Circuitos Resonantes Pr. Fernando Cancino

Circuito resonante ideal

Algunas definiciones Ancho de banda: Es definido por la diferencia de las frecuencias de – 3dB : donde: es la frecuencia de corte superior es la frecuencia de corte inferior. Q : Relación entre la frecuencia de corte a su ancho de banda. Es una medida de la selectividad de un circuito resonante. Factor de forma = SF: Relación del ancho de banda a -60 dB al ancho de banda de -3 dB.

Factor forma en un filtro práctico

Otras definiciones Atenuación final: Es la atenuación que presenta el circuito resonante fuera de la banda de paso especificada. Pérdidas de inserción: Pérdidas obtenidas entre la fuente y la carga, debidas a la absorción de potencia de los componentes del circuito resonante. Usualmente es expresada en decibelios (dB). Ripple: Es la medida de lo plano que es la banda de paso de un circuito resonante. También se expresa en dB.

Circuito Resonante de 2 componentes reactivas Circuito resonante LC Respuesta en frecuencia:

Pérdidas en resonancia En resonancia el circuito es resistivo. Por tanto el circuito resonante se puede apreciar como un divisor de voltaje. Si el elemento de salida es un capacitor, las pérdidas del circuito serán:

Ejemplo de pérdidas con carga capacitiva Asumiendo una carga capacitiva de 25 pF (filtro pasabajos): La función Vo/Vi en dB será:

Ejemplo de pérdidas con carga inductiva Asumiendo una carga inductiva de 0.05 mHy (pasa altos): La atenuación en voltaje es:

Ejemplo de pérdidas con circuito resonante Asumiendo como carga un circuito resonante: Voltaje de salida: Atenuación:

Circuito resonante con carga Incluyendo una carga resistiva al circuito resonante: Si L= 0.05 uHy, C=25 pF y R=50 y 1000 se obtienen cambios del Q:

Circuito equivalente para cálculos del Q Empleando la impedancia paralela equivalente a través del circuito paralelo: El Q del circuito decae, puesto que:

Efecto con R constante y variando X Efecto del Q vs Xp en 142,35 MHz.: Curvas del Q=1.1 y Q=22.4, donde se observa el cambio del ancho de banda.

Efecto de los componentes en el Q cargado Los componentes usados en el circuito resonante tienen pérdidas y producen degradación en el Q cargado. En circuitos prácticos estas pérdidas finitas se representan por un circuito equivalente serie o paralelo. La resistencia Rp y la reactancia Xp se relacionan:

Efecto de las pérdidas de inserción

Transformación de impedancias Dos métodos empleados para realizar transformación de impedancias: a) Con tap C: b) Con tap L:

Acoplamiento de circuitos resonantes El acople capacitivo es uno de los métodos más utilizados. El valor del condensador no puede ser escogido al azar. Efectos de varios valores de C12 se aprecian en la figura: El valor de C12 usado para acople de dos circuitos idénticos:

Circuitos equivalentes de circuitos resonantes acoplados capacitivamente A) por debajo de resonancia. B) por encima de resonancia.

Acoplamiento inductivo Con inductor en serie: Con transformador: Para circuitos resonantes idénticos:

Efectos con varios valores de inductancias de acoplamiento Con acople inductivo: Con transformador:

Circuito equivalente de circuitos resonantes acoplados inductivamente Por debajo de resonancia: Por encima de resonancia:

Acoplamiento activo Es definido como un circuito resonante en la salida de un amplificador de RF. Cada circuito de sintonía es el mismo si cada uno tiene el mismo Q con carga. El Q total es: