7/23/2019 Introducao Aos Circuitos de RF
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Circuitos de Comunicao
Introduo
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UERJ-FEN-DETEL
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Circuitos de Comunicao
Objetivo: Estudar os blocos funcionais eletrnicos e
de processamento digital de sinais que so
utilizados nas comunicaes radioeltricas
Descrever como esses blocos se agrupam
para construir transmissores, receptores esistemas de comunicao de tecnologia
analgica e digital
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Informao
Transmissor
Informao
ReceptorMeio
Fsico
Transmisso da informao distncia
Com cabo (eltrico,F.O.)Sem fio
Circuitos de
Comunicao
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Informao
Transmissor
Informao
Receptor
Transmisso Radioeltrica da Informao
Antena
Linha deTransmisso
Antena
Linha deTransmisso
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Informao
Transmissor
Informao
Receptor
Transmisso Radioeltrica da Informao
Linha deTransmisso
Antena
Antena
Linha deTransmisso
Dispositivos Eletrnicos Eletrnica Analgica Eletrnica Digital
Sistemas Eletrnicos Digitais Processamento Digital de Sinais
Circuitos de
Comunicao
CamposEletromagnticos Radiao eRadiopropagao
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Transmisso Simplex
Informao
Transmissor
Antena
Informao
Receptor
Antena
Exemplo: Controle remoto de garagem
Informao
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Transmisso Semiduplex (half duplex)
Informao Antena
Transmissor
Receptor
Comutador
InformaoAntena
Transmissor
Receptor
Comutador
Informao
Informao Antena
Transmissor
Receptor
Comutador
InformaoAntena
Transmissor
Receptor
Comutador
Informao
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Transmisso Semiduplex (half duplex)
Exemplo: rdio transceptor
Informao Antena InformaoAntena
Transmissor
Receptor
Transmissor
ReceptorComutador
(PTT)Comutador
(PTT)
Informao
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Transmisso Duplex (full duplex)
Exemplo: telefone sem fio
InformaoAntena
Transmissorf1 + Filtro
Receptor f2+Filtro
InformaoAntena
Transmissorf2
+ Filtro
Receptor f1 +Filtro
Informao
Informao
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Faixas ou Bandas deFreqncia de Comunicao
ABR. FAIXA FREQUNCIAS COMPRIMENTO DE ONDA
ELF extremely low frequency 3Hz a 30Hz 100.000km a 10.000 kmSLF superlow frequency 30Hz a 300Hz 10.000km a 1.000kmULF ultralow frequency 300Hz a 3000Hz 1.000km a 100km
VLF very low frequency 3kHz a 30kHz 100km a 10kmLF low frequency 30kHz a 300kHz 10km a 1kmMF medium frequency 300kHz a 3000kHz 1km a 100mHF high frequency 3MHz a 30MHz 100m a 10m
VHF very high frequency 30MHz a 300MHz 10m a 1m
UHF ultrahigh frequency 300MHz a 3000MHz 1m a 10cmSHF superhigh frequency 3GHz a 30GHz 10cm a 1cmEHF extremely high frequency 30GHz a 300GHz 1cm a 1mm
Laboratrios: usaremos as faixas de LF e MF
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Exemplo de receptor: Receptorde Rdio Freqncia Sintonizada - AM
Filtrode RF
Amplificadorde RF
Antena
Informao
Filtrode RF
Amplificadorde RF
Demodulador Amplificadorde BB
Filtrode RF
Amplificadorde RF
Filtrode RF
Amplificadorde RF
Filtrode RF
Amplificadorde RF
Sintonia Sincronizada
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Sintonia do Receptor
2.2926
1.4365
1.1304
8563
5822
2761
Freq. (KHz)Sinal
A sintonia do receptor consiste no ajuste da freqncia de recepo,conforme a estao a ser recebida (processada)
Estaes de Ondas Mdias no RJ
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Exemplo de receptor: ReceptorSuper-heterdino - AM
Filtrode RF
Antena
Informao
Amplificadorde RF (LNA)
Misturador
Filtrode FI
Amplificadorde FI
Oscilador Local
Demodulador
Amplificadorde BB
RF: Radio FreqnciaFI: Freqncia IntermediriaBB: Banda Base
Blocos Eletrnicos:
Oscilador Misturador
Amplificadores de pequenos sinais
Filtros passa-banda
Demodulador
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Exemplo de Transmissor: Transmissor deComunicaes Modulado em BLU (SSB)
Filtro acristal
Amplificadorde Potncia
Misturador(modulador)
Filtro deBanda
Amplificadorde BLU
Oscilador aCristal
Amplificadorde BB
BLU (SSB): Banda Lateral nicaBB: Banda BaseOFV (VFO): Oscilador deFreqncia Varivel
Blocos Eletrnicos:
Osciladores
Misturadores
Amplificadores de pequenos sinais
Amplificador de potncia
Filtros passa-banda
Informao
Antena
OFV (VFO)
Misturador
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Exemplo de receptor: Receptor
Definido por Software (SDR)
Blocos Eletrnicos:
Oscilador Misturadores
Amplificador de pequenos sinais
Filtros passa-banda
Filtro defasador (passa tudo)
Blocos Digitais / Software:
Conversor A/D
Processamento Digital de Sinais
Filtros diversos (Software)
Demoduladores (Software)
Algoritmos de Descompresso(Software)
Filtrode RF
Antena
Informao
Amplificadorde RF (LNA)
Oscilador Local
DSP
ConversorA/D
ConversorA/D
090
I
Q
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Processador Digital de umReceptor
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Simbologia Utilizada
Conversor D/AFiltro a cristal(passa faixa)
OsciladorMisturador
Conversor A/DFiltro Passa TudoFiltro Rejeita FaixaAmplificador
Filtro Passa BaixaFiltro Passa AltaFiltro Passa FaixaAntena
090
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Modelos de Quadriplos
Modelo h Modelo y
Modelo s
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O Modelo h
Mais usado em baixas freqncias (ELF at LF)
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O Modelo y
Mais usado em MF, HF e VHF
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O Modelo s
Mais usado em UHF, SHF e acima
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Escalas logartmicas As escalas logartmicas so muito utilizadas em
circuitos de comunicao, possuindo algumascaractersticas interessantes:
Possibilita a apresentao de sinais de baixa e altaintensidade no mesmo grfico. Sinais com alta faixa
dinmica, ex.: de 1 a 106, 10-6 a 1
O zero de uma escala logartmica corresponde um valorde referncia no nulo. Sendo, ento, escalas relativas.
Decibel-Volt (dBV)
Escala relativa de tenso
0 dBV equivale a 1V, logo:
=
1
log E
EdBV
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Escalas logartmicas
Bel (B)
Escala relativa de potncia, onde:
Decibel (dB) Escala relativa de potncia, onde:
Decibel-Miliwatt (dBm) Escala relativa de potncia, comR=50ohms
0 dBm equivale a 1 mW, logo:
=
REF
BP
PP log
=
REF
dBP
PP log.10
=
001,0
log.10P
PdBm
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ba
Condutor interno
Condutor externo
Dieltrico
Cabos Coaxiais de 50 e 75Ohms
=
a
bZ ln
60
0
0
+=
ba
fRAC
11
2
1
)(51
77
0
0 opolietilenohmsZ ==
Impedncia caracterstica:
Resistncia CA (perdas efeito skin):
As perdas (RAC) so minimizadasquando b/a = 3,6 , logo:
)(7777
0
0 arohmsZ ==
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Linha de TransmissoParalela
Linha de transmisso paralela, padro, de 300ohms, muito utilizada com as antenas de TV
aberta
Mesma impedncia de antena dipolo de meia onda De pouco uso aps a difuso da TV a cabo
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Impedncias de Referncia
Impedncias mais utilizadas 50 Ohms
Sistemas de RF genricos (cabo de polietileno)
75 Ohms
Sistemas de distribuio de TV a cabo
dBm (dB-miliwatt): Referncia: 1mW @ RL=50 Ohms
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Trabalhos de Laboratrio
Trabalhos de Laboratrio (Terico+Prtico) Parte Terica Simulador LT Spice IV Parte Prtica no LEE/UERJ
Trabalhos Previstos
Amplificador sintonizado
Oscilador
Misturador e Oscilador
Filtro a Cristal
Receptor AM
Rdio Digital (Modulao AM, SSB e FM)
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Softwares de UsoObrigatrio LT Spice IV
Simulador de Circuitos de RF
Baixar e instalar o software
http://www.linear.com/designtools/software/
Baixar arquivos (simulador) da pgina
http://www.lee.eng.uerj.br/~gil/circom.html
Criar pasta de trabalho, exemplo: Circom ecopiar arquivos para a pasta criada
Manuais do LT Spice
http://www.lee.eng.uerj.br/~gil/circom.html
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Outros Softwares
SDRadio receptor SDR
http://www.sdradio.eu/sdradio
SDRTX transmissor SDR
www.g4jnt.com/SDR
TxSW.htm Audacity reproduo, gravao e anlise de
arquivos de udio
http://audacity.sourceforge.net VAC cabo de udio virtual
http://software.muzychenko.net/eng/vac.htm
o
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Equipamentos de Medioem RF (laboratrio)
Frequencmetro Osciloscpio
Analisador de espectro
PC com placa de som
MP3 player
o
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PROGRAMA:
1- Introduo
2- Amplificadores de pequenos sinais de RF (*)
3- Osciladores (*)4- Misturadores (*)
5- Sintetizadores de Freqncia (Loops Fechados em Fase PLL, DDS)
6- Filtros passa-banda baseados em ressonadores piezeltricos (*)
7- Amplificadores de potncia para RF8- Moduladores e Demoduladores de amplitude (AM, DSB, SSB e ASK)
9- Moduladores e Demoduladores de ngulo (FM, FSK e PM)
10- Tipos e estruturas de receptores de RF
11- Tipos e estruturas de transmissores e transceptores de RF12- Rdios Digitais (modulao e demodulao analgicas e digitais)
13- Rdios Definidos por Software (*)
Circuitos de Comunicao
(*) Inclui aulas prticas