en la figura 2-74f)]
Vprom = 1.5 V
b) ¿Cuál es el ancho de banda mínimo necesario para que esta señal pase sin
distorsión excesiva?
Ancho de banda mínimo BW = 83.73 MHz.
Problema 2-30
Un tren de pulsos tiene un tiempo de levantamiento de 6 ns. ¿Cuál es el ancho de
banda requerido para pasar este tren de pulsos fielmente.
Mínimo BW = 55.333 MHz.
Problema 2-31
Si un circuito tiene un ancho de banda de 200 kHz, ¿cuál será el tiempo de
levantamiento más corto que pasará el circuito?
tl = 0.2 MHz
tl = 1.75 µs
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9. Problema 2-32
Un osciloscopio tiene un ancho de banda de 60 MHz y la onda cuadrada de entrada
tiene un tiempo de levantamiento de 15 ns. ¿Cuál es el tiempo de levantamiento de
la onda cuadrada que se muestra?
tla (osciloscopio) = 5.833 ns
tla (compuesto) = 17.7 ns
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