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Estudiar el funcionamiento de un circuito modulador por desplazamiento de fase (PSK)

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1 Osciloscopio

1 Generador de Señales

2 Fuentes de alimentación

1 Multímetro

Cables de conexión

3 bobinas (Amarilla, blanca y negra)

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA

FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA

INFORME PREVIO DE LABORATORIO N°3

CIRCUITOS AMPLIFICADORES SINTONIZADOS DE FI PARA MODULACIÓN AM Y FM

Estudiantes

()

Gonzales Usurriaga, Frank (20211186A)

Salcedo Reyes, Moisés Jhael (20222002D)

Profesor

Ing. Alburqueque Guerrero, Angel Luis

Curso

Laboratorio de Radiocomunicaciones (EE498)

Grupo

Nº3

Sección

N

Fecha de experiencia

24/10/2025

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El presente informe de laboratorio contiene las respuestas a las preguntas del informe previo, así como los objetivos, los materiales y equipos y el procedimiento en simulación.

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1. Armar el circuito de la figura, para las tres (03) diferentes bobinas: Amarilla, Blanca y Negra. (realizado por Guillermo Pérez) 

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1. Armar el circuito de la figura, para las tres (03) diferentes bobinas: Amarilla, Blanca y Negra. (realizado por Guillermo Pérez) 

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2. Con el generador de señales en 455KHz, varíe la sintonización del tanque hasta obtener la máxima salida (V2max) 

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2. Con el generador de señales en 455KHz, varíe la sintonización del tanque hasta obtener la máxima salida (V2max) 

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Consideramos un generador de señales de 15mVpp. Dicho esto, la máxima amplitud de la salida (V2máx) es la que se observa

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Además, con una frecuencia de 455KHz observamos en el osciloscopio una amplificación en V2.

Grafica amarilla: V2

Grafica azul: V1

Grafica roja: V3

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3. Ajustar el potenciómetro, hasta obtener V2max de 100mVpp

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3. Ajustar el potenciómetro, hasta obtener V2max de 100mVpp

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4. Colocar las puntas de prueba del Osciloscopio en V2 y V1, luego sintonice el tanque 
variando la frecuencia del generador hasta obtener la salida máxima (V2max); Llenar el 
cuadro I-A.

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4. Colocar las puntas de prueba del Osciloscopio en V2 y V1, luego sintonice el tanque 
variando la frecuencia del generador hasta obtener la salida máxima (V2max); Llenar el 
cuadro I-A.

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(realizado por Guillermo Pérez)

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5. Variando la sintonización de la bobina, mida la frecuencia de resonancia máxima y mínima; Llene el cuadro I-B. (realizado por Guillermo Pérez)

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5. Variando la sintonización de la bobina, mida la frecuencia de resonancia máxima y mínima; Llene el cuadro I-B. (realizado por Guillermo Pérez)

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V2max registrado en -0.235, esta es la amplitud es decir 235 mVpVoltaje pico, por lo tanto cumple con 100mVpp aproximadamente

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Potenciómetro calibrado a un 73% de una resistencia de 100K

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Generador de señales, frecuencia ubicada en 310KHz

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Variando la frecuencia del generador nos damos cuenta que a 310KHz su amplitud es de 8.06V

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Respuesta en frecuencia de la bobina negra

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Tabla 1-B

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Respuesta en frecuencia de la bobina amarilla

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Respuesta en frecuencia de bobina blanca

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Tabla I-A medida con las 3 bobinas

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Pregunta N°1 (realizado por Marcelo Ferré)

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Pregunta N°1 (realizado por Marcelo Ferré)

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Determine la expresión de 𝑣01, 𝑣02, 𝑣03 en forma literal (colector conectado en 1). ¿En función de que parámetro principal se encuentra 𝑣𝑜 (𝑡)? Considere 𝐿𝑖𝑛, 𝐶𝑖𝑛, 𝑅𝑝 de la bobina y capacidades parásitas del transistor.

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Pregunta N°2 (realizado por Marcelo Ferré)

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Pregunta N°2 (realizado por Marcelo Ferré)

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Realice el análisis en DC y determine el rango de 𝑅𝑝𝑜𝑡, para obtener una corriente entre 100 y 300 uA.

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Pregunta N°3 (realizado por Moisés Salcedo)

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Pregunta N°3 (realizado por Moisés Salcedo)

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Explique como determinar en forma experimental:

- Frecuencia de resonancia mínima y máxima.

- Lin y Cin de la bobina.

- Rp (Resistencia de pérdidas de la bobina).

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Pregunta N°4 (realizado por Guillermo Pérez)

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Pregunta N°4 (realizado por Guillermo Pérez)

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Indicar que consideraciones se deben tener en cuenta para seleccionar los transistores.

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1) Frecuencia de resonancia máxima y mínima: La frecuencia de resonancia de un circuito LC se define por la ecuación presentada arriba.

Siendo fr la frecuencia de resonancia, L la inductancia y C es la capacitancia del circuito.

Primero, se monta el circuito de prueba, se conecta la bobina en paralelo con un capacitor variable y una resistencia en serie para medir su respuesta en frecuencia.

Segundo, se utiliza de un analizador de espectro o un generador de señales. Se excita el circuito con una señal de frecuencia variable y se mide la respuesta de voltaje.

Tercero, se identifican de los picos de resonancia. la frecuencia donde la impedancia del circuito es mínima (para un circuito en serie) o máxima (para un circuito en paralelo) indica la frecuencia de resonancia.

Finalmente, se toman mediciones en un rango de frecuencias para identificar la frecuencia de resonancia mínima y máxima.

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La selección de transistores adecuados es clave, ya que deben operar en el rango de frecuencias de FI sin degradación del rendimiento. Algunas consideraciones clave en la selección de transistores:

1) Frecuencia de corte (fT): La frecuencia de transición del transistor debe ser significativamente mayor que la frecuencia de operación del amplificador.

En amplificadores de FI para AM y FM, las frecuencias típicas oscilan entre 455 kHz y 10.7 MHz, por lo que se recomienda que ft sea al menos 5 a 10 veces mayor que la frecuencia de operación.

2) Ganancia de corriente continua (hFE o β): Debe ser suficiente para proporcionar la amplificación requerida sin afectar la linealidad del circuito. Generalmente, se prefieren transistores con un hFE en el rango de 50 a 300 para aplicaciones de FI.

3) Impedancia de entrada y salida: La impedancia del transistor debe ser compatible con los circuitos resonantes de entrada y salida para maximizar la transferencia de potencia y minimizar pérdidas. Se recomienda que la impedancia de entrada sea mayor que la impedancia de la etapa anterior, y la impedancia de salida coincida con la carga.

4) Estabilidad térmica: El transistor debe operar de manera estable en condiciones de temperatura variable. Se prefieren transistores con coeficiente de temperatura negativo para evitar el fenómeno de fuga térmica.

5) Bajo nivel de ruido: En receptores de radio, especialmente FM, el ruido de fase y el ruido de fondo deben ser minimizados. Se recomiendan transistores de bajo ruido con un factor de ruido menor a 2 dB en el rango de operación. transistor debe operar de manera estable en condiciones de temperatura.

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2) Lin y Cin de la bobina: Primero, la medición de la inductancia con un medidor LCR. Se conecta la bobina al medidor LCR y se toma la lectura a una frecuencia específica (generalmente 1 kHz o 100 kHz para evitar efectos parásitos).

Segundo, la medición de la capacitancia. Se utiliza la ecuación de resonancia presentada arriba.

Entonces, se sustituye la frecuencia de resonancia medida y el valor de inductancia obtenido para calcular Cin.

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3) Rp (resistencia de pérdidas de la bobina):

La resistencia de pérdidas (​Rp) representa las pérdidas internas debidas a la resistencia del alambre, efectos de histéresis y pérdidas por corrientes parásitas. El procedimiento experimental es el siguiente:

Primero, se conecta la bobina en un circuito tanque LC y se mide la atenuación de la señal en el tiempo t (tau).

Segundo, se obtiene Rp a partir de la relación entre Q y la constante de tiempo t (tau).

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6. Cambiar la posición del colector al terminal intermedio de la bobina, y siguiendo el mismo procedimiento que el caso anterior llene el cuadro II (realizado por Moisés Salcedo)

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6. Cambiar la posición del colector al terminal intermedio de la bobina, y siguiendo el mismo procedimiento que el caso anterior llene el cuadro II (realizado por Moisés Salcedo)

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Se realiza el siguiente cambio al circuito. Asimismo, se sintoniza a una frecuencia de 650 KHz en el generador de ondas para obtener el máximo voltaje en V2

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Respuesta en frecuencia de la bobina blanca

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Respuesta en frecuencia de bobina negra

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Respuesta en frecuencia de bobina amarilla

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Cuadro II

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7. Sintonice el tanque a 455 KHz, con la conexión anterior (colector conectado en 3) y coloque los condensadores a cada una de las bobinas, a fin de, determinar Lin y Cin. (realizado por Moisés Salcedo)

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7. Sintonice el tanque a 455 KHz, con la conexión anterior (colector conectado en 3) y coloque los condensadores a cada una de las bobinas, a fin de, determinar Lin y Cin. (realizado por Moisés Salcedo)

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Respuesta en frecuencia de bobina blanca para un Cext = 50pf

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Respuesta en frecuencia de bobina negra para un Cext = 50pf

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Respuesta en frecuencia de bobina amarilla para un Cext = 50pf

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Cuadro III

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8. Para el circuito de la figura (colector conectado en 3), variar la frecuencia del Generador y determinar la respuesta en frecuencia de las bobinas, ajustando Rpot., hasta obtenerV2=100mVpp en resonancia. Anotar el valor DC en Rc. (realizado por Marcelo Ferré)

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8. Para el circuito de la figura (colector conectado en 3), variar la frecuencia del Generador y determinar la respuesta en frecuencia de las bobinas, ajustando Rpot., hasta obtenerV2=100mVpp en resonancia. Anotar el valor DC en Rc. (realizado por Marcelo Ferré)

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La simulación se realizará solo en la bobina blanca. Se tomará como referencia la frecuencia = 455 KHz y el potenciómetro se calibrará a su 30%, obteniéndose el voltaje mostrado en la imagen, dando aproximadamente 200mVpp en V2

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9. En el circuito de la figura (colector conectado en 3), con V2 = 100mVpp en resonancia, coloque un potenciómetro de 100K en paralelo con el tanque y ajuste hasta obtener V2 =50mVpp. Anotar el valor de Rp. (realizado por Marcelo Ferré)

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9. En el circuito de la figura (colector conectado en 3), con V2 = 100mVpp en resonancia, coloque un potenciómetro de 100K en paralelo con el tanque y ajuste hasta obtener V2 =50mVpp. Anotar el valor de Rp. (realizado por Marcelo Ferré)

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La forma de colocar el potenciómetro de 100K es tal como se muestra en la imagen