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RECEPTORFM
INTRODUCCION
• Un receptor de radio de FM (Modulación por Frecuencia) es un dispositivo capaz de recepcionar ondas de radio cuya portadora presenta variaciones de frecuencia y no de amplitud como es el caso de la Modulación por Amplitud (AM), por las características y calidad en la recepción muy superiores a la AM, hoy día se ha popularizado mucho la transmisión de alta fidelidad empleando la modalidad de FM.
RECEPTORES DE RADIO FM• Los receptores de radio FM emplean un detector para señales FM y
exhiben un fenómeno llamado efecto de captura, donde el sintonizador es capaz de recibir la señal más fuerte de las que transmitan en la misma frecuencia.
• Sin embargo, la desviación de frecuencia o falta de selectividad puede causar que una estación o señal sea repentinamente tomada por otra en un canal adyacente.
• El receptor de FM tiene mucho en común con el receptor de AM, muchos de los bloques o elementos que lo integran son teóricamente similares, y cumplen las mismas funciones, aunque claro está, funcionando de manera diferentes, téngase en cuenta que en la modulación de amplitud (AM), el parámetro que se varía es la amplitud de la señal, mientras la frecuencia se mantiene constante, en la modulación de frecuencia (FM) ocurre todo lo contrario, la amplitud de la señal se mantiene constante siendo la frecuencia de la señal portadora la que se hace variar.
1. Como primera cuestión el ancho de banda de la frecuencia intermedia (FI) es de 150 Khz.
2. Utiliza después de las etapas de FI un limitador de amplitud3. El demodulador responde a las variaciones de frecuencia. 4. Las etapas de audio presentan un ancho de banda mayor
que en los receptores de AM, alcanzando una banda de paso desde los 30 Hz hasta los 15 Khz, mientras que en los receptores de AM cuando más es de 8 Khz.
5. El receptor de FM para compensar sus características de banda ancha necesita más etapas de amplificación en su sección de FI ya que el producto ganancia/ancho de banda es menor.
Las diferencias más marcadas entre ambos receptores se manifiestan a partir de la etapa conversora, y entre ellas podemos enumerar:
Diagrama en bloques
Principio de funcionamientoEn esencia las señales se recepcionan mediante una antena, las señales captadas por la antena llegan al circuito de entrada, este es un circuito resonante del tipo L-C formada por bobinas y condensadores, por lo general el condensador es variable, cuando sintonizamos una estación de radio en un receptor, estamos haciendo coincidir la frecuencia de resonancia de nuestro circuito L-C con la frecuencia de la señal que se recibe, de esta forma es posible al menos reducir el número de estaciones radiales que pudieran ser captadas, pues los circuitos resonantes por eficientes que sean no son ideales, por lo que aquellas frecuencias muy cercanas a la frecuencia de resonancia de la señal deseada también pasarán a la siguiente etapa, es decir, al amplificador de RF creando inestabilidad e interferencias en nuestro receptor, por lo que estas etapas además de amplificar la señal seleccionada dotan al receptor de selectividad, la que podemos definir como la propiedad de separar y amplificar la señal deseada de las no deseadas, eliminando aquellas señales cuyas frecuencias de resonancia se encuentren muy próximas a la de la señal deseada. El conversor trabaja mediante la señal producida por un oscilador local que logra un batimiento entre las señales de entrada y la generada por el oscilador formando la llamada frecuencia intermedia (FI), en realidad a la salida del mezclador se obtienen 4 frecuencias, siendo estas la suma de la señal del oscilador y la frecuencia de la señal de entrada, la resta de ambas señales, la señal de entrada, y la señal del oscilador local, mediante un filtro pasabanda se selecciona la señal de nuestro interés del resto de las señales, en el caso de los receptores comerciales de radiodifusión se escogió como valor de la frecuencia intermedia 10,7 Mhz. Una vez amplificada la señal en el bloque de FI es entregada al demodulador de frecuencia, un dispositivo que responde a las variaciones de frecuencia quien se encarga de separar las frecuencias sonoras que fueron moduladas en la portadora durante el proceso de transmisión de la señal en la estación de radio, una vez demodulada la señal pasa al amplificador de baja frecuencia el que se encarga de amplificarla lo suficiente para que pueda excitar al altavoz o bocina. El control automático de frecuencia más conocido como (CAF) se encarga de corregir las inestabilidades del oscilador local, por lo general se emplea un diodo especial llamado diodo varicap, este diodo tiene la propiedad de variar la capacidad entre sus electrodos (ánodo – cátodo) mediante el voltaje que se aplique al mismo, este voltaje de corrección es generado por el bloque de frecuencia intermedia y entregado al diodo mediante el discriminador, el voltaje de corrección es proporcional al corrimiento detectado en la etapa de FI, al aplicarse al diodo este varía su capacidad y actúa sobre el circuito resonante del oscilador local el que de inmediato deberá corregir la frecuencia generada de manera tal que el resultado de la mezcla siempre sea 10.7 Mhz.
ETAPAS DEL RECEPTOR DE FM
Antena receptora
En receptores portátiles las antenas son de tipo telescópico y los que tienen en el hogar se forma de un conjunto de conductores que son cortados de una longitud apropiada para una banda de 88 a108 MHz.• La etapa de sintonía es aquella mediante la
cual se selecciona la frecuencia de la portadora de la emisora que se desea recibir.• La sintonización de frecuencias se puede
conseguir con sintonizadores LC o sintonizadores con diodo varicap.
Amplificador de radiofrecuencia
• Una vez que ha sido sintonizada la frecuencia deseada necesitamos un circuito capaz de hacer que la señal recibida alcance un nivel suficientemente alto para ser tratada.• Un amplificador de radiofrecuencia debe de satisfacer
dos aspectos, la amplificación y la selectividad, por ello no se pueden utilizar circuitos análogos a los utilizados para la amplificación de señales de baja frecuencia.• Básicamente se encarga de seleccionar una emisora de
FM y posteriormente la entrega al sistema conversor conformada por un transistor de alta frecuencia con base a tierra o emisor a tierra.
Oscilador local
• La sensibilidad de un receptor puede aumentarse añadiendo pasos amplificadores de radiofrecuencia sintonizados, para ello se le inserta a todas las etapas amplificadoras una señal fija de igual frecuencia, sea cual sea la frecuencia sintonizada.
• El oscilador local es un circuito que genera una señal de frecuencia variable, ya que la señal de frecuencia fija citada anteriormente se obtiene restando la frecuencia de la señal portadora sintonizada y una frecuencia intermedia obtenida por el superheterodino.
• La frecuencia del oscilador local debe de conseguir siempre que al restársela a la frecuencia de la señal portadora sintonizada no de cómo resultado la frecuencia intermedia elegida, la cual suele ser de 10.7 mHz en los receptores de FM.
• La obtención de esta frecuencia en el oscilador local se hace uniendo el los condensadores variables de la etapa de sintonía y del oscilador local, con lo cual al hacer girar uno también gira el otro, variando las dos frecuencias a la misma vez.
MezcladorEl mezclador es el encargado de unir la frecuencia sintonizada con la frecuencia del oscilador local para obtener la frecuencia intermedia.La mezcla de ambas frecuencias se puede efectuar en diferentes partes del circuito. Los mezcladores se pueden agrupar en dos grupos.-El mezclador con circuito oscilador independiente precisa de un transistor independiente para producir la oscilación local y otro para la mezcla. Así pues, la etapa conversora en este caso requiere la utilización de dos transistores.-Mezcladores autooscilantes es el mismo transistor destinado a la amplificación de la radiofrecuencia el que hace las funciones de oscilador y de mezclador.El primer método tiene la ventaja de que las señales de entrada de alto nivel no afectan al funcionamiento del oscilador, mientras que en el segundo pueden bloquearlo. Además el ajuste de un circuito mezclador independiente es menos crítico que el de un mezclador autooscilador. A pesar de ello es muy corriente el empleo de etapas conversoras en las que se utiliza un único transistor para producir la oscilación local y la mezcla.
Amplificador de F.I.
• Es un amplificador selectivo de radiofrecuencia, cuya finalidad es la de proporcionar una ganancia lo mayor posible para señales de una frecuencia determinada e invariable cualquiera que sea la señal sintonizada, y modulada en la misma forma en que lo está la señal recibida por antena.
• Tipos de acoplamientos entre las etapas amplificadoras de frecuencia intermedia:
- Acoplamiento con transformador.- Acoplamiento con autotransformador.- Acoplamiento en tensión.- Acoplamiento con inductancia y capacidades.-Acoplamiento con inductancia y resistenciasEl tipo de acoplamiento más utilizado es el acoplamiento por autotransformador.
CAF(CONTROL AUTOMATICO DE FRECUENCIA )
El control automático de frecuencia sirve para estabilizar la frecuencia suministrada por el oscilador local, por lo general se emplea un diodo especial llamado diodo varicap, este diodo tiene la propiedad de variar la capacidad entre sus electrodos (ánodo – cátodo) mediante el voltaje que se aplique al mismo.Al producirse un desplazamiento de frecuencia el receptor se desintoniza y se distorsiona la señal recibida.El CAF detecta esta condición desbalanceada y genera una tensión de corrección que se aplica al oscilador local. La tensión de corrección hace variar la frecuencia del oscilador local hasta que retorna correctamente al centro de la banda de FI.
Limitador
Las variaciones de amplitud de una portadora modulada en ángulo puede eliminarse mediante lo que se conoce como limitador pasabanda, el cual consta de un limitador estricto seguido de un filtro pasabanda.
Discriminador• La función del discriminador es la de extraer de la FI
la señal de baja frecuencia, es decir, sacar la señal que vamos a sacar del receptor.• Existen cuatro discriminadores básicos de FM, cada
uno de los cuales con su propio principio de funcionamiento. Dichos circuitos demoduladores son los siguientes:• Detector de pendiente• Discriminador de Travis• Discriminador de Foster-Seely• Discriminador de relación• Los dos últimos son los más utilizados.
DETECTOR DE FM
La finalidad del detector de FM, es separar la información útil de la señal portadora. En FM, el demodulador consiste en un convertidor frecuencia-tensión, y el clásico discriminador o detector de relación de los principios de la FM, cede cada vez más su sitio a circuitos más sofisticados, gracias a la implantación de los circuitos integrados. Nuestro detector funciona gracias al circuito resonante.
Amplificador de baja frecuencia
•Una vez demodulada la señal el amplificador de baja frecuencia se encarga de amplificarla lo suficiente para que pueda excitar al altavoz o bocina.