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3.3 Demodulación y Recepción de AM con Portadora . Los detectores de A.M. se clasifican en detectores: • Rectificadores: Operan bajo el principio de detección síncrona. Es un sistema lineal de parámetros variables en el tiempo. • De envolvente: Circuito no lineal cuya salida tiende a seguir a la envolvente de la señal de entrada. Detector Rectificador.
Figura 3.26. Diagrama del circuito . 1. Este circuito, simplemente rectifica la señal modulada. Esto equivale a multiplicar los valores positivos por uno y los negativos por cero. Esto es equivalente a multiplicar la señal modulada por un pulso rectangular P(t) de frecuencia ω c. 2. El filtro Pasa Bajas eliminará la portadora (se elimina únicamente la portadora que no va modulada, es decir, la portadora pura) que puede ser de RF o de IF (en caso de que se esté empleando un receptor súper heterodino).
3. La salida del Pasa Bajas contiene todavía un término de C.D. (impulso en el origen) el capacitor C se encarga de eliminar este término.
Detector de Envolvente (Detector de Diodo o Detector de Pico).
Figura 3.27. Detector de envolvente. (a) Diagrama del circuito, (b) Señal de entrada (AMDBLPC), (c) Señal obtenida del detector de envolvente.
Recepción de A.M. En general cualquier receptor debe: - Recibir, - Amplificar y - Demodular una señal de RF.
Parámetros de un Receptor: Selectividad: Es la medida de un receptor para aceptar una banda de frecuencias y rechazar las otras (Pasa Banda). En A.M. comercial, BW de cada transmisor = 10KHZ, fc ± 5KHZ.⇒ BW del pasa banda del receptor = 10KHZ. Mejora del BW. Sensitividad. Rango Dinámico. Fidelidad. Pérdida por inserción. Temperatura de Ruido y Temperatura equivalente de Ruido.
Figura 3.28. Diagrama a bloques, simplificado, de un receptor.
Sección de RF: Funciones de la sección de RF: • Detectar. • Limitar las bandas del espectro total de RF a una banda específica. Amplificar las señales recibidas. • La sección de RF establece el nivel mínimo para la señal de RF que el receptor puede detectar y demodular. Componentes de la sección de RF: • Antena. LNA (Low Noise Amplifier). • Circuito de acoplamiento a la antena. • Filtro Pasa Banda (preselector). • Uno o más amplificadores de RF. •
Amplificadores de RF para Recepción: Un amplificador de RF es un amplificador sintonizado de alta ganancia y bajo ruido, el cual es la primera etapa activa que encuentra la señal recibida. Principales objetivos de un amplificador de RF: Selectividad. Amplificación. Sensitividad. Principales características de un amplificador de RF: Bajo ruido térmico. Baja figura de ruido. Ganancia de moderada a alta. Selectividad moderada. Alta relación de rechazo a la frecuencia imagen.
Sección de Mezclador / Convertidor: Su función es reducir las frecuencias de RF a Frecuencias Intermedias (IF) para A.M. 450KHZ ≤ IF≤ 460KHZ Esto lo realiza por medio del proceso de Heterodinaje. Los componenets del Mezclador/Convertidor son: - Oscilador de RF u Oscilador Local (L.O.) - Mezclador no lineal. El mezclador/convertidor (proceso de Heterodinaje) se puede aplicar tanto para Tx, como para Rx y puede ser aplicado una sola vez (Tx/Rx Súper Heterodino de Conversión Sencilla) o puede ser aplicado dos veces, "en serie" (Tx/Rx Súper Heterodino de Doble Conversión). Puede ser con inyección de Lado alto o de lado bajo, así pues podemos tener: - Tx/Rx Súper Heterodino de Conversión Sencilla con inyección de lado alto/bajo. - Tx/Rx Súper Heterodino de Doble Conversión con inyección de lado alto/bajo. En general la principal función del proceso de heterodinaje, realizado por el mezclador/convertidor es cambiar las frecuencias: - Para Tx se denomina mezclador/convertidor de subida y cambia de IF a RF. - Para Rx se denomina mezclador/convertidor de bajada y cambia de RF a IF.
Sección de IF: Su función es amplificar y seleccionar, es decir eliminar los armónicos indeseables que se generan en el proceso de heterodinaje. Detector de A.M: Su función es realizar la demodulación y recuperar la información. Sección de Audio. Su función es elevar la señal recuperada a un nivel utilizable. Hay dos tipos básicos de receptores de Radio: • Coherentes o síncronos No coherentes o Asíncronos ó Detección de envolvente. •
Receptor Sintonizado a R.F. (TRF) • Fue uno de los primeros receptores de A.M., se utilizó mucho hasta mediados de los años 40. • Reemplazó a los receptores de A.M. anteriores: -Super regenerativos - De cristal • Es el diseño más sencillo disponible.
Figura 3.29. Diagrama a bloques de un receptor TRF.
Receptor Súper Heterodino Un receptor súper heterodino aplica el proceso de heterodinaje para recuperar la información y para tal acción requiere de un circuito mezclador/convertidor.
Heterodino: Significa mezclar dos frecuencias juntas, en un dispositivo no lineal ó trasladar una frecuencia a otra utilizando mezclas no lineales.
Figura 3.30a. Diagrama a bloques de un receptor súper heterodino de conversión sencilla..
Figura 3.30b. Diagrama a bloques de un receptor súper heterodino de doble conversión (con Inyección de Lado Alto).
El receptor súper heterodino es un receptor No Coherente y sus principales características son: 1.- Ganancia más grande ⇒ mejor sensitividad 2.- Mejor rechazo a la frecuencia imagen. 3.- Mejor relación señal a ruido. 4.- Mejor selectividad. Sección de RF: Preselector y el amplificador de RF pueden ser circuitos separados, o un solo circuito combinado. El preselector es un filtro Pasa Banda de sintonización amplia, con una frecuencia central ajustable. Mezclador / convertidor: Incluye una etapa de oscilador de RF (conocida como L.O. oscilado Local) y una etapa de mezclador / convertidor: (llamada 1er detector). El objetivo del mezclador es convertir las frecuencias de R.F. a I.F. Realiza el heterodinaje. Sección de I.F: Consiste en una serie de amplificadores y uno o varios filtros pasa-banda. En esta etapa se logra la mayor parte de la selectividad y la ganancia del receptor,. La frecuencia central y e l BW de IF son fijas, para todas las estaciones de A.M. es la misma (450KHZ
a 460KHZ). Es más fácil y más barato construir amplificadores estables de alta ganancia. Sección de detector: Demodulador de AM, aunque en este caso la fc= 455KHZ, IF. El L.O. está diseñado de tal forma que su frecuencia de oscilación siempre está por encima o por debajo de la portadora de RF en una cantidad igual a la frecuencia central de IF. El ajuste para la frecuencia central del preselector y el ajuste para la frecuencia del LO están sintonizados en banda (los dos ajustes están mecánicamente unidos, un solo ajuste cambia las dos frecuencias simuntáneamente).
- Inyección Lateral Superior: Frecuencia del L.O. = ω c + ω IF = RF + IF (Utilizada en AM comercial). - Inyección Lateral Inferior: Frecuencia del L.O. = ω c - ω IF =
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