En esta clase combinamos lab. y teoria. Primero estudiamos en el aula que puesto que a la salida del circuito que ya teníamos montado teniamos una señal modulada en amplitud, nos veíamos en la necesidad de colocar un detector de envolvente para recuperar la información útil. Esto lo conseguimos gracias a un circuito muy sencillo, formado por un diodo, en serie con una resistencia en paralelo con un condensador. Entonces pasamos al laboratorio para medir el circuito con dos diodos diferentes, uno de germanio y el otro de silicio. Después de hacer las medidas oportunas vimos que con el diodo de silicio teniamos un rizado de 20 mV, y una salida de 340 mV pp, mientras que con el de germanio, teniamos 629 mVpp a la salida, y un rizado de 40 mV. Teóricamente cuanto menor es el rizado mejor, pero en este caso vimos que era mejor el de germanio ya que aunque producía más rizado, también recuperaba mejor la señal.
Después de esta comprobación, pasamos a visualizar la señal modulada en amplitud, y calculamos su índice de modulación. En nuestro caso era del 54 %.
viernes, 30 de octubre de 2009
viernes, 23 de octubre de 2009
Clase del 21/10/09
Después de tener ya montado el amplificador, dicidimos que queriamos tener más amplificación todavía, y para eso decidimos que ibamos a regenerar la señal y a retransmitirla. Para eso vimos que Armstrong había patentado en 1915 un fenómeno llamado "realimentación positiva", que cumplía con nuestros objetivos: lograr gran amplificación sin necesidad de añadir grandes circuitos y muchos más componentes. Vimos que el circuito que añadíamos era un potenciometro en serie con un condensador, para bloquear la continua y asi devolver la señal a su "forma original". La señal que salia del condensador se enviaba mediante otra bobina al filtro-sintonia del principio, y con esto ya teniamos la señal retransmitida. El inconveniente de este método es que se reduce el ancho de banda de la señal y que hay un riesgo de oscilación.
Otro problema que nos encontramos con este circuito es que a la salida del transistor normalmente tenemos alta impedancia, con lo que cualquier modificación en el circuito que añadiesemos luego alteraria la primera etapa del circuito (antena-sintonia y amplificación). Por eso se decidió colocar una etapa separadora que constaba de un amplificador operacional, a modo de seguidor de tensión. Asi que se conseguía evitar el efecto negativo de la alta impedancia. La última modificación fue simplemente por "aprovechar" los recursos, y añadimos dos resistencias al AO para que este funcionara como A.O no inversor, y asi a parte de contrarrestar la alta impedancia conseguíamos un poco mas de amplificación (que nunca está de más). Por último, colocamos un condensador entre R1 y masa, para bloquear la componente continua que nos añade el AO.
Acabamos la clase haciendo una breve descripción de lo que sería la clase siguiente.
Otro problema que nos encontramos con este circuito es que a la salida del transistor normalmente tenemos alta impedancia, con lo que cualquier modificación en el circuito que añadiesemos luego alteraria la primera etapa del circuito (antena-sintonia y amplificación). Por eso se decidió colocar una etapa separadora que constaba de un amplificador operacional, a modo de seguidor de tensión. Asi que se conseguía evitar el efecto negativo de la alta impedancia. La última modificación fue simplemente por "aprovechar" los recursos, y añadimos dos resistencias al AO para que este funcionara como A.O no inversor, y asi a parte de contrarrestar la alta impedancia conseguíamos un poco mas de amplificación (que nunca está de más). Por último, colocamos un condensador entre R1 y masa, para bloquear la componente continua que nos añade el AO.
Acabamos la clase haciendo una breve descripción de lo que sería la clase siguiente.
domingo, 18 de octubre de 2009
Clase del 15/10/09
Esta clase fue una comprobación en el laboratorio del circuito que en la sesión anterior habiamos dado por bueno. Primero hicimos un test de correcto funcionamiento en el circuito de polarización del transistor. Comprobamos que la β nos salia del orden de 427, que está por encima de los 400 que esperábamos (transistor de nivel c). Entonces colocamos una Vg muy pequeña para que el transistor no saturara (Vg < 25 mV). Medimos Vo con la sonda, ya que hay mucha capacidad parásita entre Vo y masa. Comprobamos que nuestra amplificación era concretamente 142.5, valor muy cercano respecto al que teniamos previsto obtener.
Entonces medimos la tensión en el colector para diversas frecuencias, para poder dibujar asi una curva de amplificación del circuito. Después, añadimos la bobina al circuito i volvimos a repetir el mismo proceso. Una vez que tuvimos las dos curvas de amplificación dibujadas(una del circuito sin inductor y la otra con inductor), observamos que hay una mejora del segundo respecto del primero, aunque no especialmente grande.
Entonces medimos la tensión en el colector para diversas frecuencias, para poder dibujar asi una curva de amplificación del circuito. Después, añadimos la bobina al circuito i volvimos a repetir el mismo proceso. Una vez que tuvimos las dos curvas de amplificación dibujadas(una del circuito sin inductor y la otra con inductor), observamos que hay una mejora del segundo respecto del primero, aunque no especialmente grande.
Clase del 14/10/09
Hoy clase totalmente teorica. Primero seguimos analizando el transistor, i cómo polarizarlo para que trabaje en su zona activa. Empezamos con un circuito simple, un transistor con Rb conectado a la base y Rc conectado al colector y a Vcc.
Observamos que nos interesa que Vcq sea Vcc/2 para que cuando polaricemos el transistor, la tensión a la salida sea máxima.
También vemos que este circuito no seria viable en la práctica porque la temperatura se va elevando , y en consecuencia Ibq e Icq tambíen se elevan hasta que el transitor sale de la zona activa, es decir, que este circuito es muy inestable. Entonces hemos visto que cambiando la distribución de los elementos en el mismo circuito, se reducía considerablemente la inestabilidad.
Después hemos pasado hacer un análisis incremental de este circuito. Lo que hemos observado esta vez ha sido que a la salida, la tensión de entrada no se amplificaba, sino que se atenuaba, con lo cual este circuito tal cual no es una buena idea ya que no cumple los objetivos que se habían propuesto. Para resolver este obstáculo colocamos un condensador a la salida del generador de tensión. Pero entonces nos ha aparecido el efecto Miller, que provoca que se reduzca el valor de Rin al aumentar la amplificación, y comprometiendo gravemente la selectividad del filtro. Para superar este otro "bache", dividimos Rb en dos, y colocamos otro condensador en medio de esta resistencia dividida.
Aunque a nivel teórica este circuito ya parece que funciona correctamente, los experimentos demuestran que no es así, y que para frecuencias superiores a 300 Khz la amplificación del circuito empieza a reducirse muy considerablemente. Esto es debido a los efectos parásitos del circuito. Para contrarestarlo colocamos una bobina en serie con la resistencia Rc, ya en continua se convierte en un cortocircuito y no afecta para nada, y de esta manera ecualizamos la curva de respuesta en frecuencia.
Observamos que nos interesa que Vcq sea Vcc/2 para que cuando polaricemos el transistor, la tensión a la salida sea máxima.
También vemos que este circuito no seria viable en la práctica porque la temperatura se va elevando , y en consecuencia Ibq e Icq tambíen se elevan hasta que el transitor sale de la zona activa, es decir, que este circuito es muy inestable. Entonces hemos visto que cambiando la distribución de los elementos en el mismo circuito, se reducía considerablemente la inestabilidad.
Después hemos pasado hacer un análisis incremental de este circuito. Lo que hemos observado esta vez ha sido que a la salida, la tensión de entrada no se amplificaba, sino que se atenuaba, con lo cual este circuito tal cual no es una buena idea ya que no cumple los objetivos que se habían propuesto. Para resolver este obstáculo colocamos un condensador a la salida del generador de tensión. Pero entonces nos ha aparecido el efecto Miller, que provoca que se reduzca el valor de Rin al aumentar la amplificación, y comprometiendo gravemente la selectividad del filtro. Para superar este otro "bache", dividimos Rb en dos, y colocamos otro condensador en medio de esta resistencia dividida.
Aunque a nivel teórica este circuito ya parece que funciona correctamente, los experimentos demuestran que no es así, y que para frecuencias superiores a 300 Khz la amplificación del circuito empieza a reducirse muy considerablemente. Esto es debido a los efectos parásitos del circuito. Para contrarestarlo colocamos una bobina en serie con la resistencia Rc, ya en continua se convierte en un cortocircuito y no afecta para nada, y de esta manera ecualizamos la curva de respuesta en frecuencia.
viernes, 9 de octubre de 2009
Clase del 08/10/09
Esta clase ha sido totalmente teórica. Después de haber fabricado ya nuestra antena-sintonizador, nos toca diseñar el amplificador que hará que al detector le llegue suficiente voltage. Por eso, hemos dedicado la clase a recordar qué son y cómo funcionan los diodos y los transistores, ya que estos últimos serás los que nos ayudaran a cumplir este objetivo.
Primero hemos empezado hablando de las grandes marcas distribuidoras de componentes eléctronicos, que son RS i Farnell. Todo esto ha servido un poco de introducción a los transistores, elemento MUY importante en la historia de la tecnologia, y gracias al cual sus inventores ganaron el premio Nobel de Física.
Para entender un poco mejor el funcionamiento de los transistores, primero hemos visto cómo funcionan los diodos. Después ya nos hemos centrado en los transistores. Su característica principal es que con una pequeña variación en la tensión base-emisor se da una variación enorme en la corriente a la salida. Esto se explica matemáticamente debido a la exponencial presente en la relación entrada-salida de este componente. En las próximas clases entraremos más en el análisis circuital de los transistores, y en el diseño de un amplificador con estos elementos.
Primero hemos empezado hablando de las grandes marcas distribuidoras de componentes eléctronicos, que son RS i Farnell. Todo esto ha servido un poco de introducción a los transistores, elemento MUY importante en la historia de la tecnologia, y gracias al cual sus inventores ganaron el premio Nobel de Física.
Para entender un poco mejor el funcionamiento de los transistores, primero hemos visto cómo funcionan los diodos. Después ya nos hemos centrado en los transistores. Su característica principal es que con una pequeña variación en la tensión base-emisor se da una variación enorme en la corriente a la salida. Esto se explica matemáticamente debido a la exponencial presente en la relación entrada-salida de este componente. En las próximas clases entraremos más en el análisis circuital de los transistores, y en el diseño de un amplificador con estos elementos.
jueves, 8 de octubre de 2009
Clase del 07/10/09
Esta clase ha combinado al 50% lab. y teoria.
Con el circuito que hemos creado, empeora mucho la selectivad del filtro, por lo que nos vemos obligados a convertir la bobina en un transformador, para minimizar el efecto de la carga. Para eso, hemos añadido a nuestra bobina 10 espiras encima de las 60 que ya teniamos, con la que en teoria la relación entre el primario i el secundario es de 6. Después de montarlo todo, hemos verificado la relación experimentalmente. A mi y a mi compañero nos ha dado una relación de 5, que aunque es un poco diferente a la esperada, entra dentro de los márgenes aceptables de error.
Con el circuito que hemos creado, empeora mucho la selectivad del filtro, por lo que nos vemos obligados a convertir la bobina en un transformador, para minimizar el efecto de la carga. Para eso, hemos añadido a nuestra bobina 10 espiras encima de las 60 que ya teniamos, con la que en teoria la relación entre el primario i el secundario es de 6. Después de montarlo todo, hemos verificado la relación experimentalmente. A mi y a mi compañero nos ha dado una relación de 5, que aunque es un poco diferente a la esperada, entra dentro de los márgenes aceptables de error.
Clase del 01/10/09
Hoy hemos combinado teoria con 10 o 15 minutos de laboratorio al final de la clase.
Antes de pasar al laboratorio, hemos visto que nuestro filtro paso-banda deberá tener una frecuencia modulable, lo que nos permitirá ir variando de emisora. Además, hemos calculado teóricamente el valor de la resistencia parasitaria y el de la inductancia, con los datos de la resistividad del cable de cobre, su diámetro, etc.
Ya en el laboratorio, hemos construido una bobina casera, y hemos medido su inductancia y su resistencia parásita. En mi caso, la máx. inductancia era 325 microH y la minima 280 microH, segun variábamos la posición del nucleo en la barra de ferrita. La resisténcia parásita variaba entre 20 y 30 Ohms. Ésta última era mucho mayor de la que habiamos calculado teóricamente. Para hacer todas estas medidas utilizamos una sonda de baja capacidad para no pertubar el ancho de banda del filtro.
Por último, hemos "visto" en el ordenador el espectro de la senyal de radio que se captaba con la bobina.
Antes de pasar al laboratorio, hemos visto que nuestro filtro paso-banda deberá tener una frecuencia modulable, lo que nos permitirá ir variando de emisora. Además, hemos calculado teóricamente el valor de la resistencia parasitaria y el de la inductancia, con los datos de la resistividad del cable de cobre, su diámetro, etc.
Ya en el laboratorio, hemos construido una bobina casera, y hemos medido su inductancia y su resistencia parásita. En mi caso, la máx. inductancia era 325 microH y la minima 280 microH, segun variábamos la posición del nucleo en la barra de ferrita. La resisténcia parásita variaba entre 20 y 30 Ohms. Ésta última era mucho mayor de la que habiamos calculado teóricamente. Para hacer todas estas medidas utilizamos una sonda de baja capacidad para no pertubar el ancho de banda del filtro.
Por último, hemos "visto" en el ordenador el espectro de la senyal de radio que se captaba con la bobina.
miércoles, 7 de octubre de 2009
Clase del 30/09/09
Hoy hemos visto como será el filtro del receptor de audio, el ancho de banda del cual sera de 10 kHz, ya que en Europa ésta es la separación que se deja entre emisora y emisora. Se dejan 8 kHz para evitar interferencias, y 2kHz más de separación para evitar el solapamiento.
Tambien hemos hablado de la problemática de enviar señales de audio, ya que estas tienen un ancho de banda de 20 kHz, con lo cual su longitud de onda es de 30 Km i necesitariamos una antena en λ/4 de 75 Km, cosa totalmente imposible. Este problema se solucionó en su momento trasladando la informacion a la banda OM (550 kHz-1.6MHz), para restituirla después.
Nuestro filtro será un RC paralelo, y para variar el pico de amplitud del filtro deberemos variar la capacidad del condensador, ya que variar la inductancia es complicado puesto que tendriamos que variar el número de espiras.
Tambien hemos hablado de la problemática de enviar señales de audio, ya que estas tienen un ancho de banda de 20 kHz, con lo cual su longitud de onda es de 30 Km i necesitariamos una antena en λ/4 de 75 Km, cosa totalmente imposible. Este problema se solucionó en su momento trasladando la informacion a la banda OM (550 kHz-1.6MHz), para restituirla después.
Nuestro filtro será un RC paralelo, y para variar el pico de amplitud del filtro deberemos variar la capacidad del condensador, ya que variar la inductancia es complicado puesto que tendriamos que variar el número de espiras.
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