ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL

INGENIERÍA EN ELECTRÓNICA Y REDES DE LA INFORMACIÓN

TEORÍA DE COMUNICACIONES

CONSULTA TEMA: RECEPTOR SUPERHETERODINO AM Y FM

Integrantes: Caizatoa Torres Eduardo Centeno Campoverde Bernabé Alejandro Gómez Vinuesa Edison David Martínez Medina Jimmy Eddie

Fecha: 2014-11-21

Septiembre 2014 – Febrero 2015

Conceptos Generales

Sensibilidad o Sensitividad: La sensitividad o sensibilidad de un receptor es el nivel mínimo de señal RF que puede detectarse en la entrada del receptor y todavía producir una señal de información demodulada utilizable.

Selectividad: La selectividad es la medida de la habilidad de un receptor, para aceptar una banda de frecuencia determinada y rechazar las otras, se define como la medida de la extensión que un receptor es capaz de diferenciar entre las señales de información deseada y las perturbaciones o señales de información en otras frecuencias.

Fidelidad: La fidelidad es la medida de la habilidad de un sistema de comunicación para producir, en la salida del receptor, una réplica exacta de la información de la fuente original.

Conceptos Generales Heterodinaje: este proceso consiste en la superposición de

dos ondas de frecuencias diferentes, aunque próximas entre sí, para obtener una única onda de amplitud modulada a una frecuencia, denominada frecuencia heterodina, cuyo valor es igual a la diferencia de las frecuencias de las ondas que se combinan. Tal fenómeno se produce tanto si las ondas que se mezclan son de alta como de baja frecuencia siempre y cuando sus frecuencias no sean muy diferentes entre sí. En el caso del receptor superheterodino, la heterodinación se produce combinando dos oscilaciones de alta frecuencia.

Receptor Superheterodino 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.

Sección de RFLa sección de RF consiste por lo general en una etapa preselectora y en una amplificadora.

Preselector• 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.

Sección RFPreselector• 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.

Amplificador• Determina la sensibilidad del

receptor, es decir, establece el umbral de señal.

• Principal generador de ruido y por consiguiente es un factor predominante para determinar la cifra de ruido del receptor.

• Un receptor puede tener uno o varios Amplificadores de RF, o puede no tener ninguno, dependiendo de la sensibilidad deseada.

Sección RFCon base a lo anterior se pueden generar las siguientes ventajas:

- Mayor ganancia y por ende mayor sensibilidad

- Mejor rechazo de frecuencia imagen.

- Mejor relación de señal a audio.

- Mejor selectividad.

Sección de Mezclador/ConvertidorConsta de dos etapas, una etapa de oscilador de radiofrecuencia, llamada también Oscilador Local, y otra etapa de mezclador/convertidor que se suele llamar Primer Detector.

Oscilador Local• El oscilador local puede ser

cualquier oscilador dependiendo de la estabilidad y la exactitud deseada.

• Está encargado de generar una frecuencia que sea capaz de “mezclarse” con las que nos ha dejado pasar el amplificador de RF. Una frecuencia única generada por el oscilador local generará múltiples frecuencias a la salida del mezclador.

Sección de Mezclador/ConvertidorMezclador

• 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.

• En esta sección el heterodinaje 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 heterodinaje, 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 y FM es 10.7MHz.

Sección de Mezclador/ConvertidorMezclador

• Sea una señal paso banda centrada a una cierta frecuencia , como la de la figura.

Sección de Mezclador/ConvertidorMezclador• Se llama mezclador o conversor de frecuencia a

un circuito que desplaza el espectro a otro valor de frecuencia.

• Si la nueva posición es superior se ha realizado una elevación en frecuencia (up-convert), si es inferior una disminución en frecuencia (down-convert).

Sección de Mezclador/ConvertidorMezclador• El mezclador se compone de un multiplicador al que

llega la señal pasobanda y un tono proveniente de un oscilador local.

• La salida se conecta a un filtro paso banda que selecciona el espectro deseado.

Sección de 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.

Sección de FIEl filtro pasabanda puede ser de conversión ascendente o descendente.

Conversión ascendente• Envolvente compleja de la salida del filtro de IF es el

mismo que la envolvente compleja para la entrada de RF

Conversión descendente • Con , la envolvente compleja a la salida de IF será el conjugado

para la entrada de RF, es decir, la banda lateral superior en la entrada de RF se convertirá en la banda lateral inferior en la salida de IF y viceversa.

• Si , las bandas laterales no se invierten.

Sección de FILa frecuencia central para el amplificador de IF se escoge con base en tres consideraciones:

• La frecuencia IF debe ser tal que se pueda alcanzar un amplificador de IF con una alta ganancia estable de la manera más económica posible.

• La frecuencia IF requiere ser lo suficientemente baja para que, con elementos prácticos de circuito en los filtros de IF, se puedan alcanzar valores de Q que proporcionen una característica de atenuación descendente fuera del ancho de banda de la señal de IF. Esto reduce el ruido y minimiza la interferencia de canales adyacentes

• La frecuencia IF requiere ser lo suficientemente alta para que la respuesta de imagen del receptor pueda ser aceptablemente pequeña

Sección de 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.

Sección de 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.

Diagrama de Bloques

Conversión de Frecuencias• Para detectar la estación que tiene como frecuencia de

portadora , hay dos posibles valores de frecuencia del oscilador local que desplazan el espectro deseado a la frecuencia intermedia

• Es decir, el oscilador local puede ser mayor o menor que • 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.

Conversión de Frecuencias• 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.

Funcionamiento del Receptor• Durante el proceso de demodulación en un receptor

superheterodino, las señales recibidas experimentan dos o más traslaciones de frecuencia: La RF se convierte a IF. La IF se convierte a la información original.

• Si tomamos como ejemplo la banda de FM, para una frecuencia de oscilador local de 106.8Mhz, obtendremos muchas frecuencias a la salida de nuestro mezclador y todas ingresarán al amplificador de frecuencia intermedia. Pero por la mezcla, y gracias a la selectividad del canal de frecuencia intermedia sintonizado a 10.7Mhz., sólo escucharemos la frecuencia 96.1Mhz., no otra. Las demás serán rechazadas y anuladas por la correcta sintonía del sistema.

• Todos los demás resultados de la mezcla serán rechazados y eliminados por el canal de frecuencia intermedia

Funcionamiento del Receptor

Funcionamiento del Receptor• En etapas posteriores, la señal recuperada (de 10.7Mhz. según

nuestro ejemplo) es interpretada, decodificada o demodulada.

• Esto significa que se utilizan circuitos específicos para obtener la señal original enviada desde el transmisor.

• Finalmente la información útil es mostrada en imagen, amplificada en audio, traducida a datos, etc.

• Si se desea recibir otra estación es suficiente con poner en el oscilador local la frecuencia apropiada que desplace el espectro deseado a la FI. De esta forma la frecuencia del oscilador local debe ser variable para permitir sintonizar diferentes estaciones

Frecuencia Imagen• Se comprueba que cuando se está detectando una estación

que está a las componentes espectrales que se encuentran en , si llegan a la entrada del mezclador se desplazan a la salida del mezclador a , superponiéndose al espectro deseado.

• Entonces la señal demodulada tendrá una fuerte distorsión provocada por la suma de este espectro indeseable.

Cómo solucionarlo? • Es obligatorio que el amplificador de RF rechace las

frecuencias que se encuentran a por en cima de la estación deseada para que no lleguen a la entrada del mezclador.

Frecuencia Imagen• A la frecuencia se le llama frecuencia imagen• La frecuencia de imagen es:

(Inyección al lado superior) (Inyección al lado inferior)

GRACIAS POR SU ATENCIÓN