Transmisor FM
Trabajo del colectivo docente
Santiago Bernal Betancourth Fabio Andres Giraldo Evin Alexis Ramos
Programa de ingeniería de sistemas y telecomunicaciones Facultad de ciencias básicas e ingeniería
Universidad Universidad católica popular de Risaralda Pereira, agosto de 2009
INTRODUCCION En las materias de: teoría de la información, análisis y diseño de circuito, ecuaciones diferenciales, física 3, programación orientada a objetos, vemos temas enfocados a los circuitos y a los sistemas de información, para este semestre se plantea por parte de los profesores el desarrollo de un transmisor FM analógico, con el cual podremos hacer prácticos los conocimientos que se van a adquirir durante el semestre.
Este circuito permitirá transmitir señales de audio, a través de una serie de elementos electrónicos encargados de capturar las señales de audio por medio de un micrófono (Electret), pasando la señal al condensador que se encarga de acoplar la señal al transistor y este amplifica la señal que será conectada un osciloscopio donde se evidencia las ondas.
OBJETIVOS Objetivo General: •
Realizar un transmisor FM en el cual aplicaremos aplicaremos los diferentes diferentes temas vistos de cada una de las asignaturas asignaturas de este semestre. semestre.
Objetivos específicos: •
Realizar el montaje de un un circuito en un protoboard como como tal.
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Observar cómo se amplifica la señal en un osciloscopio.
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Plantear el modelo matemático con los diferentes componentes electrónicos que se encuentran en el circuito. Elaboración de un programa que realice las operaciones matemáticas básicas en dos señales (Suma, Resta, Multiplicación). Especificar cada una de las abstracciones y responsabilidades para a si poder realizar el diagrama de clases con su con su respectivo lenguaje natural (algoritmo). Identificar las características principales de una onda sinusoidal
MARCO TEORICO Transmisor FM: Un transmisor en un dispositivo para transmitir información, en este caso como transmisor FM, este transmite información por medio de modulación de frecuencia.
Protoboard: también conocida conocida como breadboard breadboard o placa de pruebas pruebas sirve para montar montar circuitos eléctricos, sin necesidad de aplicar soldaduras, se usa para probar conexiones antes de hacerlo en una vaquela.
Circuitos en serie: son circuitos en los que la terminación de un elemento se une con la iniciación de otro, Ej.: un extremo de una resistencia se conecta con otro extremo de un condensador), cabe anotar que en los circuitos en serie la corriente es la misma
Circuitos en paralelo: es donde las puntas o terminales de dos o mas elementos están conectadas en el mismo nodo.
Frecuencia modulada Una señal moduladora (la primera) puede transmitirse modulada en AM (la segunda) o FM (la tercera), t ercera), entre otras.En telecomunicaciones, telecomunicaciones, la frecuencia modulada (FM) o sea modulación de frecuencia es una modulación angular que transmite información a través de una onda portadora variando su frecuencia (contrastando esta con la amplitud modulada o modulación de amplitud (AM), en donde la amplitud de la onda es variada mientras que su frecuencia se mantiene constante). En aplicaciones analógicas, la frecuencia instantánea de la señal modulada es proporcional al valor instantáneo de la señal moduladora. Datos digitales pueden ser enviados por el desplazamiento de la onda de frecuencia entre un conjunto de valores discretos, una modulación conocida como FSK. La frecuencia modulada es usada comúnmente en las radiofrecuencias de muy alta frecuencia por la alta fidelidad de la radiodifusión de la música y el habla (véase Radio FM). El sonido de la televisión analógica también es difundido por medio de FM. Un formulario de banda estrecha se utiliza para comunicaciones de voz en la radio comercial y en las configuraciones configuraciones de aficionados. El tipo usado en la radiodifusión FM es generalmente llamado amplia-FM o W-FM (de la siglas en inglés "Wide-FM"). En la radio de dos vías, la banda estrecha o N-FM (de la siglas en inglés "Narrow-FM") es utilizada para ahorrar banda estrecha. Además, se utiliza para enviar señales al espacio. La frecuencia modulada también se utiliza en las frecuencias intermedias de la mayoría de los sistemas de vídeo analógico, incluyendo VHS, para registrar la luminancia (blanco y negro) de la señal de video. La frecuencia modulada es el único método factible para la grabación de video y para recuperar de la cinta magnética sin
la distorsión extrema, como las señales de vídeo con una gran variedad de componentes de frecuencia - de unos pocos hercios a varios megahercios, siendo también demasiado amplia para trabajar con equalisers con la deuda al ruido electrónico debajo de -60 dB. La FM también mantiene la cinta en el nivel de saturación, y, por tanto, actúa como una forma de reducción de ruido del audio, y un simple corrector puede enmascarar variaciones en la salida de la reproducción, y que la captura del efecto de FM elimina a través de impresión y pre-eco. Un piloto de tono continuo, si se añade a la señal - que se hizo en V2000 o video 2000 y muchos formatos de alta banda - puede mantener el temblor mecánico bajo control y ayudar al tiempo de corrección.
Radiotransmisor Un radiotransmisor es un dispositivo electrónico que con la ayuda de una antena irradia ondas electromagnéticas que contienen, o son susceptibles de contener, información, tal como las señales de radiodifusión, televisión, telefonía móvil o cualquier otro tipo de telecomunicación.
Evolución histórica En los comienzos de la radio, para generar la energía de radiofrecuencia se utilizaron dispositivos tales como arcos eléctricos o alternadores. Uno de estos transmisores, dotado con un alternador, aún existe en condiciones de prestar servicio en la estación de VLF de Grimeton en Suecia. Tras el descubrimiento de la válvula termoiónica en los años 20 se comienza a utilizar ésta en los radiotransmisores y aunque, en la mayoría de los casos, ha sido sustituida por semiconductores, todavía se siguen empleando como elemento de amplificación en las etapas de alta potencia donde se manejan valores de varios kilovatios. En estos casos las válvulas empleadas suelen estar refrigeradas por agua. En los transmisores de microondas se emplean semiconductores o tubos electrónicos especiales, tales como el Klystron, el Magnetrón, el Amplificador de Ondas Progresivas y otros, dado que las señales de estas frecuencias no pueden ser manejadas mediante los semiconductores normales.
Etapas de un radiotransmisor típico
Figura 1.-Diagrama 1.-Diagrama de bloques de un radiotransmisor de modulación de amplitud (AM)
Un radiotransmisor típico de modulación de amplitud (AM), como el representado en la Figura 1, 1, consta de diversos elementos, tales como:
Oscilador Encargado de generar la frecuencia portadora (a). En general, se tratará de un Oscilado de cristal, para garantizar la exactitud y pureza de la frecuencia generada. En casos especiales podría estar referenciado a un reloj atómico.
Preamplificador de audiofrecuencia Se trata de un amplificador de audio de baja potencia para elevar la señal de muy bajo nivel (c) generada, en el caso de la figura por un micrófono, aunque podría venir de cualquier otra fuente de señal de bajo nivel obtener una señal de nivel superior (d) con la que atacar al amplificador modulador.
Amplificador modulador Es el encargado de generar una señal (e) que modulará la onda portadora. Esto es, hará variar la amplitud de la onda portadora de forma que esta cambie de acuerdo con las variaciones de nivel de la señal moduladora, que es la información que se va a transmitir.
Amplificador de radiofrecuencia El amplificador de radiofrecuencia, cumple dos funciones, por una parte eleva el nivel de la portadora (a) generada por el oscilador y por otra sirve como amplificado separador para asegurar que el oscilador no es afectado por variaciones de tensión o impedancia en las etapas de potencia.
Amplificador de potencia de RF En este amplificador se produce la elevación de la potencia de la señal (b), generada en la etapa precedente, hasta los niveles requeridos por el diseño para ser aplicada a la antena. En esta etapa es también donde se aplica la señal moduladora (e), obtenida a la salida del amplificador modulador modulador para finalmente obtener la señal de antena (f).
Fuente de alimentación La fuente de alimentación es el dispositivo encargado de generar, a partir del suministro externo, las diferentes tensiones requeridas por cada una de las etapas precedentes.
Transmisor En el área de comunicaciones es el origen de una sesión de comunicación. Un transmisor es un equipo que emite una señal, código o mensaje a través de un medio.
Para lograr una sesión de comunicación se requiere: un transmisor, un medio y un receptor. En el ejemplo de una conversación telefónica cuando Juan llama a María, Juan es el transmisor, María es el receptor y el medio es la línea t elefónica.
Transmisor de radio El transmisor de radio es un caso particular de transmisor, en el cual el soporte físico de la comunicación comunicación son ondas electromagnéticas. electromagnéticas. El transmisor tiene como función codificar señales ópticas, mecánicas o eléctricas, amplificarlas, y emitirlas como ondas electromagnéticas a través de una antena. La codificación elegida se llama modulación. Ejemplos de modulación son: la amplitud modulada o la Modulación de frecuencia o la cagada modulada
Transistor
Es un dispositivo electrónico semiconductor que cumple funciones de amplificador, oscilador, conmutador o rectificador. El término "transistor" es la contracción en inglés de transfer resistor ("resistencia de transferencia"). Actualmente se los encuentra prácticamente en todos los artefactos domésticos de uso diario: radios, televisores, grabadoras, reproductores de audio y video, hornos de microondas, lavadoras, automóviles, equipos de refrigeración, alarmas, relojes de cuarzo, computadoras, calculadoras, impresoras, lámparas fluorescentes, equipos de rayos X, tomógrafos, ecógrafos, reproductores mp3, celulares, etc.
Condensador eléctrico
Condensadores modernos.
En electricidad y electrónica, un condensador , capacitor o capacitador es un dispositivo que almacena energía eléctrica, es un componente pasivo. Está formado por un par de superficies conductoras en situación de influencia total (esto es, que todas las líneas de campo eléctrico que parten de una van a parar a la otra), generalmente en forma de tablas, esferas o láminas, separados por un material dieléctrico (siendo este utilizado en un condensador para disminuir el campo eléctrico, ya que actúa como aislante) o por el vacío, que, sometidos a una diferencia de potencial (d.d.p.) adquieren una determinada carga eléctrica, positiva en una de las placas y negativa en la otra (siendo nula la carga total almacenada). La carga almacenada en una de las placas es proporcional a la diferencia de potencial entre esta placa y la otra, siendo la constante de proporcionalidad la llamada capacidad o capacitancia. En el Sistema internacional de unidades se mide en Faradios (F), siendo 1 faradio la capacidad de un condensador en el que, sometidas sus armaduras a una d.d.p. de 1 voltio, éstas adquieren una carga eléctrica de 1 culombio. La capacidad de 1 faradio es mucho más grande que la de la mayoría de los condensadores, por lo que en la práctica se suele indicar la capacidad en micro- F = 10-6, nano- nF = 10-9 o pico- pF = 10-12 -faradios. Los condensadores obtenidos a partir de supercondensadores (EDLC) son la excepción. Están hechos de carbón activado para conseguir una gran área relativa y tienen una separación molecular entre las "placas". Así se consiguen capacidades del orden de cientos o miles de faradios. Uno de estos condensadores se incorpora en el reloj Kinetic de Seiko, con una capacidad de 1/3 de Faradio, haciendo innecesaria la pila. También se está utilizando en los prototipos de automóviles automóviles eléctricos. El valor de la capacidad de un condensador viene definido por la siguiente fórmula:
en donde: C : Capacidad Q1: Carga eléctrica almacenada en la placa 1. V 1 − V 2: Diferencia de potencial entre la placa 1 y la 2.
Resistencia eléctrica Se denomina resistencia eléctrica, simbolizada habitualmente como R , a la dificultad u oposición que presenta un cuerpo al paso de una corriente eléctrica para circular a través de él. En el Sistema Internacional de Unidades, su valor se expresa en ohmios, que se designa con la letra griega omega mayúscula, . Para su medida existen diversos métodos, entre los que se encuentra el uso de un ohmímetro. Esta definición es válida para la corriente continua y para la corriente alterna cuando se trate de elementos resistivos puros, esto es, sin componente inductiva inductiva ni capacitiva. De existir estos componentes reactivos, la oposición presentada a la circulación de corriente recibe el nombre de impedancia.
Según sea la magnitud de esta oposición, las sustancias se clasifican en conductoras, aislantes y semiconductoras. Existen además ciertos materiales en los que, en determinadas condiciones de temperatura, aparece un fenómeno denominado superconductividad, superconductividad, en el que el valor de la resistencia es prácticamente nulo.
Comportamientos ideal y real
Figura 2. Circuito con resistencia. Una resistencia ideal es un elemento pasivo que disipa energía en forma de calor según la ley de Joule. También establece una relación de proporcionalidad entre la intensidad de corriente que la atraviesa y la tensión medible entre sus extremos, relación conocida como ley de Ohm:
donde i (t ) es la corriente eléctrica que atraviesa la resistencia de valor R y u (t ) es la diferencia de potencial que se origina. En general, una resistencia real podrá tener diferente comportamiento comportamiento en función del tipo de corriente que circule por ella.
Comportamiento en corriente continua Una resistencia real en corriente continua (CC) se comporta prácticamente de la misma forma que si fuera ideal, esto es, transformando la energía eléctrica en calor por efecto Joule. La ley de Ohm para corriente continua establece que:
donde R es R es la resistencia en ohmios, V es V es la diferencia de potencial en voltios e I es I es la intensidad de corriente en amperios.
Comportamiento en corriente alterna
Figura 3. Diagrama fasorial. Como se ha comentado anteriormente, una resistencia real muestra un comportamiento diferente del que se observaría en una resistencia ideal si la intensidad que la atraviesa no es continua. En el caso de que la señal aplicada sea senoidal, corriente alterna (CA), a bajas frecuencias se observa que una resistencia real se comportará de forma muy similar a como lo haría en CC, siendo despreciables las diferencias. En altas frecuencias el comportamiento es diferente, aumentando en la medida en la que aumenta la frecuencia aplicada, lo que se explica fundamentalmente por los efectos inductivos que producen los materiales que conforman la resistencia real. Por ejemplo, en una resistencia de carbón los efectos inductivos solo provienen de los propios terminales de conexión del dispositivo mientras que en una resistencia de tipo bobinado estos efectos se incrementan por el devanado de hilo resistivo alrededor del soporte cerámico, además de aparecer una cierta componente capacitiva si la frecuencia es especialmente especialmente elevada. En estos casos, para analizar los circuitos, la resistencia real se sustituye por una asociación serie formada por una resistencia ideal y por una bobina también ideal, aunque a veces también se les puede añadir un pequeño condensador ideal en paralelo con dicha asociación serie. En los conductores, además, aparecen otros efectos entre los que cabe destacar el efecto pelicular.... Consideremos Consideremos una resistencia R , como la de la figura 2, a la que se aplica una tensión alterna de valor:
ONDA SENOIDAL También llamada Sinusoidal. Se trata de una señal análoga, puesto que existen infinitos valores entre dos puntos cualesquiera del dominio. Así pues, podemos ver en la imagen que la onda describe una curva continua. De hecho, esta onda es la gráfica de la función matemática seno, que posee los siguientes atributos característicos: En un triángulo rectángulo, el seno de un ángulo agudo a, que se designa por sen a, es igual a la longitud del cateto opuesto al ángulo dividida por la longitud de la hipotenusa. El seno de un ángulo cualquiera se asigna mediante la circunferencia goniométrica. goniométrica. Es la ordenada del punto en que el segundo lado del ángulo la corta:
La función y = sen x describe la variación del seno de ángulos medidos en radianes. Es continua y periódica de periodo 2π (Recuérdese que en radianes, π representa 180°). Se denomina función sinusoidal. El teorema del seno se aplica a los lados y ángulos de un triángulo cualquiera y relaciona cada dos lados con sus ángulos opuestos:
Este tipo de ondas son vistas en la Corriente Alterna, puesto que en ésta, la dirección del flujo eléctrico cambia constantemente en el tiempo, y cada uno de estos cambios es representado en la gráfica gráfica por un ciclo, puesto que se considera considera que la carga va aumentando hasta llegar a su máximo, luego disminuye hasta cero y da paso al siguiente sentido.
Una onda senoidal lo caracteriza:
Amplitud: Máximo voltaje que puede haber, teniendo en cuenta que la onda no tenga Corriente continua.A0
Período: Tiempo en completar un ciclo, medido en segundos. T
Frecuencia: Es el número de veces que se repite un ciclo en un segundo, se mide en (Hz) f=1/T
ONDAS ARBITRARIAS: Amplia variedad de soluciones para generación de señales CA y pulsos. Todo banco de pruebas suele requerir generar señales como parte del test. Instrumentos de Medida puede proporcionarle la mayor variedad de generadores de funciones, formas de onda arbitrarias, pulsos, y como complemento también amplificador de gran ancho de banda para incrementar el voltaje, la corriente o la potencia de la señal generada.
Energía y ondas Las ondas y la transmisión de energía ener gía Las partículas que realizan los movimientos armónicos oscilan alrededor de una posición de equilibrio y transmiten este movimiento a las que se encuentran a su alrededor mediante fuerzas elásticas.
Un modelo útil para entender esta situación se consigue uniendo pelotas de tenis (partículas) entre sí por medio de unos muelles (fuerzas elásticas) Si una fuerza desplaza a la pelota de su posición de equilibrio, cuando cesa la fuerza, la pelota comienza a moverse y ese movimiento se propaga alcanzando a las demás poco tiempo después. Cada una de las pelotas realiza un movimiento armónico y todo el conjunto un movimiento ondulatorio. Las partículas de cualquier material se alejan de su posición de equilibrio vibrando a uno y otro lado. La vibración pasa de unas partículas a otras sin que se produzca desplazamiento en el sentido de propagación del movimiento. LO que se está produciendo es una transmisión de energía. Cuando concluye un movimiento ondulatorio cada una de las partículas del medio vuelve a encontrarse en su posición inicial.
2. Clases de ondas Las ondas que se dan en la naturaleza se pueden clasificar en función del medio por el que se propagan y de las direcciones de su movimiento ondulatorio y vibratorio.
2.1 Según el medio Ondas mecánicas: Son aquellas que precisan de un medio material para su propagación. El sonido es una onda mecánica.
Ondas electromagnéticas: Son las que se difunden mediante campos eléctricos y magnéticos. Se pueden propagar tanto en el vacío como en un medio material. Todas las ondas electromagnéticas viajan en el vacío a la misma velocidad; se diferencian por su longitud de onda y su frecuencia.
2.2 Según la dirección de los movimientos · Ondas transversales: Son aquellas en las que la dirección del movimiento vibratorio es perpendicular a la dirección de la propagación propagación del fenómeno ondulatorio.
· Ondas longitudinales: En ellas, las partículas del medio vibran en la misma dirección en la que se desplaza la onda. Las partículas del medio se comprimen y se dilatan a medida que va pasando la onda.
3. Características de las ondas Para describir con precisión un movimiento ondulatorio hay que determinar las siguientes magnitudes comunes a todos ellos:
· Amplitud (A): Es la distancia máxima que puede separarse de su posición de equilibrio un punto que está realizando un movimiento vibratorio. Se mide en metros.
· Elongación (x): Es la distancia que separa a un punto que está vibrando de su posición de equilibrio. Se mide en metros.
· Fase: Se dice que dos partículas están en fase f ase cuando se encuentran en el mismo estado de vibración.
· Período (T): Es el tiempo que emplea en una oscilación o vibración completa. También se define como el tiempo que transcurre hasta que una partícula vuelve a estar en el mismo estado de vibración. Se mide en segundos.
· Frecuencia
(f):
Es el número de oscilaciones completas que una partícula da en un segundo. Su unidad es el hertz o hertzio (Hz) que corresponde a una vibración cada segundo: 1Hz
=1 El período y la frecuencia son inversamente inversamente proporcionales: T = 1/f
· Velocidad del movimiento ondulatorio (v): Es la velocidad con la que se propaga la onda. Se expresa como el cociente entre la longitud de onda y el período.
4. El sonido y su propagación Lo que se conoce como sonido es la información que se procesa y que es recibida por el oído como onda acústica. La producción de ondas acústicas es debida a la vibración de un foco emisor del que parte el sonido en todas direcciones. Las ondas acústicas son mecánicas y longitudinales. La velocidad del sonido depende de la proximidad que tengan entre sí las partículas que forman el medio.
La ecuación que indica el valor de la velocidad del sonido en el aire en función de la temperatura es: Siendo T el valor de la temperatura en grados Kelvin y v la velocidad en m/s.
5. Características del sonido
El oído humano solo percibe sonidos cuyas frecuencias se encuentren entre 20 y 20000 Hz y los transforma en sensaciones auditivas. Todas las sensaciones que llegan en este rango de frecuencias se pueden distinguir siempre y cuando difieran en alguna de las características fundamentales: intensidad, frecuencia frecuencia y forma de onda.
·
La intensidad:
es la cantidad de energía que transporta la onda y depende del valor de su amplitud. Cuanto mayor es la amplitud de la onda, mayor es su intensidad. Esta propiedad está relacionada con la sonoridad que es la cantidad de sensación auditiva que produce un sonido. La unidad de sonoridad es el bel, aunque se utiliza más su décima parte, el
decibelio. · La
frecuencia
es la cantidad de dilataciones o contracciones que pasan en un segundo por un punto. El tono es la cualidad del sonido que permite clasificarlos en agudos (frecuencia alta) y graves (frecuencia baja) · La forma de onda es la característica que permite distinguir dos sonidos con la misma frecuencia e intensidad. Se dice que tienen distinto timbre. La acústica es la parte de la física que se encarga del estudio de la producción, transmisión y características del sonido y de su relación con el sentido del oído.
6. Fenómenos que experimentan las ondas sonoras Los fenómenos más importantes que experimentan las ondas sonoras en su propagación son la reflexión, la refracción y la resonancia.
6.1. Reflexión Todas las propagaciones ondulatorias sufren reflexión cuando chocan contra una superficie. En el caso del sonido cuando esta reflexión es percibida por el hombre se denomina eco. Para que el oído distinga el eco es preciso que entre un sonido y su reflejo haya una diferencia de tiempo de 0,1 s.
6.2. Refracción
La refracción es el fenómeno por el que las ondas sonoras sufren un cambio de velocidad y dirección cuando pasan de un medio a otro o cuando varían las propiedades físicas del medio por el que se propagan.
6.3. Resonancia La composición y forma de los cuerpos hace que tengan una frecuencia propia o natural que es la frecuencia con la que vibran espontáneamente cuando no están sometidos a influencia exterior. Cuando una onda sonora alcanza un cuerpo con su frecuencia propia, este absorbe su energía comienza a vibrar con la máxima amplitud. Este fenómeno se conoce como resonancia.
SUMA RESTA Y MULTIPLICACION DE DOS SEÑALES Dispositivos multiplicadores analógicos La mayoría de los circuitos de multiplicador analógico están incorporados en circuitos integrados diseñados para aplicaciones específicas, tales como un convertidor Verdadero de RMS, aunque existen varios componentes para el armado de multiplicadores analógicos de propósito general como el dispositivo AD834 de Analog Devices. Los dispositivos de propósito general suelen incluir atenuadores o amplificadores en las entradas o salidas para permitir el escalamiento de la señal dentro de los límites de voltaje del circuito. Si bien los circuitos de los multiplicadores analógicos son muy similares a los amplificadores operacionales, son mucho más susceptibles a problemas relacionados con ruido y desvío del voltaje, ya que dichos errores pueden terminar multiplicándose. Cuando se trata con señales de alta frecuencia, los problemas relacionados con el faseo pueden resultar complejos. Por esta razón, la construcción de multiplicadores analógicos de largo alcance para propósitos generales es mucho más complicada que la de los amplificadores operacionales operacionales comunes, y dichos dispositivos son típicamente producidos usando tecnologías especiales y laser trimming, como los usados para amplificadores de alta eficiencia como. Esto quiere decir que tienen un costo relativamente alto y son generalmente utilizados solo cuando son indispensables. indispensables.
Señales Analógicas, Señales Digitales: Una señal analógica es una función continua del tiempo, con su amplitud también continua. Las señales analógicas se presentan cuando una forma de onda física, tal como una onda acústica o una luminosa, se convierte en una señal eléctrica. La conversión se efectúa por medio de un transductor. Micrófono Þ Variaciones de presión de sonido Þ Variaciones de V(t), i(t). Celda Fotoeléctrica Þ Variaciones de intensidad de la luz.
Una señal de tiempo discreto se define solamente para tiempos discretos. La variable independiente toma sólo valores discretos que se encuentran, por lo general, espaciados de manera uniforme. Cuando cada una de las muestras de una señal de tiempo discreto se Cuantifica (se permite que su amplitud toma solamente un conjunto finito de valores discretos) y luego se codifica. La señal resultante se conoce como señal digital.
Definición de Señal: Es una función de una variable, el tiempo, que conduce la información. Para cada instante de tiempo (variable independiente) existe un valor único de la función (variable dependiente). dependiente). La función (o señal) puede ser real o compleja, sin embargo el tiempo siempre tendrá un valor real. El método a utilizar para representar la señal depende del tipo de señal. Por lo tanto, podemos distinguir cuatro diferentes clases de señales. 1. 2. 3. 4.
Señales Periódicas, Señales no Periódicas. Señales Determinísticas, Determinísticas, Señales Señales Aleatorias. Señales de Energía, Señales de Potencia. Potencia. Señales Analógicas, Señales Digitales.
Definiciones: Señales Periódicas, Señales no Periódicas: Una señal periódica g(t) es una función que satisface la condición. g(t) = g (t + T0) Para toda t, t
Tiempo, T0
es una constante.
El valor más pequeño de T0 que satisface la condición se llama: Período de g(t) \ T0 define la duración de un ciclo completo de g(t).
Señales Determinanticas, Señales Aleatorias: Una señal determinantica es una señal acerca de la cual no existe incertidumbre con respecto a su valor en cualquier tiempo. Las señales determinanticas son funciones del tiempo completamente completamente específicas. Una señal aleatoria es una señal acerca de la cual existe cierto grado de incertidumbre antes de que se presente en la realidad.
Señales de Energía, Señales de Potencia:
En los sistemas eléctricos y/o electrónicos, una señal puede representar un voltaje o una corriente. Considere un voltaje v(t) que se aplica sobre un resistor R y que produce una corriente i(t) (determinado por la Ley de Ohm). La potencia instantánea que se disipa en este resistor.
Señales Analógicas, Señales Digitales: Una señal analógica es una función continua del tiempo, con su amplitud también continua. Las señales analógicas se presentan cuando una forma de onda física, tal como una onda acústica o una luminosa, se convierte en una señal eléctrica. La conversión se efectúa por medio de un transductor. Micrófono Þ Variaciones de presión de sonido Þ Variaciones de V(t), i(t). Celda Fotoeléctrica Þ Variaciones de intensidad de la luz. Una señal de tiempo discreto se define solamente para tiempos discretos. La variable independiente toma sólo valores discretos que se encuentran, por lo general, espaciados de manera uniforme. Cuando cada una de las muestras de una señal de tiempo discreto se Cuantifica (se permite que su amplitud toma solamente un conjunto finito de valores discretos) y luego se codifica. La señal resultante se conoce como señal digital.
Ecuación de la señal analógica A sen (wt+ ) W=frecuencia A=amplitud T= tiempo =ángulo
Definición del problema El programa permite realizar de forma grafica el funcionamiento y la transmisión de una señal analógica, donde serán digitados por el usuario la amplitud, el tiempo, la frecuencia. Donde el programa será responsable de realizar la suma, multiplicación y resta de la señal.
Entradas de Datos Variables para realizar las respectivas operaciones
Señales en frecuencia modulada (FM)
Abstracciones y Responsabilidades Señal: Recibe los datos de la señal Almacena los datos anteriores Suma, resta o multiplica las señales Muestra el resultado
Análisis de la solución Descripción
Se toman los Datos digitados por el usuario se llevan los datos a las respectivas formulas que se encargaran de realizar las siguientes operación básicas como lo son (suma, resta o multiplicación) se le da solución a la dicha operación y entrega el resultado de forma grafica
Pseudocódigo en lenguaje natural • • • • • •
Se ingresa el tiempo, la amplitud y la frecuencia Se crea la señal con los datos anteriores Se elije una operación a realizar (suma, resta o multiplicación) Se realiza la operación Se guarda el resultado en una variable Se muestra el resultado en forma grafica
Diagrama de clases
SEÑAL -double Frecuencia -double tiempo -double amplitud -double angulo +señal() +suma ( int sum): int result +resta (int res): int result +multiplicación (int mul): int result
Modelo Matemático de la etapa de Amplificación del circuito FM: TFM= Batería + Micrófono + Condensador Condensador *Resistencias*Transistor *Resistencias*Transistor + Error La batería es la que le suministra la energía al circuito, el micrófono es el encargado de capturar la señal emitida por un medio cualquiera (persona, medio Ambiente), las resistencias establecen los voltajes voltajes de polarización de corriente corriente continua al transistor, y el condensador es el encargado de acoplar la señal capturada del micrófono para pasarla al transistor y este se encarga de amplificar la señal.
TRANSMISOR FM LISTA DE MATERIALES Cantidad 2 1 2 1 1 1 2 2 1
Descripción
Precio c/u
Transistores 2N2222 Micrófono Electret Condensadores Condensadores Electrolíticos 10uF/25v Resistencias 1k Resistencia 15K Resistencia 6.8k Resistencias 10K Resistencias 4.7K Protoboard
700 1000 200 50 50 50 50 50 14000
CARACTERISTICAS DEL AMPLIFICADOR El micrófono tipo Electret se encarga de captar la señal de audio que se desea transmitir.
El condensador (C ) se encarga de acoplar la señal recibida por el micrófono para pasarla al transistor.
El condensador (C2 cerámico ) se encarga de establecer la Ganancia de Corriente Alterna del Transistor.
Las resistencia R1 Se encarga de establecer la polarización del micrófono.
Las resistencias R2, R3, R4, R5 se encargan de establecer los voltajes voltajes de polarización de corriente continua continua (CC) en el Transistor que es el encargado de amplificar la señal de audio captada por el micrófono.
ANEXOS Etapa de Amplificación
CIRCUITO ELECTRONICO DEL TRANSMISOR FM
CONCLUSIONES
Al momento de realizar el montaje del circuito en el tablero de conexiones (protoboard) se logro observar que lo planeado funciona físicamente. Al momento de conectar el circuito (amplificador) al osciloscopio y a un generador de señales, se puedo observar las ondas producidas, donde hallamos la ganancia lineal, con la relación de entrada y salida del circuito.
BIBLIOGRAFIA http://es.wikipedia.org/wiki/Transmisor http://es.wikipedia.org/wiki/Radio http://es.wikipedia.org/wiki/Radiotransmisor transmisor http://www.forosdeelectronica.com/f2 http://www.forosdeelectronica.com/f22/transmisor-simp 2/transmisor-simple-fm-construccio le-fm-construccion-2130/ n-2130/ http://es.wikipedia.org/wiki/Frecuenc http://es.wikipedia.org/wiki/Frecuencia_modula ia_modulada da http://es.wikipedia.org/wiki/Transistor http://es.wikipedia.org/wiki/Resisten http://es.wikipedia.org/wiki/Resistencia_el%C3 cia_el%C3%A9ctrica %A9ctrica
