UNIVERSIDAD DE LAS FUERZAS ARMADAS ESPE

EXTENSIÓN LATACUNGA

ASIGNATURA:

SISTEMAS DE COMUNICACIÓNCARRERA:

INGENIERÍA ELECTRÓNICA E

INSTRUMENTACIÓNINTEGRANTES:

MARGARITA ARROYO P.DARIO CHANCHAY.

TEMA: REALIZAR LAS PREGUNTAS Y LOS EJERCICIOS DEL CAPÍTULO UNO DEL LIBRO DE TOMASI.

PREGUNTAS1.1.-Defina comunicaciones eléctricas.Las comunicaciones electrónicas son la transmisión, recepción y procesamiento de información entre dos o más lugares, mediante circuitos electrónicos

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1.2.- ¿Cuándo se desarrolló el primer sistema electrónico de comunicaciones, quien lo desarrollo que clase de sistema era?Samuel Morse desarrollo en 1837 el primer sistema electrónico de comunicaciones, Uso la inducción electromagnética para transferir información en forma de puntos, rayas y espacios entre un transmisor y un receptor sencillos, usando una línea de transmisión que consistía en un tramo de conductor metálico

1.3.- ¿Cuándo comenzó las radiocomunicaciones?Comenzó en 1894 por Guglielmo Marconi el cual trasmitió por primera vez señales de radio, sin hilos, a través de la atmosfera terrestre.

1.4.- ¿Cuáles son las tres componentes principales de un sistema de comunicaciones? Transmisor Medio de transmisión Receptor

1.5-¿Cuáles son los dos tipos básicos de sistemas electrónicas de comunicaciones?Los dos tipos básicos de sistemas electrónicas de comunicaciones son analógicos y digitales

1.6.- ¿Qué organización asignan frecuencias para radio programación en el espacio libre en Estados Unidos?En Estados Unidos, la asignación de frecuencias para radio propagación en el espacio libre son realizaos por la Comisión Federal de Comunicaciones (FCC)

1.7.-Desciba lo siguiente: señal portadora, Señal moduladora y onda modulada.Señal portadora.- Es una señal con mayor frecuenciaSeñal moduladora.- Es la señal que contiene la información a transmitir, se refiere a la fuente de datos y la señal portadora. Onda modulada.- Es la onda portadora cambiada una o más propiedades, en proporción con la señal de información.

1.8.- Describa los términos: modulación y demodulación.Modulación.- proceso de cambiar una o más propiedades de la portadora, en proporción con la señal de información Demodulación.- Es el proceso inverso a la modulación, y reconvierte a la portadora modulada en la información original (es decir, quita la información de la portadora) se la hace en un receptor, con un circuito llamado demodulador

1.9.- ¿Cuáles son las tres propiedades de una onda sinusoidal que se puede variar y qué tipo de modulación resulta en cada una de ellas?

v (T )=sen(2 πft+θ)Dondev (T )=¿ Voltaje variable sinusoidalmente en el tiempo

V =amplitud máxima (volts)f= frecuencia (Hertz)θ =desplazamiento de fase (radianes)

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Modulación de Amplitud : La amplitud de la señal modulada reproduce los cambios de la señal mensaje.

Modulación de Frecuencia : La frecuencia de la señal modulada cambia en proporción directa a las variaciones de amplitud de la señal mensaje

Modulación de Fase : Mediante los cambios de fase en la señal modulada se reproducen los cambios de amplitud de la señal mensaje.

1.10.-Haga una lista y describa las razones por las que es necesario la modulación en las comunicación eléctricas.

Para transmitir a mayor distancia Para construir antenas de menor tamaño

1.11.- Describa la conversión elevadora de frecuencias y donde se hace.Es el proceso de convertir una frecuencia, o una banda de frecuencias de la señal de información de bajas frecuencias a altas frecuencias y se las hace en el transmisor

1.12.- Describa la conversación reductora de frecuencias y donde se hace.Es el proceso de convertir una frecuencia, o una banda de frecuencias de la señal de información de altas frecuencias a bajas frecuencias y se las hace en el receptor

1.13.- Mencione y describa las dos limitaciones más importantes en el funcionamiento de un sistema de comunicaciones eléctricas.Las limitaciones más importantes en el funcionamiento en el funcionamiento de un sistema de comunicaciones son el ruido y el ancho de banda.Ruido.- Señal de baja frecuencia que modifica a la señal correcta.Ancho de banda.- de una señal de información no es más que la diferencia entre las frecuencias máximas y mínimas contenidas en la información y el ancho de banda de un canal de comunicaciones es la diferencia entre las frecuencias máximas y mínimas que puede pasar por un canal.

1.14.- ¿Que es capacidad de información de un sistema de comunicaciones?La capacidad de información es una medida de cuanta información se puede transferir a través de un sistema de comunicaciones en determinado tiempo

1.15.- Describa en resumen el significado de la ley de Hartley.La ley de Hartley solo establece que mientras más amplio sea el ancho de banda y mayor sea el tiempo de transmisión, se podrá enviar más información a través del sistema. En forma matemática, la ley de Hartley es:

I=B∗tSiendo:I= capacidad de informaciónB= ancho de banda del sistema (Hertz)t= tiempo de transmisión (segundos)

1.16.- Describa el análisis de señales en lo que concierne a las comunicaciones eléctricas.

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El análisis de señales implica la realización del análisis matemático de frecuencias, longitud de onda y valor de voltaje de una señal. Las señales eléctricas son variaciones de voltaje, o de corriente, respecto al tiempo, que se puede representar por una serie de ondas seno y coseno

1.17.- ¿Qué quiere decir simetría par? ¿Cuál es un sinónimo de simetría par?La simetría par es aquella que la magnitud y la polaridad de la función en t positiva es igual a la magnitud y polaridad en t negativo. Se lo conoce como simetría especular, función par.

f ( t )=f (−t )

1.18.- ¿Qué quiere decir simetría impar? ¿Cuál es un sinónimo de simetría impar?La simetría impar es aquella en una forma de onda periódica es simétrica respecto a una línea intermedia entre el eje vertical y horizontal negativo y pasa por el origen de las coordenadas se dice que tiene simetría puntual o que es anti simétrica f ( t )=−f (−t) 1.19.- ¿Qué quiere decir simetría de media onda?Es cuando una forma de onda periódica de voltaje es tal que la onda del prime medio ciclo (t=0 a t=T/2) se repite, pero con signo contrario, durante el segundo medio semi ciclo (t=T/2 at=T).

f (t )=−f (T2

+t)1.20.- Describa el significado del término ciclo de trabajo El ciclo de trabajo en la onda es la relación del tiempo activo del pulso entre el periodo de la onda

1.21.- Describa una función (sen x)/xEs una onda sinodal amortiguada, en la que cada pico sucesivo es menor que el anterior, ya que el senx es solo una onda senoidal, cuya amplitud instantánea depende de x, y varía en sentido positivo entres sus amplitudes máximas con una rapidez senoidal, cuando aumenta x. Si sólo hay x en el denominador, éste aumenta al aumentar x.

1.22.- Defina la suma linealSe presenta cuando se combinan dos o más señales en un dispositivo lineal, como puede ser una red pasiva o un amplificador de señal pequeña. Las señales se combinan de tal manera que no se producen nuevas frecuencias, y la forma de onda combinada no es más que la suma lineal de las señales individuales

1.23.-Defina el mesclado no linealEs cuando se combina dos o más señales en un dispositivo no lineal como por ejemplo un diodo o un amplificador de señal grande. En el mezclado no lineal, las señales de entrada se combinan en forma no lineal y producen componentes adicionales de frecuencia.

1.24.- Describa el ruido eléctricoEs cualquier energía eléctrica indeseable que queda entre la banda de paso de la señal

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1.25.- ¿Cuáles son las categorías generales del ruido eléctrico?Son dos categorías: correlacionados y no correlacionados. La correlación implica una relación entre la señal y el ruido. Por consiguiente, el ruido correlacionado sólo existe cuando hay una señal. Por otra parte, el ruido no correlacionada está presente siempre, haya o no una señal.

1.26 La frase no hay señal, no hay ruido describe ¿a qué tipo de interferencia eléctrica? Ruido correlacionado

1.27.-Haga una lista de tipos de ruido y describa cuales se consideran ruido externo.

Ruido externo.- Es generado externamente a un circuito y se introduce al mismo, las señales generadas externamente se consideran ruido solo si caen dentro de la banda útil del filtro de entrada del circuito, existen tres tipos principales de ruido externo: atmosférico, extraterrestre y el causado por el hombre.

1. Ruido atmosférico.-Es la energía eléctrica que ocurre naturalmente, se origina dentro de la atmósfera terrestre, este es causado por fuentes de electricidad estática naturales tales como los relámpagos, los cuales despliegan su energía en un rango amplio de frecuencias. La magnitud de estos impulsos es inversamente proporcional a la frecuencia, por lo tanto, en frecuencias superiores a 30MHz, el ruido es insignificante, además, como las frecuencias superiores a 30MHz están limitadas a una línea de vista, se limita su rango de interferencia a aproximadamente 80km. El ruido atmosférico se propaga a través de la atmósfera terrestre del mismo modo que las señales de radio.

2. Ruido extraterrestre.-Es el originado fuera de la atmósfera terrestre, su fuente está en la vía láctea, otras galaxias y el sol, esta se divide en dos categorías: solar y cósmico. El ruido solar proviene directamente del calor del sol y de sus explosiones radiactivas de su superficie. La magnitud de estas perturbaciones causada por la actividad de las manchas del sol sigue un patrón cíclico que se repite cada 11 años, además, estos patrones de 11 años se repiten y siguen un patrón súper cíclico de 99 años con una nueva intensidad máxima. .

3. Ruido solar.- En los sistemas de comunicación vía satélite, el sol constituye una fuente de ruido blanco muy importante, que puede causar severos problemas de interferencia, y aún, bloqueo total de las comunicaciones cuando hay alineamiento entre éste y la estación receptora terrestre. En el caso de satélites geo síncronos, este alineamiento ocurre dos veces al año, en la proximidad de los equinoccios y durante éstos, por breves períodos al día. Ruido cósmico.- El ruido cósmico es generado en el espacio exterior, fuera de la atmósfera terrestre. Las principales fuentes son el Sol, la Vía Láctea y otras fuentes cósmicas discretas, designadas como radio estrellas, entre las que se incluye una fuente particularmente intensa en la constelación de Casiopea5.

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4. Ruido creado por el hombre.-Este ruido es provocado principalmente por los equipos que han sido construidos por el hombre como los motores eléctricos, equipos de conmutación, luces fluorescentes, etc.

1.28.- ¿Cuál es el tipo predominante de ruido interno?El ruido térmico

1.29.-Describa las relaciones de potencia de ruido térmico, ancho de banda y temperatura.N=KTB

Donde:N= potencia de ruido (watts)B=Ancho de banda (Hertz)K= constante de proporcionalidad de boltzman (1.38 x10−23 joules por grado Kelvin)T= temperatura absoluta, en grados kelvin (la temperatura ambiente =17°C o 290°K)Para convertir de °C a grados kelvin solo se suman 273°. Por consiguiente, T=°C+273.

1.30 Describa lo que es ruido blancoMovimiento aleatorio de los electrones libres dentro de un conductor, causado por la agitación térmica

1.31.-Mencine y describa los tipos de ruido no correlacionados.Ruido interno.-Es la interferencia eléctrica generada dentro de un dispositivo, existen tres tipos principales que son: térmico, de disparo y de tiempo de tránsito.

1. Ruido térmico.-Está asociado con el movimiento de los electrones dentro de un conductor, los cuales al chocar unos con otros en el proceso de transporte de corriente crean unos pulsos cortos de corriente que generan disturbios dentro del sistema. La potencia de ruido térmico generada dentro de una fuente para un ancho de banda de 1Hz es la densidad de potencia de ruido, la cual se representa matemáticamente como:

No=KTDónde:N 0= Densidad de potencia de ruido (watts por hertz)K= constante de Boltzman (1.38x1023 J /K ) T=Temperatura absoluta de Kelvin (0 K=-273 ºC)Expresada en dBm

N0 (dBm )=10 log( KT0.001 )

La potencia total de ruido es:N=KTB

Dónde:N Densidad de potencia de ruido (watts por hertz)KT =No= Densidad de potencia de ruidoB=Ancho de banda del dispositivo o del sistema (Hertz)Y expresada en dBm

N (dBm )=10 log( KTB0.001 )

Se observa que la potencia del ruido térmico disponible es proporcional al ancho de banda sobre cualquier rango de frecuencias. El ruido térmico total puede expresarse como N ( dBm )=−174+10 log B.

2. Ruido disparo.- Es causado por la llegada aleatoria de portadoras (electrones y huecos) en el elemento de salida de un dispositivo electrónico, tal como un diodo, un transistor FET, BJT, etc. El ruido de disparo está variando aleatoriamente y esta sobre impuesto en

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cualquier señal presente. Este ruido al ser amplificado suena como una lluvia de bolitas de metal sobre un techo de estaño. El ruido de disparo es proporcional a la carga de un

electrón (1.6x10−19), corriente directa y un ancho de banda del sistema, además este tipo de ruido es aditivo con el ruido térmico y otros ruidos de disparo.

3. Ruido transito.- Cualquier codificación a una corriente de portadora conforme pasa la entrada a la salida de un dispositivo produce una variación aleatoria irregular codificada como ruido de tránsito. Cuando el tiempo que toma la portadora en propagarse a través de un dispositivo es una parte apreciable del ciclo de la señal, el ruido se hace notable. En altas frecuencia y si los retardos de transito son excesivos, el dispositivo puede agregar más ruido que amplificación a la señal.

1.32.- Describa lo que es relación de potencia de señal a ruidoEs el cociente del valor de la potencia de la señal entre el valor de la potencia del ruido y se expresa con frecuencia en forma de función logarítmica, en unidades de decibeles

1.33.- ¿Qué quiere decir los términos factor de ruido y cifra de ruido?El factor de ruido (F) y la cifra de ruido (NF) son "cifras de mérito" para indicar cuánto se deteriora la relación de señal a ruido cuando una señal pasa por un circuito o una serie de circuitos. El factor de ruido no es más que un cociente de relaciones de potencia de señal a ruido en la entrada entre la relación de potencia de señal a ruido en la salida.La definición matemática del factor de ruido es:

F= relacionde potencia de señal a ruido enentradarelacionde potenciade señal ruido en lasalida

(ralacion adimensional)

La cifra de ruido es solo el factor de ruido expresado en dB y es un parámetro de uso común para indicar la calidad de un receptor. La definición matemática de la cifra de ruido es:

NF=10 log relacion de potencia de señal aruido enentradarelacion de potencia de señalruido en la salida

NF=10 log F

1.34.- Defina la temperatura equivalente de ruido Es un valor hipotético que no se puede medir en forma directa. Es un paramento conveniente que se usa con frecuencia en vez del coeficiente en los radiorreceptores complicados de bajo ruido

1.35.-Describa lo que es una armónica y una frecuencia de producto cruzado.Los múltiplos enteros de una frecuencia base se llama armónicas

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PROBLEMAS1.1.- ¿Cuál es la designación CCIR de los siguientes intervalos de frecuencia?(a) 3KHzELF(b) 0.3MHz a 3MHzMF(c) 3GHz a 30GHzSHF

1.2.- ¿Cuál es el intervalo de frecuencias para las siguientes designaciones CCIR?a) UHFFrecuencias ultra altas son señales que están entre los límites de 300MHz a 3GHz.

b) ELFFrecuencias extremadamente bajas son señales en el intervalo de 0 a 3 KHz.

c) SHFFrecuencias super altas son señales en el intervalo de 3GHz a 30 GHz

1.3.- ¿Cuál es el efecto sobre la capacidad de información de un canal de comunicación, de ampliar el doble del ancho de banda asignado? ¿De triplicarlo?Si se sube al doble el ancho de banda en un sistema de comunicaciones, también se duplica la cantidad de información que puede transportar. Si el tiempo de transmisión aumenta o disminuye, hay un cambio proporcional en la cantidad de información que el sistema puede transferir. Si se triplica pasaría, lo mismo al duplicarlo.

1.4.- ¿Cuál es el efecto, sobre la capacidad de información de un canal de comunicaciones, de reducir a la mitad el ancho de banda y subir al doble el tiempo de transmisión?No hay efecto ya que la ecuación es directamente proporcional a los dos parámetros

I=( B2 )∗(2 t )=B∗t

1.5.- Convierta las siguientes temperaturas en grados Kelvin:a) 17°C

T=° C+273.T=17+273T=290 ° K

b) 27°CT=° C+273.T=27+273T=300 ° K

c) -17°CT=° C+273.

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T=−17+273T=256 ° K

d) -50°CT=° C+273.T=−50+273

T=223 ° K

1.6.-Convierta las siguientes potencias de ruido térmico en dBma) 0.001uW

10 log 0.001∗10−6

0.001=−60 dBm

b) 1pW

10 log 1∗10−12

0.001=−90 dBm

c) 2*10−15 W

10 log 2∗10−15

0.001=−117 dBm

d) 1.4*10−16 W

10 log 1.4∗10−16

0.001=−128.54 dBm

1.7.-Convierta en watts las siguientes potencias de ruido térmico,

PdBm=10 logPwatts

0.001

10PdBm

10 =Pwatts

0.001

Pwatts=10PdBm

10 ∗0.001N=KTB

a) -150dBm

Pwatts=10−150

10 ∗0.001

Pwatts=1∗10−18 w

b) -100dBm

Pwatts=10−100

10 ∗0.001

Pwatts=1∗10−18 w

c) -120dBm

Pwatts=10−150

10 ∗0.001

Pwatts=1∗10−13 w

d) -174dBm

Pwatts=10−174

10 ∗0.001

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Pwatts=3.981∗10−21 w

1.8 Calcular la potencia de ruido térmico, en watts y en dBm, para los siguientes anchos de banda y temperaturas de un amplificadora) B=100 Hz ,T=17 °C

T ( kelvin )=17+273=290N= (1.38∗10−23) (290 ) (100 )=4∗10−19[W ]

b) B=100 k Hz , T=100 °CT ( kelvin )=100+273=373

N= (1.38∗10−23) (373 ) (100000 )=5.15∗10−16 [W ] c) B=1 MHz , T=500 °C

T ( kelvin )=500+273=773N= (1.38∗10−23) (773 ) (1000000 )=1.067∗10−14 [W ]

1.9.-Para el tren de ondas cuadradas de la figura siguiente:

a) Determine la amplitud de las primeras 5 armónicas.

Vn=

2VτT

∗sin nx

nx

Vn=

2VτT

∗sin [ (nπτ ) /T ]( nπτ )/T

Donde:Vn=amplitud maxima de lan−ésimaarmonica (volts )n=n−ésimaarmonica (cualquier entero positivo)V=amplitud maxima de la ondarectangular (volts )τ=ancho del pulso de laonda rectangular ( seg )T=periodo de laonda (seg)

Vn=(2∗8)

1 ms2 ms

∗sin [ (nπ ) (0.1 ms /1ms ) ](nπ ) (0.1 ms/1ms )

n Frecuencia(Hz)

Amplitud(volts)

10

0 0 4 Vdc

1 500 5.09 Vp

2 1000 0 Vp

3 1500 -1.68Vp

4 2000 0 Vp

5 2500 1.02 Vp

b) Trace el espectro de frecuencias.

c) Trace el diagrama de la señal, en el dominio del tiempo, de las componentes de frecuencia hasta la quinta armónica.

1.10.-Para la forma de onda de pulso en la figura siguiente.a) Determine la componente de cd.b) Determine las amplitudes máximas de las cinco primeras armónicas.c) Trace la gráfica de la Función (sen x)/xd) Trace el espectro de frecuencias.

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a) Determine la componente de cd.

Vo=V∗τT

=V∗DC

Donde:Vo=voltaje de cdV=amplitudτ=ancho del pulso de laonda rectangular ( seg )T=periodo de laonda (seg)

Vo=2∗0.1 ms1ms

=0.2 V

c) Determine las amplitudes máximas de las cinco primeras armónicas.

Vn=

2VτT

∗sin nx

nx

Vn=

2VτT

∗sin [ (nπτ ) /T ]( nπτ )/T

Donde:Vn=amplitud maxima de lan−ésimaarmonica (volts )n=n−ésimaarmonica (cualquier entero positivo)V=amplitud maxima de la ondarectangular (volts )τ=ancho del pulso de laonda rectangular ( seg )T=periodo de laonda (seg)

Vn=(2∗2)

0.1 ms1 ms

∗sin [ (nπ ) (0.1 ms/1ms ) ](nπ ) (0.1ms /1 ms )

n Frecuencia(Hz)

Amplitud(volts)

0 0 0.2 Vdc

1 1000 0.393 Vp

2 2000 0.374 Vp

12

3 3000 0.3433Vp

4 4000 0.3027 Vp

5 5000 0.2546 Vp

c) Trace la gráfica de la Función (sen x)/x

1.11.-Describa el espectro que se ve a continuación. Determine la clase de amplificador (lineal o no lineal) y el contenido de frecuencias de la señal de entrada.

Es un amplificador no lineal debido a su amplia gama de frecuencias que contiene

1.12.-Repita el problema 1.11 con el siguiente espectro:

Es un amplificador no lineal debido a su amplia gama de frecuencias que contiene

1.13.- Un amplificador no lineal tiene dos frecuencias de entrada: 7 y 4 KHza) Determinar las primeras tres armónicas presentes en las salidas, para cada frecuencia.b) Determinar las frecuencias del producto cruzado para que se produzca en la salida, para valores de m y n de 1y 2.

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c) Trace el espectro de salida de las frecuencias armónicas y de productos cruzados determinadas en el paso a y b.

f Armónico 1 Armónico 2 Armónico 3

f 1=7 kHz 7kHz 14 kHz 21 kHz

f 2=4 kHz 4 kHz 8 kHz 12kHz

f 1−f 2 3kHz f 1+ f 2 11kHz

f 1−2 f 2 1 kHz f 1+2 f 2 15 kHz

2 f 1−f 2 10 kHz 2 f 1+ f 2 18kHz

2 f 1−2 f 2 6 kHz 2 f 1+2 f 2 22kHz

1.14.-Determinar la distorsión porcentual en segundo orden, tercer orden y armónica total, para el siguiente espectro de salida:

%segundo orden=V 2V 1

∗100=48∗100=50 %

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%tercer orden=V 3V 1

∗100=28∗100=25 %

%THD=√22+42

8=55.9 %

1.15.-Determine el ancho de banda necesario para producir 8¿10−17 watts de potencia de ruido térmico a la temperatura de 17°C.

N=KTBDonde:N= potencia de ruido (watts)B=Ancho de banda (Hertz)K= constante de proporcionalidad de boltzman (1.38 x10−23 joules por grado Kelvin)T= temperatura absoluta, en grados kelvin (la temperatura ambiente =17°C o 290°K)Para convertir de °C a grados kelvin solo se suman 273°. Por consiguiente, T=°C+273.

NKT

=B

B= NKT

B= 8¿10−17

1.38 x10−23∗(17+273)B=19990.005 Hz

1.16.- Determinar los voltajes de ruido térmico para componentes que funcionen en las siguientes temperaturas anchos de bandas y resistencias equivalentes:a) T=50°C, B=50KHz y R=50Ω

V N=√4 RKTB

KTB=(1.38∗10−23 ) (50+273 ) (50000 )=2.23∗10−16

V N=√4 (50 )(2.23∗10−16)=211.18nVb) T=100°C, B=10KHz y R=100Ω

V N=√4 RKTB

KTB=(1.38∗10−23 ) (100+273 ) (10000 )=5.15∗10−17

V N=√4 (100 )(5.15∗10−17)=143 nV c) T=50°C, B=500KHz y R=72Ω

V N=√4 RKTB

KTB=(1.38∗10−23 ) (50+273 ) (500000 )=2.23∗10−15

V N=√4 (72 )(2.23∗10−15)=801.4 nV

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1.17.-Determinar la quinta y la decimoquinta armónica para una onda repetitiva con frecuencia fundamental de 2.5 KHz

5 taarmonica=5∗fundamental5 taarmonica=5∗2.5 KHz5 taarmonica=12.5 KHz

15 taarmonica=15∗fundamental15 taarmonica=15∗2.5 KHz

15 taarmonica=37.5 KHz

1.18.- Determinar la distorsión de segunda y tercera armónica, y armónica total, para una banda repetitiva con amplitud de frecuencia fundamental de 10Vrms, amplitud de segunda armónica de 0.2Vrms y tercera armónica de 0.1Vrms.

%segundo orden=V 2V 1

∗100=0.210

∗100=2%

%tercer orden=V 3V 1

∗100=0.110

∗100=1 %

%THD=√0.22+0.12

10=2.24 %

1.19.-Para un amplificador no lineal con frecuencias de ondas sinusoidales en la entrada de 3 y 5 KHz determine las primera tres armónicas presentes en la salidas, para cada

frecuencia de entrada y las frecuencias de producto cruzado que se producen con valores de m y n a 1 y2.

f Armónico 1 Armónico 2 Armónico 3

f 1=3 kHz 3kHz 6 kHz 9 kHz

f 2=5 kHz 5kHz 10 kHz 15kHz

f 1−f 2 2 kHz f 1+ f 2 8 kHz

f 1−2 f 2 7kHz f 1+2 f 2 13 kHz

2 f 1−f 2 1 kHz 2 f 1+ f 2 11kHz

2 f 1−2 f 2 4 kHz 2 f 1+2 f 2 16 kHz

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1.20 Determine las relaciones de potencia, en dB, con las siguientes potencias de entrada y salida a) Pent=0 .001W , P sal=0.01W

GV ( dB )=10 log( PsPen )

GV ( dB )=10 log( 0.010.001 )=10 dB

b) Pent=0 .25 W , P sal=0 .5W

GV ( dB )=10 log( 0.50.25 )=3dB

c)Pent=1W ,P sal=0 .5 W

GV ( dB )=10 log( 0.51 )=−3 dB

d) Pent=0 .001W , P sal=0.001 W

GV ( dB )=10 log( 0.0010.001 )=0dB

e)Pent=0 .04 W , Psal=0 . 16 W

GV ( dB )=10 log( 0.160.04 )=6.02dB

f)Pent=0 . 002W , P sal=0. 0002 W

GV ( dB )=10 log( 0.00020.002 )=−10 dB

g)Pent=0 .01W ,P sal=0 . 4 W

GV ( dB )=10log( 0.40.01 )=16.02 dB

1.21.-Determine las relaciones de voltaje, en dB para los siguientes voltajes de entrada y de salida. Supongamos de valores iguales a resistencias de entrada y de salida.a) V ent=0 . 001V ,V sal=0 . 01Vb)V ent=0 . 1V , V sal=2Vc)V ent=0 . 5V ,V sal=0.25V

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d)V ent=1 V ,V sal=4 V

GV ( dB )=20 log( VsVen )

GV ( dB )=20 log( 0.010.001 )

GV ( dB )=20 dB

GV ( dB )=20 log( 20.1 )

GV ( dB )=26.02 dB

GV ( dB )=20log( 0.250.5 )

GV ( dB )=−6.02 dB

GV ( dB )=20log( 41 )

GV ( dB )=12.04 dB

1.22 Determine el factor de ruido general y la cifra de ruido general para tres amplificadores en cascada con los siguientes parámetrosA1=10 dBA2=10 dBA3=20 dBNF1=3 dBNF2=6 dBNF3=10dB

NF=10 log FNF10

=log F

10NF10 =F

F1=10310=2

F2=10610=4

F3=101010=10

FT=F1+F2−1

A1+

F3−1A1 A2

+Fn−1

A1 A2 … An

FT=2+ 4−110

+ 10−110∗10

FT=2+ 310

+ 9100

=2.39

NFT=10 log FT

NFT=10 log 2.39

18

NFT=3.78

1.23.-Determine el factor de ruido general y cifra de ruido general para tres amplificadores en cascada, con los siguientes parámetros.A1=3 dBA2=13 dBA3=10 dBNF1=10 dBNF2=6 dBNF3=10dB

NF=10 log FNF10

=log F

10NF10 =F

F1=101010=10

F2=10610=4

F3=101010=10

FT=F1+F2−1

A1+

F3−1A1 A2

+Fn−1

A1 A2 … An

FT=10+ 4−13

+ 10−13∗13

FT=10+ 4−13

+ 10−13∗13

FT=11.23NFT=10 log FT

NFT=10 log 11.23

NFT=10.50 dB 1.25.-Para un amplificador que funciona a una temperatura de 27 °C, con ancho de banda de 20KHz, Determine:a) La potencia total de ruido, en watts y en dBm.b) El voltaje RMS de ruido (VN), con una resistencia interna de 50Ω y un resistor de carga de 50Ω.a) La potencia total de ruido, en watts y en dBm.

N=KTBN= (1.38∗10−23) (273+27 )(20 KHz)

N=8.2839∗10−17watts

NdBm=10 logNwatts

0.001

NdBm=10 log 8.2839∗10−17

0.001NdBm=−130.82 dBm

b) El voltaje RMS de ruido (VN), con una resistencia interna de 50Ω y un resistor de carga de 50Ω

V N=√4 RKTB

V N=√4 (50 )(8.2839∗10−17)V N=0.128uV

19

1.26 a) Determine la potencia de ruido, en watts y en dBm, de un amplificador que trabaja a una temperatura de 400°C con un ancho de banda de 1Mhz

N=KTBN= (1.38∗10−23) (273+400 )(1 MHz)

N=9.28∗10−15watts

NdBm=10 logNwatts

0.001

N dBm=10 log 9.28∗10−15

0.001NdBm=−110.32 dBm

b) Determine la disminución de potencia de ruido, en decibelios, si la temperatura bajara a 100°C

N=KTBN= (1.38∗10−23) (273+100 )(1 MHz )

N=5.15∗10−15watts

NdBm=10 logNwatts

0.001

N dBm=10 log 9.28∗10−15

0.001NdBm=−112.88 dBm

disminucion=|−112.88−110.32|=2.56 dBm

1.27.-Determinar la cifra de ruido para una temperatura equivalente de ruido de 100°K; use 290°K como temperatura de referencia.

F=1+T e

T

F=1+ 100290

F=1.344Cifra de ruido

NF=10 log FNF=10 log1.344

NF=1.29 dB

1.28 Determine la temperatura equivalente de ruido para una cifra de ruido de 10dBNF=10 dB

10=10 log F101=FF=10

20

F=1+T e

T

F=1+ T290

290(10)=290+TT=2610 ° K

1.29.-Determine la cifra de ruido para un amplificador con relación señal ruido en la entrada igual a 100, y en la salida igual a 50.

SN

(dB )ent=100

SN

(dB ) sal=50

F=

SN

(dB ) ent

SN

(dB ) sal

F=10050

F=2Cifra de ruido

NF=10 log FNF=10 log2NF=3.01dB

1.30 Determine la cifra de ruido para un amplificador con relación de señal a ruido de 30dB en la entrada y de 24 dB en la salida

F=

SN

(dB ) ent

SN

(dB ) sal

F=3024

F=1.25Cifra de ruido

NF=10 log FNF=10 log1.25

NF=0.97 dB

1.31.- Calcule la relación señal ruido en la entrada para un amplificador con 16 dB de señal a ruido en la entrada y 5.4 dB de cifra de ruido.

21

NF=10 log FNF10

=log F

10NF10 =F

F=105.410

F=3.47

F=

SN

(dB ) ent

SN

(dB ) sal

SN

(dB )en=F∗SN

(dB ) sal

1.32 Calcule la relación de señal a ruido en la salida de un amplificador con relación de señal a ruido de 23 dB en la entrada y la cifra de ruido de 6.2 dB

NF=10 log FNF10

=log F

10NF10 =F

F=106.210

F=4.16

F=

SN

(dB ) ent

SN

(dB ) sal

SN

(dB )en=F∗SN

(dB ) sal

22

23