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Area de Teoría de la Señal y Comunicaciones TRANSMISIÓN ... mjmadero/archivos/mjmadero_  · PDF fileArea de Teoría de la Señal y ... Problema 2. (1+0.5+1.25+0.75) ... entrada

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  • Area de Teora de la Seal y Comunicaciones TRANSMISIN POR SOPORTE FSICO

    Enero 2004 26.01.04 Tercera Convocatoria Ordinaria Apellidos: Nombre: Justifique todas sus respuestas. Si en el inciso de alguna pregunta encuentra dificultad, pase a contestar las siguientes. Escriba su respuesta en el espacio reservado. Problema 3. (0.5+0.7+0.3+0.5+0.5+0.6+0.4)

    Se desea disear un transformador de impedancias multiseccin que a 3 GHz adapte una impedancia ZL = 100 a una lnea con Z0 = 50 , de tal manera que el coeficiente de onda estacionaria sea inferior a 1.1053 en toda la banda S de microondas. 1. Determine el nmero de secciones necesarias, si se desea una respuesta Chebyshev en dicha banda de

    paso. (inicie cada apartado en el recuadro correspondiente y utilice otro folio si necesita ms espacio,) 2. Calcule las impedancias caractersticas de cada una de las secciones para el valor de N hallado en el

    apartado anterior. Compruebe la consistencia de los resultados obtenidos. 3. Represente aproximadamente la respuesta (|in|) ante f / f0 entre 0 y 2, siendo f0 la frecuencia para la que

    las lneas presentan una longitud elctrica = /2.

    Nota: Se recuerda la existencia de unas erratas en la primera versin de los apuntes de clase para el captulo IV en el apartado del Transformador multiseccin Chebyshev que han sido corregidas en clase y en la posterior versin de los apuntes de dicho captulo. No obstante, se indican a continuacin las expresiones correctas que deberan aparecer en las ecuaciones correspondientes:

    +

    =

    mxL

    L

    ZZZZ

    N

    ff

    1cosh1cosh

    1cos42

    0

    01

    1

    0

    (5.24)

    +

    =

    0

    1

    0

    01

    24

    cos

    1cosh

    1cosh

    ff

    ZZZZ

    N mxLL

    (5.25)

  • Ahora se desea disear un transformador binomial de 2 secciones para adaptar a 3 GHz una carga de 100 a una lnea de 50 con mx = 0.05. 4. Obtenga las impedancias caractersticas de todas las secciones, comprobando la consistencia del

    resultado. 5. Especifique el ancho de banda relativo mximo que se puede obtener para este transformador. 6. Empleando la carta de Smith, determine el valor de la impedancia a la entrada de este transformador

    multiseccin cargado con ZL = 100 a las frecuencias de 1 GHz y de 4 GHz. 7. Compare las caractersticas de los dos transformadores multiseccin de impedancias obtenidos y

    exponga razonadamente las ventajas o inconvenientes de uno frente a otro. Para ello tome el nmero de secciones del transformador Chebyshev como N = 2, si no resolvi el primer apartado.

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    Julio 2004 05.07.04 Plan Nuevo Plan Antiguo Apellidos: Nombre: Justifique todas sus respuestas. Si en el inciso de alguna pregunta encuentra dificultad, pase a contestar las siguientes. Escriba su respuesta en el espacio reservado. Problema 2. (1+0.5+1.25+0.75)

    1. Determine los parmetros S de la red en de la figura 1 referidos a la impedancia Z0. (Calclelos

    directamente, es decir, NO los calcule a partir de otro tipo de parmetros).

    Figura 1

    1 0Z

    20Zj 2

    0Zj

    2

  • Considere ahora el circuito de la figura 2, en el que a la red de dos puertos anterior se le han conectado a la entrada y a la salida dos cuadripolos caracterizados por los parmetros S que se indican (referidos a Z0) y el conjunto se conecta a un generador con una impedancia Zg y a una impedancia de carga ZL.

    Figura 2 2. Calcule el coeficiente de reflexin que se ve a la entrada de la red en . 3. Determine la potencia entregada a la carga cuando ZL = 3Z0, Zg = 2Z0.

    Vg

    0Z

    20Zj

    20Zj

    Cuadripolo 1 Cuadripolo 2

    LZ

    gZ

    10200

    j

    2000

    j

  • 4. Considere ahora ZL = 3Z0, Zg = aZ0 y determine qu valor debe tomar la constante real a para que la

    potencia entregada a la entrada del primer cuadripolo sea igual al 81% de la potencia disponible en el

    generador (0

    2

    8ZV

    P gdisp = ).

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    Septiembre 2003/2004 06.09.04 Plan Nuevo Plan Antiguo Apellidos: Nombre: Justifique todas sus respuestas. Si en el inciso de alguna pregunta encuentra dificultad, pase a contestar las siguientes. Escriba su respuesta en el espacio reservado. Problema 2. (0.5+0.75+0.75+1+0.5) Considere la siguiente red de microondas de dos puertos formada por una impedancia en serie, un segmento de lnea de transmisin y un transformador ideal.

    Figura 1

    1. Indique cul de las siguientes matrices de parmetros S puede corresponder a dicha red de dos puertos. Marque la casilla correcta y justifique brevemente su respuesta.

    a) [S] =

    +

    +

    ++

    jj

    j

    jjj

    6121

    612

    6124

    6121

    b) [S] =

    +

    +

    ++

    jj

    j

    jjj

    6121

    6124

    6124

    6121

    c) [S] =

    +

    +

    ++

    jj

    j

    jjj

    6121

    6124

    6124

    6121

    d) [S] =

    +

    +

    ++

    jj

    j

    jjj

    6121

    612

    6124

    6121

    Justifique en este espacio sus respuestas.

    2. Considerando la matriz de parmetros S solucin del apartado anterior y sabiendo que el segmento de lnea de transmisin y el transformador de la red anterior son ideales y, por tanto, no tienen prdidas, indique razonadamente el carcter resistivo o reactivo de la impedancia serie Z1.

    N : 1

    ZC = 1

    Z1

    l =

    Z0 Z0

  • 3. Calcule la matriz [ABCD] total de la red de dos puertos de la figura 1. 4. La red anterior se puede representar por el siguiente circuito equivalente en T.

    Z1 = 2j

    Z0 Z0

    Z2 = 4

    221+j

    Z3 = 2j

    Encuentre a partir de este circuito en T los valores de los parmetros Z1, y N del circuito de la figura 1.

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    Septiembre 2003/2004 06.09.04 Plan Nuevo Plan Antiguo Apellidos: Nombre: Justifique todas sus respuestas. Si en el inciso de alguna pregunta encuentra dificultad, pase a contestar las siguientes. Escriba su respuesta en el espacio reservado. Problema 2. (Cont.)

    5. Calcule el coeficiente de reflexin a la entrada de la red de dos puertos cuando se deja su salida en circuito abierto, o lo que es lo mismo, se coloca a su salida una impedancia de carga de valor ZL = .

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    Convocatoria Extraordinaria. Diciembre 2004 04.12.04 Apellidos: Nombre: Justifique todas sus respuestas. Si en el inciso de alguna pregunta encuentra dificultad, pase a contestar las siguientes. Escriba su respuesta en el espacio reservado. Problema 2. (0.5+0.8+0.7+1 puntos) 1. Considere el circuito de la figura P2. 1, en el que se muestra una red de dos puertos que incluye un

    transformador ideal y un elemento puramente reactivo. Se sabe que tres de sus parmetros de Scattering toman los valores que se indican junto a la figura. Obtenga el valor del parmetro s22 que falta.

    Figura P2. 1. Red de dos puertos.

    [S] =

    +

    ++

    22322

    322

    31

    sj

    jjj

    Parmetros [S] de la red de la figura P2.1

    2. Considere ahora la red de la figura P2.2, en la que al circuito de la figura P2.1 se ha aadido un segmento

    de lnea de transmisin de longitud elctrica 43 = e impedancia caracterstica Z0 a la entrada y otro

    segmento de longitud elctrica 2 = e impedancia caracterstica Z0 a la salida. Determine la matriz de

    parmetros [S] del conjunto de la figura P2.2.

    Figura P2. 2. Red de dos puertos modificada.

    1 : N

    Y = jB

    1 : N

    Y = jB Zo

    22 =

    Zo

    43

    1 =

  • 3. Determine el coeficiente de reflexin y la impedancia que se ven a la entrada de la red de la figura P2.2

    cuando se carga con una impedancia ZL = 3Z0.

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    Convocatoria Extraordinaria. Diciembre 2004 04.12.04 Apellidos: Nombre: Justifique todas sus respuestas. Si en el inciso de alguna pregunta encuentra dificultad, pase a contestar las siguientes. Escriba su respuesta en el espacio reservado. Problema 2. Continuacin. 4. Considere ahora que se conecta una fuente de valor Vg y una impedancia Zg = Zo y una impedancia de

    carga de valor ZL = 3Z0 como en el apartado 3. Determine la potencia disipada a la entrada de la primera lnea de transmisin en funcin de Zo y de Vg. Indique tambin el valor de la potencia disipada en la carga.

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    Enero 2005 20.01.05 Tercera Convocatoria Ordinaria Apellidos: Nombre: Justifique todas sus respuestas. Si en el inciso de alguna pregunta encuentra dificultad, pase a contestar las siguientes. Escriba su respuesta en el espacio reservado. Cuestin 3 (0.5+0.6+0.2 puntos) A En unos experimentos se ha realizado una serie de medidas a una red de microondas de dos puertos formada por componentes lineales como la que se muestra en la figura C3a. Los resultados de algunas de estas medidas se muestran en la tabla C3b adjunta.

    Figura C3a. Red de microondas de d