Electrónica de Comunicaciones CONTENIDO RESUMIDO: 1- Introducción. 2- Osciladores. 3- Mezcladores. 4- Lazos enganchados en fase (PLL). 5- Amplificadores de pequeña señal para RF. 6- Filtros pasa-banda basados en resonadores piezoeléctricos. 7- Amplificadores de potencia para RF. 8- Demoduladores de amplitud (AM, DSB, SSB y ASK). 9- Demoduladores de ángulo (FM, FSK y PM). 10- Moduladores de amplitud (AM, DSB, SSB y ASK). 11- Moduladores de ángulo (PM, FM, FSK y PSK). 12- Tipos y estructuras de receptores de RF. 13- Tipos y estructuras de transmisores de RF. 14- Transceptores para radiocomunicaciones. ATE-UO EC TX 00

13- Tipos y estructuras de transmisores de RF Línea de transmisión Información Red de adaptación de impedancias Modulador y amplificador de RF Amplificador de banda base Antena Oscilador Cualidades de un transmisor: Estabilidad de frecuencia. Pureza espectral de la señal de salida. Potencia (requiere definiciones específicas en función del tipo de modulación). Rendimiento del transmisor. Fidelidad de la modulación. Margen dinámico. ATE-UO EC TX 01

Estructuras de transmisores Estructuras de transmisores de AM (I) Dependen esencialmente del tipo de modulación. Dependen también de la frecuencia de emisión, ya que también ésta está relacionada con aquella. Estructuras de transmisores de AM (I) Modulación a nivel de potencia Modulador de potencia Oscilador Amplificador de señal de banda base Información Antena Amplificador de potencia de banda base Amplificador de señal de RF Clase C/D Amplificadores no lineales Þ Alto rendimiento ATE-UO EC TX 02

Estructuras de transmisores de AM (II) Frecuencia fija Oscilador Banda base Información Antena RF Modulador fXtal Clase C/D Frecuencia variable, con conversión de frecuencia Oscilador a Xtal Banda base Información Antena RF Modulador Oscilador de frecuencia variable fV fXtal + fV fXtal Clase C/D ATE-UO EC TX 03

Estructuras de transmisores de AM (III) Frecuencia variable, con PLL fXtal·NP·NF1/NF2 Banda base Información Antena RF Modulador PLL  NP DF+F  NF1  NF2 Sintonía digital mC fXtal Clase C/D ATE-UO EC TX 04

Estructuras de transmisores de ASK El oscilador puede ser como en cualquiera de los casos anteriores. Se muestra con PLL: fXtal·NP·NF1/NF2 Banda base Información Antena RF Modulador PLL  NP DF+F  NF1  NF2 Sintonía digital mC fXtal Clase C/D ATE-UO EC TX 05

Estructuras de transmisores de DSB y SSB Modulación a nivel de señal. Los amplificadores de potencia de RF deben ser lineales. Estructuras de transmisores de DSB (I) Oscilador Banda base Información Antena Clase A/B RF Oscilador Banda base Información fXtal Antena Clase A/B RF Transmisor de DSB a frecuencia fija ATE-UO EC TX 06

Estructuras de transmisores de DSB (II) Transmisor de DSB a frecuencia variable con PLL Banda base Información Antena Clase A/B RF PLL  NP DF+F  NF1  NF2 Sintonía digital mC fXtal fXtal·NP·NF1/NF2 ATE-UO EC TX 07

Estructuras de transmisores de DSB (III) Transmisor de DSB a frecuencia variable con conversión de frecuencia Banda base Información Antena Clase A/B RF Oscilador a Xtal Oscilador de frecuencia variable fV fXtal + fV fXtal Antena Oscilador Xtal Banda base Información fXtal Clase A/B RF Oscilador de frecuencia variable fV fXtal + fV ATE-UO EC TX 08

Estructuras de transmisores de SSB (I) Oscilador a Xtal Banda base Información Antena Clase A/B RF Filtro a cristal fXtal Con filtro a cristal: la modulación debe realizarse a frecuencia fija Con mezclador I/Q p/2 +/- Oscilador Banda base Información Antena Clase A/B RF ATE-UO EC TX 09

Estructuras de transmisores de SSB (II) Frecuencia variable Antena Clase A/B RF Oscilador de frecuencia variable fV fXtal + fV Oscilador a Xtal Banda base Información fXtal Filtro a cristal Con filtro a cristal Antena Clase A/B RF Oscilador de frecuencia variable fV fXtal + fV Inf. p/2 +/- Oscilador Banda base Con mezclador I/Q fXtal ATE-UO EC TX 10

Estructuras de transmisores de SSB (III) Con filtro a cristal y frecuencia variable generada con PLL fXtal1 + fXtal2·NP·NF1/NF2 PLL  NP DF+F  NF1  NF2 Sintonía digital mC fXtal2 fXtal2·NP·NF1/NF2 Antena Clase A/B RF Oscilador a Xtal Banda base Información fXtal1 Filtro a cristal ATE-UO EC TX 11

Ejemplo de transmisor de SSB Ejemplo 1: Transmisor de radioaficionado de la banda de 20 m (HF, modulación en USB): fRF_min = 14 MHz, fRF_max = 14,35 MHz, fIF = 9 MHz, DfIF = 2,5 kHz (usando filtro a cristal de 8 polos), fosc_min ≈ 5 MHz y fosc_max ≈ 5,35 MHz Antena Clase A/B RF Filtro a cristal B F 8,99873 MHz 5,00127 - 5,35127 MHz 9 MHz 20 - 2520 Hz Señal de voz 14 - 14,35 MHz 9,125 MHz 8,99875 8,99873 MHz ATE-UO EC TX 12

Acondicionador digital Acondicionador digital Estructuras de transmisores de modulaciones digitales tipo PSK y QAM (I) Modulación a nivel de señal. Los amplificadores de potencia de RF deben ser lineales. La modulación debe realizarse a frecuencia fija. Oscilador a Xtal Información digital fXtal Antena Clase A/B RF Acondicionador digital Reloj Transmisor BPSK p/2 + Oscilador Antena Clase A/B RF Información digital fXtal Acondicionador digital Reloj I Q Transmisor QPSK (4QAM) ATE-UO EC TX 13

Estructuras de transmisores de modulaciones digitales tipo PSK y QAM (II) Transmisor QPSK (4QAM) a frecuencia variable p/2 + Oscilador Información digital fXtal1 Acond. digital Reloj I Q fXtal1 + fXtal2·NP·NF1/NF2 PLL  NP DF+F  NF1  NF2 Sintonía digital mC fXtal2 fXtal2·NP·NF1/NF2 Antena Clase A/B RF ATE-UO EC TX 14

Estructuras de transmisores de FM y FSK (I) Modulación a nivel de señal. Como no hay información en la amplitud, los amplificadores de potencia de RF no tienen que ser lineales. La modulación no es necesario que se realice a frecuencia de portadora fija. La frecuencia de la portadora en el modulador no es necesario que coincida con la de transmisión. Existen muchos tipos posibles de estructura, en función de que: Que la frecuencia del modulador coincida con la de transmisión o sea distinta. Que la frecuencia de transmisión sea variable o fija. Que la frecuencia del modulador sea variable o fija. Que las modificaciones de frecuencia se hagan por conversión (mezcla), multiplicación o con PLLs. ATE-UO EC TX 15

Estructuras de transmisores de FM y FSK (II) Frecuencia constante de portadora en el modulador e igual a la de transmisión Banda base Información Antena Clase C RF fXtal Información Antena Banda base Clase C RF N1·N2·fXtal x N1 x N2 fXtal Frecuencia constante de portadora en el modulador, pero distinta a la de transmisión Multiplicador de frecuencia ¡¡Ojo!!: la desviación de frecuencia se multiplica por lo mismo que la frecuencia ATE-UO EC TX 16

Estructuras de transmisores de FM y FSK (III) Frecuencia constante de portadora en el modulador, distinta a la de transmisión. Frecuencia de transmisión variable por mezcla Banda base Información Antena Clase C RF fXtal Oscilador de frecuencia variable fV fXtal + fV La desviación de frecuencia no cambia al cambiar la sintonía ATE-UO EC TX 17

Estructuras de transmisores de FM y FSK (IV) Frecuencia constante de portadora en el modulador, distinta de la de transmisión. Frecuencia de transmisión variable con PLL Banda base Información Antena Clase C RF fXtal1 fXtal1 + fXtal2·NP·NF1/NF2 PLL  NP DF+F  NF1  NF2 Sintonía digital mC fXtal2 fXtal2·NP·NF1/NF2 La desviación de frecuencia no cambia al cambiar la sintonía ATE-UO EC TX 18

Estructuras de transmisores de FM y FSK (V) Frecuencia variable de portadora en el modulador, coincidente con la de transmisión. VCO estabilizado con PLL Antena Clase C RF PLL  NP DF+F  NF1  NF2 Sintonía digital mC fXtal fXtal·NP·NF1/NF2 Banda base Información + ¡¡Ojo!! la desviación de frecuencia cambia al cambiar la sintonía ATE-UO EC TX 19

Estructuras de transmisores de PM Son semejantes a los de FM, pero con moduladores de PM Ejemplo: Frecuencia constante de portadora en el modulador, distinta de la de transmisión. Frecuencia de transmisión variable con PLL. Clase C RF Banda base Información fXtal1 + fXtal2·NP·NF1/NF2 PLL  NP DF+F  NF1  NF2 Sintonía digital mC fXtal2 fXtal2·NP·NF1/NF2 fXtal1 ATE-UO EC TX 20

Ejemplo de transmisor de FM (I) Realización práctica con un circuito integrado MC2833 (I) ATE-UO EC TX 21

Ejemplo de transmisor de FM (II) Realización práctica con un circuito integrado MC2833 (II) Tipos de estructura posibles ATE-UO EC TX 22

Subsistemas de control en transmisores El control automático de nivel (ALC o CAN). El control automático de ganancia de audio. El medidor de ondas estacionarias. ALC y control automático de ganancia de audio Actúan como los AGC de los receptores, para garantizar el funcionamiento lineal de los amplificadores de potencia de RF (en el caso del ALC) y de audio. También se encargan de que no se produzcan sobremodulaciones. La elección de sus constantes de tiempo puede llegar a ser compleja. RF Antena Clase A/B audio Filtro a cristal Clase A AGC ALC ATE-UO EC TX 23