Cap 4 Circuitos Moduladores y Demoduladores de Amaplitud

earÍrx¡¡-o

a

e rncurTCS MODULADORES Y

I I

^l

DEfuTODULADOR.ES ^Ai P DE AftAPLITUD f n

Obietivos ----@

Despuésde termínareslecapítulo,podrd: +

Explícarla relación de la ecuación básica de la señal de AM con la producción de modulación de amolitud, mezclay conversiónde la ftecuenciaoor medio de un diodo u otro componenteo circuito no lincal con la frecuencia.

+

Contparar las ventajasy desventajasde la modulación a bajo y alto nivel.

+

Explicar cómo se mejora la respuestade un diodo detector básico con circuitos detectores de onda completa.

+

Definir la detección sincronizada y explicar la función de los recortadores en los ci¡cuitos detectores sÍncronos.

+

.Determínar la fuirción de los moduladores balancea_ dos y definír las diferencias entre moduladores de celosía y moduladores en circuiro integrado (CI).

<>

Dí6uiarlos componentesbásicosde toi circuitos ripo filtro y tipo corrimiento de fase para la generaciónie señalesde BLU.

U L r\ (-

U A T R

o

I

a¡rtplitud queproducen rariación'-enla Se han desarrolladodocenasde circuitosmoduladores produpara circuitos Hay *odutu¿otu' de la portacorade acuerdo."" l"""o"ii"i;fo-rmación estecapítulo se estudianalgunos En tt*t' ;;;;"iti"t v cir AM, DBL y BLLI a y de circuitos intc"i".1* de componentesdiscrelos de los nloduladoresde amplitud Áá' "otuntt para AM' DBL y'BLU' demoduladores grados(CI). También ," onori''*-ti"uitos

:¡ DE AMPLITUD 4 - l P n r r . r c l p t oesÁ s t c o sD E L A M o D u L ¡ ' c t Ó N antcrl(rr'sc de.AM' que se presentóen el capítulo Al examinarla ecuaciónbisica para la señal es 'a ecuacton I AIr'1' generarse concluye cómo puecle ,,^v : l'o sen}n/ot + (y,, sen zÍf,,,t)(senzrft't) y el segundoel producto de dicha portadora donde el primer térnrinoes la ponadorasenoidal del volttir¡11¡^i"stantáIreo de la amplitud y las señalesmoduladoras.(;fi;;';;;nnr
EN EL DOMINIO DEL TIEMPO seun circuito que puedamultiplicar lls Viendo la expresiónpara lArr, es claro que se necesita figura 4-1 muestrael diagrama pofladora--La la tunl"' lu"go ñales portadoray moduladora'l (o ate¿"'"ttoll"t un circuito cuya ganancia en bloquesde estecircuito. t; ¿;;?.#t'lo "' llamamosa esagananciaA' la expresiónprnuación)sea una función de (1 f nr sen?rJ,,,t)'Si ra la señal de AM es t ^r' : A0r') scn' La figura 4-2 se n'¡uestraalgunoscircuit'os dondeA es el factor de ganancia(o atenuación)' propo.cioque,.la. mayor ganancia 4-2a),A es.una cillos basadtrsen estaexpresrón;en la f-rguru atenuadapor un rlivisor de volla'portadorae--s nrda por un anrplifrcador'}. ;'i"-;;;;;"¿ú)' de atenuación'La portadora factor es tanto' po' io taje.En estecasotu g"non.l" ., t*á' qu" t ¡'' A' fija fracción se mulriplica por una

Señal

[lultiolicador analógico

-"i"iá1". , ¡-*

Suredol

.rl-u"

Portador VpsenznlPl FlcuRA 4-l

Capítulo4

producir AM' Diagrama en bloques de un circuito para

C¡acunos MoouLAREsY oEMoouL DoRss DE AMPuruo

Ganancia = A (>1)

/ es proporcional a o una luncióñ de m sen 2rl-¿ + 1

.D

-.

\c

ltja A' por unaganancia de la portadora Frcus 4-2 Multiplicación Ahora, si la gananciadel amplificador o la atenuacióndel divisor de voltaje se hacenvalíseñal ria¡ de acuerdo con la señal moáuladora miás l, se producirá Alvl. En la frrgura4-24) que moduladorase usa¡ápara incrementaro disminuir la gananciadel amplificadora medida variar cambia la señal de inteligenciay en la figura 4-2b) la señal moduladorapodría hacer una de las ¡esistenciasen el divisor de voltaje creandoun factor de atenuaciónvariable.Hay ganancia o la tal vuiedad de ci¡cuitos populares que permiten hacer va¡ia¡ dinámicamente la atenuacióncon otra señal,produciendoAM.

AM

DE LA FREcUENc¡A

e¡¡ EL DoMtNto

otra forma de generar el producto de las señalesportadora y moduladora es aplicar ambas señalesa un circuito o componenteno lineal, de preferenciauno que -senereuna función basada 1 u e . l a . c o m e n tees u n a f u n e n u n a l e y c u a d r á t i c aE. l c o m p o n e n t eo c i r c u i t o . l i n e a l e s . u q g " l : q del vOltaje(figura 4-3a). Un resistoro un trxnslstorpolanzadollnealmenteson eJemción ünea_l plos de un dispositivolineal. La corrienteaumentaen proporcióndirectaa los incrementosdel voltaje en el dispositivo.La pendientede la línea se determinapor el coeficientea en la ex: av. ' oresióni El ci¡cuito no lineal es aquel en que la corriente no es directamente proporcional al voltaje. Un componentecomún no lineal es un diodo que tiene la respuestaque describela frgura 4-3á), donde los incrementos del voltaje incrementan la corriente, pero no en línea recta- En lugar de esto, la variación de la corriente es una función cuadrática,función que varía en pro-

Li scntiÍcio:e volr¡don

A

4

oElI I

Volta¡e '----+-

Voltaje

--------->.

b'j

al

FrcuRA +3 Cuwas de ¡espuesta lineal y de ley cuadrática: a) relación vohaje-coniente lineal, á) respuesta no ünea.l o cuadrática4-l

PRtNclPlos 8Ástcos D€ LA MoDULActóN Dg AMPuruD

157

efecto de campq Los transistores bipotares y de porción al cuadrado de la señal de entrada.

p""¿"'p'r'iT,t-i-gj::"'":T:,Y"0":,f[::t'.1:l': effecttransistor)* (FET,fietd querosdiodos mientras v ros¿1' revc-u1llitica ffi'rtü:.'J'#: ff:;;;;:;i;;i;;;;" seaproximana la función ¡iti de mayororden'sólo bipolaresquetienen transistores "olniontnt"' la va¡iaciónde la corrientepuedere' ¡i itpr""' tsn ley. de la mencionada "";;;;ffi";"i""iá' con la ecuación '.i' de maneraaproximada ;;;;t" i=av*bvz por el corriente igual at voltaje aplicado multiplicado donde ¿y es el componente lineal de la t¿i v áv2' elcomponente de seEunpolarización-1: de lál"nt" un" coeficiente a (en general de orden su¡-'erior' Úan^sistor"stambién tienen términos do orden de la corriente' L"t;i;;;t por lo que despreciables' y menudo a son pequeños como cf, dva,etcétera;sin tmba'go, éstos en un análisisse elimina¡

ilffi ::ffi iü'il,"nur.,portadora',T^:9:l1o:"i:"::11L:l]::ii:::','"":l; ^"ff::':ffi;;;;ffi ;; ;;;i"ro ¡"flll11lT,li1 al diodoll se"'-n""'*1"":0."':'i:fÍ:'': comoilustrala hgura4-4' El voltajeaplicado :: l;1[[";i:o."il;;ilo rá entonces

La corriente del diodo en el resistor es i = a(r'p + v,,) * b(v o + t',,,)1

Desa¡roliando tenemos i = a(v

o

* v,,,) + b(t]

I

2vov,, i

v2^)

por las señalespoii:: trigonomérricas Al sustituirlas expresiones seno"'r' dondeo" = v,,': sen2tf''t = r"" :"i",::t::1tj:Lt": '' : tn

da v"

*'"1T;,':

;il';;ial;T'

f,,"v

Entonces seal u,,t i = aVpsen u¡ I al;nsen o¡,r + bVo2 * lrv,,2 sen?o,,,1

-l 2b\trV^ sen opt sen o"¡¡

Onda d€ AM

Señal moculad.:a Y ?rmónica

I

t

I

t_

Esp&'.ro de sal¡da

:

producirAM F¡cuu 4-4 Circuito de ley cuadríricapara t5E

DEAtrlPLrruo Y DEMoouLADoRES MoouLAREs 4 C¡Rcumos Capftulo

z./

Envoñenlé de la onda $no¡dal modutadora

y bandaslaterales FrcuM4-5 Señalde AM quetieneno sólola portadora sinotambiénla señal moduladora.

- cos 2A.) en la expresiónpreceAl sustituir la identidadtrigonométricasenzA:0.5(l dente,proporcionala expresiónpara la corrienteen el resislorde cargaen la figura 4-4. i = avo sen apt + avn sen oñr + O.5bv2e(I- cos 2 oot) * 2bvov,^sen op¡ sen a,,t + 0.5bf,, (l - cos o,,¡) El primer términó es la portadora senoidal, que es la parte clave de la onda de AM; el segundo término es la onda senoidalde la señal moduladora.Por lo común, no es parte de la onda de ArV y es mucho menor en frecuencia que la ponadora, así que es fácil f¡ltra¡la afuera. El tercer término, el producto de las ondas senoidalesde las señalesportadora y moduladora, define la onda de AM. Si se hacenlas sustirucionestrigonométricasque se explican en el capítulo3, se obtienen dos térmi¡os adicionales: la suma y diferencia en frecuencia de las ondas senoidales, que son las bandas laterales superior e inferior. El término cos 2aot es una onda senoidal del doble de la frecuencia de la poitadora; esto es, la segundaarmónica de la portadora. El término 2añt esla^segundaarmónicade la onda senoidalmoduladora.Estos componentes son indeseables,pero muy fáciles de elimina¡ por medio de filt¡os. Los diodos y transistores, cuya función no es una ley cuadrática pura, producen tercera, cuarta y armónicas de mayor orden que algunas veces se conocen coúro productos de intennod.ulacíán y que también son fáciles de filtrar. La figura 4-4 muestra el circuito y el espectro de salida de un diodo modulador sencillo. Su forma de onda de salida, que se muestra en la figura 4-5, es una onda normal de AM a la cual se [e ha sumadola señal moduladora. '

FrcuRA 4-6 El circuito resonante filtra la seña.lde modulación y las amónicas de la ponadora, dejando sólo la portadora y sus bandas laterales. 4-l

PRrNcrptosBÁgcos o€ r-¡ lroour¡cró¡

DEAMpLmuD

r59

resulta el circui.lfii Al sustituir un circuito resonanteparalelopor el resistoren la figura 4-4' to moduladorque muestrala figura 4-6. Est" circuito es resonantea ]a fJecu¡rcf1.!-e]1 f*.;-: leterales,perq'i dora y riene un anchode bandálo bastanreamplio para que Pasenlas bandas y armónica5 la segunda como así moduladora' ; señai la angostoparafrltrar tambiénlo bast¿rnte a trar'és del cirde orden superior de Ia portadora. En consecuencia,resulta una onda de A\4 cuito sintonizado. frecuenEste análisisse apiica no sólo aAM, sino tambiéna dispositivosde translaciónde balanceatlos y' cia como mezclado¡es,detectoresde producto,detectoresde fase' moduladores que tensa o dispositivo circuito cualquier a aplica se hecho, De otros circuiros heterodinos. de frecuenciasy función de le1,cuadrárica.Erplica cómo se forman las sumas y diferencias porquélama¡.oríadelosprocesosdemezclaymodulaciónestánacompairadosdeconrponen. tes indeseablescomo armónicasy productosde intermodulación'

4-2 MooULADoRESDE AMPLITUD Losmoduladoresdeamplitudporlogeneralsondedostipos:debajonivelodealtonir,e.l.Los y por lo tanro'.debenammoduladoresde bajo nivel generanAM con señalesmuy pequeñas' produplificarse de man.ia considerable-(i van a transmitirse.Los moduladoresde alto ni.,ei de un Úanscen AM a niYelesde alta potencia,por lo generalen la etapafinal de amplificación consideran misor. No obstanteque los circuitás que se estudiaránen las siguientessecciones y componentesdiscretos,debe tenersein n]"n," gue hoy día la mayoría de los moduladores integrados' circuitos de en forma producen amplitud se demoduladoresde

AM

pE

BAIO NIVEL

e s t áe l m o M o D U L A D O R E SC O N D I O D O .E n r r el o s m o d u l a d o r edse a m p l i t u dm á s s e n c i l l o s en la fidulador con diodo descritoen la secciónprevia. La utilización prácticaque muestfa gura 4-7 constad¿ una red ntezcladoraresistit'a.un diodo rectificadory un circuito sintonizaal otro' áo LC.Lt ponadcrase aplica a uno, de los resistoresde entraday la señalmoduladora las dos seL:¡s señalesmezclsdasaparece¡a travéscleR., red que permite la mezclalineal de son ñales,esto es. sumadasLn fornla algebraica.Si anrbasseñales,portadoray moduladora' la frque describe la conro será dos resistores los de ,-Inión senoidales,la r,rndaresultanreen la moduladora.Esla señal no es dc AM y -eura4-8c). donde la onda porradoravi:i:, en la señal e l p r o c e s od e m o d L l l e c i ónno e s u n p r o c c ' ' rd c s t t n r a '

Señal

Fca¿a$a

FrcuR 4-7

ló0

Capítulo4

N4oduiaciónde amplitud con un diodo.

DE AMP¡-ÍUD CtRcutros MoouLiREs y DEfioDULADoRES

\___,.

clrcui-;:i 4I

:s, pero':.. nónic¿¡.:, del ci¡- ll recuenea(los y :e tenga r n c i a sy iponen-

Vel.Los ¡en amri produir trans:sideran :doresy

4#ffMffh AAAAA n^n *VTNTTWV_

Al^ n AAAAAnnn -TVTW.v"rrl

con diodo' Frcum 4-8 Fomas de ondaen un modulador

:l el mo.n Ia fi::.¡onizai al otro. s dos se:ora,50n :.ce la fi:rAMy

La fomra de onda compuesrase aplica a un diodo rectificador.Este diodo se conectade maneraque esté polarizadoen directa por el semiciclopositivo de la onda de enrrada.Durante los Semiciclosn€gativosde la.onda,el diodo está en corte y no Pasaseñal.La corrientea travésdel diocloes una seriede pulsospositivoscuya amplitud varía en proporcióncon la amplitud de la señal moduladora(figura 4-8d)Estospulsos en el sentidopositivo se aplicanal circuito sintonizadoparalelode I y C, que estánen resonanciaa la frecuenciade la portadora.Cada vez que el diodrt conduce,un pulso de corrienrefluye hacia el circuito sintonizado.El inductor y el capacitorintercambianener''anilleo" a la frecuenciade resonancia.. La oscilagía varias veces,lo que causaoscilacióno ción del circuito sintonizadocrea un semiciclo negativoPor cada pulso positivo de entrada. Los pulsos positivos de amplitud alta producenpulsosnegativosde amplitud alta en el circuipulto sintonizado.Los pulsospositivosde baja amplitud producenen forma correspondiente sos negarivosde baja amplitud. La forma de onda que resultadel circuito sintonizadoes una señal de AM, como ilustra la figura 4-8e). El factor Q del circuito sinronizadodeberáser lo bastantealto para elim|nar las armónicasy produciruna onda senoidallimpia y filtrar la señal moduladora, y lo bastante bajo para que puedan acomoda¡selas bandas lateralesgeneradas. Esta s¿ñal produce AM de alta calidad, pero las amplitudes de las señalesson críticas Para una operación apropiada. Debido a que la porción no lineal de la curva característicade los diodos ocucresólo a niveles de voltaje bajos, los nivelesde la señaldebenser bajos,menores que i y para producir AM. A voltajes más altos la respuestade corrienle del diodo es casi lineal. El circuito trabajarnuchomejor con nivelesde señalesde milivolts'

4-2 MoDUrADoResDEA¡vrPlrruo

Portadora

Señal hoduladora

La figura 4-9 muestrauna versión mejor del circuito MoouLloones CoN TRANSTSTOR. recién descrito.Como utiliza un transistoren lugar de un diodo, el circuito tiene ganancia.La unión emisor-basees un diodo y un dispositivo no lineal. La modulaciónocurre en la forma descrita,exceptoque Ia corrienteen la base controla una corriente mayor del colector y, por lo tanto, el ciicuito amplifrca.La rectificación ocurre debido a la unión emisor-base,lo que causamayorespulsosde corrienteen el circuito sintonizado,el cual oscila (anillea) para generar el semiciclo falrante.La salida es una clásicaonda de AM' La frgura 4-10 describeotro moduladorcon transistor,circuito que utiliza los principiosde variación de resistencia pa¡a producir AM. Aquf la portadora está acoPlada por medio de un transformador a la base de un amplificador clase A transistorizado. La polarización viene del divisor de volraje, R, - R2' como lo haría en cualquier amplificador de una etapa en emisor común. Ct tiene baji reacianciaa la frecuenciade la portadora,por lo que no se generaPor' tadora a travésde Rr. La señal moduladorase acopla capacitivamentepor medio de Cr. aplicándosea travésdefresisior de emisor R.. Por lo tanto, viaja sobre el voltaje de polarización

ilc-llB

Ar¿

ll-

Gananc¡a¡ = -IL r¿+R.

Señal

FtouR 4-10

Capftulo 4

Un modulador meiorado con trans¡sior.

CrRcufos MoouLAREsy DEMoour,{DoREsDE AMPUTUD

de cd desarrollado por la corriente del emisor a Favés de Rt. Este arreglo permite que hnro la la corriente del colectorseñal de la portadora como la moduladora controlen De. acuerdo con la teoría básica de los amplificadores transistorizados,la ghnancia de un amplificador de emisor común es casi D

A: Ril donde R, es la impedancia de carga en ca en el colector, que pam este circuito es la impedanR. es la resistenciaexternadel emicia resistivadel circuito sintonizadoparaleloen resonancia, sor en estecircuito R' y rl es la resistenciaca de la conduccióndel diodo emisor-base.Por lo general,el valor de rl lo determina el valor de la corriente de emisor (/r)' que es casi 0.025//, R- es comúnmentemucho mayor que rj. Si varía el voltaje a travésde R., de acuerdocon Ia señalmoduladora,se produce un cambio en la polarizaciónefectiva,y la resistenciade r',varía de la misma manera.Por lo tanto, la gananciadel Circuitocambia en proporcióncon la señal moduladoray se produceAM a travésdel circuito sintonizadode salida. MoDULADoRES coN FET. El modulador de amplitud sencillo que muestrala figura 4-ll, consta de un ampliñcador operacional (a¡np op) y un FET que se utiliza como resistor vriable. El amplificador operacionalse conectacomo amplificadorno inversor para la señalportadora. La ganancia,A, del circuito está dada por la expresión A = | + (Rl/R)' donde la resistencia de realimentación, Ro es un valor fijo y R,, la resistenciade un canal N de unión FET. Una polarización cd negativa mantiene la unión compuerta-fuente polarizada en inve¡sa. La señal moduladora se aplica a la entr¿da por medio del capacitor Cr. l-a señal de la portadorase aplica a la entradano inversora(+) del amplificadoroperacional. Al cambia¡ la ganancia en el ampliñcador, de aiuerdo con la señal moduladora, se produce AM. Con señal moduladora cero, la resistencia del FET es un valor fijo y, por lo tanto, la amplirud de la portadora es constante. Al aplicar una señal moduladora senoidal, varía la resistenciadel FET. Una señal de enFada moduladoraen el sentidopositivo causadisminución en la resistencia del FET: una señal de ent¡ada moduladora en el sentido negativo, inc¡ementa ésta. Al aumenrar la resistencia del FET hay disminución en la garancia del amplificador operacional y viceversa. En consecuencia,se produce una señal de AM a la salida del amplificador operacional-

(Polaizacón

FtcuR

4-l

I

FET

urilizado

pra

FEf)

vriar

la gmancia

de un amplificador

opemcional

para producir

AM-

4-z MooutrDoREsDEAMPLíUD

lo,

que debe¡¿ El componenteimPortante de este circuito es el FET, polarizarse de manera que su resistencia de,fuente a frenaje.sea t¿n seaposible en un intervalo amplio' El mejor punto deli"-; iineal "onro is operaciórl dg¡'j: nealidad puede lredecirse examinando las curvas centro del interen el compuerta la de polarización y la frjando FET Los moduladores con diodos PIN se usan bastante Porque son de los pocos métodos disponibles Para Producir AM a frecuencias de microondas.

r ' ¿ l ol i n e a l .

4 - 1 2 m u e s t r av ¡ l ' MopuL¡oongs coN DIoDos PIN ' La frgura AM' Estos c;rcuirios circuitos de atenuación va¡iable para producir y frecue¡' tos utilizan diodos PIN para producir AM en VHF' UIIF' de diodo de especial tipo es un PIN diodo El cias de microondas. unióndesilicio,diseñadoparausa¡seenfrecuenctassupenoresacasi diodos actúancomo resistorgsr,al-ia100MHz. Cuandoestánpolerizadospara conducir,estos por él' Una coriendel diodo varía linealmentecon la corrienteque fluye bles. La resistenci.r baja produceresistenciaalta' En la corriente una que mientras baja resistencia prr'rdu.. td "lt" nredidaquelaseñalmoduladorahacevaríarlacorrienteconducidaatravésdeldiodoPIN,se produceAM. Enlafigura4.l2a)'IosdiodosPINestánconectadosespaldaconespaldaypolarizadosen se aplica a los diodospor directanred]anteun voltajefrjo negativode cd' La señalmoduladore mediodelcapacitorC,.Estasenal-moduladoradecaviajasobre.lapolarizacióndecd'sumiínde los diodos PIN' Estosdiodos a éstay. por lo tanto,variandola resistÉñóiá closey restándose Una señalmoduladora en seriecon el osciládorde la portadoray con la carga. ." y' en consecuencia'aumcntasu "n"uan,.un en el sentidopositivo reducela polarizaciónde los diodos-PIN de la carga. una señal moduladora resistencia.Esto reduce la ampliiud de la portadora a través lo que causareducciónen la en el sentidonegativo," ,rn1" u la polarizaciónde conducción' de la portadora' amplitud la aumenta y, por lo tanto. diodos de los resistencia Lañgura4-12,b)nruestraunavariacióndelcircuitomoduladorcondiodosPlN'dondelos Esta configuración se utiliza cuando se quiere diodos estánconectldos en forma de red' "r' de modulación' presencia en aun conslante inlpedancia una nrantener un ci¡cuilo de atenuaciónvaEn amboscircuirosde la figura 4-12, lo; diodos PIN forman Estos circuitos moduladoresinriable, la que cambia con ta ariplitud de la señal moduladora' seguidospor amplificadorespra troducenuna pérdidaconsiderabley. por lo tanto, deben ser

^J:li:::.," oi'i'ii"""ij,"

Oscilador de podedc¡a

Dl

,l

4-t2 FTGURA

164

\'foduladoresde irnplitud de alta frecuencia con diodos PIN'

DE AMPLTTUD Y DEMoDULADoRES Capítulo4 ClRcutfos MoDULARES

etre¡á:ii

aumentarla señalde ArVI a un nivel utilizable.A pesar de estasdesventajas, los moduladores con diodos PIN se utilizan hastante,ya que son de los pocos mécodosdisponiblesparaproducir AM a frecuenciasde mróroondas.

ra tal

deti- i n del'ii lnter- i

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'rrcuicucn_ do de ¿ casi r a¡ia;rienEn la IN, se ios en os por umánciodos ladora :rta su rladora lenla rde los quiere ión va:res in.s pila

r_ h €¡g¿

r i f e r e n c i ahl a c eu n e x c e l e n t m e odulaA M P L I F t C A D o R E SD I F E R E N c I A L E SU. n a m p l i f i c a d o d dor de amplitud. En la figura 4-l3n) se muestraun circuito típico. Los transistorese, y e" forman el pardiferencial y O, es la fuentede corrienteconstante.C, suministra'unacorrienté de emisor constante,Ie, ^ Qt ! Q,, Ia mitad de la cual fluye por cada rransistor.La salidaaparece a travésde los resistoresde colecto¡ R, y Rr. La salida es una función de la diferenciaentre las enlradasV, y V,; estoes, y""t = A(% l/,), dondeA es la gananciadel circuito. El amplificador tambiénpuede opeiarseóon unaiola entrada-cuando se hace así, la otra entradase pone a tierra o se fija a cero. En la figura . f - 1 3 ¿ ) , sVi , e s c e r o l,a s a l i d a e s V o r = A ( V r ) . SVi " e s c e r ol,a s a l i d a e s T o , = A ( - V , ) = - A V r . Esto indica que el circuito inviene a V,. EI voltaje de salida puede tomarseéntre los dos colectores,procluciendouna salidaá¿rl¿¡nceada o diJerenc¡al.La salida también puede tomarsede la salidade cualquiera¿e los cotectores y tiera, produciendouna salidaen modo simple. Las dos salidasestándesfasadaslg0" entre sí. Si se utiliza la salidabalanceada,el voltaje de salidaa travésde la cargaes del tloble que el voltaje de salida en modo simple. No se requierencircuitos especialesde polarización,ya que el valor correctode la coriente del colector lo suministrade modo directo una fuente de corrienteconstante,0r, en Ia figura 4-l3a)- Los resistoresR3, R4 y R, junto con Vuu polarizan la fuente de corriente constanre, Or. Sin aplicar señalesde entrada,la corrienteen p, es igual a la corrienteen.er, la cuaLes 1ul2.La-salida balanceadaen este momento es cero. Como el ctcuito formado pór Rry el y Q, conducelo mismo, el puenteestá balanceadoy. la salidaeot¡e Ios colectoreses cero. Pero si una señal de entrada,yl, se aplica a @,, la conducciónde Q, y Q2 se ve afectada. Al incrementa¡el voltaje en la basede B, se incrementala corrientedel colectorde p, y disminuye la corrientedel colector de Q, en una cantidadigual, de maneraque la suma de las dos corrientessea/u. Al disminuir el voltaje de entradaen la basede O,, disminuyela coriente del colector de p,, pero aumentaen Qr.La suma de las corrientesde los emisoressiempre es igual a la coriente que suministraBr. La gananciade un ampliñcador diferenciales una función de la corrientede emisor y el valor de los resistoresde colecto¡- La expresión A : (RJE)/50 proporciona una aproximación de la ganancia.Esta es Ia gananciaen una sola salida,donde éstase toma de uno de los colectores con respecto a tierra. Si la salida se toma de entre los dos colectores, la gananciaes dos veces el valor anteriorRa es el valor del resistor del colector en ohms e /E es la corriente en müampers. Si R. = R¡ : Rz : 4.7 kA e 1, = 1.5 mA, la gananciaseráde al¡ededorde A = a 700 (1.5)/50= l4l. En la mayoría de los amplificadores diferenciales,Ra e .Iuse hjan, proporcionandouna ganancia consta¡te. Pero como muestra la fórmula anterior, la ganancia es directamenteproporcional a la corriente del emisor. Por lo tanto. si la corriente del puede hacersevaria¡ de acuerdo con la señal moduladora, el circuito producirá AM. Esto se logra con facilidad al cambiar un poco el circuito, como en la figura 4-l3b).La portadora se aplica a la base de Q,, y la base de Q, es puesta a tiena. La salida tomada del colector de Qres asimétrica (en modo simple). Pero como no se utiliza Ia salida de 0,, su resistor de colector puede omitirse sin afectar el circuito. La señal moduladora se aplica a la basede la fuente de corriente consta¡te, 03 y a medida que vada la señal de inteligencia, vtría Ia corriente de emisor. Esto cambia la gananciadel circuito, amplificando a la portadora en una cantidadque determina la ampLitud de la señal modulado¡a- El resultado es AM en la salida.

4-2

Mot)ítiDq¡t

:¡ rrg AMpLnUo

I C)

t, I' Gañancia = A

L

lr, t

-ve b)

Ftcuu

Caoílulo 4

+¡3

modulador' a) Amplificador diferencial básico, b) amplihcador diferenci¡l

ClRcuros MoDUt^REsY DEMoDutAooREsoE AMPUTUD

Este ci¡cuito, como el de modulador básico con diodo, tiene'la señal móduladora en la salida en adición a la portadora y bandaslaterales.La señal moduladora puede removerla el simple uso de un filtro pasoaltasen la salida, ya que la portadora y las bandaslateralesson de mucho m:ís alta f¡ecuencia.También se pue{e utilizar un filtro pasobandacent¡ado en la frecuencia de la portadora con ancho de banda suficiente para perrnitir el paso de las ba¡das laterales. Asimismo se puede usa¡ un circuito sintonizado paralelo en el colector de e, reemplazandoal resistorRa. El amplificador diferencial hace un excelente modulador de amptitud. Tiene alu ganarcia y buena linealidad y puede modula¡se ú lAOVo.Y si se utilizan tra¡sistores de alta frecuencia o un amplificador diferencial de alta frecuencia en circuito integrado, este circuito puede utilizarse para producir modulación de bajo nivel a f¡ecuenciasen la región de las decenasde megahertz. M o D U L A D o R E S c o N A M p L r F t c A D o R E so p E R A c r o N A L E s .C o m o l a m a y o r í ad e l o s a m plificadores operacionales utilizan amplificadores diferenciales, en teoría pueden usarse pua producir AM; sin embargo, la mayoría de estos amplificadores no proporcionan una forma pua va¡ia¡ la corriente del emisor o la ganancia de la etapa diferencial intermedia. No obstante,en los amplihcadoresoperacionalesespecializados conocidoscomo programableso amplificadores operacionalesde transconductancia(OTA, operational transconductanceamplifers) un rcsistor externo fija la corriente en una de las etapasdiferenciales y, en consecuencia,frja la ganancia del circuito. Por lo tanto, los OTA pueden utilizarse para producir AM. La figura 4-14 es el ejemplo de un OTA. El ci¡cuito integradode la ñgura es simila¡ a un ampüficador operacionalconvencional,pero su gananciase puede variar por medio de un voltaje externo.Además, su salida achja como fuente de corriente en vez de como fuente de voltaje- la portadoraes atenuadapor R¡ y R2 y aplicadaa la ent¡adainversora,mientras que la entrada de no inversora se conecta a tierra a través de Rr. Se aplica un voltaje de polarización de cd da fto a esta entradavía R, para compensarcualquierdiferencia de cd en el circuito. La

Entrada de

F cum 4-¡ 4 Un amplificador operacional de transconductanc¡a (OTA) se usa como modulador de amplitud.

4-2

oE AMPUTUD MoDULADoRES

167

de potencir lincales m'dulació¡-de b^j". FrcuRA4- | 5 L(rs lslenlrs de "i*l l!l'11:,-atnplificadores de Alr{ antes d¿ su transmrsron' señrl la de nivcl el i,,.."tt*n,"t o"i"

R-,y' por medio dc Rn' a la fuente del circuito en el.amseñulniocluhdo¡:rsc rplica a rrar'ésde a la anrplitudde Ia portadoray h coniente pji{.icador.L¡ salidaes una conienre propt..ionot pasapor el resistorde cargaR' pacorriente Esta moduladora' seircl l] ilil; [u. proau." de AM' señal ',"' aonuartiar"cn un rtrlt:rjeque es una Debidoa las limitacionesen sonel CAl060' el CA3080y el EN55l7' ü."tpi.t-A. OTA portadoramás alta es menor frecucncia la amplificadores' estos oe la respuestaen frecuen"-tl que 5bo tHz. D E B A r o N r v E L . E n r o s c i r c u i t o sm o d u l a d o r edse A r r , r p l r r r c ¡ c r ó r , rD E s E ñ A L E s D E A M cle las señalesse generana rnu¡'bajo I'oltaje Y magnitudes descritos' anres los ;;j;;;;;i.";es en miliq'atts' En sistemas ptltencia y \¡' la que I es lllenor gc-ncral porcncia.El loltr.¡c en se aplica a uno o mís an.rplificadores ,,'-'.t:íto.ionde bajo nivel' la señal de AN{ ñ;il.;; para ittcrenrenrarsu Potenciasin distorsionarla'señal' 4-15' liguia l" t.tu"st." ;;"";;.;;;; ----clas"i, .tas" AB o clase B- ller.anel nivel de la señalal ni' Esroscircuitos amplifrcatl..res lntes Ce alimentlr la señalde AM I la antena' r.el de potenciuclesead(r

AM oe ALro NIvEL .,€;:¡lr*

varía cl voltcje y potencia-enla-etapade ampiiliEn modulrción cl¿alto nivel' el mo'lulrdor es alta ciciencia cn el anrplificadorde RF I. resultado El rrxnsrni:or. del cación finrrl tle Rl= ..n¿inli.n,o ge;terulde ¡'ltl c¿litl¡d'

tó8

M o o u t ' ¡ o o n r s P o R c o L E c T o I i . U n e j e m ¡ | o d e c i r c u i t u n ¡ o d u l a dtransmisor < ¡ r d e á l t oes n un i r , earrplifr. leselnlodu. -1-l(1.L"
Ampl¡fícador de potenc¡a de FF

,-

Entrada de la oorladol!

Y

1 :

1::t: -:t

Ampl¡t¡cador : iirii

I vcc

FrcuM 4-ló

lvfodulador por colec¡or de alto nivel' I

:r el am:orlcnte

l:Coresde : i L u d e sd e : sistemas l:lcadores i: la señal. ;:i¡l al ni-

del transformador modulador se conecta en serie con el voltaje de alimentación, VrO del colector del amplificador clase C. Con señal cero en la entradaáe modulación,hay cero voltaje de modulacióna través del secundariode 2,, el voitaje de alimentación del coiector se aplica di¡ectamenle al amplificador clase C y la portadora de salida es una onda senoidal constante' Cuando Se presenta la señal moduladora, el voltaje de ca de esta señal, a través del secundario del t¡a¡rsformadorde modulación, se suma y se sustraedel voltaje de alimentación de cd del colector.Este voltaje va¡iable de alimentación se aplica luego al amplifrcador clase C, causando va¡iación en la ampütud de lbs pulsos de corriente a través del transistor 0r. En consecuencia,la amplitud de la onda senoidai de la Portadoravaría de acuerdo con la señal moduladora. En el momento que la señal moduladorava en sentidopositivo, se suma al voltaje de alimentacióndel colector, por 1oque aumentasu valor y crea pulsos de corriente mayores y mayor amplitud de la portadora. Cuando la señal moduladorava en Sentidonegativo, se sustraedel voltaje de alimentación del colector, disminuyéndolo. Por.ello, los pulsos de corriente del amplifrcador clase C son menores, lo que produce menor amplirud de la salida de la portadora' Para 1007ode modulación,el pico de la señal moduladoraa través del secundariode 2,, debeser igual al voltaje de alimentación.Si ocune el pico positivo,el voltaje que se aplica al colectores el doble del voltaje de alimentacióndel colector;cuando la señal moduladorava en sentidonegativo,se sustraedel voltaje de alimentacióndel colector,y en el momento que el pico negativoes igual al voltaje de alimentación,el volrajeefectivo que se aplica al colecy producecero amplin:d de salida.Esto se ilustra en la figura 4-17. toi,l" g, ". ""ro,

ampiifi-

Señal moduladora a t.avés de¡ secúndario ñ y el voltaie de alimentacaon @mpuesto ap¡icado a Ol

a í deRFY

2 vcc'--"7\-------

:s el modu' :n a::rPlifi' .ión dcl se' : osciirciól '-:. reProdtt' i

Irra de bajo : acoPlaPor r secundafo

FrcuRA 4-17

Para 1009o de rnodulación el pico de la señal moduladora debe ser igual a /." 4-2

MoDULAooREs DE AtvtPllruD

modulador de alcanzane con el circuito En la práctica, el 100% de modulación no puede del transistoren se' linealidad no la a á"uiat colector de alto nivel qu" *".,*u'iu ng;;-ri en su se modula' de manera simultánea ñal pequeña. Para soluciona¡ este prob'iema,rambién

á;;;;;;;ñ"1*:ff;1""1ü::i: lfiH:J:L*::; elamprincador loi"i.,o,, "-.i;;"' en sene c Iida del transformador de modulación se conecta t:"

tinl'.t''^"-1::t amplificador Fnat Q'' til": ;;";i para el transistor excitador 0;;; que proPorcroinductoresde bloqueo son Ric to*o i;;; it q"" clase c. Los inductores para ca' Esta técnica' muy alta muy y una impedancia nan una vía de baja impedanti" pttt "¿ con solldez una paralatanda civil' permite alcanza¡ utilizadaen transmisores¿" uti"'ñ""iá de i007c ttlT:lt'ilT:: modulación

ripoo" mejor

er produce artoniver li"ffiñ;:i,Jil;' it"'"*g:':i::^:li:.#"ff:.',H;, ry.f1". ."',:".:#iii:ir:"r:?i; ::*l*:"li,liili'T q".-'r*i'i'u" el modulador.deb":.'iryl: de. demodulador el modurador li-TÍjjll,1;, de 1 r 000 000w w er de q!!q' culto de mooulaclon QE lrutc'rLra ¡rrsr

potencia total de entrada al ampli-

il:iili::'J::!H:,:'"#j'fi:I#'t""*il.J"-¡" "no"¿u mitad de ésta' o sea' 500 W' L.Jr",

.uput de entregar ia

p^ = :^-=r6F- = 84w 22

:

portadora? c) ¿Cu'il es la Potencia de sal.idade la

: -ffi 7oeñciencia

x tOO

70(168) = 117.6W 7o eficienciaX P_!c!-loo P,¡=---loo-ación? n*" 677odemodul d)¿cuár uj;:,,:.":", ,r:,'.";Í ;:lff uo:Jil ;,,1 j\

_

'Pr '. ":. ' '

m

-: olrrii¿nlaje de modulación (1o) 0'6'7

P

=168

.oB L _

ies(o.e;lr= 18.85 w

4 con voltaje de alimentációnde cd e) ¿Cuái es la varia:ión nráxima del i007c de modulación? = 0 Mínimo de variación = Vr, Voltaje de alimentación 18 Y ,^ Vcc = 2 x 4ü :9b v \ f i í x i m o d e l a v a r i a c i ó n2 x

170

oEAMPLTÍUD Y oeMooul DoREs MooutÁRes 4 CtRcu¡Tos Capftulo

Amplili€dol

se modulancl excitador y el mplificador clue C. FlcuRA4-18 ?ara l00Vode modulación

MoouL¡ponrs EN sERtE. La desventajaprincipal de los moduladorespor colector es la necesidaddel transformador de modulación que conecta el amplificador de audio al amplificador clase C en el transmisor. Mientras la potencia es más alta, mayor será el tamaño y el costo del transformador. Para aplicaciones de muy alta potencia, se elimina el t¡ansformador y [a modulación se realiza a un nivel m:ásbajo con uno de los muchos ci¡cuitos moduladores antes descritos. La señal resultante de AM se arnpliJica en un amplificador de aita potencia lineal. Este arreglo no es el preferido porque los amplificadores lineales son menos eficientes que los amplificadores clase C. Una aproximación es usar una versión tra¡sistorizada de modulador por colector, en la cual se utiliza un transistor para reemplazar al t¡a¡sformador, como muestra la figura 4- 19. Este modulador en serie reemplaza al t¡ansformador con un emisor-seguidor.La señal de modulación se aplica al emisor-seguidor Q, el cual es un amplificador de potencia de audio. Observe que el emisor-seguidor aparece en serie con el voltaje de alimentación del colector flcc lo que causaque la señal moduladora de audio amplificada varíe el voltaje de alimentación del colector de amplificador clase C, Q,, como ilustra la figura tl-19. O, sólo cambia el voltaje de alimentación de Q,. Si la señal moduladora va a positiva, el voltaje de alimentación a Q, aumenta; por lo tanto, la amplinrd de la portadora aumenta en proporción con la señal moduladora. Si la señal moduladora va en sentido negaüvo, el voltaje de aümentación a Q, disminuye, por [o tanto, la portadora se reduce en proporción con la señal moduládora.

4-2

MoDULAooRESDe A&tPLlruD

t7t

4 vcc Seóal ñodúladora de audio Seguidor emlsor 02

Porladora

-) 6 P

e

A la antena

Frcuu 4-19 Moduladoren sene'

de aümentacióna para 1007ode modulación.cl cmisor-seguidorpuede reducir el voltaje cero en el máximo de los pictrs ncsotivos' nivel se elimina la necesidadde un t¡ansforMediante este esquemade mod-ulaciónde alto considerable la respuesta;sin embargo'es forma en mador grande, pesado¡'.'costoso! y nlejora debe disipar igual Potenciaque la disiPadapor muy deficiitnte.El moduladore'nisor-seguidor un voltaje de alimentación del colector considere ejemplo' Por el ampliñcador clase C d¿ R-F' Si no hay señarmoduladoraapücada,el porcende24y y una corrientede colrctor á. o.s e. m j e d e m o d u l a c i ó n e s c e r o . E l e n l i s o r . s e g u i d o r e s t á p o l a r i z a d o d e m a n e r a q u e l a b a s12 e yVe l e m i del voluje de a'limentación'o en esteejemplo' sor estánal voltaje de cd de ."ti l' "'ituJ Elr,oltajedealimenncióndelco|!.ctürdelamnlificadorclaseCesl2VylaPotenciadeen.' trada por lo tanto es : P . ^ , = l ' r / c = 1 - :i o ' 5 ) 6 \ \ ' p, debe duplicarse'rsí copara producir 10017¿c ¡'odul:r.-irin,el volnje del coleclor en posiüvos de la entrudade picos los en mo debe hacerlo la coiiicnie de "olttto'' Esto ocurre audio, c(lmo Ya se des:ril'iti. tje audio apirece en el emisor de q' y rnuy En este momenlo. lr :nayor pane dc la señal colector dc Q"; por lo tanto' a 100% de moel r'misor tl ! poco de la señal se ¡rre'cnt"'tut" dulación, Q2 disipa muv poc:l potenclr'

iTl''í#::T;["ü."".;

o:?lt1lllY]"3 el 'olrajeenelemisor pic.ncgcti'o'

esto es'.otros. l2 V'-aparecenenÚe V. Esto significa qu" .l ,""o del voll:je de alimentación' ser capaz de disipar 6 W' tiene que ser deberá (2, también Conto i" y .ot"",o, el emisor .t ó.' baja a menos del 50vo' Con un transformador un transistor o" .", r-'"ltJ"' l-iá¡"i"*ia "ü demodulación,laefrciencilesnruchomayor'enalgunoscasostanaltacomo80To. pero sí representa un modula' p,e"ti"o paru muy alta potenJia de AM' Este arreglo no W' ", 100 de abajo dor efectivo de alto nivel para ni*eles de potencia 172'

+

DÉAMPuruD Y oeMoouLADoREs 4 ctRcunosMoouLAREs Capítulo

DE AMPLITUD 4.3 DET,IODULADORES Los demoduladores o detectores son circuitos que aceptan señalesmoduladas y recuperanla informaciónoriginal de la señal moduladora.El circuito demoduladores la clave en cualquier receptorde radio. De hecho,los circuitos demoduladorespuedenutilizarsesolos como receproresde radio sencillos.

DETECTORES DE DIODO

::too a =:sfora:go, es : ¡ I ector porcen:l emi:, 12V. : de en-'

El más sencitloy mís ampliamenteutitizadode los demoduladoresde amplitud es el detector cterliodt¡(figura 4-20). Como se muestta,la señalde AM por lo generalse acoplacon un transformadora un circuito rectihcadorbásicode media onda que constade D, y R,. El diodo conduce cuando sucedenlos semiciclos positivosde l¿s señalesde Alvf. Durante los semiciclos negativos,el diodo estápolarizadoen inversa y no fluye corrientepor él- En consecuencia,el voltaje a travésde R, es una serie de pulsos positivos cuya amp]itud va¡ía con la señal moduladora. A] conect¿¡un capacitorpor R,, lo cual frltcala portadora,se recuperala señal moduladoraoriginal. Una forma de ver la operacióndel diodo detectores medianteel análisisde su comportamiento en el dominio del tiempo. Las formasde onda de la figura 4-21 lo ilustran.En cadasemiciclo posiúvo de la señalde AM el capacitorse carga rápidamenteal valor pico de los pulsosque pasanpor el diodo. Si el voltaje del pulso.bajaa cero, el capacitorse descargasobreel resistorR,. Se eligen C, Y R, Para que la constantede tiempo sea larga en comparacióncon el periodo de la portadora. Por consiguiente, el capacitor sólo se descargaligeramente durante el tiempo en que el diodo no conduce.cuando se presentael siguientepulso, el capacitof se carga otra vez a su valor pico, pero si el diodo no conduce,el capacitorde nuevo se descarga un poco sobre el resistor.La forma de onda resultante a través del capacitor es una aproximación a la señal moduladora originalcorno el capacitor se carga y se descarga,la señal recuperada tiene poco rizo sobre ella, que representadistorsiónde la señal modulado¡a.sin embargo,como la frecuenciade la portadora es muchas veces más grande que la de la señal moduladora, estas va¡iaciones de rizo son apenasnotables. como el detectorde diodo recuperala envolyentede la señalde AM, que es la señaloriginal moduladora, el ci¡cuito a veces se llama detector de envolvente' La distorsión de la señal puede ocurrir si es muy grande o muy pequeña la constante de tiempo del resistor de carga, R,, y el capacitor del filtro, c,, conectado en paralelo con el resistor.Si dicha constantees muy grande,la descargadel capacitorserá muy lenta para seguir

)'muy d: mo-

a-' q

-:e a 12 ;an entfe e quesef ic.-rnador Frcum ¿l-20

Demodulador de Alvf o detec¡or de diodo'

nodulaDEAMPLnUD 4-3 DEñloDUuDoREs

Portadora s¡n modulac¡ón

Portadqra modulada

Señal de AM

Enwlvente Producida Por ta sga Y dessga de q

AM redtili€da

Ftcuu +2 |

Fomas dc ondade un detcctordc diodo'

denomina dístorsióndiagonal' Si los nipidos can-,biosen la señal modrlirdors. Este efecto se muy rápido y la portadora no la constanrede riempo es muy conr, cl capacitor se descargará con un capacitorde acoplaretira se salida la de se filtra¡á Io suficiente.El coáponente "d "n a un amplificador' miento o de bloqueo, C. en la Frgura4-20' el cual se-conecta oEamaneradeverlaoperac"ióndeundetectordediodoeseneldominiod¿lafrecuen. no lineal al que se ie aplican secia. En este caso. el diodo se considera como un dispositivo son la portadora y las bandas ñales múltiples, donde toma lugar la modulación' Estas señales Los componentesde demodula¡se' a va que AM de enfada d1 laterales, que forman Ia señal +/.' y lat¿ral infe' la-banda superior'/, la señal de AM son la Portadora,4, la banda lateral y combina putu ttt- las señalesde suma ó' las dio
Í,+ Ur+ f^) t -(f +f \ f"+ ue- f^, lo- 0o- f^\ JD

t74

Caoftulo 4

'JO

CtRcunos MoouLAREsY oeMoDur^DoREsDE AMPUTUo

o"'" ;iu*Puasta ?X?l,"¿l?l;

L_<.""u0'l*"0i" I r

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tttl I I

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le Ie+ t^ zto ' lo- l^ ( eut) eonaoora m(usa) delector de diodo. de un FrcuRA4-22 EsPectrode salida t^

"

Todos estoscomponentesaparecenen [a salida- Como la frecuenciaportadoraes mucho más alta que la de la señal moduladora, la señal portadora puede hlt¡a¡se con facilidad con un simple filtro pasobajas.En un detector de diodo, este filtro pasobajases justamente el capacitor C, conectadoa t¡avés del resistor R,. Al remover la portadora sólo queda la señal original moduladora. El espéctro de frecuencia del detector de diodo se ilustra én.la irgun 4-22.E\ filtro pasobajas,C, en la figura 4-20, remueve todo, menos la señal moduladora original deseada.

R . E C E P T O R E SD E R A D I O C O N C R I S T A L El componente de cristal de los recePtoresde radio que se uüIizaron mucho en el pasado, es sólo un diodo. En Ia figura 4-23 el circuito detector de diodo de la figura 4-20 se modífica para mostra¡ la conexión de antena y los audífonos. La antena de un conductor largo recoge la señal y la acopla de modo inductivo al devanado del secundario de I,, que forma un circuito resonanteserie con C,. Observe que el secundario no es un circuito paralelo, porque el voltaje inducido en el devanado del secundario apa¡ececomo fuente de voltaje en serie con el inductor y el capacitor. El capacitor variable C, se emplea pra seleccionar una estación. En resonancia, el voltaje a través del capacitor se eleva Por un factor igual al Q, del circuito sintonizado. El aumento del voltaje en resonanciaes una forma de amplificación. Esta señal de voltaje rrv¡yor se aplica al diodo. El detector de diodo, D,, y su filtro, C", recuPeranla información moduladoraoriginal, que causaflujo de corrienLeen los audífonos.Estos audífonos sirven como resistenciade carga y el capacitor C, remueve la portadora. El resultadOes un receptor de radio sencillo, con recepción muy débil Porque no se proporciona ninguna amplificación activa. Por lo común se utiliza un diodo de germanio, debido a que su umbral de voltaje es menor que el de un diodo de silicio y permite la recepción de señales inás débiles. Los receptores de radio con cristal se construyen con facilidad, para recibir estacionesestánda¡ de radiodifusión de AM.

YI tt,

f Audilonos

(

l_ : FIcuR^ ¿t-23

Receptor de radio con cristal.

4-3

DEAMPLITUD DeMoout-ADoREs

t75

qrñ.1d"--?

enkada de 1l|j3

FrcuM 4-24

5en¿l moduladora ¡ecuperacla

Detectc'rC¿ diodo de onda completa'

DerscroR

DE DloDo DE oNDA co¡\4PLETA

_____-4-,É:!r":: si se utiliza un circuito de IecEl rendimientode un derectorde diodo básicopueclcmejorarse diodos ¡' un secundariocon '1-2'1' dos Aquí' tificador de onda contpletacomo muestrala figura para formar un circuito rectificacrrplean se {F de ,.^nafor^udor derivación al centro.n "l D, dor de onda co¡lrPlctJ.r,¡n¿^r. Con estean'eglo' el dit'do :o19u:" "" l:::::t:::l::-O"t' de diodo produceun volta¡eprotivos y D, conduie en los semiciclosnegativos'Este detector es del doble de la frecuencia tu *"t .s má-sfácil de filtrar' El rizo medio de salida ntás "1t", capacitornccesariopararenlover la portadorapu-edeser.de.lamide la porladora.El r'¿lordel t a d d e l c a p a c i t o r u t i l i z a d o " n u n d " t " c t o r d e d i o d o d e n r e d i a o n d a . E l b e n e ñ c i o p rrizo i n c iop a l d e no son tan distorsionadaspor el estecircuito es que las frecu¿nciasmodttlatlorasaltas de media onda. Por lo tanto,la tan atenuadtspor la acción¿.ii,r". como el circuito_detector cfltlco' tan es no y filtrado el es nle)'or de salida amplitud

DerecroRrs síNcRoNos ___.4;F¡sl* de reloj int.'rna en la frecuenciade' Los derectttressírcrtrlosutillziin en el recc¡rroruna señ¿l lr encendidoproduciendouna rectiÍtapagado de rle A\4 la ponadorapara c\rnmutlr ra señal La señaldé AM se aplica a un 4-15)' cación sinrilar a ll (:cl detectora" aio¿o cstándar(figurc la sef,alde la portadora'Por lo con si¡icl'oití:t cn que ., ,o;.;;;;;ttatlo interruptoren st:ic ENCENDIDO o APAGADO mcgt-neral.cl interruplorcs un tlio¡lo o tlansist'''rque se lÚ:ie cn frecuencia¡ Íase que la serialde en diante unr señuld: ,"t,¡ g.n"r",lu en tbrml iniernn.igull por la señal de reloj CERR'\DO en ¡1-25 está h figura en Puesto. la portadc'ra.El itil{truptor tlll:' que' cie '{\'l señíll la dc positivo d"t"tt tl''"n.titiclo ryt't"

:;

Los detectoressíncronoso detectorescoherentestianen rnenosdisiorsióny meior relaciónde señal a ruido que los detectores de diocio estándar.

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Caoítulo4

;;;;;

; ,,..1¿t¿a iesistorclecarga'Drrante'* **]::L"jjiÍ.

d¡ ^ ñr-ñT^ erl ABILKIU o< ii',u, ¿. tu stiial ile AM. el reloj pone el inlenuptor al iapacitor clelfilrro' El maneraque ninsuna señalttega: la cargao capacilorfiitra la P':r:'radora' de onda completa' l-a frgurl 4-26 nluestraun detectorsÍncr'''no i¡1'¿¡¡;6¡ ¡r no inverampiilicadores' a anibos La ieñal de AIvl sc rptrca intema o¡:era dos inte' sor. La seiial de po:ra
DEAMPLrruo Y DEMoDtJuDoRes CtRculrosMoDULARES

Interruplor: diodo o kansistor

Mismal.ecuenciaY ll lase que la de la portadora recibida

Envo¡vente recuoerada--)'-

:: Iec-

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Pursosen-^''7 \I II II \J

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lacarga'[

: posir-: pfo: tencra : .r mi:::l de . :izoo . : : " o .l a

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F¡cum 4-25

ConcePto de un detector síncrono.

-Lr

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: :ectifi::3 a tln

: Por lo .lO t¡c>:ial de :: reloj :l tanto. a ¡ negl' :iTO dc

oir _l-l_[l[l_n--:::: fiil:::l::ffi:: ne

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:¡s inie' 3 o Pone elec' ;ior los d€ lt

Ll

FrcuRA 4-2ó

Detectot sínciono de onda comPleta. 4-3

DEMoDULADoRE5 oE AMPLTTUD

l7i

Señal moduladora r*uperada

FrcúRA4-27 Detectorsíncronopráclico' los semiciclosnegativosde la entrada'el insemiciclospositivosde AM a Ia carga'y durante Los semiciclosnegativosson invenidos' carga' terruptorB conectala salida ¿el inv"ersára la de la carga' Lá consecuenciaes una rectifia través apa¡ece y la señal positivos en se toman cación de onda completade la señal' cs asegurarque la señalque producela La clave para hucer funcionar al detectorsíncrono de AM' Una señal generadaen recibida portadora la con e; fase esté acción de conmutación no trabajaría' Aun cuanoscilador' un de ejemplo por forma inrerna como señal de portadora, de la de la portadora'no seríandel todo do la señal de conmutaciónpuai"tu "tt" -uy tt'"" se conocenen forma colectiva como circuiig""Lt. if" embargo'hay diierentestécnicasque p¿ra general una señal de conmutación usar pueden rcs de recuperación de porradora' que se con la.portadora' fase de y átatiOn .o.,.liu frecuencia la que tenga Un rransformador con derivación cenLañgura 4-27*u.r,.u ,n á"táttor síncrono práctico' señal de portadorase aplica a la de' la u"t prop"or.ion"las dos señalesigualespero invertidas: sentido opuesto al que por lo reguen conectado u,idiodo qu" Observe rivación central. "'tá se usan como intemrptoresque diodos Estos completa' onda lar tendríaen un rectificadorde de polarización' La ponadovoltaje como. se ABREN y CIERRAN por el reloj' que se utiliza senoidal'Si el reloj es positivo'D' onda una vez de tn una onda es general ra por lo "u"¿'ái" y conectala señal de AM al resistorde ca¡ga; esrápolarizadoen directa.Actúa como un corto a rrar'ésde la carga aparecensemiciclospositivos' directa' Durante estetiemPootu"tn'i' Cuandoel reloj es negativo,D" estápolarizadoen en posidva la salida de la parte inferior conYierte pulsosnegativosde la señal ¿" ¡'ü' f" ""¡ positivos pasana la carga y el circuisemiciclos lo' o} át .on¿u..ón la Con del s.'cundario. cl capacitorfiltra la ptrrtrdon a an(es' Como cJmplen' de onda to produceuna rectificaci!ín de la carga' través trar'ésde la caigir.dejanciola senal original modulado¡a.a de introdtrcirla portadoraal detectorsínforma una l";;;;;;á; ilustra que El circuito que' a un filtro pasobendamuy selectivo' crono. La señal
;;ú;,;";;oduradores ;;;;;;;"d r*:;;;

178

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Capítulo4

1" síncronos' detectores ¿l t"l.¡. En algunos fi{:-'i

t::Ti"i":

;J;;;;"?il;;;"*u,náup-"rib-er1s1,t,"*1_:T::':: una ponadorasenoidalpura'Esrasc'

it'il'""¿"'"""¿"áu'v g"n"'t introducirur ñ"1luegoseamplificáiutiliza como.elfloj: j" Puede paracorregircualquierdiferenciadefasequePü: pequeñodesfasador

DEAMPLnJD CrRculros Moout.AREsY DEMoDuLAooRES

Anpliliedor

' I

Método I

Anplif¡edor

arternatiw i__ffi*\ FPüa¡6 ,

,"*

ReloisenoklalQ.,¡1, FlcuRA+28

:, ln-

-__ ,

9l I

Circuito sencillo de recuperaciónde portadora'

diera ocurrir durante el proceso de recuperaciónde la portadora. La señal resultantees una portadorade casi la misma frecuenciay fase de la portadoraoriginal, ya que se deriva de ella- La salidade estecircuito se aplica al detectorsíncrono.Algunos de estosdetectoresutilizan una malla de fase encadenada(PLL, phase locked loop) Para genera¡el reloj, el cual queda enga¡chado a la Portadora entrante. Alos detectoressíncronos también Seles llama det¿ctorescolrcrentesy en el pasadose conocieroncomo detectoreshomodinos.Su principal ventajasobrelos detectoresde diodo es su menor distorsióny mejor relación de señal a ruido. Tambiénson menosPropensosal desvanecimientoselectivo,fenómenoen el que la distorsiónse debe al debilit¿'mientode una bandalateral en la portadora durante la transmisión.

4-4 MooULADoRES BALANCEADoS : cenl: de', q'ua r.:do'. ". .' "n1

a a, , ::¿¡ior c.;'cui-

c; sín'¡. que se ani-r va'

iador& :r,oiCal : señal .3da sc ilónicas lta sc' lucirun quepu'

El modulador balanceado es un circuito que genera señal de DBL, suprime la portadora y deja en la salida sólo la suma y diferencia de las frecuencias. La salida de un modulador balanceado puede procesa¡semás adelante mediante filtros o circuitos de corimiento de fase para eliminar una de las bandas laterales, resultando una señal de BLU.

MonuleooREs

DE cEl-osíA

Uno de los moduladores balanceadosmás populares y de mayor uso es el aniilo de diodos o modulador de celosía, que ilustra la figura 4-29, que consta de un transformador de entrada, 7,, un transforrnador de salida, T? y cuatro diodos conectadosen ci¡cuito puente. La señal de la portadora se aplica a las deriváciones cent¡ales de los transformadores,y la señal moduladora se usa en la entrada del transformador 7,. La salida aparecea través del secundario del transformndof de salida, ?É,.Las conexiones de la frgun 429a) son las mismas que las de la tigura 4-29á), pero la operación del circuito tal vez se visualiza con más facilidad en la figura 4-29b). La operación del modulado¡ de celosía es bastantesencilla. La portadora senoidal, que por to geneál es de frecuencia y amplitud mucho más altas que la señal moduladora, se utiliza co,no fo"nt" de polarización en directa y en inversa de los diodos. La portadora conmuta los diodos a ApAGÁnO y ENCENDIDO a velocidad muy alta, y los diodos actúan como intemtptores que conect¿rnla seiial moduladora en el secundario de I, al primario de T2' 4-4

MoouLAooREs BAr¡NcEAoos

179

Oscilado. de Portadora 8)

Entrada moduladora

Osc¡lador de Portadora b)

F¡cum

4-29

lvfodulador

balmceado

tipo celosía'

Lasfiguras4.30y4-3|muesüancómooPeranlosmoduladoresdecelosía.Supongaque laentradanroduladoraescero.SilapolaridaddelaportadoraesPositiva,comomucsralafi. g"r"+-lO"l,D,¡'D¡sepolarizan"ndi'""t"'En€stenromentoD!yD4estánpolarizadosen i n v e r s a c o m p o f á n c i o s e c o m o c i r c u i t < ¡ s a b i e n o s . C o m o s e o b s e r v a , l a c o r i e n t e s e dlai vparidepor de Tr. La corrie.nteen las porcionr..ssuperior e inferior del devanatlo primario iguul que es igual y opuestoal campo mag"n ü sup"rior del deranado'produceun campo-m¡gnético secunda¡io. Los campos magnéticos' por nético que la cornenrc g.n.* "r, la pane inferior-del en el secunda¡ioy la portadori se suprilo tanto, se cancel:l:lu,io u o,.o. No se induce salida me en forma efectir':r' muestraen figura 4-30b),D,l Dz Cuando la poladdad de Ia ponadora se inr.ierte.como la corriente fluye en el devanavez, olra y orconducen. ory están polarizaJosen inversa iguales y opuestasde los do secundario de I, y el aeuiaa'o-p;mario iJe 7.. L¿s magnitudes portadoia es balanceadade La a o;a' una cancelan se en ?, producidos campos magnéticos portadora depende de la premanera efectiva y la satida es cero. Él grado de supresión de la de la derivación central: la y la localización transformadores los fabrican que se cisión con perfecta de los camcancelación y la casi iguales meta es conseguircorrientessuperiore inferior

180

DEAMPuruD Y DEMoDuL-AooREs 4 ClRcunosMoDUIARES Capílulo

pos magnéticos.El grado de atenuaciónde la portadoratambién dependede los diodos. La de los diodos se igualan de mayor supresiónde la portadoraocurre cuandolas características modo perfecto.Se puede conseguirla supresiónde portadorade 40 dB con componentesbien brlanceados. Considereahora que una onda senoidalde baja frecuenciase aplica al primario de Z, como señal moduladora.Esta señal aparecea travésdel secundariode 7,. Los intem:ptoresde diodo conectan el secunda¡io de 7, con el primario de Z, a diferentes tiempos, dependiendo de la polaridad de la portadora. Cuando dicha polaridad es como la que muestra la figura 4-30a),D, y D" conduceny actúancomo interruptorescerrados.En es¡e momento, Dry D, la seestánpolarizadosen inversay efectivamenteno entranen el circuito. En consecuencia, ñal moduladoraen el secundariode T, se aplicaal primario de I, a úavés de D, y Dr. Si la polaridad de la portadorase invierte,D, y Drse cortan y Dry D, conducen.De nuevo, una porción de la señal moduladoraen el secundariode 7, se aplica ai primario de 7., pero esta vez los hilos se han invertido en forma efectiva,dadaslas conexionesde D, y Do. El resultadoes una inversión de fase de 180"-Con esta conexión,si la señal moduladoraes positiva, la salida será negativay viceversa.

Oscilador de portadora

!:d

Yqv

:e la fi:dos en ':Je por r la Par:a mag:os,pof ;e supri) vD, isvanaÉ de los :e3dade . la Pre' :nlral: la lcs cam'

Osiladol de portadora b)

FtcuRL

4-30

Operación

del modulador

de celosía.

4-4

MoDULADoRESEALANCEADoS

t-

ll

Og y D. onoucen

.l

uu 4-3, r: ** .o:.: F,c ::,,"fi:1";i:: :3 -. c) senatoe tif;T;';1:'.:T'ff

a)portadora'

D) señal moduladofl'

En'|angura*''.'-'ll.io,s:J::'fr'J#ii?TffiBü'Ili'["",üHil [::"*'[?

::,31"';.ll"1J'lr},;iüt¡:r:'='r;glt.*:";.Éfi :;;:l; :::l',:'hffi

::".gil*:^:í:::'i"J:l,T;.T:olo"'.';'o'* lii:"'"^"."ff ",o?!ffi :::.*,T:ilfr tiene armónicas de la portadora' ¿" tJnrnuo"iOn' la forma de onda ios. Debido rr h acción resonante y' por lo tanto' circuito es'un de I" como se muestra' Con frecuencilt el secundario a la señal de DBL comc muesdejaado f¡ltra' se it"*""tia '¡rmónicaso" tU" el contenidodc

* 'i"l":'?"i;:'1J,",-''""'on"' 'ln'IT-'"l hr no ohst3r;leque óste se " Tiii"-d"'::":::",:J':':"r:[,]:T"HJl" áJo po*aot"' Esro-escicrto 't prescnta se Celas bansalida en les frecuencias "n *""-tu"ntil 'o*t t'lg"U'oicados ondassenoidales de suorimido.Si sc sum:ln de la ponaclora con la variación frecuencia la en '"tioi¿^l '"0"i das laterales, rcsulh una de la señalde s¿envol''cnte la Ob¡1n'e¡ue 4-3ld)' ng"tt' i-iit) o amrrlitudquc'ilusrranf"' la inversión de fase ile la seíambién ru '"i""itJí'ü¿"'"' "dui"tta lida no tiene la forma ot forma-de ond"'lo ñal en el mismo cenro de la :* :i::::llTlÍ| ¡ealid:r''j es ura señal de DEl" ----'----r:ue la señal t*;'";;;;**do "n

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wcomPonentesolSqIEtU¡'Pvl¡vo9..-._.lsellado.Llunirigd

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".útü''iii"oo..'ou" de en:é-l'tr-ansrnisor se suprimió DBL y BLu debé ¡elnsertarse en. el receptor para-recuperarta

i'iii-J.*-.-":'"'

182

:;"#;1il;';;*j;;;;:nte

sc se tr:úsrormado'es Lr:srr:rnsrormadores individual.

diodos porta
;T#iilftti'.nm,*:H"":'.:T;:[.:'ff:'Í;H'i

DE AMPuruD Y oEMoouLADoREs C¡oftuio4 ClRcurros MoouLAREs

Señalñodulado.a Ftcúv. 4-72 Versiónmodificadadel moduladorde celosíaque no requieretransfomadorcon núcleo de hi€ro parala señalmoduladorade baja frecuencia.

t

señal moduladoray un transfonnadorde núcleo de aire para la salida de RF. Este aneglo es inconvenienteporque el transformadorde baja frecuenciaes grandey caro. Por lo común se usan dos transformadoresde RF, como muesúa la figun4-32, donde la señal moduladora se de RF. La operaciónde este circuiaplica a las derivacionescentralesde los transformadores to es similar a la de los moduladoresde celosía.

s N c t R c u t r o I N T E G R A D o( C I ) M o o u l e o o R E s B A L A N C E A D oE

I rno:.xii:am-

I¡

s Crorio13. i3nto,

:13 de re hl s bln:: sal3 5e,.ijiCrd ñnl -:; con '.-:1ulo - rii:d : :es se .:e(gía 1 )' ufla

-30uti' p3n la

Ot¡o ci¡cuiro demoduladorbalanceadoque.se utiliza mucho en amplificadoresdiferenciales. Un ejemplo típico es el popular modulador balanceadoen CI 1496/1596que muestrala figura 4-33, circuito que puedetrabajarcon frecuenciasportadorasde hastaalrededorde i00 MHz' y alcanzaruna supresiónde portadorade 50 o 60 dB. El númerode las teminales que se muestran en las entradasy salidasdel CI son los conespondientesa un paqueteestándaIde dos en línea de 14 terminales(DIP) del CI. El dispositivotambiénse consigueen encapsuladode metal de l0 terminales. En la figura 4-33, los transistoresQt y Qs son fuentesde corrienteconstantepoluizadas por un solo resistorextemo y la fuente negativa.Ellos proporcionanvaloresde corrienteiguales a los dos amplificadores diferenciales. Un amplificador diferencial está formado por p,, p, y Qu' Fs¡eg Qr, Q, V el otro por Qt, Qn y O6. La señal moduladora se aplica a las basesde t¡ánsiitores están cone¿tadosa los transistoresde los pares diferenciales en las trayectorias de corriente, y varían la amplitud drj la corrien¡e de acuerdo con la señal moduladora. La corriente en p, está desfasada180" con la corrienteen Quy al tiernpoque Ia corrienteen Q, aumenta, la corriente a través de Ou disminuye y viceversa. Los tra¡sistores del par diferencial Q, a Oo que controla la portadora, operan como interruptores. Si la entrada de portadora es tal que la terminal inferior de en[ada es positiva con respecto a la terminal superior de entrada, Q, y Q¿ conducen y actúan como inteÍuPtores cerrados, y Qrl Q, están en corte. Cuando la polaridad de la señal de la portadora se invierte. 0¡ y Oo están eniorte y Q2y Q3 conducen, actuando como intem-rptorescerrados. Estos transiitores del pa¡ diferencial, por lo tanto, hacen las mismas funciones de cÓnmutación que los diodos en el circuito modulador de celosía ya descrito: conmutan la señal moduladora APAGADO y ENCENDIDO a la frecuencia de la portadora. Suponga que una onda portadora de alta frecuencia se aplica a los transistores de conmutación, Q, y 0¿, y gue una onda senoidal de baja frecuencia se usa en la ent¡ada de la señal 4-4

lvloouLAooREsBALANcEADoS

r83

Fuente de alimentación posit¡va

Entrada de r/ 'e la Poñadora

Entrada de la señat moduladora" Aiuste de la gan¿ncia

fi.:,

Fuente de al¡meñtación negat¡va

F¡cum

4-33

\{oculadores

balanceados en circuito

integrado

señel moduladora en Q: Y Qt' Considere que ia .mod"tlrt.lti -t i^"::::":::"^t"^t"::i

|;l;l l"Í';'I"Jii""Z,:"."*"il**, cT' ffl"illT."J#;' i :T::::, ::: 3: *Tlll ll;"''l p, a' ü rii"""i .' p"siri' v

:ffi#ffi ;T:t;;"i#; .*''il*.;;'ilc,::rll'i1!1'l-'i:fj::';'::T":l;111'J, 9t.l"l-d1"",1 1:"1'"tj:"1 :: l; " "' ::::il:"jT::ii"ü:ffi o:L:;;:

)"'=.t: "1:il"^ n:'^T1"0.,5' ;; oou".Á :ffi:"J;i,il;. 15il "'*i.il; i, L"corrient'ir"ci: ':ü; ::l;ñ;:';1";é.;;;;-;'"

f;t;!i!i'ü, .':lll:::'", "Í^t""111#l,l ;;.'J t'1"i"-* llllJlili;í¿i#.',i.:::ffi i'"=::::"m ::i: srgurc¡[c, c¡ YU¡(¿r! pasa ahora por 0¡ )' R., Io qut;i;..;;";,^

de la portael r.,llraje en la salida. La conmutación a-"^;¡^ tfidnr^ ¿-.¡.). La se-

Lase' descri:^ áe.DBI-.anres qtJ","4-31c). "ri,il"l.'i¿' OT^1:Y:i:tlT:::"::; pero R^' en ñalenR,, l" *irn'. quela seña'l i*

:::llT:t"i,Íi;.i:li.^ililr^ uv¡4,

LU¡¡rv

jo

Jv ¡,¡e¡r!.

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". ;:il'i.i;-il;l;;;i;;;;;";;d;":-"T*':d-"'1"^'1i^11'-1"i1::i::^ n11 ; ;i ;;;; ;; I n+ +'r.r,

:il:il;;: :J;;::; "."il ;:H:.ff;'i:;H"-;*'il ;lff:i,#:fi.?;;;* 184

Caoftulo4

" 1

{:f :"::T"'::'::',11i-'.1;

c'n y unarormaparaajustar á" ro'"1¡¡ mo.Juradora ;;;; i- - r--.^-:-^1-" II vy ¿ ñpropor' rof)ol' 4 terminales a las conecrado El porenciónretro

DE Att{PufuD ClRcunos MoouuREs Y D€¡loDULADoREs

ciona el ajuste para una salida mínima de la ponadora,compenmenoresen los circuitos intemos del modulasa los desbalances dor balanceadoy conige las variacionesen toleranciade los resistores,por lo que proporcionamáxima supresiónde la portadoraEstasupresiónpuede ajustarsea por lo menos.50 dB en la mayoría de las vecesy hasta65 dB a bajas frecuencias. El CI 149ó es uno de los circultos más versátiles disponible para aplicaciones en comunicac¡ones. Además de su uso como modulador balanceado, puede configurarse pára funcionar como modulador de amplitud, detector de producto o detector síncrono.

A p L r c A c f o N E s P A R AL o s C l 1 4 9 6 1 1 5 9 6 . E l C I t 4 9 6 e s uno de los circuitos más versátilesdisponible paru aplicaciones en comunicaciones.Además de su uso como modulador balanceado,puedeconfigurarseparaftrnciona¡como ntoduladorde am-

plitud o como detectorsíncrono. La figura 4-34 muestraal 1496 conectadocomo modulador cleamplitud. Los resistoresde I kO polarizana los amplificadores diferencialesen su región lineal, de maneraque amplihcan a la portadorade entrada.La señalmoduladorase aplica a los transistorescon emisoresen serieQ, Y Qu.Se utiliza una red de ajuste, por medio de un potenciómetrode 50 kO, para controlar las Si el señalesmoduladofasque se aplican a cada par intemo de amplificadoresdit'erenciales. potenciómetrose coloca cerca clel centro,la portadorapierde su balancey el circuito funciona como moduladorbalanceado.Cuandoel potenciómetrose ajustacon precisióna la posición central,se suprime la portadoray la salidaes AIvl de DBL.

¿ j¿nanqa

+V"6:

12Y

Ár=82=39kn

0.1 lrF

g

Salida de A|\,4

Enlrada de la podadora

10' Ir

Señal moduladora

Ajuste de la ganancia

! ¡, de ¡lrac:f!]"e.

Eu

: : i e q u el a : : . 1 : lp o rl o i:oladora l. por co0' -",ts deQt :: ia Porta' i -.). La se'

Ajuste de la portadora

-vEe=8v

.s comPo' :iradadeY ajustarcon

4 proPor'

F¡cum

4-34

Modulador

AVI

hecho con un CI 1496.

4-4

lvlooulAooREs 8Al.¡NcEAoos

¡8t

un par de amplihcadores diferenciales Si el potenciómetro se desPlazade un lado al otro' y el otro par recibe toda o la mayode la-portadora recibe muy poco o nada ae aríptifrc"ción versión del amplificador diferen- ' una en ría de la portadora. Entonces el circuito se transforma bastante bien pero tiene imtrabaja circuito Este 4-l3b)' f,gutu -i* tu cial modulador que muestra y moduladora son señales las de Portadora impedancias pedancia de entrada .uy U";n' lo que implica.que las.fuentesde lu entrada, de tor."rirto."r O-|" if ¿" uuior", io. ir""l;; de circuitos con impedancia de s¿lida bajas' coseñalesponadora y moduladora deben venir operacionales' mo los seguidoresemisores o de las amplificaciones dtt""to' síncrono para AM' La señal to'no ton""tudo r+sJ ói ¡ La figura 4-35 muestra corrienserie en Q' Y Q6Y hace que varíen las de AM se aplica a los o*'i'toá "on "'i'ot"s qu" en este caso se usan como intediferenciales' o" ro, emisores de los tes "t"piif'""aores y ENCENDIDO en el tiempo adecuado' rruptores para poner fo r"n¡ á" eV en APAGADO AM' de I-"'portadora deb. esta¡ en fase con la señal de-la m-ismaseñal de AM' De hecho' al coEn este circuito, f" po,t"Jo"pued¿ extraerse si la señal de AM es suñcientemente a.ltaen funciona nectar la sedal de nU u ""tU"t "tittadas de los amplificadores diferenciatransisrores amplinrd. De ser así, r. r"n¡ o" Ñ lleva a los de las va¡iaciones de amplicualquiera remueve por lo p, y saturación, 9ue a 80. a corte les, perfecta para proporcionar fase cn está d" AM' stnul tud. Como la portadora," o¡¡tnl'¿" l" la ponadora se frltran de la salida por un fil' de u.i".ion". i* a" ¡t demodulación "¿iauj. recuperada' tro RC pasobajasy deja la señal de inteligencia

+Vcc= l2V

Señal

PortadoG \l

0.1

Enraóa d€ AM

To +Y6c- 12 v

Flcuel ¿t-35

t8ó

c.apl,ulo 4

un Cl l-i96' Detector síncrono pam AM utitizando

OEAMPuruo ClRcunos i..toouurnesv DEMOOUTADORES

fe@Perada

isles 4."-0rimson e las

s.ñal

MULTIpLtCADORESANALóCICOS.otro tipo de cI que puedeutilizafsecomo moduladorba_ lanceadoes el multíplicador analógico. Éstos a menudo se usan pa¡a genera¡ señalesde DBL. La diferencia principal entre el modulador balanceado en CI y el multiplicador analógico es que el modulador balanceadoes un circuitode conmutación. La portadora, qu. puede ie. una onda rectangular, hace que los u-¿nsistoresdel ampliFrcadordiferencial se pongan en ApAGADO o en ENCENDIDO pa¡a conmutar a la señal moduladora. El multiplicador analógico usa amplificadores diferenciales, pero éstos op€ra¡ en el modo lineal. La portadora debe ser una onda senoidal, y el multipücador analógico genera el producto real de dos entradasanalógicas.

4-5 CInCUIToSDE BLU

ien-

Gsn¡enectóN DE sEñALEs DE BLU: MÉToDo DEL FtLTRo ¡l co-

-^t:

:: o n¿t ,-

tl

El método más sencillo y, por lo general de mayor uso para generar señalesde BLU, es el método del filt¡o. I-a figura 4-36 muestr¿el diagrama general en bloques de un ransmisor de BLU que emplea dicho procedimiento. I-a señal moduladora, por lo común la voz de un micrófono, se aplica aI arnplificador de audio cuya salida se alimenta a la entrada de un modulador balanceado. Un oscilador con cristal proporciona la señal portadora, que tarnbién se aplica al modulador balanceado.I-a salida del modulador balanceado es una señal de DBL, que se produce al pasar la señal de DBL a travésde un frltro pasoba¡da de a.ltaselectividad,el cua! selecciona la banda lateral superior o la banda inferior. El principal requerimiento del ñltro es, por supuesto,que sólo pase la banda lateral deseada- [,os frltros se diseñan con frecuencia con un a¡cho de ba¡da de al¡ededor de 2.5 a 3 W]2, lo cual los hace lo bastante ampüos para pasar frecuencias de voz esüinda¡. Los lados de la curva de respuestadel filtro son de gran pendiente, y proporcionan excelente selectividad. Los filtms son dispositivos con ajuste de frecuencia fijo; esto es, las f¡ecuenciasque pueden pasar no son aiterables. Por lo tanto, el oscilador de la frecuencia portador¿ debe escogersede mane¡:t que l¿5 [3¡¡d¡s laterales caigan dentro del ancho de banda del ñlt¡o. Muchos hltros co-

"óI-m Osilador

I

I

D--_-il

M'sór@o

"H,Eñrj,

Cum de rs+uesta del filbo

I

Podadoa . suprim¡da

Flcun¡ ¡l-3ó

Tmsmisr

de BLU al utilia

cl método del fiItro.

4-5 CrRcunosDeBLU

t87

de fre' 3-35 MHz o 9 MHz en su intervalo merciales disponibles esránstntonizadosa 455 kHz' cuencias, no obstante se también usan otras frecuenctas' o la inferior' Co' n"ttt-io seleccionarla banda lateral superior Con el método del filtro ", en antbasbandas laterales'por lo general no hay-diferencia sqmo la información es la misma receptor-y el transmisor usan la misma banbre la que se escoja' considerandosiempre que el o inferior como estánda¡varía de sen'icio 'uperior üt"'^r ia U*at o. da. Sin embargo,la el"c"ion propiamente la señal de BLIJ' p"ta recibir ftu usado a sen'icio, y es necesario."t'., "tait" transmisoressólo tienen dos fil' Muchos lateral' banda la Jt A. s"tt"ciin Hay dos métodos para seleccionarla bandl intemrptor un utiliza v tros, uno que Pasala banda l"i"'"i¡tf"¡*' deseada(figura4.37a).Unnlérodoaltemativoesproporcionardosfrecuenciasparaeloscila. bian la frecuincia deto::i]i^d-o-r-1"i::*i::::.T,t"T dor de la portadora. oo, .rl,tutt'lu

p*' 1:'-il--:'-::.:,:i:t,1t;,"-Xl':11111 )l, ; ;.ffi;;;; i',.J',ü"'i"' oarainrerio¡ 'r

q'" 1u'." o":",Y:li: r-J 'ul' """'" --"'"'-i;' ';;;"g" if,.n \lrsurd -"-:;)H;;;;ü ?1""'::: i,9?:":T:'] i:i:: las y diferc'nciade Éi ti"¿i'1"¿"t balanceadogenerala suma ñ a l m o d u l a d o r a . f , ,e, s d e 2 k I r L - - : ^ r ^ - : - - - ¡ - ñ ¡ ñ a r . que d , r Frla. de la portadora'f ,' deberáelegirsede manera ;J;;;i" ;il#.#;i'á';;, : fo+ f"' BLS son balanceado BLS o la BLI esténen I 0OokHz' Las salidasdel modufador ¡'BLl:J"-f,,.

F¡ltro banoa lateral supef¡or /@l'< Filtro banda tateral inlerior

Oscilador de portadora

Modutador balanceado

/fr ty-

Salida de BLU t r l o-'' ,, lJ I t

J:t"J","--l Oscilador de Portadora

uó.-

YP

0|9 BLr I I Bts loo2kHzE EesaxFtz

,/l tI -

Cr¡stales

I

Senal moduladota llñl 2kHz

ol d¡'s 'trestrPerior o inferior: o) dos frltros' D) FrcuR^ 4-37 lr'létodos de seiección de la benda lJteral cucncias ponadoras.

debeser[ +f," = M0'f, * ? -=.ti*'t kHz,la portadora Parafrjarla BLSen I Cli)0 débese'f'- f^= ta'iortadora r : I 000- z = eeso'. ;;';;;; ia";.Lt;; r-óóorHi' í o o o . 4- 2 : I 0 0 0 y f , = I 0 0 0+ 2 = I 0 0 2 k H z ' tE8

CapíIulo4

CtRcunos MoouLAREsy DEMoDuLiooREsDE AMPUTUD

.LG :1 S0-

, b¡nr. icio

'-.

¡:nC¡ : .:J tlai:nda la seie las cre la

Los filtros de cristal, que son bajos en cgsto y senciliosen su diseño,son con mucho los de BLU. Su muy alto Q proporcionauna selectivifilros que más se utilizan en transmisores se usan en algunos diseños. Como frecuencias de cerámica filtros Los en extiemo. buena dad típicas centrales se tienen 455 ktlz y 10'7 MHz'' generar BLU. Estos filtros son Los filtros mecánicos también se emplean en equipo P¿Ira para un ensambleque vibra o reforma¡ barras mediante acOpladOs discos metálicos moueños El diámeUo y espesorde los discos deiu*u d.nt,o de un estrecho intervalo de f¡ecuencias. que el número de discos y su esPaciamientoesLr¡¡in* la frecuencia de resonancia,mientras se aplica a una bobina que crea un campo ca a filtrarse de señal La banda. ancho de el tablece para producir movimiento mecánico en los magnético que trabaja contra un imán permanente, de banda del intervalo de resonanáisJo.. Si la señal di entrada se encuentra dentro del ancho acopla de modo mecá¡ico a una se vibración Esta librementevibran éstos discos, cia de los induciendo en ella voltaje, que úob'ina.La bobina móvil corta el campo del imán permanente, interv'elo de la frecuencia de resoes la señal de salida. Si la señat de ent¡ada est¡ fue¡a del nada de salida- Estos ensambles nancia de los discos, éstos no vibrariín y se producirá poco o mecánicossonfiltrospasobandamuyefectivos.Lamayoríasediseñanparaoperarenelintervalode50a500kHz.Porlocomúnseutilizaunftlromecánicode455kHz.

: ¿ a3 :3lU

:,:,.:,i.i,.. ::,.r :,' .,j: .'.

1 9 6 0 @ a 4 l 9 9 7 O O H z. b)

cenu-al aproximada de un filtro pa¿Cuál deberá ser la.&ecuencia para iobanda para seleccionar la banda lateral inferior? [a ecuacióo la frecuencia central de la banda laeral inferior, /",r' es =4198 149'7Hz

frrr=@ Una aproximación es:

J BLI

ft'*ftt 2

4 199700 + 4 196600 = 4 198150FIz

4-5

CtRcunos DE BLU

139

Cnsncló¡¡ n¿ srÑRlss oB BLU: DESFASADoRES LageneracióndeBLU,siseutilizaelmétododelosdesfasadores'émpleaunatécnicadecoLa figura 4-38 muestra un diagrama rririi.nto de fase que cancela una de las bandas laterales. de desfasadores'Este usa dos mométodo el en bloques de un lenerador de BLU que utiliza El oscilador de portadora se apliponadora' a la todo del eliminan que balanceados, duladores la señalmoduladorade audio' con superiorjunto balanceado ca en forma directaal modulador 90" y se aplican al segundomodulaLa ponadoray la señalmoduladorason luego disfasadas

Señal modulado.a V^sed 2r I-l

Vose^2r lrl

FlcuRr 4-38

190

Capílulo4

Gene¡ador de BLU al utilizrr el método de desfasadores'

ClRculros MoDuLAResY oeMoouLADoREsDg ¡.MPLmuD

:Í

dor balanceadoinferior. La acción de corrimiento de fase provoca que una de las bandaslate¡ales se cancele cuando las salidas de los dos moduladores balanceadosse suman para procluci¡ la salida. La señal portadora es Vrset2rfrt, la señal moduladora, es V. senZrf^t. El modulador balanceadogenerael productb de estai dos señales:(V- senZf^r) (Vosea2rfot). Al aplicaruna identidad trigonométrica común senÁ sen B = 0.5[cos (A - 8) - cos (A + B)] tenemos (V^sen 2zrf^t) (V, sen 2rfrt)

= 0-5V^Volcos(2rf, - 2rf^)t

- cos(Zrfo + 2rf,,)tl

Observeque éstos son la suma y diferencia de frecuenciaso las bandas lateralessuperior e inferior. Debe recorda¡seque una onda cosenoes sólo una onda senoidaldesfasada90"; estoes, tiene casi la misma forma que una onda senoidal, pero ocurre 90p antesen tiempo. Una onda cosenoprecedea una onda senoidalpor 90" y una onda senoidalva atrasadade una onda coseno por 90". Los desfasadoresde 90' de la figura 4-38 crean ondas coseno de las señales portadora y moduladora, las cuales se multiplican en el modulador balanceado2 para producir (V^ cos Zrf^t) x (y, cos 2ffot). Al aplicar otra identidad trigonométrica común, c o s A c o s B = 0 . 5 [ c o s( A - 8 ) + c o s ( A - B ) ] se tiene : 0.5 V (V^ cos 2 rf ^t)(V, cos 2 nf ^V olcos(2rf o 2rf ^) t * cos(2rf o + 2 rf ,^)ti ot) Al sumar estasdos expresiones,la suma de las frecuenciasse cancelamientrasque la diferencia de las mismas se suma, y sólo se produce la banda lateral inferior, cosf2rfo- 2tf^)t]. CoRRtilt¡ENTo DE FAsE DE LA PoRTADoRA. Por lo general,un desfasadores una red RC que origina que la salida se adelante o atrase 90P de la señal de ent¡ada. Se han desanollado diferentes tipos para producir este corrimiento de fase. La figura 4-39 muest¡a un desfasador sencillo de RF que consta dos seccionesRC, cada una de las cuales produce un corrimiento de fase de 45". La sección compuesta por R¡ Y C, produce una salida at¡asada45" con respecto a la entrada,en tanto que la seccióncompuestaPor Riy C, origina una salida atrasada45" con respecto a la entrada. La sección compuesta por R2 y C, produce un corrimiento de la fase, que adelanta 45' a la entrada. El corrimiento total de fase entre las dos salidas es de 9f. Una salida va al modulador balanceado I y la otra al modulador balanceado 2. Puesto que un generador de BLU del tipo desfasadorpuede construirse ccn moduladores balanceadosen CI como el 1496, y ¡i'üiilizar et i¡etógo del tittro ya que éstos se pueden alimentar con una señal de frecuencia porpara prodúcirieñales de BLU, tadora de onda cuadrada, puede utilizarse un desfasadordigital sáescogé ia banda latéál para proporcionar las dos señalesportadoras desfasadas90". La ' supérior o lá inferior. Lá ñgura 4-40 muestra dos flip-flop tiPo D conectadoscomo regiséte¿ii¿n de caáa banáa varía t¡o de corrimiento sencillo con realimentación de la salida com. de'seruicioén ieÑício y debe plementaria del ftip-flop B a la ent¡ada D del flip-flop A. Tamcohocersepara recibir en bién podrían usarse flip-flop JK. Se supone que los flip-flop forma adecuada la señal da disparan o cambian de estado en el flanco de bajada de la señal BLU. de reloj. Éste se fija a una frecuencia exactamentecuatro veces mayor que la frecuencia de Ia portadora. Con este arreglo, cada

4-5 CtRcunosoE BLU

r9t

R= X.a Íe

de 9ff de unasolafrecuencia' F¡cune4-39 Desfasador

portadora con 5.09ode relación de flip-flop produce una onda cuadradaen la frecuencia de la señalesalimentan a los inte' Estas a otra' una 90" desfasadas trabajo^y'lasdos señalesestín balanceadosdel 1496.y esta de los amplificadoresdiferencialesen los moduladores *par.i reloj o de la porradora. Los flipdel frecuencia la importar sin mantiene se de fase relación flopTTLpuedenutilizarseenfrecuenciasdehasta50MHz.Parafrecuenciasmásaltas,ma. en emisor (ECL' entitter yores que 100 lr{Hz, se pueden emplear flip-flop lógicos acoplados coupled logic). al utiliz-u el DE AUDlo. La prrte mis difícil para crear un generador de BLU DESFASADORES métododedesfasadores,esdiseñaruncircuitoquemantengaundesfasamientoconstantede9ü (Tengaen cuentaque.uncG dentrode un amplio intervalode frecuenciasnroduladorasde audio.

TTL o ECL Frecuencia d9l reioi = 4lt

Podadotr' {*n)

F¡cuRA4-40

t92

Desfasadordi¡ital.

oE AMPufuD Y DEMooULADoRES Canftulo 4 CrRcun'osMoouLARES

Fl¡P-floP tiPo D le= llecuenc¡a pcrlado'a

su famosapatenle (1874-19i7),físicoe inventornacidoeI ltllia, preseiltó cuglielmotvlarconi ifrir. llll pam nrejorarla telegrafíainalimbricaen I 900. Recibióel PremioNobel en físicl en 1918. en lg0g. Envióel primermensijede r¡dio desdeInghtera hastaAusrralia

::el

9f :0-

de la misma rrimiento de fase es sencillamenteun corimiento en tiempo entre ondas senoidales una frecuenfrecuencia.)Una red RC produce un valor específico de corrimiento de fase a sólo por cia porque la reactanciacapacitiva varÍa con la frecuencia.Sin emba¡-eo,la señal moduladora Hz. a 000 de 300 3 de ar.rdio general el interualo en en de frecuencia, es una banda lo geneiat uno de los circuitos más comunespara Producir un desfasamientode 90" dentro de una bandaamplia se muestraen la hgura 44l.La diferenciade faseentre la salidadel modulador valoI y la salidadel modulador2 es 90" = 1.5" dentro del intervalode 300 a 3 000 Hz. Los del re; del resistory el capacitordeben seleccionarsecon cuidado para asegurafla precisión ya que las imprecisionesProvocanuna cancelaciónincomPletade la bandaladesfasamiento, teral no deseada.

-ll

enr"¿. fll deaudio lll

-Jlt

A¡ modulador balilceado

2

rr_

l-

Al modulador belanceado 1

de 300 a 3 000 É{z FtcuRA ¿1-41 Desfasador que produce un conimiento de 9ff dentro del intervalo 4-i

ClRcunosaE BLU

t93

:i t,j

+ Ampülicador

FlcuR^ 4-42

D('sfrstdor actito

que utiliza un amplificador La ligura 4-J2 mucsrruun desfasadorde audio de bandaamplia aseguraráque componentes de los cuidadosa La selección activo. illtro dc oocitrnaten arrcglo de frecuenciasde auc,rrri,rient.r.lc fascJe le salidaserácercanaa 90" dentro del intervalo "l corrimiento de fase al utilizar dio de 300 a -i 0(X) I-l¿.Se puede obtenermayor precisión del en cada etapa y, Por lo tanto,un componentes de los diferentes rulores etapaSrnúltiples.crlt etapasmúltiples produvalor disrinrodcl conituientode fase.Los corrimientosde fase en las de 90"' total dcslltsrnlicnt.' cirán un se puedeutilizar para seleccionarIa banda superioro la infeEl ntitodt tlc clcst::i:tmiento de audio o de la pofadora a rior, lo cual s(' lncd ill c:rnibiarel corrimientode fase de la señal la señal directa de audio aplicar al ejenrplo, Por balanceados. rtto.luladores los clc las entrrci:.ts 2 (figura 4-38) y la señal desfas¡da90' al modulador balanceadoI, al motluludorbrlancc:LJir inferior- También puede se seleccitrnlr:ilr hrn.llt lrtL'rxl superioren lugar de la banda l¡teral canrbio' este para realizar ponadora de la rle fi¡se connrutarsc'lltr.-l:rcioit es una señal de BLU de bajo nivel. El gradode La sllir¡ tlcl r:crtc¡:idordc desfasami¿nto gonf,rguración de la dt'pende 1' precisión del modulador balanceado' portr.i.'ra l:r tl.' supresi(rn de fase deternlinael grado de supresiónde la banda lateralno fi" pr..i.i.in.l..l c.,rrirnient.t de BLU medianteei nlétodo de desfasadoreses difícil á"r."¿". El .lis..no(1. l\js g(.neradores lit banda l¿rteralno deseada.LuegO se aplica la salidr de C(rmFle(a lu clirrri¡r:l;i.ilt q,,i.r" ai aa aplicarrlrflit'iül(l(,:..slin..lles cleRF. Condese increm.'ntr su potenciaantestle ser á" gfi' " d a : t l : t r t r t c t l rt l c ( r ' t ¡ ¡ : : ; i i s i t i n -

D E M oo u L R c l o : i Ü E D B L Y B L U --------*{j$f;::--o de BLU, debe leinse;tarsel¡ P:rrl rcctt¡rcr:trl:t rcr.:...u.'inteligencia eil u¡ra señal dc DBL (iue tond sL-lloidalde 3 kHz sl trans' un p
DeAMPLTTUD \ DE¡loouuooREs Al\'s':Litirs 4 C¡Rcutros CaoíIulo

@ 1 0fi1 kHz Señal de BLS y BLU

Modutado. M o d u t a d oIÉ_ . bal4@ado ;;;-;;t F

1 0 0 0 + 1 0 0 3 = 2 0 0 3 k H 2% roos-looo=3kHz

Filtro Pa*l"¡"s

I

I

-recuoerada señalmoduladora de 3 kHz

!-*

rooo rHz

I

ó Osilador de portadora

ülodulador balanceado

:

Seña¡ de BLU

Filtro pa$bajas -l ----

seña: de

y_:::,iffffi:

t

I l

n,l Oscilador de portadoaa

Frcuu +43

:::.::J

: l,

r ::

;¿ la

lvloduladorbalanceadocomo detector de producto pua demodulu una señ¿l de BLU

La diferenciaes, por suPuesto,Ia ¡eñal de inteligenciaoriginal o señal moduladora.La suma, los 2 0O3kHz, no tienesigniñcadoo importancia. Como las dos frecuenciasde salida del modulador bala¡ceado están tan alejadas' la frecuencia mayor no deseadase elimina con facilidad con un hltro pasobajasque guarda la señal de 3 kHz, pero suprime todo lo que está arriba de ésta. Cualquier modulador balanceado puede utilizarse como detector de producto pua demodular señalesde BLU- Muchos detectoresespecialesde producto se han desarrolladoa través de los añosLos moduladores de celosía o CI como el t 496, son buenos detectoresde producto. Todo lo que debe hacersees conectar en la salida un filtro pasobajaspara deshacersede la señalde alta fiecuencia no deseada,mientr¿sse deja pasar a la señal de diferencia deseada.La figura 442á) muestra una amplia aceptación convencional pa¡a representa¡ los ci¡cuitos de moduladoresbalanceados.Observe los símbolos especialesque se utilizan para el modulador balanceadoy para el filtro pasobajas-

Las personm disfrutm ahora trna variedad de 'equipos poruítiles de audio" para cscuchu sus csetes y progrmas de ndio en AM Y FM.

REsuu-,Érv

'1' moduladora'gl to^po"i'ii 6. Cierrotipo de circuito de AM hacevariar la"' nrifuA ae la señal .'. 1 diodo de básico pue¿¿,.Jdetectoi del de aténuación ,'tamiento la o pliñcadór J"^-"iiá_af :t ^^r!'lr' rectificadorde O. o¡-.:,1i circuito rectificador un circuitó con un con r8. señal: . mejorarse con¡u la r"¡¿;:i.mejoráibe acuerdocon de acuerdó i. ¿J;at¿; ¿;U..i'ál vo'itaie vojtaie¿é i:completa.

fio¿;iil'¿"*;'ilil

;ñ;

;;;".i"

d" :'dá

Los deteetor.,sín"ronor'.]-;-'l

y modúiadora a un plean'la señal de un reloj intemo pa¡a inte:1i;' i¡ r"J¡¿i'a;'*n"dora nolineal. Para produ- mrmpir la señal de AM, lo que produce:t ¿ornpon¿oté '.'. "t.ircuité una óndt de AM, puedeusarseun circuito rectificación' ' Un'modulador bala¡ceado es un ci¡cuitó.¡ir; "it fre-;¡' la con sintooi"aao paratelo en resonancia ,.:'que-gene¡aseñal de DBL. !'l modulador decs'',ii cuencia de la portadora"con un ancho ¿- 6¿¡¡:'' losía o a¡iúo de diodos es un modulador ba. sela para frltrar como ¿" n ür""ti"*ptio utiliza bastante. que se .lanceado ñal modulador¿ así como la segundaarmónica

delaportadora.. . y'l-fr;"A¡ oras.mayores

- ,

t":,t*Í::ff^:.:1p]:3:,I-?,t"",:T-:",,.

de AM de bajo nivel la pueden : ¡alesdeBLUdebentenerselectividadmuyaL:;' con cristal como':', p.oáu.ir inhrri¿"d de ci¡cuitos. En la modula- ta. Se irsan tanto los filtros ''': mecánicos' ,,iuel, el modulador varía el vol- .los d" ' "l,o "ión Los a¿tectores de producto, circuitos para;,. nr ¿"1 ' ¿" ;t;ñ;t; "" "ü-prirá". o **üT 'os*i.o....'demodula¡odetectarseña]esdeDBLode:: demoduladores acePtanuna BLU, generan el producto matenrático de se-i ¡' "a¿oi,." y recuperan la información ;ñales de BLU y de portadora señal qodula{a ''l; -i:..r'i ,i:' , .,',' , ,'I . r ' , ,{íj ':.i-

:;: ;.'..'., ..... , :,:, j'¡

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: cLAvE

:

AM d9 altg nivel AM de bajoluvel l: Ainpliñcador diferencial . modulador Amplihcadoi oPeracional de iransconductá¡cia

(orA)

. TÉnrulNos

'

Amplifi cador operacional prognm. abls -\nillo de diodos (modulador de celosía) Circuiro de BLU

Circuitos 149611596. Demodulador-(detector) Desfasador de audio Desfasador de Portadora Detección síncrona Detectorde diodos, de onda comPleta Detector de producto Doble ba¡da lateral (DBL) Índice de modulación. nr Jr{odulador bala¡ceado Modulador bala¡lc*rdo en CI

: ti

j

',', : ampliiudf arnoutuqJ.-'

.rl ti ; de - ---r---ampiiilT3l#ti E circuitosdemo'Julación que¡vJ loseleu¡luo enqw st¡ eo¡ca @s IOm6 formasbásicas - . f.iOacq:t,a¡ái dos id,!.. perfecta ley cuadñtu:-.

¿-':¿eue üpo de dispositivo semiconductor genera una respuesta clsi

de

¡

11. 1',

13.

':. tc.

: 17. r'r, 18. ',¿::.'19. 20. t:.

Modulador con amplifi cador oPe.racionali:' Modulador con diodo PIN''; :i¡ Modulador con FET ..' Modulador de celosía Modulador en colector ir. Modulador en serie :' Modulador Pol' üansistor ii: Multiplicador analógico .:'' Productos de ..: ';, intermodulación ..:.:| Radio con cristal

i., ¿Qué operación matemálica realiza un modulador de amplitud? d¿l 2.. ¿De qué tipo debe ser ta cun,a de respuestadel dispositivo que produce modulaciór¡

9. 10'

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PnecuNTAs

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lr.;:i:ijlii: ' ; : r ' i : . i i

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RÉ P A S O

;Cuiíles son las cuatro señales y frecuencias que aparecenen la salida de un modulador áe diodosde bajo nivel? 6. ¿A qué componente se asemeja un diodo PIN cuando se uti[za en un modulador de AM? n Mencione la principal aplicación de los diodos PIN como moduladores de amplitudr puede,:ij.J' ¡ OeOn-':+ 8. ¿Qué tipo de ampliFrcádor debe usarse para incrementar la potencia de una señal de bajo nivel de AM? noS em-::'irl a.-einte,.,:,il 9. ¿Cómo trabaja un amplificador diferencial modulador? 10. ¿En qué etapa de un transmisor se conecta el modulador en un transmisor de.AM de alto croduce::.. ¡¡ivel? ¿Cuál es la forma sencilla y más común para demodular una señal de AM? circuitó,i;rr icu,it "t el valor más crÍtico de un componenteen un circuito detectorde diodo? Expique. cr dece-',ii ¿Cu:ílesson las ventajas de un detector de diodo de onda completa sobre un detector de :dor ba-, diodo de media onda? 14, ¿Cuál es el componente básico en un detector síncrono? ¿Qué opera este componente? 15, ¿Qué señalesgenera un modulador balanceado?¿Qué señaleselimina? . .. . 16. ¿Quétipo de modulador balanceado utiliza transformadoresy diodos? 17. ¿Cuáles el filtro que más se utiliza en un generadorde BLU tipo filtro? lE.. ¿Cuál es la parte mrís difícil para producir BLU para señalesde voz mediante los métoi::ospafa-. dos de desfasamiento? BLode i';,i 19. ¿Qué tipo de modulador balanceado da la mayor supresión de la portadora?_ r . . . ., . 'i,, ,.:. : . . . . :¡ dese-: zo.¿Cuál es el nombre que se emplea para demodular una señal de BLU? 'a' tl. ¿Quéseñaldebe estA presenteen un demodulador9e BLU ademásde la señal a d9!e,9ta-qe? 5,

:.;,i-:

R E F A S

P no e LEMAS

o l. Un transmisor modulad.oen'el colector tiene un voltaje de alimentación de 48 V y'.uná'co- , rriente promedio de colector de 600 mA. ¿Cuál es l-apotencia de eotrada al u-¿rsmisor? . : qo 'dé:;: ' ' ¿Qué tanta señal de potencia de la señal moduladora se necesila para proauc-ii ! 00 . m o d u l a c i ó n ?+ , . :r 2. Un generadorde BLU tiene una portadora de g MlIz y se uiili2a para pasar f.Iügn"¡as'-, ;: de voz en el intewalo de 300 a 3 300 Hz. Si seleccionala banda lateral inferior, ¿cuál es . ; la frecuencia cenEal aproximada del filtro necesa¡iopara pasar dicha Uánaaf f..'.-,,.; ¡¡¡-'.:.ti.;:1 3. Un móduhdor balüceado en CI 1496 tiene un nivel de enrada de Dortadorade 200 m-V i'ii::l Si la cantidad de supresión alcanzádaes 60 dB, ¿cuál es el votuje de ta portaaorá qüéiápi: , -,-: rece en la saüda? +

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