Diseño Receptor AM Carlitox

8/18/2019 Diseño Receptor AM Carlitox

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Instituto Politécnico Nacional

Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica

Ingeniería en Comunicaciones y Electrónica

Arostegui Gallardo Carlos Iván

9cm6

RECEP!RES

EXAMEN 2: DISEÑO DE UN RECEPTOR DE AM

Pro"esor# Rui$ Me$a Ra%l


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a esta un ampli,cador pus05pull con la ,nalidad de poder escuc0ar correctamente

en la *ocina)

Procederemos entonces con el dise'o del pus05pull/ su diagrama general se

encuentra en la ,gura 4/ en la -ue se puede o*ser1ar el par complementario de

los transistores)

Para escoger los transistores se de*e conocer la potencia -ue disipa cada uno

de*ido a los elementos conectados) Consideraremos los siguientes datos#

Vcc=9V R L=16Ω V ¿=2.5V pp

El 1olta+e de 9 1olts se escoge para -ue/ si se desea lle1ar a ca*o el dise'o

"ísicamente/ se pueda utili$ar una sola pila de 9 para alimentar a todo el

circuito/ la carga es de*ida a la resistencia del alta1o$ -ue se utili$ará y el 1olta+e

de entrada será pre1iamente ampli,cado en la etapa anterior)

(demás las resistencias conectadas de . 7 en el circuito se usan meramente para

protección del mismo/ y se puede considerar -ue es de ganancia unitaria por lo

tanto tenemos -ue#

Psal(ac )= V p

2

2 R L=

2.5V 2

2(16Ω)=195.3mW

&iagrama 4) Pus05Pull


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I L pico=V L

R L=

2.5V

16Ω=156.25mA

8a corriente proporcionada por el circuito es de#

I dc=2

π I Lpico=

2

π (156.25mA)=99.47mA

8a potencia disipada por el circuito y por el transistor será#

Pi(dc)=V CC I dc=(9V )(99.47mA )=895.24mW

PQ= Pi (dc)− Psal (ac )=895.24 mW −195.3mW =699.9mW

la e,ciencia del ampli,cador será#

%η= P

sal (ac )

P i(dc) x 100=

195.3mW

895.24 mW x100=21.81

Como se puede o*ser1ar la e,ciencia del ampli,cador es *a+a/ el aumentar la

e,ciencia implica su*ir la impedancia de la *ocina o aumentar el 1olta+e de

entrada pero esto aumentarían la potencia y la corriente de la *ocina -ue

necesita el circuito/ en este dise'o estamos usando una pila de 9 1olts/ siintentamos su*ir la e,ciencia esta pila no podría alimentar las etapas anteriores

por lo -ue mane+aremos la e,ciencia o*tenida 0asta este momento)

Para determinar el tipo de transistores a usar sa*emos considerar algunos

"actores como la potencia -ue se disipa en el circuito cuando se tiene má:ima

potencia en la entrada y en -ué 1alor de 1olta+e los transistores disiparán su

má:ima potencia/ todo esto para -ue no tengamos el incon1eniente de -uemar

alg%n componente) Cuando es má:ima potencia en la entrada tenemos -ue#

Pi (dc )=2V cc

2

π R L =2(9V )2

π (16Ω )=3.22W

Psal(ac)max=V cc

2

2 R L=

9V 2

2(8Ω)=2.53W


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Para estos 1alores tenemos la e,ciencia má:ima y una potencia en los

transistores -ue sería#

%η= P

sal (ac )

P i(dc) x 100=

2.53W

3.22W x 100=78.57

PQ= Pi (dc)− Psal (ac )=3.22

W −2.53

=690

mW

Por su parte/ la potencia má:ima del transistor es#

PQmax=2V cc

2

π 2 R L

= 2(9V )2

π 2 (16Ω )

=1.025W

esto se da cuando se tiene apro:imadamente el 6;< del 1olta+e de alimentación

el cual de*ería de perci*ir un 1olta+e de =)>4? en la carga)

Con estos 1alores y comparando 0o+as de datos de transistores/ los transistores

usados pueden ser el IP;. NPN y su complementario PNP IP;4/ con esto -ueda

terminado el dise'o del ampli,cador pus05pull)

Por otro lado tenemos el ampli,cador pre1io) En esta etapa entrará la se'al de

salida del detector/ la cual no tendrá una amplitud muy grande/ esperamos una

se'al de apro:imadamente 4=@ m/ por lo -ue se propone un ampli,cador con

ganancia .@/ la con,guración se puede apreciar en el diagrama ;)

&iagrama ;) (mpli,cador pre1io alpus05pull)


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Como esta etapa no necesita re-uerimientos especí,cos de potencia por lo -ue

utili$aremos un transistor AC=?> alimentado con un 1olta+e de 9) Para esta

con,guración se proponen algunos 1alores -ue se muestran a continuación de

polari$ación)V CE=4.5V I B=70 μA I C =13.5mA V BE=735mV

odos estos 1alores se proponen de la 0o+a de datos del transistor y el 1olta+e

colector emisor se elige para tener una má:ima e:cursión de la se'al)

am*ién proponemos un 1alor de 1olta+e de resistencia de emisor igual al 4@< del

1olta+e de alimentación/ por lo tanto tenemos#

V ℜ=20 V CC =1.8V

V RC =V CC −V CE−V ℜ=9V −4.5V −1.8V =2.7V

R E=V ℜ

I C =

1.8V

13.5mA=133.33 Ω

R E=V RC

I C =

2.7V

13.5mA=200Ω

(0ora para las resistencias de *ase tenemos#

RB2=V BE+V ℜ19 I B

=735mV +1.8V

19(70 μA ) =1906Ω 1.9kΩ

RB1=V CC −V B20 I B

=9V −2.535V 20(70 μA)

=4617Ω 4.61kΩ

odos los 1alores de resistencia se proponen como 1alores comerciales/ para los

cuales se pueden reali$ar arreglos) Como este ampli,cador de*e tener una

ganancia controlada para el emisor/ se procede a poner un capacitor -ue nosregule este parámetro/ para esto se reali$a el siguiente procedimiento/ en el cual

la ganancia del ampli,cador está dada por#

∆ V deseada= RC

re+ R E 1


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re=26mV

I C =1.9259Ω

R E1= R C

∆ V deseada−re=18.07Ω 18Ω

R E2= R E− R E1=115.25Ω 115Ω

Por %ltimo/ tenemos -ue conocer la impedancia de entrada de este ampli,cador/

con la ,nalidad de poder acoplarlo a la etapa anterior y reali$ar los cálculos

respecti1os/ para esto necesitamos algunos parámetros 0í*ridos -ue se calculan

por método grá,co utili$ando las 0o+as de datos del transistor)

ie∨¿VceQ= ! V "e

! i" =

742mV −726mV 90 μA−50 μA

=400Ω

¿

#e∨¿VceQ= ! ic

! i"=

17mA−10mA90 μA−50 μA

=175 [ mAmA ]¿

Reali$ando el análisis respecti1o de parámetros 0 en el modelo e-ui1alente del

transistor/ o*tenemos -ue#

$ e& = R B1|| R B2||(ie+ R E (#e+1 ))=1.2769k Ω

Este 1alor se ocupará para etapas anteriores/ con esto -ueda ,nali$ado el dise'o

del ampli,cador de audio)

Detector demodulador!:El detector es un circuito -ue consta de resistencia/ capacitor y un diodo

conectado como se muestra en el diagrama ?/ el diodo de*e ser de alta

conmutación para poder reali$ar *ien su "unción de recuperar a portadora +unto

con el ,ltro RC)


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Para reali$ar el dise'o del detector se tienen -ue tomar en consideración algunos

puntos y ecuaciones a cumplir y la resistencia generalmente es un potenciómetro)

Para el 1alor del potenciómetro a utili$ar/ se de*e de considerar la impedancia de

entrada de la etapa de audio/ como se puede o*ser1ar esta es de

apro:imadamente .); B7/ esta se encuentra en paralelo a la resistencia -ue

-ueremos encontrar)

Pero la teoría nos dice -ue la resistencia del detector cuenta en la polari$ación de

la primera etapa del *ote de I/ por lo tanto/ al tener la resistencia de entrada de

la etapa de audio en paralelo/ tam*ién se considera en la polari$ación como se

o*ser1a en el diagrama =)

&iagrama ?) &emudalor de (M 2&etector3)

&iagrama =) Relación de impedancia entre el primer *ote Iy el detector)


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Por lo tanto/ el 1alor -ue predominará en esta con,guración es la impedancia de

la entrada de audio/ y para -ue no se presente e"ecto de carga en este 1alor/ la

resistencia del detector de*e ser mínimo .@ 1eces mayor -ue la impedancia de

entrada/ por lo -ue se parte de esto para proponer un 1alor)

Como esta impedancia de*e ser alta/ se propone un 1alor de potenciómetro de 4@

B7 cuyo o*+eti1o es -ue 1aríe solamente 0asta un mínimo de .@ B7 y de esta

"orma no a"ectar la polari$ación del circuito) Esta condición -ueda cumplida)

&espués se procede a o*tener RE para esto proponemos una e,ciencia de

detección de @)> para lo cual tenemos la siguiente relación#

R E

R =0.7 R E=0.7 (20kΩ)=14kΩ

8a siguiente condición -ue se de*e cumplir es la relación siguiente#

RC ' 1

4 # m ln ( 11−m ) RC '250 (s

Se propone por norma un índice de modulación de @); y además una "recuencia

má:ima de modulación de = BD$) Por lo -ue sustituyendo tenemos#

RC = 1

4 # m ln ( 11−m )=140.183(s

calculando el 1alor del capacitor con el potenciómetro de 4@ B7#

C =140.183 (s

20kΩ =7.009) Para tener un 1alor comercial podemos proponer un capacitor de )4 n)

Reali$ando nue1amente el procedimiento por grá,cas para la resistencia del

diodo utili$ado/ con la misma e,ciencia de detección de @)> tenemos# R

R p=16 R p=1.25kΩ

Este 1alor no está garanti$ado -ue se cumpla/ pero normalmente en la práctica el

1alor de rp es apro:imadamente igual al de RE y consultando la 0o+a de datos del

diodo !(>9 tenemos un 1alor de resistencia entre los .;)= y .9 B7 con un 1alor

típico de .=B7/ con lo cual comparando se puede decir -ue el circuito detectorcumplirá con su "unción)

Por ultima parte/ o*ser1ando nue1amente el circuito de la ,gura = o*ser1amos

-ue la impedancia de entrada del detector será el e"ecto serie de la resistencia

interna del diodo con la impedancia de la etapa de audio la cual es de

apro:imadamente .=)4> B7)


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Para la etapa anterior/ la cual es el ampli,cador de I se puede resol1er el

pro*lema de la carga reali$ando un acoplamiento mediante un trans"ormador en

el circuito mostrado en el diagrama 6)

Proponemos una carga de .@@ 7 para la %ltima etapa de I/ por lo -ue la relación

de 1ueltas para n4 se da de la "orma#

2=√

$ e& R =√15.27kΩ100Ω =√ 152.7=12.35

Por lo -ue el n%mero de 1ueltas de n4 de*e ser .4);= 1eces mayor -ue para n. y

con esto -ueda solucionado el pro*lema de la impedancia de salida para el

ampli,cador de I)

Amplifcador de "I

Para el dise'o completo del ampli,cador de I en esta etapa se consideran los*otes de I conseguidos en el mercado y -ue "ueron medidos pre1iamente en la

práctica 4/ para así poder calcular los capacitores resultantes/ las otras etapas

-ue se de*en reali$ar son#

• &ise'o del transistor para clase ()

• (nálisis de esta*ilidad y dise'o de acoplamiento con *otes de I entre

etapas)

En cuanto a las mediciones reali$adas para nuestros ; *otes de I/ se pueden

o*ser1ar las inductancias en la ta*la ./ teniendo del lado i$-uierdo el primario ydel derec0o el secundario)

#ote primario! $ " de calidad! C Capacita%cia! & I%ducta%cia!Metal ca'(m)*+!

..9 .@4 p ;96 FDy

&iagrama 6) Circuito de acoplamiento para la

etapa de I)


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Metal ca'( mi%! .@@ 4;6 p .69 FDyCa'( c,-erdem)*+!

.4@ ..> p ;?= FDy

Ca'( c,-erdemi%!

>)= 4>4 p .? FDy

#la%co m)*+! =6 ; p .@6@ FDy#la%co mi%! 6)= .@4)= p ;9@ FDy

#ote.ecu%dario!

$ " de calidad! C Capacita%cia! & I%ducta%cia!

Metal ca'(m)*+!

.. .>6 p @)449 FDy

Metal ca'( mi%! .@)9 .>6 p @)44> FDyCa'( c,-erde

m)*+!

> .>? p @)4;@ FDy

Ca'( c,-erdemi%!

> .>? p @)4;@ FDy

#la%co m)*+! .4)=> .;4 p @)49@ FDy#la%co mi%! ..)== .;? p @);@4 FDyTabla 1. Valores de inductancia, capacitancia y factor de calidad medidos para los

botes de FI en el primario (arriba) y en el secundario (abajo.)

Estos 1alores se ocuparán posteriormente para la %ltima etapa)

Gna 1e$ ec0as las mediciones se procede a 0acer el análisis del transistor para

clase ()

En este caso/ tenemos algunos 1alores en la 0o+a de datos del transistor/ los

cuales son en la ta*la 4#' o /00 13Ic . m(4ce .@ 566 @);; mS#66 @)@6= mSC66 4; p78627 4) FS 5H9@J


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78267 ;6 mS 5H@J522 6 FS#22 ?)= FSC22 .)6 p

a*la 4) alores de parámetros del transistor A?9? proporcionados por el"a*ricante)

( partir de esto podemos empe$ar a reali$ar el análisis en C& para los 1alores de

las resistencias -ue cumplan las condiciones para nuestro ampli,cador)

omamos en cuenta

cc . 2&e*ido a -ue el transistor soporta 0asta 4@/ se utili$a un multiplicador

de 1olta+e ya -ue solo se está tra*a+ando con una pila de 9 3

AE 6=@ K >?@ m

Proponemos 1olta+e para RE

RE .@< cc .)

RC cc K CE5 RE 6)4

R E=V ℜ

I C =1.8V

1mA=1.8kΩ

RC =V RC

I C =

6.2V

1mA=6.2kΩ

Para la corriente de *ase se propone una ganancia de .@@/ de*ido a las 0o+as de

datos del transistor)

I B= I C

100=

1mA

100 =10 μA

para las resistencias de *ase tenemos# RB2=

V BE−V ℜ19 I B

=740mV +1.8V

190 μA =13.368 kΩ

RB1=V CC −V B20 I B

=18−2.54V 200 μA

=77.3kΩ

&e*ido a -ue estos no son 1alores comerciales de resistencias se apro:imaron los

1alores mostrados en la ta*la ;)

Par)metro 4alorRE .) B7RC 6)4 B7R#6 > B7R#2 .;)4 B7

a*la ;) Resistencias calculadas para el transistor en polari$ación de clase ()


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Para o*ser1ar me+or la con,guración total en el diagrama > se muestra el circuito

ampli,cador con transistor/ el cual tiene una ganancia apro:imada de ;)? en

corriente directa)

&iagrama >) alores del transistor para la polari$ación en clase ( con ce .@ y Ic .m(

Gna 1e$ teniendo estos 1alores/ se procede al análisis de esta*ilidad del circuito/

con el ,n de determinar si el transistor es esta*le para la "recuencia en la cual lo

-ueremos utili$ar)Para lo cual se reali$a el siguiente procedimiento#

eniendo en cuenta -ue#

* ie=0.33 x 10−3+ + 0.065 x 10−3

*ℜ=− + 2.8 x10−6

* #e=36 x10−3

*oe=6 x10−6+ + 4.5 x 10−6

*ℜ * #e= P+ +Q= , ∨-

Para las condiciones primero#

*ℜ * #e=(− +2.8 x10−6 )( 36 x 10−3 )=− +1.008 x10−7P@ L ¿− +1.008 x 10−7

Para las condiciones#

ieO@

oeO@

iegoe.)9:.@59OQ4 =)@?:.@5

Por lo cual el transistor es potencialmente inesta*le)


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(0ora se calcula el "actor de esta*ilidad dado por#

¿ * L * ie∨¿=1.008 x10

−7

6.5 x10−7 =0.015

¿ * ℜ * #e∨¿¿

. =¿

Se cumple con la condición y tam*ién -ue# * L≫

*oeCalculando la potencia para una etapa/ se procede con la potencia unilateral del

dispositi1o

¿ * #e∨¿2

4 / ie /oe=

1.296 x10−3

7.92 x10−9 =log163636.36=5.2138 dB

0 1 =¿

(0ora calculamos las pérdidas por desacople#

m=0 L

/oe=

0.01

6 x10−6=1666.66

Pm= 4m(1+m)2=4(1666.66)

1667.6662 =log (2.3971 x10−3 )=−2.74dB

0 p=5.2138−2.6203=2.5935dB

0 p 2.6 dB

Como se tra*a+arán con 4 etapas0 p 5.2dB

Pero a medida -ue se lleguen a las mediciones se o*ser1ará -ue este 1alor no se

alcan$a de *uena manera)

Se procede a calcular las ganancias en 1olta+e y corriente por etapa#

∆ i=

− * #e * L

( * ie+ * s )( *oe+ * L )− *ℜ * #e

∆ i= −−3.6 x 10−4

7 x10−5+ +7.826 x10−7

∆ i=−5.1419+0.0574 +∆ i=5.1419∨179.352

∆ 3= − * #e * 4

( * ie+ *s ) ( *oe+ * L )− *ℜ * #e

∆ i=

−2.4 x 10−4

7 x10−5+ +7.826 x10−7

∆ i=−7.6756+0.038 +∆ i=7.6758∨179.352

(m*os casos están calculados por una sola etapa/ así -ue para el ampli,cador

completo tenemos lo siguiente#∆ i5 =3.2


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∆ 35 =6.065

Por ultimo necesitamos los capacitores -ue 1an 0acia los *otes de I por etapa/

teniendo para esto el siguiente procedimiento#

Separaremos por etapas el circuito/ empe$ando de la salida 0acia la entrada)

Para la salida tenemos el circuito e-ui1alente -ue se muestra en el diagrama )

&iagrama ) Modelo e-ui1alente del transistor con parámetros )

Se usan los 1alores pre1ios medidos para los *otes de I o*teniendo los siguientes

resultados#

C = l

L 602=

1

(0.302 μ7*)(2π (455k78))2=40.514)

Pero tenemos C 5 =C +C 0

C 0="oe

60=

4 x10−5

2π (455k78)=13.99 p)

Por lo cual se puede despreciar este 1alor)

Si usamos una relación de 1ueltas n.@

L9 =100 ( L )=30.2 μ7* C 9 =

C

100=405.1 p)

Pasamos a la parte de la segunda etapa para la cual tenemos#

Se propone R.@@7 2para el trans"ormador3

%i=√ R i

R0∨¿ R=√ 3.030 k 32100 =5.5

C 5 =C +C 0+C i i2

C 5 ="0

60+C +

"i

60%i

2

C 5 = l

L 602=

1

(0.228

μ7*)(2

π (455

k78))

2=53.663)

C =C 5 −C 0+C i %i2

C =53.663%) −128.1 p) Por lo tanto se puede 1ol1er a despreciar el 1alor y se utili$a la misma relación de

1ueltas para el trans"ormador#

L9 =100 ( L )=22.8 μ7* C 9 =

C

100=536.63 p)


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(0ora para la entrada del generador/ proponemos impedancia de entrada de

=@@7 y por el momento se de+ará el cálculo del n%mero de 1ueltas pendiente/ ya

-ue este 1alor dependerá de la impedancia de salida del con1ersor)

2=√

R0

R s

=√500

R sPara el *ote tenemos#

C 5 = l

L 602=

1

(0.23 μ7*)(2π (455k78))2=53.197)

Nue1amente con el autotrans"ormador llegamos a la relación#

L9 =100 ( L )=23 μ7* C 9 =

C

100=531.97 p)

Para la impedancia de salida se utili$a la siguiente "ormula#

*0= *oe−

*ℜ * #e

*oe+ * L=6.0002 x10−4

Como el resultado se encuentra en admitancia 0ay -ue pasarlo a su e-ui1alente

de impedancia#

$ 0= 1

*0=1.66666 kΩ

Para el anc0o de *anda del circuito tenemos -ue tomar en cuenta el error del

arrastre/ el cual/ por ,nes prácticos lo tomaremos de = BD$ arri*a y = BD$ a*a+o/

siendo para esto#∆ # 5 =10k78+error=20k78

se procede a calcular el anc0o de *anda por etapa del circuito#

∆ # i= ∆ # 5

√21−1=

20 k78

√213−1=39.23k78

Con esto en el diagrama 9 se muestra el diagrama general del ampli,cador de I

-ue se medirá e:perimentalmente#


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&iagrama 9) Circuito completo del ampli,cador de I donde se muestran los1alores utili$ados en la e:perimentación)

En la ta*la siguiente se despliegan los 1alores calculados

Par)metro Te9rico'o ?== BD$' 4@ BD$;i &ependerá del me$clador;o .)66B74 6)@6=I ;)4

P .9)?@ a*la ?) alores teóricos comparados con los prácticos o*tenidos en lae:perimentación)

En la ta*la podemos apreciar todos los parámetros medidos/ entre los cuales ca*e

se'alar/ -ue para la impedancia de entrada se tomó la -ue 1a directamente del

generador/ y la impedancia de salida del colector del %ltimo transistor/ para la

medición se agregó un potenciómetro de = B7 y se a+ustó 0asta -ue el 1olta+e de

la se'al esperada *a+a*a a la mitad de su 1alor/ utili$ando técnica de di1isor de

1olta+e)

Para la ganancia en 1olta+e/ se midió la entrada y la salida y se reali$ó la di1isiónrespecti1a/ en cam*io/ para la ganancia en corriente se utili$ó el 1alor o*tenido

en ganancia de 1olta+e/ y se reali$ó la respecti1a relación de o0m/ o*teniendo los

1alores)

Por %ltimo la ganancia en potencia se multiplicaron am*os resultados/ lo cual

concuerda me+or de esta manera -ue con el cálculo reali$ado pre1iamente en la

esta*ilidad del transistor)


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Co%trol autom)tico de


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o El ,ltro entre R4 y C4 es pasa*a+as/ por lo -ue puede dise'arse por de*a+o

de los .@@ D$)o Como carga/ se tomará la de la salida de la etapa de I la cual es de .@@7)o Por %ltimo la corriente de polari$ación en emisor para el transistor es de .

m( 2de*ido a los re-uerimientos en el ampli,cador de I3)

Por lo tanto se procede a reali$ar el dise'o de la siguiente manera#

4= V 5

:V 4=

0.1

15 ; 25 x10

−3

:V 4 :V 4;100 (25 x10

−3 ) :V 4=2.5V

V 4=V I R L

V 5 I E=( 42mVx 100Ω25 x 10−3 ) (1mA )=168mV

: = 2.5

0.168=14.88

&e esta parte y tomando en cuenta la "unción de trans"erencia del ,ltro pasa*a+aspodemos o*ser1ar -ue#

: = 1

R2

C 2

( partir de este punto/ proponemos una "recuencia de .@ D$ de corte y para R 4tenemos -ue restar el 1alor de la resistencia del detector -ue seg%n el cálculo

reali$ado en la etapa de audio "ue de 1.2769k Ω / por lo tanto tenemos -ue# R2= R B2− R1=13.2 k Ω−1.2769 k Ω=11.923k Ω 11.9k Ω

(0ora procedemos a calcular el capacitor C4

C 2

= 1

R2 #: =

1

11.9k (10 78)(14.88)=564.74 %)

Podemos proponer un capacitor de 6@ ) y se recalcula el 1alor de con la

,nalidad de perci*ir si se satis"ace la condición#

: = 1

R2

C 2

= 1

(11.9kΩ)(680) )=123.57

Con esto se sigue cumpliendo la condición de -ue : >14.88 por lo -ue elresultado es satis"actorio y el dise'o del C( "uncionará correctamente) &e ser

necesario en la polari$ación de la primera etapa de I/ se tomará en cuenta la

resistencia despreciada para R4/ pero esa consideración solo se tomará a ni1el

práctico)

Mezclador Para esta etapa/ el dise'o se di1idirá en etapas/ por una parte/ se de*e dise'ar el

circuito de antena y el oscilador local/ los cuales de*en responder a la cur1a de

arrastre del receptor -ue deseemos 0acer/ y por otra parte/ se de*e dise'ar el


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transistor -ue "uncionará como con1ersor y -ue ampli,cará la se'al de entrada

de la antena)

Para empe$ar/ se procederá con el oscilador local y el circuito de antena/ para

esto/ se utili$a un capacitor 1aria*le de sección recortada do*le/ el cual tiene un

1alor de capacitancia de ;4 a .6= p/ después procederemos a proponer 1alores

de "recuencia para los cuales -ueremos o*tener arrastre per"ecto)

Para empe$ar/ proponemos la *anda de (M comercial/ la cual 1a de =.@ a .6=@

BD$/ para estos 1alores calculamos los 1alores de " aa " a* y " ac -ue corresponderán a

los 1alores de "recuencia donde se tiene arrastre per"ecto/ este procedimiento

-ueda de la siguiente manera#∆ # =1650 k78−510k78=1140k78∆ #

2 =

1140k78

2 =570k78

∴ # a"=# mi+∆ #

2 =510k78+570k78=1080 k78

# aa=# a"−√ 3

4 ∆ # =1080k78−493.634 k78=586.36 k78

# ac=# a"+√ 34

∆ # =1080k78+493.634 k78=1573.63 k78

a2=( # as# ai )

2

=( 1650k78510k78 )2

=10.467

C m9 =

∆ C

a2−1

=133 p)

9.467 =14.049 p)

(0ora se 0ace comparación entre el 1alor calculado y el capacitor mínimo real#

14.049 p)


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C mc9 =

1

6ac2 La

= 1

(2 π (1573.63k78 ) )2(662.25 μ7*)=15.445 p)

C 1=C mc9 −C m=15.445 p) −32 p) =−16.555 p)

(-uí se puede o*ser1ar -ue el 1alor de capacitor es negati1o/ por lo -ue se

procede calcular una nue1a inductancia de antena -ue pueda satis"acer los datos/

por lo -ue se propone la capacitancia media de nuestro 1aria*le en la "recuenciamedia/ -uedando de la siguiente "orma#

C 2=98.5 p)

C m"9 =C 2+C m=98.5 p) +32 p) =130.5 p)

La= 1

6a"2

C m"9 =

1

(2π (1080 k78 ) )2(130.5 p) )=166.411 μ7*

C ma9 =

1

6aa2 La

= 1

(2π (586.36k78 ) )2(166.411 μ7*)=442.720 p)

C 3=C ma9

−C m=442.720 p) −32 p) =410.720 p)

C mc9 =

1

6ac2 La

= 1

(2 π (1573.63k78 ) )2(166.411 μ7*)=61.468 p)

C 1=C mc9 −C m=61.468 p) −32 p) =29.468 p)

Con estos 1alores de capacitor calculamos el 1alor para CD./ CD4 CD; con la

grá,ca de respuesta de capacitor contra porcenta+e de rotación de capacitor

mostrado en la literatura/ con eso o*tenemos los 1alores y las "recuencias para

cada capacitor/ los cuales se muestran a continuación##

2π (¿¿ aa+455k78 )=2π (1041.36 k78 )=6.543 ,rad

sC 7 3=153 p) 6 7 3=¿

#

2π (¿¿a"+455 k78)=2π (1535 k78 )=9.644 ,rad

sC 7 2=60 p) 6 7 2=¿

#

2π (¿¿ ac+455k78)=2 π (2028.63 k78)=12.746 ,rad

sC 7 1=20 p) 6 7 1=¿

Con estos 1alores o*tenidos se procede a calcular el trimmer para el oscilador/ el

padder/ así como la inductancia en la etapa del oscilador local/ para eso tenemos

la siguiente relación#

A=C 7 1−C7 3C 7 1−C7 2

=20 p) −153 p) 20 p) −60 p)

=3.325


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23/25

&iagrama 4) Circuito con1ersor/ se muestra las etapas de circuito de antena/oscilador local y ,ltro de I)

Se comien$a esta parte con el ,ltro de I/ parte -ue -uedó pendiente en el

ampli,cador de I/ para esto se reali$a un ,ltro 8C/ utili$ando la inductancia del

primer *ote de I en el primario el cual es de ;96 FDy) El capacitor a utili$ar se

calcula con la siguiente "órmula#

C = 1

62 L=

1

(2π (455k78 ) )2(396 μ7*)=308.97 p)

Con este capacitor se cumple el ,ltro 8C el cual solo de+ará pasar la "recuencia

intermedia de ?== BD$)

Para la con,guración de oscilador del transistor/ se utili$a el análisis mostrado en

el capítulo 6/ para los cuales la condición de oscilación se da de acuerdo a la

*o*ina con do*le de1anado mostrada en el diagrama/ para esto tenemos -ue#

2=

3+ i" 1

2


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Como el procedimiento se reali$ará con se'al a ruido proponemos los siguientes

datos#4

= =20dB E=100

μV

m μr=65

Para ra$ones de "acilidad se acoplará a la impedancia del pre5ampli,cador

propuesto para la etapa de audio/ por-ue de*ido a -ue el 1olta+e o*tenido será de

amplitud muy pe-ue'a se necesita ampli,cación/ por lo tanto tam*ién

proponemos#$ ¿=1.2769kΩ L=166.411 μ7*

8a antena se reali$ará en de1anados en una *arra de "errita con las siguientes

características "ísicas# >=2cm l=15cm

Calculamos el "actor de calidad para el resonante del circuito de antena con y sin

carga#∆ # =10k78 # =1 ,78

Q L= 6∆ 6=100

Si RPR8 condición la cuál siempre se cumple#

R5 =1

2 R P Q L=

1

2Q

0Q L=6L

R P=Q0


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V ¿=V 5

= 0=113.2 μV

12.797 =8.845 μV

Este 1olta+e es de una amplitud *astante pe-ue'a/ y se necesita ampli,car para

poderlo meter a las siguientes etapas del radio y poder cumplir la condición de

1olta+e para las siguientes etapas)

Para esto tenemos -ue#

! V = 3.3mV

8.845 μV =373.09

Esto nos dice -ue la se'al de entrada de la antena se de*e de ampli,car en este

1alor para tener un *uen procesamiento de la se'al/ para esto se agregan

ampli,cadores pre1ios -ue nos den un apro:imado en este 1alor/ se proponen

ganancias de 4)= para la primera etapa/ .@ para la segunda etapa y .= para una

tercera etapa/ esto para eliminar la posi*ilidad de ampli,cación de ruido y tener

una se'al con mayor e,ciencia y un poco más e:enta de ruido)

Estos ampli,cadores se dise'an de la misma manera -ue el preampli,cador de

audio/ por lo -ue esta parte del dise'o se omite por ser redundante)Con esto se termina el dise'o del radio de (M super0eterodino con todas sus

etapas de circuito)

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Diseño Receptor AM Carlitox