Notas
Notas
Transmisor de a ud io y vid e o para un e nl nlace ace optoelectróni optoelectrónico co
1 Resumen
2 Descripción del sistema
Se propo ne e l diseño y construcción construcción d e un transm transm isor de dos señales de información: audio que modula una portadora en frecuencia y una señal de video en band a ba se. Las Las señ ales de informac informac ión e stán mu lticaticanalizada nalizada s por división división de frecu en cia. Este Este transm isor es útil útil para m odular la luz luz de una fuen te op toelectrónica toelectrónica e inyectar la información luminosa a una fibra óptica pa ra transm itir itirla la a varios varios usu arios. En las siguientes siguientes p ublicaciones se de sarrollará sarrollará e l diseño de un enlace optoelectrónico así como el receptor para recupe rar las las señ ales de audio y vi video
La señal de aud io se genera de una fuente de señal sonora o algún reproductor de audio. La La señ al presenta un voltaje máximo de 1 V pp ,, y una impedancia de 75 W . La señ al de au dio se e nfati nfatiza, y mo dula a un a po rtadora en frecuenc ia. Posteri Posteriorme orme nte se ajusta en am plitud plitud pa ra la etapa de m ulti ultican alización. alización. La señ al de video video se recibe de forma e xterna, xterna, desde un a fuente fuente d e video video c om puesto y se se aco pla pla a la sección de tratamiento de video, donde se filtra en pasa bajas, preparánd ola para la etapa d e m ulticanali ulticanalizaci zación ón
Generación Generación o recepción de a udiofrecuencias udiofrecuencias
Transmisor de FM
Mu ltic an an al aliza ci ció n
En la ce ce ó pt ptic o
Tratamiento de la señal de video video en ba nda base
Recuperación de la señ al de aud io y video video
FIG. FIG . 1 DIAGR DIAG RAMA DET DETALLADO ALLADO A BLO BLO Q UESDEL UESDEL SISTE SISTEMA MA PRO PUESTO
La e tapa d e mu lticana ticana lización zación es un circuit circuitoo su ma dor. La señal multicanalizada se amplifica para la conversión optoelectrónica.
3 Transmisor de audio y video En esta sección se diseña y caracteriza el transmisor-receptor sor-receptor de audio y vi video , en el orden m ostrado en el diagrama diagrama de bloques.
Mic ró fo n o
P re -a m p lific a d o r
Am p lific a d o r
La se ñal de a udio En esta secc ión se d etermina el espectro de au diofrecu en cias a transm itir itir.. La La Fig. Fig. 2 m ue stra los los e leme ntos que com pone n el circui circuito to de aud iofrecu ofrecu encias.
FIG. 2 BLOQUE DE ADQUISICIÓN DE AUDIOFRECUENCIAS
Filt Filtro ro pa sa b ajas segundo orden
Hacia el transmisor de FM Entrada para una se ñal de audio en band a base de 1 Vpp Vpp TEM AS
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Notas Transductor La seña l de informac ión de audio pue de se r la m úsica o la voz, por tanto, se usa u n m icrófono com o transductor. El micrófono empleado es de tipo electret. La razón de ocupar un micrófono de este tipo es su bajo costo y rápida ad quisición; la po larización d el mismo se trata junto con el pre-amplificador. En lugar de un micrófono, tamb ién p ued e utilizarse un eq uipo reproductor de au dio de alta fidelidad mo nofónico co mo fuen te de a udio.
20 19 )18 B d ( a17 i c n a161 n a G
15 14
1
10
Pre-am plificador d e a udio El pre-am plificad or e m plea un transistor P2N2222A [1] bajo la configuración emisor común, tal como se m ue stra en la Fig. 3
100 1000 Frecu en cia (Hz)
10000
100000
FIG. 4 ANCHO DEBANDA Y GANANCIA DELCIRCUITO PRE-AMPLIFICADOR
En la Fig. 4 se puede observar una ganancia muy plana a p artir de 7 Hz y has ta los 30 KHz. Las a udiofrecue ncias se en cuen tran e n un rango de 16 Hz, a los 16 KHzª , por tanto, se pue de decir que el pre-am plificador no distorsiona la am plitud de la se ñal de a udio recibida por el micrófono y adem ás no limita el rango de las audiofrecue ncias.
Amplificador
FIG. 3 PRE-AMPLIFICADO R
El circuito de la Fig. 3 se diseña y se obtienen los siguiente s resultado s, los valores de los resistores y capac itores ya están a justado s a valores co me rciales: · Vcc = 5 V · b = 200 · AV = 10 · RE = 270 W · Rc = 2.7 KW · R1 = 4.5 KW · R2 = 22.5 KW · RL = 100 KW . · C1 = 2.2 mF para una frecuen cia de 7 Hz. · C2 = 220 mF para una frecuen cia de 7 Hz. En la Fig. 4 se mu estra su respue sta en frecuen cia.
Se n ece sita un a mp lificado r de ganancia de 75 y con inversión de fase 180 o de la señal del pre-amplificad or, pa ra lograr un voltaje de en trada d e 1 Vpp al filtro p asa ba jas. Se propone el amplificador operacional TL081 [3] ba jo la con figurac ión inversora, Fig. 5. A pa rtir de su función de transferencia
Vo = − R2 Vi R1 Se propone R2 = 15 KW y com o = 200 W
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Þ
R1
FIG. 5 AMPLIFICADOR ª
40
Vo = −75 Vi
El intervalo completo de las audiofrecuencias está comprendido de los 16 Hz hasta los 16 KHz, pero se ha convenido en fijar el espectro audible a partir de los 20 Hz hasta los 20 KHz. [2]
Notas En la Fig. 6 se m uestra su respuesta en frecue ncia. 40 38 36 34 ) 32 B d ( 30 a i c28 n a26 n a G24 22 20
C1 = 1.5 nF R1 = 12 KW R3 = 22 KW C2 = 680 pF R2 = 2.2 KW R4 = 22 KW En la Fig. 8 se m uestra su respu esta en frecuen cia. 7.00 6.00 ) 5.00 B d ( 4.00 a i c n 3.00 a n a 2.00 G
1
10
100 1000 Frecu en cia (Hz)
10000 100000
1.00 0.00
1
FIG. 6 RESPUESTA EN FRECUENCIA DEL AMPLIFICADO RINVERSOR
10
1000 100 Frecu en cia (Hz)
10000 100000
FIG. 8 RESPUESTA EN FRECUENCIA DEL FILTRO PASA BAJAS
El circuito amp lificado r inversor pro porc iona un a ganancia de aproximadamente 38 dB y su respuesta en frecue ncia es prácticam ente plana, se obse rva una p equeña variación entre 30 y 50 Hz, y es de aproximadame nte 1 dB.
Este filtro pasa bajas no tiene rizo en su banda de paso, su ganancia es de 6 dB hasta 300 Hz, a partir de ah í disminuye la ganan cia ha sta alcanzar 3 dB en 20 KHz, la c ual e s la frecue ncia d e corte de l filtro.
Filtro pa sa bajas
4 Transmisor de FM
Se propone diseñar un filtro pasa bajas de segundo orden, de tipo activo y con respuesta Chebyshev, con u na frecue ncia de c orte de 20 KHz y ganan cia de 2. Ver Fig. 7.
Para el desarrollo de un m odulador de frecuen cia, la señal de audio se some te a un proceso de pre-énfasis antes del proceso de mod ulación. En la Fig. 9 se m uestran los elem entos qu e co mp onen al transmisor de FM. Aquí se observan las etapas, de pre-én fasis y el circuito m odu lad or de FM.
Transm isor de FM Entrada de audio
Modulador Filtro pasa ban da Pre -é nfa sis Lim itador 6.2 MHz segundo orden
Hacia la etapa de multicanalización FIG. 7 FILTRO PASA BAJAS
FIG. 9 TRANSMISORDE FM
Haciendo uso de l circuito integrad o TL082 [4] y de las ec uaciones qu e ca racterizan el comp ortam iento de un filtro pasa bajas de segundo orden de respuesta Chebyshev, se obtienen los siguientes resultados, ajustados a los valores co me rciales:
Pre-énfasis Un circuito de pre-énfasis se muestra en la figura 10. Este c ircuito es e sen cialm en te un filtro pasivo pa saaltas, el cual consiste de u na c om binación pa ralelo R-C (R 1, C 1) y un resistor (R2).
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Notas Observando la Fig. 11 se pue de n otar como se em piezan a a tenu ar las frecue ncias m en ores a 20 KHz. La atenua ción cesa a los 700 Hz, y por e sa razón e n la gráfica se obse rva un a líne a co nstante en –15.6 dB. Nótese com o e n la gráfica existe una diferenc ia d e 3 dB entre 2.2 KHz y las frecuen cias de atenu ación co nstante. Este circuito cumple las normas de pre-énfasis para modular una portadora en frecuencia por audiofrecuencias. FIG. 10 CIRCUITO DE PRE-ÉNFASIS
s+
De la Fig. 10
1
Vo = R1 Vi s + R1 + R2 R1R2 C1
Modu lado r directo de FM (2)
El modulador de FM se basa en el circuito integrado MC1376 [5]. En la Fig. 12 se muestra la configuración del circuito de l modulador co mp leto.
f 1 = 1 / 2pR1C1 (3) y f 2 = (R 1 + R2) / 2 pR1R2C1 (4) f 2 = 1/ 2pRp C1 (5) Donde: Rp = R1R2 y s = jw R1 + R2 Para el diseño del circuito de pre-énfasis se propone n los siguientes valores: • R2 = 5.6 KW • C1R1 = 72 ms Sí C1 = 1.2 nF Þ R1 = 60 KW
FIG. 12 CONFIGURACIÓN DEL MODULADORFM
(6)
Se ca racteriza al circuito de pre-én fasis, ver Fig. 11. La respu esta en frecuen cia del circuito corresponde a un filtro pa sa-altas. 0.00 -2.00 -4.00 -6.00 ) B -8.00 d ( a 10.00 i c n a -12.00 n a G-14.00 -16.00 -18.00
Los siguientes datos son dados por el fabricante, para obtene r la frecuen cia de la portadora dese ada. Zpin7 = 2.0 KW C2 = 1.0 nF C4 = C/5 mF (7) C = C1 + C 4 + C 5 (8) Una recomendación dada por el fabricante es mantener la XL1 del induc tor del mo dulador en e l rango de 300 W a 1.0 KW , para mantener la estabilidad de l oscilado r. Com o se em pleará una p ortadora d e 6.2 MHz se ne ce sita cu m plir lo siguien te:
7.7µH ≤ L1 ≤ 25.6µH 1
10
100
1000
10000 100000
Entonces el valor propuesto e s: L1 = 8.5 mH
Frecu en cia (Hz) FIG. 11 RESPUESTA EN FRECUENCIA DEL CIRCUITO DE PRE-ÉNFASIS
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Þ
X L1 = 331Ω
Notas La frecuencia de portadora del circuito integrado MC1376 se calcula a partir de la resonancia producida po r L y C. Se realizan los cálculos pa ra obten er la portadora d e 6.2 MHz. A pa rtir de la Ec. (10) se ca lcula e l valor d e C:
f c = 2π Þ
C =
1 LC
Este resultado determina el máximo valor de volta je de m od ulac ión a 1 Vpp , im plicand o una desviació n de frec ue ncia pico a pico de 600 KHz. Este valor es imp ortante p orque a pa rtir de él se ob tiene la sensibilidad del modulador, sólo se multiplica por 2p, com o se m uestra en la ec. (13).
(10)
1 2
L(2πf c )
∆f MHz radMHz K1 = 2π ∆V = 2π[rad ]• 0.6 V ≅ 3.77 V (13)
(11)
donde f C = frecue ncia central o frecue ncia de portadora L = inductancia C = capa citancia Para f C = 6.2 MHz C = 77.5 pF Þ C1 = 68 pF C4 = 15 pF C5 es u na c apa citanc ia variable, su función principal es realizar peque ños ajustes a la capa citancia C 1. Su ran go de valores e stá com pren dido e ntre 20 y 60 pF. El transistor auxiliar sirve para dar u na ganan cia a la señal de portadora. La polarización usada es la sugerida po r el fabrican te. En la Fig. 13 se m ue stra la c aracterización d el modulador.
El voltaje de salida de la portadora es de 1 V pp , es decir Vpo = 0.5 V (14) Además también se puede observar de la Fig. 13 que el voltaje m áximo d e la señ al mod ulante e s 0.5V, esto es Vm = 0.5 V (15) En la figura 14 a) se muestra el espectro de la portadora de aud io y en la Fig. 14 b) se tiene el espe ctro de la portadora mod ulada con un a seña l sinusoidal de 1 Vpp y una frecue ncia de 20 KHz, la cu al es la frecu en cia m áxima de m odulación. -40 -45 -50 -55 ) -60 m B -65 d ( a -70 i c n -75 e t o P -80 -85 -90
-3 0 -4 0 ) -5 0 m B d ( -6 0 a i c n-7 0 e t o P
-8 0 -9 0 5 .8
7
6
6.2
4.5
6 .4
Frecue ncia (MHz)
6.8
5
5.5 6 6.5 Frecue ncia (MHz)
7
7.5
8
FIG. 14 A) ESPECTRO DE LA PORTADO RA B) ESPECTRO DE LA PORTADO RA MODULADA
6.6 ) z 6.4 H ( a 6.2 i c n 6 e u c 5.8 e r F
El modulador se diseñó para tener una portadora de 6.2 MHz. En la Fig. 14 a) se puede observar la frecuen cia central, es de aproxima dam ente 6.2 MHz.
Características de l mod ulador de FM
5.6 5.4
0.5
1
1.5
2 2.5 Voltaje (V)
3
3.5
4
4.5
De la ec. (15) se sabe como se representa una señal de forma co sinusoidal modulada e n frecue ncia por una se ñal de tono de forma c osinusoidal. m fr(t) = Vpo Cos[ w po t + (K1 Vm / w m ) Sen( w m t) ] (16)
FIG. 13 CARACTERIZACIÓN DEL MODULADOR
La función de transferencia del VCO en su parte linea l (2 £V£3)es:
∆f = 6.5MHz − 5.9MHz = 0.6MHz = 0.6 MHz 3 . 0 V − 2 .0 V 1. 0 V V ∆V
(12)
Del diseñ o rea lizado se ob tuvieron los siguientes datos Vpo = 0.5 V (17) f po = 6.2 MHz (18) radMHz (19) K1 = 3.77 V
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Notas Vm = 0.5 V f m = 20 KHz
(20) (21)
Sustituyendo los valores an teriores e n la ec . (16) se tiene m fr(t) = 0.5V Cos[ 38.95X106t + 15 Sen(125.66X103t) ] (22) Al obtener la ec . (22), se h a ca lculado implícitam ente el índice d e m odulación, tiene un valor de 15. b = 15 (23) Por tanto, usando la regla de Carson, se o btiene el ancho de banda nece sario para transm itir la po rtadora Bc = 2 ( 300KHz + 20KHz) (24) Bc = 640 KHz (25) El anch o de ba nda po r núme ro de band as laterales se p ued e o btener a plicand o la ec. (22). En la tabla 1 se mu estran los valores ca lculados p ara la función Bessel de p rime ra clase y argum ento b= 15. β
J0
J1
J2
J3
J4
J5
15
-0.0142
0.2051
0.0416
-0.1940
-0.1192
0.1305
β
J6
J7
J8
J9
J10
J11
15
0.2061
0.0345
-0.1740
-0.2200
-0.0901
0.1000
β
J12
J13
J14
J15
J16
J17
15
0.2367
0.2787
0.2464
0.1813
0.1162
0.0665
β
J18
J19
J20
J21
J22
J23
15
0.0346
0.0166
0.0074
0.0031
0.0012
0.0004
TABLA 1 VALORESDELA FUNCIÓN BESSELDE PRIMERA CLASEPARA b= 15
De la tabla 1 se puede deducir el número de banda s latera les significativas n = 19 (26) Por tanto, de la ec. (2.43) se obtiene el ancho de banda BB = 2 ( 19 X 20 KHz) (27) BB = 760 KHz (28)
5 La señal de video compuesto En las cám aras de video de color, todos los colores se generan mezclando diferentes cantidades de tres colores primarios: rojo, azul y verde . Una c ám ara de color consiste e n realidad de tres cám aras, cada una con seña les de video separada s. Cuand o se explora una imagen, se utilizan tubos de cámara independientes para cada uno de los colores prima rios. La cám ara roja produce la señ al de video R, la cám ara verde gene ra la señal de vide o G y la cám ara a zul la se ñal de vide o B. Las seña les d e video R, G, B se co mb inan en proporciones
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espe cíficas e n u n c odificado r con el fin d e generar la brillantez (luminan cia) y seña l de vide o Y, ade m ás d e las señales de video cromáticas (color) I y Q. La señal de luminancia corresponde a una señ al de video monocromática. Las señales de color I y Q modulan en amplitud una subportadora de color de 3.579545 MHz para p roduc ir la se ñal de color total C. La se ñal I m odu la la subportadora directamente en el modulador balanceado I, mientras que la señal Q modula una subportadora de cua dratura en e l mo dulador balance ado Q. Las señ ales mod uladas I y Q se com binan en forma lineal para producir una señal de modulación en am plitud de cuad ratura, C, la cu al es una com binación de la m odulación de am plitud y de fase. La señ al C se com bina co n la señ al Y, los pu lsos de sincro nización y los pulsos de blanqueo para produ cir la señ al de video com puesta total (T). La se ña l d e lum ina ncia (Y) se forma combinando las seña les R, G y B en las siguientes p roporcione s Y = 0.30 R + 0.59 G + 0.11B (29) La seña l Y se transmite con un an cho de banda de 0 a 4 MHz, sin embargo, los receptores limitan el ancho de b and a de la señ al Y a 3.2 MHz para q ue n o interfiera co n la se ñal de color de 3.579545 MHz. La se ñal I se transmite con un ancho de banda de 1.5 MHz, mientras que la seña l Q es transm itida co n un ancho de banda de 0.5 MHz, sin embargo casi todos los recep tores limitan las señ ales I y Q a un an cho d e ba nda de 0.5 MHz [9]. La se ña l d e crom ina nc ia (C) es una combinación de las seña les de c olor I y Q. La señal I, o de color en fase, se obtiene combinando las señales R, G y B en la proporción indicada por la ec uac ión (29). El signo n egativo indica q ue la señal ha tenido un d esplazamiento en fase de 1800. I = 0.60 R – 0.28 G – 0.32 B (30) La se ñal Q o señal de color en cuadratura se genera combinando las señales R, G y B en las siguientes proporciones Q = 0.21 R – 0.52 G + 0.31 B (31) En e l rece ptor, la se ñal C reprodu ce colores en proporción a las amplitudes de las señales I y Q. El matiz (tono de color) se determ ina p or la fase de la señ al C y la profund idad o saturac ión es propo rciona l a la magnitud de la señ al C. Los pu lsos de sincron izac ión se emplean para reproducir correctam ente la seña l de video .
Notas Los pu lso s de bla nq ue o ,
son señales de video que se agregan a la lum inancia y a los pu lsos de sincronización co n la am plitud correcta para asegurar que el receptor sea blanqueado durante los tiempos de retraso verticales y horizontales. Los pulsos de blanqueo son señales de video con amplitudes que no producen ninguna luminancia (brillantez) en el tubo de rayos catódicos. La rá faga de colo r es la transmisión d e la sub portadora de color, junto con la señ al de video com pue sta, para que un rece ptor pueda reco nstruir la subpo rtadora con la frecuen cia y la fase de referenc ia ad ecu ada y por tanto determ ine la fase (color) de la seña l que se recibe. La ráfaga de color tiene una frecuencia de 3.579545 MHz y sólo se trans m iten de 8 a 10 ciclos. En la Fig. 15 se muestra una señal de video compuesta, esta señal corresponde a una imagen d e barras verticales de color, se muestra esta señal para visualizar las pa rtes fundam entales de la m isma.
Filtro pas a ba jas Para construir el filtro pasa b ajas se us an d os am plificado res o peracionales, contenidos en el circuito integrado CLC414 [6]. Como se puede observar en la Fig. 17, el filtro pasa bajas e s de cua rto orden y de tipo a ctivo. El diseño se hace para que tenga una respuesta Chebyshev.
FIG. 17 FILTRO PASA BAJASDE CUARTO ORDEN
Para construir el filtro se ha ce uso d e la inform ación con tenida e n las notas de aplicac ión OA-26 de Nationa l Sem icondu ctor [7]. Una vez calculados los valores te óricos se a justan a los co me rciales, quedan do los siguientes datos: FIG. 15 SEÑAL DEVIDEO COMPUESTA
Tratam ien to a la se ñal de vide o (transm isor) Una vez acoplada la señal se amplifica y filtra en pasa bajas, lo que garantiza el ancho de banda de la señal de video a transmitir. Enseguida, se amplifica la señal, esto con el fin de entregarla con una amplitud óptima a la etapa d e m ulticanalización. La etapa de tratamiento a la señal de video está compuesta por varias secciones, tal como se muestra en la Fig. 16. Sólo se describe el filtro pasa bajas porque la e tapa de acop lam iento y los am plificado res están con struidos por a mp lificadore s ope racionales e n la configuración n o inversora. Tratamiento a la señ al de video en b anda base Entrada para una señal de video en banda de 1 Vpp
Acoplamiento impedancia
de
Filtro pasa bajas
Amplificador
Hacia la etapa de multicanalización
• R1 = • R3 = • R5 = • R7 = • C1 = • C3 =
762 W = 680 W + 82 W 1.5 KW 220 W 1.5 KW 135.2 pF = (100 + 27 + 8.2) pF 100 pF
R2 = R4 = R6 = R8 = C2 = C4 =
309 W resistor de pre cisión 2.2 KW 309 W resistor de pre cisión 2.2 KW 100 pF 100 pF
Una vez construido se caracteriza. En la Fig. 18 se mu estra su respue sta en frecue ncia. 20
) B 10 d ( a 0 i c n -10 a n a G-20
1
10
100
1000 10000 1E+ 05 1E+ 06 1E+ 07 1E+ 08 Frecu en cia (Hz)
FIG. 18 RESPUESTA EN FRECUENCIA DEL FILTRO PASA BAJAS FIG. 16 SECCIÓ N DE TRATAMIENTO A LA SEÑAL DE VIDEO
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Notas El filtro pasa bajas limita la ban da de frecu en cias de la señal de video a 4 MHz. Éste presenta una ganancia de 16 dB en su frecu encia de pa so.
6 Multicanalización En la Fig. 19 se ob servan los bloqu es q ue indican la m ulticanalización. La parte impo rtante de e sta etapa e s el circuito sum ado r. Multicanalización Audio
Video
Acoplam iento de impedancia
Acoplam iento de impedancia
S u m a d o r
Amplificador de ganancia variable
Hacia el enlace optoelectrónico
Para iniciar el diseño del circuito propuesto se obtien e e l voltaje d e sa lida : R5 R2 R3 R1 R3 • + V V 1 2 R2 + R1 R3 (32) R4 R1 + R2 R3
Vo = 1 +
Eligiendo: R1 = R2 = R3 = 1KW R4 = R5 /2 = 250 W El voltaje de sa lida q ue da c om o (33) Vo = V1 + V2 el resultado b uscado, sum ar dos señ ales.
FIG. 19 BLOQUE DE LA SECCIÓ N DE MULTICANALIZACIÓN
Multicanalización El sistema de mu lticana lización está ba sado en un circuito sumador, tiene la función de multicanalizar la portadora m odulada e n frecue ncia y la señ al de video en banda base, por tanto, se ne cesitan dos e ntradas al mismo. Antes de sum ar las señ ales de informac ión, se hacen pasar por un Amp. Op. CLC414 bajo la configuración seguidor para igualar las impe dan cias de en trada .
Circuito sum ado r
En la Fig. 21 se muestra la respuesta en frecuencia de l circuito sum ad or, y en la fotografía 1 se tien e e l espectro de dos señales m ulticanalizadas. 1 ) B 0.5 d ( 0 a i c n -0.5 a n a -1 G 1
10
100
1000
10000 100000 1E+ 06 1E+ 07 1E+ 08
Frecu en cia (Hz) FIG. 21 RESPUESTA EN FRECUENCIA DEL CIRCUITO MULTICANALIZADOR
En la fotografía 1 se m ue stra el espe ctro mu lticanalizado de una señ al sinus oidal de 2 MHz, y la po rtadora de 6.2 MHz.
El circuito su m ado r se m ue stra en la Fig. 20.
FOTOGRAFÍA 1 ESPECTRO DE LA MULTICANALIZACIÓ N DE LA FIG. 20 CIRCUITO SUMADOR, MULTICANALIZADOR DE DOS SEÑALES
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PORTADORA DE AUDIO Y UNA SEÑAL SINUSOIDAL DE 2 MHZ
Notas En la fotografía 2 se m ue stra el transm isor de au dio y video. En la parte inferior de la fotografía 2 se m ue stran dos tablas de construcción de prototipos, ahí se encuentra el transmisor de FM y en la tabla superior se encuentra la sección que trata a la señal de video en banda base.
TRANSMISOR
de mu lticanalización. Las seña les m ultican alizada s tienen la suficiente potencia para ser inyectadas a cualquier d ispositivo para alguna aplicación. Se hace uso co ntinuo d e am plificado res de ban da a ncha para proba r estos dispositivos nu evos en el me rcado. Las ap licacione s de este sistem a son mu y variadas, como puede n ser transmisores d e videocon ferencia, para televigilancia, en tre otras. El sistema de transm isión, rece pción y enlace óp tico es muy grande para describir en este artículo, por tanto, se re serva la evaluac ión final del sistem a operando en conjunto. Ésta consiste en transmitir aud io y vide o y analizar cuan titativame nte ca da e tapa de l sistem a T
9 Referencias FOTOGRAFÍA 4.2 TRANSMISOR DE AUDIO Y VIDEO
7 Características del transmisor de audio y video Ca r a cte r ís tica
Voltaje de la portadora Frecue ncia de la portadora
Va lo r
Ecu a ció n
1 Vpp
17
6.2 MHz
18
1 Vpp
20
Rango de frecuencias transmitidas
2.5 Hz a 20 KHz
Figs. 6 y 8
Sensibilidad de l m odulador
3.77 rad MHz / V
19
15
23
Desplazamie nto pico de frecue ncia (tono de 20 KHz)
300 KHz
14 b)
Ancho de banda (Regla de Carson)
640 KHz
25
Ancho de banda (Bandas late rale s)
760 KHz
28
Ancho de banda del sistem a
6.52 MHz
calculada
Impedancia de entrada
75 Ω
condición
Voltaje de entrada de audio
1 Vpp
condición
Voltaje máxim o de la se ñal m odulante
Indice de modulación (tono de 20 KHz)
TABLA 2 CARACTERÍSTICAS DEL SISTEMA TRANSMISOR-RECEPTORDE AUDIO Y VIDEO
8 Conclusiones Se ha diseñad o y construido u n sistem a pa ra la transmisión mu lticana lizada d e se ñales de audio y video en banda base. El audio que se incorpora a l sistema optoelectrónico, mo dula en frecuen cia a una portadora de 6.2 MHz. El mo dulador de FM es de band a anc ha, ya qu e tiene un índice de m odu lación de 15. Éste se con struye a pa rtir de u n VCO de circuito integrado de la com pañ ía Motorola (MC1376). La fotografía 1 muestra la lectura de un analizador de e spectros, indica la ade cuad a ope ración de la etapa
[1] Motoro la Sem icond uc tor, “Am plifier Trans istors NPN Silico n P2N2222A”, http://sc gprodu cts.m otoro la.com / ProdSum.asp?base= P2N2222A [2] Luis H. Rod rígue z y Horac io D. Vallejo, “ Curso c om pleto de Audio & Hi-Fi ”, Editorial Quark S.R.L., Prim era ed ición, 1993, pp.4-5 [3] Nationa l Sem icond uctor Corpora tion, “TL081 Wide Bandwidth JFET Input Operational Amplifier”, http/ /w ww.n ation al.com , 1-6, [4] Nationa l Sem icond uctor Corpora tion, “TL082 Wide Bandwith Dual JFET Input Opertional Amplifier, http/ /w ww.n ation al.com , 1-10, [5] Motorola Semicon du ctor, “TV Mod ulator Circuit” http//www.m ot.com , pp 6-8. Wayne Tom asi, “Sistema s de com unicaciones e lectrónicas”, Prentice Hall, Segunda Edición,1996,pp 257. Nota:Información y Configuración, respectivamente. [6] Nationa l Semicond uctor Corporation, “Com line ar CLC414 Qua d, Low-pow er Monolithic Op Amp ”, pp . 1-4, http\www.national.com\pf\CL\CLC414.html [7] Nation al Sem icond uctor Corpora tion, “Application Note OA-26 Designing High Speed Active Filters”, http://www.national.com/ [8] Nation al Sem icond uctor Corpora tion, “Application Note OA-26 Designing High Speed Active Filters”, h t t p :/ / w w w . n a t io n a l. c o m / s e a r c h / s e a r c h . c g i/ m ain?keywo rds= OA-26. Felipe de Jesú s Rivera Lóp ez
Profesor-investigador Universidad Tecno lógica d e la Mixteca TEM AS
| septiembre - diciembre 2001
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