Transformadores

En esta sección, luego de haber estudiado algunos filtros, se estudiaron las aplicaciones de los transformadores y de circuitos magnéticamente acoplados:

Se estudiaron los transformadores ideales y sus ecuaciones, de ésto se aprendió que tiene muchas aplicabilidades, ya sea si se quiere reducir voltajes, amplificar o reducir impedancias observadas o corrientes. Todo esto transmitiendo toda la potencia a la carga.

Existen muchos tipos de transformadores, pero básicamente los parámetros que importan son la inductancia vista en el primario, la relación entre el número de espiras y el factor de calidad; con estos datos se puede predecir el comportamiento de los circuitos que utilicen transformadores.

Como se dijo antes, importa mucho la permeabilidad magnética del núcleo, mientras más alta, mayor será la inductancia, lo cual implica que se necesitaría menos cable, por lo que el factor de calidad sería mayor. El problema está en que no se puede colocar cualquier núcleo, ya que este no puede ser conductor; existe un material no conductor llamado ferrita, el cual tiene una permeabilidad magnética alta, por lo que conviene utilizarlo. 

Existen muchas aplicaciones para los circuitos magnéticamente acoplados, especialmente porque se pueden utilizar para alimentar un circuito sin necesidad de conectar cables directamente a él. 

Por otro lado, así como se vieron transformaciones útiles con los filtros anteriormente, se estudiaron otras soluciones para evitar afectar el Q de un circuito resonante por efectos de carga gracias a una configuración basada en capacitores que logra un efecto en la resistencia de carga que la hace ver más grande:

Así como este ejemplo, se estudiaron otras equivalencias muy útiles, realmente se recomienda conservar esta guía, ya que será de mucha utilidad para poder analizar fácilmente circuitos de este tipo.

Filtros en RF

Es importante destacar que al ver el diagrama interno de muchos circuitos integrados, es muy difícil entender el funcionamiento de estos, para lograr entenderlos muchas veces es necesario realizar aproximaciones, en este capítulo se estudiarán algunos filtros y maneras de aproximar circuitos complicados en otros más sencillos y conocidos.

Se estudió el filtro pasa-banda con resistor y circuito tanke (L y C en paralelo):

El cual tiene fr=1/(2*pi*sqrt(LC)) con amplitud igual a la de la fuente, esto se logra debido a que a esa frecuencia el paralelo LC se comporta como un abierto, así que la salida sería igual a la entrada.

También se estudiaron variantes de este circuito, con resistencias en paralelo al circuito tanke, donde se obtiene la misma forma de respuesta frecuencial, solo que con amplitud distinta, debido a que se comportaría como un divisor de voltaje a esa frecuencia.

También se analizaron casos más practicos, como un LR en paralelo con C, ya que en la realidad todas las inductancias echas con una bobina tienen una resistencia parásita en serie. Si se cumplen ciertas como condiciones, como que el factor de calidad Q de la bobina es mayor que 5, se puede decir lo siguiente:

Esas equivalencias son muy útiles y aplicables, resultan de gran ayuda para cálculos, ya que este circuito con Rp es conocido. Gracias a esto, se estudiaron casos con A.O. y transistores con circuito tanke.

Además de este filtro pasabanda, se estudió el circuito RLC, el cual también se comporta como un filtro pasabanda:

Lo particular de este diseño es que en DC tiene ganancia 1 y no 0, luego para fr=1/(2*pi*sqrt(LC)) tiene un pico y posteriormente, ganancia 0.

Posteriormente en clases se estudió como hacer bobinas e inductancias, se estudio que la forma de la bobina influye, al igual que el número de espiras, el radio y la permeabilidad magnética del núcleo. Dependiendo del cable utilizado, de su longitud, de lo bien hecho que haya sido hecha la bobina y de la frecuencia que operará se tendrá un factor de calidad, el cual afectará el ancho de banda y la ganancia de los filtros estudiados.

Detector de envolvente y amplificador de audio

Como se dijo a inicios del curso, para demodular la modulación en amplitud, prácticamente basta con detectar la envolvente de la señal transmitida/recibida.

Para entender cómo detectar la envolvente de una señal, empezaremos con entender el funcionamiento de un conversor AC/DC:

El cual se basa en que en los semiciclos positivos de subida, el capacitor se descarga y cuando empieza a bajar, el capacitor mantiene el voltaje en la salida, sin embargo, se va descargando lentamente, la idea es hacer la constante de tiempo T=1/RC lo más grande posible.

Por otro lado el diodo tiene una caída de tensión entre sus terminales; si se utiliza un diodo de germanio, se puede lograr que la caída sea menor. Por lo que la salida no se verá tan afectada como si se usara otro tipo de diodo.

En el caso del detector de envolvente de una señal puramente alterna, no se quiere que la constante T=1/RC sea muy grande o muy pequeña, tiene que estar de acuerdo a la frecuencia de la onda, de tal modo que se capturen solo los picos, la relación perfecta es: Período de la portadora<<RC<=1/(m*2*pi*fm) con m el indice de modulación.

Sin embargo, si la señal a la que se le quiere detectar la envolvente tiene una componente DC, como lo es en nuestro caso, los valores obtenidos para RC son distintos: 1/Fc<<RC<(Vdc/Vc +1)/(m*2*pi*fm) con Vdc la componente DC y Vc la amplitud de la componente AC.

Esta etapa iría después de nuestra etapa separadora, así que junto con el detector de envolvente serían así:

Finalmente y posteriormente a estas etapas viene la etapa de audio, que consta de un amplificador de audio y de un altavoz:

Existe una dificultad importante al intentar conectar un altavoz directamente a un A.O., esto ocurre debido a que usualmente, los altavoces tienen resistencias muy bajas, nosotros utilizaremos un altavoz con una resistencia de entrada de 8 ohms, si se conecta directamente este altavoz a la salida del TL081 por ejemplo, ocurrirá que el circuito demandará más corriente de la que el O.A. puede suministrar, así que es necesario hacerle creer al circuito que la resistencia es más grande; para esto se utiliza un transformador de impedancias de tal modo que la impedancia vista sea 8*n^2, si se utiliza n=6, se logra una resistencia aparente 36 veces más grande. La ventaja de esto es que se logra transmitir toda la potencia a los altavoces con corrientes que puede manejar un A.O. convencional como el TL081.


Igualmente que en el caso anterior, es necesaria la alimentación unipolar, que se logra con un capacitor a tierra conectado en serie con R1. Así que el circuito resultante del amplificador de audio sería el siguiente:

Entonces, conectando esta etapa a la salida del detector de envolvente, ya estaría listo nuestro receptor de media onda regenerativo, que es lo que se quería.

Etapa separadora

Si se coloca una etapa con resistencia de entrada baja en la salida de nuestro amplificador sintonizable, el paralelo entre esta resistencia y Ra modificará el ancho de banda y la regeneración de nuestro circuito, por lo tanto es necesario colocar una etapa separadora entre el amplificador sintonizable y las siguientes etapas.

Para esta etapa se puede utilizar un Amplificador Operacional (A.O.) en modo seguidor de tensión. Cabe destacar que anteriormente no se podía utilizar un A.O. debido a una limitación que tienen todos los A.O. que es el producto ganancia-ancho de banda. Para los A.O. convencionales, a las frecuencias de operación (Rango de frecuencias de onda media) no se podría lograr una amplificación como la que se logra con un transistor, ya que por ejemplo, el TL081 a 3 MHz no podría tener una ganancia mayor que 1.

Sin embargo, como ahora se necesita ganancia unitaria, se puede lograr con el TL081 ya que estamos trabajando a frecuencias menores de 3 MHz. 

Por otro lado, se quiere que nuestro receptor trabaje con una batería de 9V y no con dos, es decir, no queremos tener que alimentar el TL081 con +9V y -9V, para esto hay que realizar unos ajustes al seguidor de tensión convencional, los cuales son conectar un capacitor que sea un corto a las frecuencias de operación y un abierto en DC como lo muestra la siguiente figura:

Si la fuente de voltaje Vg=VDC+Vm*cos(wt), se lograría que que en DC: Vo= VDC y en AC: Vo=Vm(1+R2/R1), es decir, amplifica la componente sinusoidal pero no amplifica la componente DC, lo cual es perfecto, así no se satura la salida. 

Como el producto ganancia-ancho de banda del TL081 es 3000, a 1.5 MHz, máximo se tendría una ganancia de 2, así que se escoge R2/R1=2.

De este modo se logran las siguientes ventajas:

-Se logra una etapa separadora ya que la resistencia de entrada del A.O. es muy grande.

-Se utiliza una sola polaridad: +9V.

-Se amplifica solo la componente AC, que es donde está la información.

-Se tiene una amplificación de 2.

Sintonía y Amplificación

Primero que nada pido disculpas a mis lectores por el retraso.

Ahora que sabemos polarizar transistores, colocarlos en la zona activa y lograr la amplificación deseada, es hora de incorporar nuestra antena al amplificador y convertirla en un receptor, que además deberá ser sintonizable.

Una posible mejora a nuestro receptor es retransmitir la señal amplificada y que sea captada de nuevo por la antena receptora, de este modo, la señal final de entrada (tensión inducida por el inductor) , sería la suma de de la original amplifica más la original. A esto se le llama realimentación positiva; para lograrla hay que asegurar interferencia constructiva y que la señal resultante final no sature el amplificador.

Para lograr este efecto se puede utilizar un devanado secundario sobre el devanado de la bobina ya utilizada y colocar un circuito RL en paralelo con la salida del amplificador inversor, es necesario garantizar que la señal capturada por el inductor de la antena y el voltaje en el L (del transformador secundario nuevo) estén en fase. De este modo, el voltaje aparente inducido por la antena es superior al que se tenía antes.

Resulta que esta implementación no solo trae esta ventaja, sino que también reduce notablemente el ancho de banda del filtro, esto es bueno ya que se puede aumentar la selectividad del receptor. Al reducir el valor de la resistencia Ra del circuito RL colocado, aumenta la sensibilidad y la selectividad. Sin embago Ra tiene límites, si Ra se hace muy pequeño, ocurrirá que el amplificador se convertirá en un oscilador sinusoidal, así que no se puede exagerar colocando Ra muy pequeña. Si Ra es variable sería perfecto, ya que para el momento de sintonizar otra frecuencia, se puede aumentar la selectividad y luego de encontrada la frecuencia buscada, se aumenta de nuevo la selectividad reduciendo Ra.

El circuito resultante sería el siguiente:

Polarización de transistores bipolares

En esta clase conocimos ciertas configuraciones para lograr que los transistores estén en zona activa. Lo importante para entrar en esta zona es que se cumplan las polarizaciones correctas y estas son que Vbe>0 y que Vcb>0. Es importante recordar la razón por la que se quiere que esté en zona activa; esto se hace porque en esta zona se comporta de una manera más lineal el transistor, teniendo la corriente de base proporcional a la corriente de colector en un factor llamado β que relaciona estas corrientes, el cual es prácticamente constante en esta zona. Esto permite que el transistor se pueda utilizar para controlar corrientes a partir de otras corrientes u voltajes y lograr usos muy prácticos como ser amplificadores.

Existen muchas maneras de lograr amplificar una señal de entrada con un transistor bipolar; nuestro objetivo es utilizar el transistor como un amplificador de señales con un rango de frecuencia de onda media. Cada configuración tiene ciertas ventajas y desventajas.

Entre las configuraciones vistas en clase, vimos que existen configuraciones térmicamente inestables, esto significa que al calentarse, empiezan a disminuir la ganancia, por lo que se calientan aun más; de tal modo que entran en un círculo vicioso del que no podrán salir hasta que se queme el transistor. Esto no es conveniente. 

Por otro lado, también existen configuraciones que no tienen este inconveniente, ya que se logra hacer una realimentación negativa con el calor y se compenza este efecto manteniendo una ganancia y una temperatura prácticamente constante, lo cual es lo que es lo que buscaremos.

Para lograr la máxima amplificación de señales bipolares, es muy conveniente tomar en cuenta que la salida no va a ser bipolar, por encontrarse en el colector (recordar que Vcb>0 y  Vbe>0, por lo que  Vc>0), entonces lo ideal es centrar Vc en Vcc/2 de tal modo de tener una maxima excursion de Vcc/2.

Normalmente se encuentra un modelo circuital básico de los transistores bipolares en donde no se observan capacitancias, sin embargo para el disño de radioreceptores es necesario tomar en cuenta que los transistores tienen unas capacitancias parasitas, ya que estas capacitancias pueden hacer que nuestro amplificador tenga una frecuencia de corte baja y no lograr una gran amplificación a frecuencias por el orden de los MHz. Para evitar esto, se podría colocar un inductor correctamente escogido, de tal modo que contrarreste el efecto de filtro pasa bajo, o por lo menos intentar reducir su efecto y hacer que la frecuencia de corte sea mayor.

Posteriormente a todos estos diseños y mejoras, pasamos al laboratorio y probamos que el transistor esté correctamente polarizado, que el efecto de amplificación se lograra y que al colocar el inductor, la frecuencia de corte fuese mayor y así tener una amplificación casi constante desde  frecuencias de 300 KHz hasta los 1500 KHz.

Diodos y transistores bipolares

En esta clase entendimos como funciona realmente un diodo! y observamos que no se comporta como un abierto o un cerrado (a diferencia de lo que creiamos hasta ahora los estudiantes). Estudiamos sus ecuaciones características que relacionan la corriente que atraviesa el diodo con el voltaje que cae entre sus nodos.

Realmente esta expresión (corriente vs votaje de caida Vɣ) es altamente exponencial y una vez alcanzado cierto valor, la pendiente de esta recta es casi infinita, por lo que para efectos prácticos de simplificación, se asume que es una recta vertical. Entonces se asume que Vɣ se vuelve constante a partir del momento en el que la recta empieza a subir.

Si se tienen fuentes pequeñas variables en el tiempo y no se quieren despreciar valores ni realizar aproximaciones, se puede hacer el análisis en pequeña señal que consiste en suponer que no está conectada la fuente alterna (pequeña) y calcular el punto de operación del diodo tan solo para la alimentación DC. Luego de calculado el punto de operación, se puede "linealizar" la ecuación de corriente vs Vɣ al rededor de ese punto de operación derivandola. De este modo, es sencillo observar los cambios que habrán en la corriente y voltaje del diodo con la fuente alterna.

Un transistor bipolar es un semiconductor de tres nodos (base, colector y emisor) con unas características muy particulares si se polariza correctamente, entre estas estan que la corriente por la base es proporcional a la corriente por el colector, siendo la corriente de base mucho menor que la de colector.

Análogamente, un transistor bipolar se comporta muy parecido; para saber cómo opera el transistor cuando hay fuentes alternas pequeñas conectadas a él, es necesario calcular en primera instancia el punto de operación en DC, llamado punto Q. 

Y posteriormente, reemplazar el modelo del transistor por su modelo en pequeña señal y realizar los cálculos respectivos. Los transistores operan en varias zonas: Zona activa, saturacion, zona inversa y zona de corte. El punto Q determina en qué zona está, por lo que habrían modelos en pequeña señal distintos, normalmente se intenta polarizar el transistor de tal modo que se encuentre en zona activa ya que es la zona más lineal y se pareciera más a un diodo. 

Lo interesante de los transistores bipolares es que tienen muchas aplicaciones posibles, especialmente en la de amplificadores, ya que son capaces de amplificar un voltaje de entrada casi linealmente con ganancias altas y a frecuencias considerablemente altas. Posteriormente hablaremos más a fondo acerca de los transistores y sus aplicaciones.

Construcción de una bobina/antena

En las últimas dos clases construimos una bobina que hará la función de antena y tambien de inductor, lo cual, como ya dijimos, servirá para filtrar de una vez la señal de entrada.

La bobina se hace con un alambre de cobre recubierto por un aislante, el cual se enrolla al rededor de una barra de ferrita (Se escoge la ferrita por tener una permeabilidad magnética relativamente alta). 

La siguiente ecuación sirve para calcular el número de espiras necesarias para la construcción de cierta inductancia:

donde μ es la permeabilidad del material, N el número de espiras, A el área y l la longitud del hilo

l=N*d, donde d es el diámetro de la barra.

En el laboratorio construimos un inductor de aproximadamente 250 mH, los cuales podían variar dependiendo de la posición de la bobina a lo largo de la barra.

Por otro lado, es importante saber que todas las mediciones implican una perturbación en el comportamiento de un sistema. En el caso de circuitos a alta frecuencia, es importante no agregar capacitancias producidas por el cable de medición al momento de medir; por esta razón se usan sondas de baja capacidad, las cuales intentan perturbar lo menos posible.

Además de estos problemas a alta frecuencia, existen más, otro gran problema a alta frecuencia es que los materiales conductores, a alta frecuencia no son tan conductores, esto se debe al efecto pelicular el cual hace que con corrientes alternas, se observa mayor densidad de corriente en la superficie que en el centro, lo cual hace que aumente la resistencia del conductor. En el laboratorio también medimos la resistencia del inductor (demostrando así que no es un inductor perfecto).

Dado este fenómeno, es necesario determinar una relación entre la resistencia asociada a este inductor, por lo que aparece un factor llamado factor de calidad (Q), el cual, mientras mayor es, significa que la resistencia es menor para una inductancia y una frecuencia de operación dada.

Entonces, es necesario realizar ciertas cosas diferentes a alta frecuencia, como usar sondas de baja capacidad, tomar en cuenta que los conductores tienen una menor conductividad,que no hay nada ideal y que como al medir se perturba el circuito, el circuito se comporttará distinto cuando se deje de estar midiendo.

Una alternativa más sencilla

El uso de multiplicadores analógicos es algo muy complejo, no es fácil conseguir multiplicadores que manejen altas frecuencias de manera fiable y que sean económicos, por otro lado, la sincronía que es necesaria en el caso anterior (en el que los multiplicadores requerían un coseno que estuviera en fase tanto en el emisor como en el receptor) no es fácil de lograr y mucho menos económica.

Para esto, se han ingeniado alternativas mucho más faciles y económicas para la demodulación en el receptor, ya que lo importante es que esta tecnología sea accesible al público en general. Como todo tiene su precio, el gasto adicional, ahora lo llevan las empresas que emiten, más adelante se verá la razón de esto.

Un coseno de amplitud Vm y frecuencia fm con una componente DC de valor Vc, con Vc-Vm>0 (es decir, que la señal resultante ahora no sea bipolar), se puede multiplicar por un coseno unitario con frecuencia fc y lograr que la señal resultante tenga como envolvente la señal original de frecuencia fm.

Para detectar con mayor precisión la envolvente, es necesario que la frecuencia fc sea mucho mayor que la frecuencia fm.

La implementación de un receptor capáz de recuperar el mensaje de frecuencia fm es un simple detector de envolvente, el cual no requiere mucho más que un diodo, una resistencia y un capacitor. Lo cual resulta muy económico para los usuarios receptores. El problema está en el emisor, el cual está consumiendo más potencia que en el caso anterior, ya que se está emitiendo una componente DC (la cual no porta información) que consume mucha potencia; todo esto para mayor sencillez y ahorrarle costos y problemas a los receptores.

Como todo tiene sus pros y sus contras, también existen ciertos problemas con estos detectores de envolvente a la hora de aplicarlos a la realidad. El problema principal es que los diodos requieren una mínima tensión entre sus terminales para entrar en conducción, existen diodos que requieren al menos 600 mV o algunos un poco más costosos, como los de germanio, que requieren voltajes menores como 300 mV. Esto hace que la señal recibida tiene que tener al menos 300 mV en el receptor para poder ser recuperarla correctamente. Por lo que o se transmite con mayor potencia o se tienen que colocar las antenas a una distancia menor de la que se quisiera. Sin embargo, una opción adicional es amplificar la señal recibida previamente filtrada (para no amplificar señales indeseadas que puedan saturar el amplificador).

Una última etapa es eliminar la componente DC con un filto pasa altos, el cual solo tiene que eliminar el de frecuencia 0 Hz. Posteriormente, se puede amplificar la señal con un amplificador de audio y la señal ya estará lista para ser reproducida.

En nuestra primera clase en el laboratorio observamos una señal modulada en amplitud de este modo y nos tocó reconocer los valores que caracterizan esta modulacion, los cuales son fc, fm, Vm, Vc y m (indice de modulación).

Comunicaciones via radio a larga distancia y señales de audio

Existen varias maneras de emitir ondas a larga distancia:

Como las ondas electromagnéticas (OEM) se propagan en línea recta, el modo más básico de recibir OEM, en una antena receptora, emitidas desde una antena emisora, es permitiendo que ambas antenas tengan alcance visual; como la tierra tiene curvatura por ser esférica, ésta curvatura es la limitante principal para este tipo de comunicación. Para lograr alcances mayores, lo que se hace es elevar las antenas, existe una relación para saber la distancia máxima "d" a la que pueden encontrarse las antenas de alturas "h1" y "h2" respectivamente: d*1000<=4.3(h1^0.5 + h2^0.5).

Otro problema para este tipo de comunicación es que como necesitan tener alcance visual, no puede haber ningún obstáculo entre las antenas, ya sean edificios, montañas, etc. 

Existen excepciones al caso de que ambas antenas tienen que tener alcance visual directo, estas excepciones tienen que cumplir ciertas condiciones:

El segundo método es el llamado onda superficie y es muy eficaz, con gran alcance para frecuencias menores a los 2 MHz. Tienen que cumplirse ciertas condiciones, como ser una tierra húmeda y plana. Este es el caso de Francia, que al ser húmeda y plana, no necesita muchas antenas emisoras para cubrir largas distancias en este rango de frecuencias.

El tercer modo de emitir OEM a larga distancia es aprovechándose de un fenómeno natural que ocurre en la ionósfera, en la cual, dependiendo de las incidencias solares, se crea una capa reflectiva que permite que se reflejen las OEM que inciden en ella, regresándolas a la tierra. Muchos factores afectan este fenómeno, la frecuencia de la onda, el ángulo de incidencia y la cantidad de sol que ha recibido la ionósfera afectan la reflexión de las ondas. Por lo que a distintas horas del día no se alcanzarán distancias máximas iguales ni potencias recibidas iguales. Este método es más conveniente para frecuencias de 2 a 30 MHz. Si hay sol se pueden reflejar frecuencias mayores a 10 MHz y sin sol, lo más conveniente son las frecuencias menores a 10 MHz.

Por otro lado, una de las principales cosas a transmitir via rádio es el audio, en especial, la voz humana. La voz humana va en el rango de frecuencias de los 20 Hz a los 20 KHz, si se conectase un micrófono a una antena, se necesitarían antenas de kilómetros de altura para poder emitir estas ondas, por lo que es necesario usar otro rango de frecuencias para usar antenas con dimensiones alcanzables.

Para desplazar una señal en frecuencia, basta con multiplicar por un coseno de frecuencia fc. Esto hace que el espectro de la señal original se desplace y quede centrado en la frecuencia fc, si fc está en el orden de los MHz, se tendrían que usar antenas de menos de 100 metros de altura, lo cual es algo aplicable.

El problema con este método es que para recuperar la señal, se necesita multiplicar la señal por el mismo coseno (en frecuencia y fase), lo cual no es algo muy fácil de lograr. 

Otro punto a tomar en cuenta, es que como el espectro radioeléctrico (el cual es limitado) quiere ser utilizado por muchas empresas, se tienen que aplicar reglas para la distribuición de los permisos para emitir estas ondas. Como la voz humana puede ser reconocible tomando frecuencias menores a los 4 KHz, se limitará el uso de frecuencias superiores a ésta; es decir, hay que filtrar la señal de voz antes de emitirla. Por otro lado, como el espectro de la señal ocupará 4 KHz a cada lado de la señal fc y no existen filtros perfectos, se tomó como medida que entre dos señales fc distintas, tienen que haber 5 KHz, dejando 2 KHz de espacio libre entre cada banda.

Entonces, como hay ondas centradas en muchas frecuencias fc, para el momento de la recepción, es necesario filtrar la señal recibida dejando sólo la que se quiere recuperar. 

En conclusión, esta forma de emisión de ondas conlleva a antenas grandes (pero construíbles) tanto de emisión como de recepción y requiere una perfecta sincronía a la hora de multiplicar por cosenos. Por otro lado, la separación de las frecuencias fc a 5 KHz es completamente necesaria a la hora de transmitir para evitar interferencia entre las señales.

Otras antenas, ruido y potencia...

En la tercera clase estudiamos un tipo de antena con una mayor aplicabilidad para cubrir grandes distancias, esta antena es el monopolo en landa cuartos, la cual requiere un "espejo" conductor  muy grande como base, para esto se hace una torre que será la antena y en su base, se colocan radiales conductores enterrados y se inunda de agua. Esta antena tiene el doble de ganancia directiva que la antena de landa medios, ya que lo radiado hacia abajo, es reflejado por el "espejo".

Por otro lado, vimos una antena mucho más pequeña y directiva, hecha con inductores, cuando el flujo de campo magnético atraviesa el devanado, se produce una diferencia de potencial entre sus extremos y se puede regenerar la señal. Es directiva porque si se gira la antena, cuando el flujo magnético deje de atravesar el devanado, no se podrá regenerar la señal.

El ruido es inevitable, pero se puede discriminar, si se tiene un ruido con potencia menor que la de la señal estudiada, es posible discriminar el ruido de cierto modo. Para esto se han creado estándares, los cuales dicen que para una buena recepción, como mínimo la relación S/N tiene que ser de 6 db. lo cual corresponde a que la señal recibida tiene que tener al menos el doble de la amplitud que la del ruido. Para lograr una buena recepción en todos los puntos, es necesario realizar los cálculos tomando las mayores distancias que se quieren alcanzar.

Otra antena estudiada fue la Yagi-Uda, la cual es la misma antena de landa medios con unas barras adicionales acopladas, las cuales ayudan a  a incrementar su ganancia directiva.

Un buen ingeniero trabaja las ganancias en db o dbm, por lo tanto, es necesario tener una buena base acerca de como operar con estas unidades. Ese fue el objetivo final de la clase. La diferencia mas basica entre un db y un dbm es que el db compara con 1 W y el dbm compara con 1 mW; sin embargo para ambas las propiedades de los logaritmos son muy útiles.

Reinventando la radio

En la segunda clase se habló de la radio desde las ideas más básicas, y se intentaron analizar los principios básicos de la radiación de señales por el aire.

Hablamos de que las leyes de Kirchhoff no son aplicables a circuitos con tamaños no despreciables ante el tamaño de la longitud de onda de la señal que circula por ellos. En los casos en los que la longitud de onda de la señal sea comparable con el tamaño del circuito, los abiertos no se comportan como abiertos y los cortos no se comportan como cortos. Por ejemplo: Un circuito de 11 m de largo no se comporta igual con señales de 27 MHZ que con señales de 27KHz, ya que sus longitudes de onda serian 11 m y 11000 m respectivamente.

Estos fenómenos permiten a antenas (las cuales son circuitos abiertos) de tamaños comparables con la longitud de onda de la señal de entrada inundar el espacio circundante con ondas electromagnéticas. Lo interesante de esto es que a pesar de ser un abierto, este abierto se puede representar como una impedancia no infinita y si se cumplen ciertas condiciones, esta impedancia sería totalmente real, tal como una resistencia; sin embargo, la potencia consumida por esta "resistencia" no sería transformada en calor, sino en ondas electromagnéticas radiadas.

Por otro lado, estas señales radiadas pueden ser recibidas por otra antena y regenerar la señal original proveniente de la fuente conectada a la antena emisora. Lo cual es básicamente, la radio. Nota: Es importante recordar los cálculos de potencia y de transmisión de línea ya que son fundamentales.

¡Hola mundo!

Este blog tiene como finalidad ser una especie de "Bitácora" en la cual iré comentando todo lo relacionado a lo hecho en las clases de Diseño de Radio Receptores impartidas por el prof. José M. Miguel. 

En la primera clase el prof. José hizo una introducción acerca de lo que estudiaremos a lo largo del trimestre, comentó que se realizarán prácticas en el laboratorio la mayoría de las clases así que es muy importante no faltar a clases, en especial para no dejar solo al compañero. Cabe acotar que mi compañera de laboratorio será María Alejandra Sanchez. 

En la clase hablamos acerca de la modulacion AM y FM e intentamos explicarlas en palabras muy sencillas de tal modo de que cualquier persona puediera entender qué son estas modulaciones.

El prof. nos hizo comprender que una manera de respetar al prof. es avisando si uno no podrá asistir a la clase, ya que así como a uno le gustaría saber cuando él no vendrá, a él le gustaría saber cuando uno de nosotros no irá.

Por último, nos pidió que despues de cada clase publicaramos un post de tal modo de documentar lo visto en clases y de practicar la gramática en la redacción de ensayos e informes.