Receptores AM Comunicaciones Analogicas Analogas

1. Mauricio Moreno Idárraga Mauricio Mosquera Gutiérrez Sistemas de Comunicaciones I: Receptores de AM

2. Son circuitos diseñados especialmente para detectar y convertir todo el flujo de señales enviado con anterioridad por un transmisor. Normalmente se conocen como radiorreceptores. Dentro de los posibles receptores de Amplitud Modulada, se encuentran 2 receptores que se clasifican como receptores básicos: los Coherentes y No Coherentes . RECEPTORES DE AM Concepto

3. Hay 2 tipos básicos de Receptores de AM: los Radiorreceptores Coherentes y los Radiorreceptores No Coherentes. Los radiorreceptores Coherentes o Síncrono, las frecuencias generadas en el receptor, que son usadas para la desmodulación, se sincronizan con las frecuencias de un oscilador, generadas en el transmisor, por eso, el receptor debe de disponer de algún medio de recuperación de portadora recibida y debe sintonizarse con la misma. RECEPTORES DE AM Clasificación

4. A diferencia de los receptores síncronos , los receptores No Coherentes o Asíncronos no generan frecuencias en el receptor, y las que se usan para demodular, son totalmente independientes de la frecuencia de la portadora del transmisor. A la Detección No Coherente se llama con frecuencia Detección de Envolvente , porque la información se recupera a partir de la onda recibida, detectando la forma de la envolvente modulada. RECEPTORES DE AM Clasificación

5. El receptor de radiofrecuencia sintonizada [TRF, de Tuned Radio-Frequency] son los de diseño más sencillo pero tienen ciertas dificultades que limitan su empleo en algunas aplicaciones. Un TRF por lo general se compone de 3 etapas, 1 etapa de RF, 1 etapa detectora, y 1 etapa de audio. Por lo general se requieren 2 ó 3 amplificaciones de RF para filtrar y amplificar la señal recibida hasta un nivel suficiente para excitar la etapa del detector. El detector convierte las señales de RF en forma directa a información. La etapa de audio amplifica las señales de información hasta un nivel útil. RECEPTOR DE RF SINTONIZADA Receptores No Coherentes: TRF: Composición

6. DIAGRAMA DE TRF Receptores No Coherentes: TRF: Diagrama

7. Aunque los TRF son sencillos y tienen sensibilidad relativamente alta, tienen 3 desventajas definidas que limitan su utilidad a aplicaciones de un solo canal y baja frecuencia. Entre sus principales desventajas se encuentran: 1. Su ancho de banda es inconsciente y varía con la frecuencia central cuando se sintoniza dentro de un amplio margen de frecuencias de entrada. Lo anterior se debe a un efecto película [skin effect] . DESVENTAJAS Receptores No Coherentes: TRF : Desventajas

8. El efecto película [skin effect] ocurre debido a que el flujo de corriente de se limita a la zona externa de un conductor, y mientras mayor la frecuencia, el área efectiva es menor y la resistencia es mayor. So, el factor de calidad [Q= R/X L ] permanente constante dentro de un amplio margen de frecuencias, aumentando el ancho de banda [f/Q] con la frecuencia. Como resultado de lo anterior, la selectividad del filtro de entrada cambia dentro de limites apreciables de frecuencia de entrada. Si el ancho de banda se ajusta al valor deseado para señales de RF de baja frecuencia será excesivo para señales de alta frecuencia. DESVENTAJAS Receptores No Coherentes: TRF : Desventajas

9. La segunda desventaja de los TRF es la inestabilidad debida a la gran cantidad de amplificadores de RF , todos sintonizados a la misma frecuencia central. Aunque esto se puede solucionar con la técnica “sintonía escalonada ”, que sintoniza cada amplificador a una frecuencia un poco distinta, ligeramente arriba o debajo de la frecuencia central desea. DESVENTAJAS Receptores No Coherentes: TRF : Desventajas

10. La tercera desventaja de los TRF es que sus ganancias no son uniformes dentro de un margen muy amplio de frecuencias, debido a las relaciones L/C no uniformes de los circuitos tanque acoplados con transformador en los amplificadores de RF. Por ultimo, desde el desarrollo del Receptor Superheterodino , los TRF ya casi no son utilizados. DESVENTAJAS Receptores No Coherentes: TRF: Desventajas

11. El Receptor Superheterodino nació a finales de la Primera Guerra Mundial como solución a la selectividad no uniforme que presentaba el TRF . Heterodinar significa mezclar 2 frecuencias en un dispositivo no lineal, o trasladar una frecuencia a otra usando mezclado no lineal. Receptor Superheterodino tiene 5 secciones: - La Sección De RF. - La Sección De Mezclador/Convertidor. - La Sección De FI. - La Sección Del Detector De Audio - La Sección Del Amplificador De Audio. RECEPTOR SUPERHETERODINO Receptores No Coherentes: Superheterodino: Composición

12. Consiste en una etapa preselectora y una amplificadora. Pueden estar unidos o separados. SECCIÓN DE RF Receptores No Coherentes: Superheterodino: Composición El preselector es un filtro pasabanda sintonizado a banda ancha, con frecuencia central ajustable, que se sintoniza con la frecuencia portadora deseada. El objetivo principal del preselector es proporcionar suficiente limite inicial de banda para evitar que entre una radiofrecuencia especifica no deseada, llamada Frecuencia Imagen. Preselector

13. SECCIÓN DE RF Receptores No Coherentes: Superheterodino: Composición: Sección RF El preselector también reduce el ancho de banda de ruido del receptor, y proporciona el paso inicia para reducir el ancho general de banda al mínimo requerido para pasar las señales de información. El amplificador de RF determina la sensibilidad del receptor, es decir, establece el umbral de señal. Además, es el principal generador de ruido y por consiguiente es un factor predominante para determinar la cifra de ruido del receptor. Preselector Amplificador

15. SECCIÓN DE MEZCLADOR/CONVERTIDOR Receptores No Coherentes: Superheterodino: Composición: Sección Mezclador/ Convertidor En la sección de mezclador/convertidor está una etapa de oscilador de radiofrecuencia, llamada también Oscilador Local , y otra etapa de mezclador/convertidor que se suele llamar Primer Detector. El oscilador local puede ser cualquier oscilador dependiendo de la estabilidad y la exactitud deseada. El mezclador es un dispositivo no lineal, y su objetivo es convertir las radiofrecuencias en frecuencias intermedias, proceso comúnmente llamado traslación de RF A FI. Oscilador Local Mezclador

16. SECCIÓN DE MEZCLADOR/CONVERTIDOR Receptores No Coherentes: Superheterodino: Composición: Sección Mezclador/ Convertidor En esta sección el heterodinado se lleva a cabo en la etapa de Mezclador, haciendo que las radiofrecuencias se bajen a frecuencias intermedias. Aunque las frecuencias de portadora y de las bandas laterales se van de RF a FI , la forma de la envolvente permanece igual y por ende la información original que contiene la envolvente permanece sin cambios. El ancho de banda no cambia en el proceso de heterodinado, aunque durante éste sí cambia la portadora, y las frecuencias laterales superior e inferior. La frecuencia intermedia mas usada en los receptos de la banda de emisión en AM es 455 kHz.

17. SECCIÓN DE FI Receptores No Coherentes: Superheterodino: Composición: Sección FI Consiste en una serie de amplificadores y filtros pasabanda de FI que se llaman con frecuencia Trayectoria de FI. La mayor parte de la ganancia y la selectividad del receptor se hacen en esta sección de FI. La frecuencia central y el ancho de banda de FI son constantes para todas las estaciones y se escogen de tal manera que su frecuencia sea menor que cualquiera de las señales de RF que se van a recibir. La FI siempre tiene menor frecuencia que la RF porque es más fácil y menos costoso fabricar amplificaciones estables de alta ganancia para señales de baja frecuencia.

18. SECCIÓN DE DETECTOR Receptores No Coherentes: Superheterodino: Composición: Sección Detector El objetivo de esta sección, es regresar las señales de FI a la información de la fuente original. El detector se suele llamar comúnmente detector de audio , o segundo detector en receptores de banda de emisión, porque las señales de información tienen frecuencia de audio. El detector puede ser tan sencillo como un solo diodo, o tan complejo como un lazo de fase cerrada o un demodulador en la señal de audio.

19. SECCIÓN DE AMPLIFICADOR DE AUDIO Receptores No Coherentes: Superheterodino: Composición: Sección Amplificador de Audio La sección de audio abarca varios amplificadores de audio en cascada, y una o mas bocinas o altoparlantes. La cantidad de amplificadores que se usen depende de la potencia deseada en la señal de audio.

20. DIAGRAMA Receptores No Coherentes: Superheterodino: Composición: Diagrama

22. CONVERSIÓN DE FRECUENCIAS Receptores No Coherentes: Superheterodino: Conversión de Frecuencias En esta etapa se convierten las frecuencias de forma descendente. Durante la conversión las señales de RF se combinan con la frecuencia del oscilador local en un dispositivo no lineal. El ajuste y conversión de la frecuencia central del preselector y el ajuste para la frecuencia del oscilador local están sintonizados en banda. La sintonización en banda significa que los dos ajustes están mecánicamente unidos, para que un solo ajuste cambie la frecuencia central del preselector y, al mismo tiempo, cambie la frecuencia del oscilador local.

23. CONVERSIÓN DE FRECUENCIAS Receptores No Coherentes: Superheterodino: Conversión de Frecuencias Durante la sintonización en banda , si la frecuencia del oscilador local se sintoniza por encima de RF, se llama inyección lateral superior o inyección de oscilación superior. Cuando el oscilador local se sintoniza por debajo de RF, se llama inyección lateral inferior o inyección de oscilación inferior. En los receptores de banda de radiodifusión de AM, siempre se utiliza la inyección lateral superior. Matemáticamente, la frecuencia del oscilador local es: Para la inyección lateral inferior: f lo = f rf – f if Para la inyección lateral superior: f lo = f rf + f if en donde: fl o = frecuencia del oscilador local (hertz) f rf = radiofrecuencia (hertz) f if =frecuencia intermedia (hertz)

24. RASTREO DE OSCILADOR LOCAL Receptores No Coherentes: Superheterodino: Rastreo Oscilador Local Es la capacidad del oscilador local de un receptor, de oscilar arriba o debajo de la portadora de radiofrecuencia seleccionada. Esa cantidad oscilaciones debe ser igual a la frecuencia intermedia. RASTREAR Inyección lateral Superior FRF+FRI Inyección lateral inferior FRF- FRI

25. FRECUENCIA IMAGEN Receptores No Coherentes: Superheterodino: Frecuencia Imagen Es una frecuencia distinta a la frecuencia de la portadora seleccionada, que produce un producto cruzado igual a la frecuencia intermedia. Esta segunda frecuencia si se mezcla hasta llegar al FI no se puede suprimir. Fim= Flo + FFI Como RF deseada es = Flo – FFI Fim= FRF + 2FFI

26. RELACION DE RECHAZO DE FRECUENCIA IMAGEN Receptores No Coherentes: Superheterodino: Rechazo Frecuencia Imagen Medida numérica de la capacidad de un preselector para rechazar la frecuencia imagen. IFRR= (1+Q2p2) donde P= (FIM / FRF) – (FRF / FIM) IFRR(dB)=10 10 Log IFRR

27. RELACION DE RECHAZO DE FRECUENCIA IMAGEN Receptores No Coherentes: Superheterodino: Rechazo Frecuencia Imagen

28. DOBLE SINTONÍA Receptores No Coherentes: Superheterodino: Doble Sintonía Ocurren cuando un receptor recoge la misma estación en dos puntos cercanos del cuadrante del receptor utilizado para sintonizar. Uno se encuentra en el lugar deseado. Otro se encuentra en el punto espurio son causados por una mala selectividad frontal o por un rechazo inapropiado de la frecuencia imagen

29. RECURSOS Receptores No Coherentes: Recursos http://www.slideshare.net/MAMOGU WAYNE, Tomasi. Sistemas de Comunicaciones Electrónicas. 4ta Edición. en_la_web físicos

30. ¡Hasta Una Próxima Oportunidad! Mauricio Moreno Idárraga Mauricio Mosquera Gutiérrez Sistemas de Comunicaciones I: Receptores de AM