----@

earÍrx¡¡-o a

e rncurTCSMODULADORES YDEfuTODULADOR.ES

DE AftAPLITUDObietivos

Después de termínar esle capítulo, podrd:

+ Explícarla relación de la ecuación básica de la señalde AM con la producción de modulación de amoli-tud, mezcla y conversión de la ftecuencia oor mediode un diodo u otro componente o circuito no lincalcon la frecuencia.

+ Contparar las ventajas y desventajas de la modu-lación a bajo y alto nivel.

+ Explicar cómo se mejora la respuesta de un diodo de-tector básico con circuitos detectores de onda com-pleta.

+ Definir la detección sincronizada y explicar la fun-ción de los recortadores en los ci¡cuitos detectoressÍncronos.

+ .Determínar la fuirción de los moduladores balancea_dos y definír las diferencias entre moduladores decelosía y moduladores en circuiro integrado (CI).

<> Dí6uiarlos componentes básicos de toi circuitos ripofiltro y tipo corrimiento de fase para la generación ieseñales de BLU.

II

^ l

^ A i

Pfn

ULr\

(-

UATRo

I

4- l Pnrr . rc lp tos eÁstcos DE LA MoDuL¡ 'c tÓN DE AMPLITUD : ¡

Al examinar la ecuación bisica para la señal de.AM' que se presentó en el capítulo antcrl(rr' sc

concluye cómo puecle generarse AIr'1' I 'a ecuacton es

,,^v : l 'o sen}n/ot + (y,, sen zÍf,,,t)(senzrft't)

donde el primer térnrino es la ponadora senoidal y el segundo el producto de dicha portadora

y las señales moduladoras. (;fi;;';;;nnr ttir¡11¡^i"stantáIreo de la amplitud del vol-

taje de modulación.) EI índice de moduiación' rr' es la relaciirn <Ie la amplitud de la señal mo-

duladora entre la anrplitud d"-;;;;J;"' o ttr = v^A/ry' por lo t^nto' y'" = rrrvn' Entonces'

al susrituir por {,, en to ".u""ión

básica resulta uon,-ivr ttn 2;fnt + (ntvosen-2rd"t) (sen

lr¡oi. r^rioazuriáo, "o^n

= Vo sen 2nfrt(l *-nt sen 2r'f"'t)'

Se han desarrollado docenas de circuitos moduladores queproducen rariación'-en la a¡rtplitud

de la portacora de acuerdo."" l"""o"ii"i;fo-rmación *odutu¿otu' Hay circuitos para produ-

cir AM, DBL y BLLI a "i".1*

;;;;"iti"t v tt*t' En este capítulo se estudian algunos

de los nloduladores de amplitud Áá' "otuntt

de componentes discrelos y de circuitos intc-

grados (CI). También ," onori' '*-ti"uitos demoduladores para AM' DBL y'BLU'

Viendo la expresión para lArr, es claro que se necesita un circuito que pueda multiplicar lls se-

ñales portadora y moduladora'l lu"go tunl"' la pofladora--La figura 4-1 muestra el diagrama

en bloques de este circuito. t; ¿;;?.#t'lo "'

¿"'"ttoll"t un circuito cuya ganancia (o ate-

nuación) sea una función de (1 f nr sen ?rJ,,,t)'Si llamamos a esa ganancia A' la expresión pr-

ra la señal de AM es

t ̂ r' : A0r')

donde A es el factor de ganancia (o atenuación)' La figura 4-2 se n'¡uestra algunos circuit'os scn'

cillos basadtrs en esta expresrón; en la f-rguru 4-2a), A es. una ganancia mayor que,.la. propo.cio-

nrda por un anrplifrcador' }. ;'i"-;;;;;"¿ú)' la'portadora e--s atenuada por un rlivisor de vol-

taje. En este caso tu g"non.l" ., t*á' qu" t ¡' ' po' io tanto' es factor de atenuación' La portadora

se mulriplica por una fracción fija A'

PortadorVpsen znlPl

FlcuRA 4-l Diagrama en bloques de un circuito para producir AM'

Capítulo 4 C¡acunos MoouLAREs Y oEMoouL DoRss DE AMPuruo

E N E L D O M I N I O D E L T I E M P O

[lultiolicador

Señal analógico Suredol

-"i"iá1". , ¡-* .rl-u"

Ganancia = A (>1)

. D

- . \ c

/ es proporcional a ouna luncióñ de m sen 2rl-¿ + 1

Frcus 4-2 Multiplicación de la portadora por una ganancia ltja A'

Ahora, si la ganancia del amplificador o la atenuación del divisor de voltaje se hacen va-

ria¡ de acuerdo con la señal moáuladora miás l, se producirá Alvl. En la frrgura 4-24) líseñal

moduladora se usa¡á para incrementar o disminuir la ganancia del amplificador a medida que

cambia la señal de inteligencia y en la figura 4-2b) la señal moduladora podría hacer variar

una de las ¡esistencias en el divisor de voltaje creando un factor de atenuación variable. Hay

tal vuiedad de ci¡cuitos populares que permiten hacer va¡ia¡ dinámicamente la ganancia o la

atenuación con otra señal, produciendo AM.

A M e ¡ ¡ E L D o M t N t o D E L A F R E c U E N c ¡ A

otra forma de generar el producto de las señales portadora y moduladora es aplicar ambas se-

ñales a un circuito o componente no lineal, de preferencia uno que -senere una función basada

en una ley cuadrát ica. El componente o c i rcui to. l ineales.uqg" l :1 que. la.comente es unafun-

ción ünea_l del vOltaje (figura 4-3a). Un resistor o un trxnslstor polanzado llnealmente son eJem-

plos de un dispositivo lineal. La corriente aumenta en proporción directa a los incrementos del

voltaje en el dispositivo. La pendiente de la línea se determina por el coeficiente a en la ex-

oresión i : av.' El ci¡cuito no lineal es aquel en que la corriente no es directamente proporcional al volta-

je. Un componente común no lineal es un diodo que tiene la respuesta que describe la frgura

4-3á), donde los incrementos del voltaje incrementan la corriente, pero no en línea recta- En

lugar de esto, la variación de la corriente es una función cuadrática, función que varía en pro-

Li scn-

tiÍcio-

:e vo l -

r¡don A

E Io l

4

I

Volta¡e '----+-

al

FrcuRA +3 Cuwas de ¡espuesta lineal y de ley cuadrática: a) relación vohaje-coniente lineal,

á) respuesta no ünea.l o cuadrática-

Voltaje --------->.

b'j

4-l PRtNclPlos 8Ástcos D€ LA MoDULActóN Dg AMPuruD 157

porción al cuadrado de la señal de entrada. Los transistores bipotares y de efecto de campq

(FET,fietd effect transistor)* p""¿"' p'r'iT,t-i-gj::"'":T:,Y"0":,f[::t'.1:l':ffi'rtü:.'J'#: ff:;;;;:;i;;i;;;;" rev c-u1llitica mientras que ros diodos v ros ¿1'transistores bipolares que tienen

"olniontnt"' de mayor orden' sólo se aproximan a la función ¡iti

de la mencionada ley. tsn "";;;;ffi";"i""iá'

itpr""' la va¡iación de la corriente puede re' ¡i

;;;;t" de manera aproximada con la ecuación '.i'

i = a v * b v z

donde ¿y es el componente lineal de la corriente igual at voltaje aplicado multiplicado por el

coeficiente a (en general un" lál"nt" de polarización-1: t¿i v áv2' elcomponente de seEun-

do orden de la corriente' L"t;i;;;t Úan^sistor"s también tienen términos de orden su¡-'erior'

como cf, dva, etcétera; sin tmba'go, éstos son pequeños y a menudo despreciables' por lo que

en un análisis se elimina¡

ilffi ::ffi iü'il,"nur.,portadora',T^:9:l1o:"i:"::11L:l]::ii:::','"":l;^" ff::':ffi ;;;;ffi ;; ;;;i"ro "' -n""'* 1"":0."':'i:fÍ:'': ¡"flll11lT,li1 ll:: l;1[[";i:o."il;;ilo como ilustra la hgura 4-4' El voltaje aplicado al diodo se-

rá entonces

La corriente del diodo en el resistor es

i = a(r'p + v,,) * b(v o + t',,,)1

i = a(v o

* v,,,) + b(t] I 2vov,, i v2^)

Al sustituir las expresiones trigonomérricas por las señales poii:: :"i",::t::1tj:Lt":

da v" *'"1T;,': ;il';;ial;T' '' : tn f,," v v,,' : sen 2tf''t = r"" sen o"'r' donde o" =

Entonces

i = aVpsen u¡ I al;nsen o¡,r + bVo2 seal u,,t -l 2b\trV^ sen opt sen o"¡¡

* lrv,,2 sen? o,,,1

Desa¡roliando tenemos

Señalmoculad.:a Y ?rmónica

F¡cuu 4-4 Circuito de ley cuadrírica para producir AM

Capftulo 4 C¡Rcumos MoouLAREs Y DEMoouLADoRES DE AtrlPLrruo

Onda d€ AM

Esp&'.ro de sal¡da

It

I

t_:

t 5 E

z./ Envoñenlé de la onda $no¡dal modutadora

FrcuM 4-5 Señal de AM que tiene no sólo la portadora y bandas laterales sino también la señalmoduladora.

Al sustituir la identidad trigonométrica senz A:0.5(l - cos 2A.) en la expresión prece-dente, proporciona la expresión para la corriente en el resislor de carga en la figura 4-4.

i = avo sen apt + avn sen oñr + O.5bv2e(I - cos 2 oot)* 2bvov,^ sen op¡ sen a,,t + 0.5bf,, (l - cos o,,¡)

El primer términó es la portadora senoidal, que es la parte clave de la onda de AM; el segundotérmino es la onda senoidal de la señal moduladora. Por lo común, no es parte de la onda deArV y es mucho menor en frecuencia que la ponadora, así que es fácil f¡ltra¡la afuera. El tercertérmino, el producto de las ondas senoidales de las señales portadora y moduladora, define laonda de AM. Si se hacen las sustiruciones trigonométricas que se explican en el capítulo 3, seobtienen dos térmi¡os adicionales: la suma y diferencia en frecuencia de las ondas senoidales,que son las bandas laterales superior e inferior. El término cos 2aot es una onda senoidal deldoble de la frecuencia de la poitadora; esto es, la segunda armónica de la portadora.

El término 2añt esla^ segunda armónica de la onda senoidal moduladora. Estos componen-tes son indeseables, pero muy fáciles de elimina¡ por medio de filt¡os. Los diodos y transisto-res, cuya función no es una ley cuadrática pura, producen tercera, cuarta y armónicas de ma-yor orden que algunas veces se conocen coúro productos de intennod.ulacíán y que tambiénson fáciles de filtrar.

La figura 4-4 muestra el circuito y el espectro de salida de un diodo modulador sencillo.Su forma de onda de salida, que se muestra en la figura 4-5, es una onda normal de AM a lacual se [e ha sumado la señal moduladora. '

FrcuRA 4-6 El circuito resonante filtra la seña.l de modulación y las amónicas de la ponadora,dejando sólo la portadora y sus bandas laterales.

4-l PRrNcrptos BÁgcos o€ r-¡ lroour¡cró¡ DE AMpLmuD r 5 9

Al sustituir un circuito resonante paralelo por el resistor en la figura 4-4' resulta el circui.lfii

to modulador que muestra la figura 4-6. Est" circuito es resonante a ]a

fJecu¡rcf1.!-e ]1

f*.;-:

dora y riene un ancho de bandá lo bastanre amplio para que Pasen las bandas leterales, perq'i

también lo bast¿rnte angosto para frltrar la señai moduladora' así como la segunda y armónica5 ;

de orden superior de Ia portadora. En consecuencia, resulta una onda de A\4 a trar'és del cir-

cuito sintonizado.Este análisis se apiica no sólo aAM, sino también a dispositivos de translaciónde frecuen-

cia como mezclado¡es, detectores de producto, detectores de fase' moduladores balanceatlos y'

otros circuiros heterodinos. De hecho, se aplica a cualquier circuito o dispositivo que tensa

función de le1, cuadrárica. Erplica cómo se forman las sumas y diferencias de frecuencias y

porquélama¡.or íadelosprocesosdemezclaymodulaciónestánacompairadosdeconrponen.tes indeseables como armónicas y productos de intermodulación'

4-2 MooULADoRES DE AMPLITUD

Losmodu lado resdeamp l i t udpo r l ogene ra l sondedos t i pos :deba jon i ve lodea l t on i r , e . l . Losmoduladores de bajo nivel generan AM con señales muy pequeñas' y por lo tanro'.deben am-

plificarse de man.ia considerable -(i van a transmitirse. Los moduladores de alto ni.,ei produ-

cen AM a niYeles de alta potencia, por lo general en la etapa final de amplificación de un Úans-

misor. No obstante que los circuitás que se estudiarán en las siguientes secciones consideran

componentes discretos, debe tenerse in n]"n," gue hoy día la mayoría de los moduladores y

demoduladores de amplitud se producen en forma de circuitos integrados'

A M p E B A I O N I V E L

MoDULADORES CON DIODO. Enrre los moduladores de ampl i tud más senci l los está el mo-

dulador con diodo descrito en la sección previa. La utilización práctica que muestfa en la fi-

gura 4-7 consta d¿ una red ntezcladora resistit'a. un diodo rectificador y un circuito sintoniza-

áo LC.Lt ponadcra se aplica a uno, de los resistores de entrada y la señal moduladora al otro'

L:¡s señales mezclsdas aparece¡ a través cle R., red que permite la mezcla lineal de las dos se-

ñales, esto es. sumadas Ln fornla algebraica. Si anrbas señales, portadora y moduladora' son

senoidales, la r,rnda resultanre en la ,-Inión de los dos resistores será conro la que describe la fr-

-eura 4-8c). donde la onda porradora vi:i:, en la señal moduladora. Esla señal no es dc AM y

el proceso de modLl leción no es un procc' ' r dc st tnra '

Fca¿a$a

FrcuR 4-7 N4oduiación de amplitud con un diodo.

Capítulo 4 CtRcutros MoouLiREs y DEfioDULADoRES DE AMP¡-ÍUD

Señal

l ó0

clrcui-;: i

:s, pero':..nónic¿¡ .:,

del ci¡- ll

recuen-ea(los y:e tengarncias yiponen-

Vel. Los¡en am-ri produ-ir trans-:sideran:dores y

:l el mo-.n Ia fi-::.¡oniza-i al otro.s dos se-: o ra ,50n:.ce la fi-: r A M y

\___,.4I

4#ffMffh

Frcum 4-8 Fomas de onda en un modulador con diodo'

La fomra de onda compuesra se aplica a un diodo rectificador. Este diodo se conecta de

manera que esté polarizado en directa por el semiciclo positivo de la onda de enrrada. Duran-

te los Semiciclos n€gativos de la.onda, el diodo está en corte y no Pasa señal. La corriente a

través del dioclo es una serie de pulsos positivos cuya amplitud varía en proporción con la am-

plitud de la señal moduladora (figura 4-8d)-

Estos pulsos en el sentido positivo se aplican al circuito sintonizado paralelo de I y C, que

están en resonancia a la frecuencia de la portadora. Cada vez que el diodrt conduce, un pulso

de corrienre fluye hacia el circuito sintonizado. El inductor y el capacitor intercambian ener-

gía varias veces, lo que causa oscilación o ''anilleo" a la frecuencia de resonancia.. La oscila-

ción del circuito sintonizado crea un semiciclo negativo Por cada pulso positivo de entrada.

Los pulsos positivos de amplitud alta producen pulsos negativos de amplitud alta en el circui-

to sintonizado. Los pulsos positivos de baja amplitud producen en forma correspondiente pul-

sos negarivos de baja amplitud. La forma de onda que resulta del circuito sintonizado es una

señal de AM, como ilustra la figura 4-8e). El factor Q del circuito sinronizado deberá ser lo

bastante alto para elim|nar las armónicas y producir una onda senoidal limpia y filtrar la señal

moduladora, y lo bastante bajo para que puedan acomoda¡se las bandas laterales generadas.

Esta s¿ñal produce AM de alta calidad, pero las amplitudes de las señales son críticas Pa-

ra una operación apropiada. Debido a que la porción no lineal de la curva característica de los

diodos ocucre sólo a niveles de voltaje bajos, los niveles de la señal deben ser bajos, menores

que i y para producir AM. A voltajes más altos la respuesta de corrienle del diodo es casi li-

neal. El circuito trabaja rnucho mejor con niveles de señales de milivolts'

AAAAA n ̂ n*VTNTTWV_

A l^ nAAAAAnnn-TVTW.v"r-

rl

4-2 MoDUrADoRes DE A¡vrPlrruo

Portadora

Señalhoduladora

FtouR 4-10 Un modulador meiorado con trans¡sior.

Capftulo 4 CrRcufos MoouLAREs y DEMoour,{DoREs DE AMPUTUD

MoouLloones CoN TRANSTSTOR. La figura 4-9 muestra una versión mejor del circuito

recién descrito. Como utiliza un transistor en lugar de un diodo, el circuito tiene ganancia. La

unión emisor-base es un diodo y un dispositivo no lineal. La modulación ocurre en la forma

descrita, excepto que Ia corriente en la base controla una corriente mayor del colector y, por

lo tanto, el ciicuito amplifrca. La rectificación ocurre debido a la unión emisor-base, lo que

causa mayores pulsos de corriente en el circuito sintonizado, el cual oscila (anillea) para ge-

nerar el semiciclo falrante. La salida es una clásica onda de AM'

La frgura 4-10 describe otro modulador con transistor, circuito que utiliza los principios de

variación de resistencia pa¡a producir AM. Aquf la portadora está acoPlada por medio de un

transformador a la base de un amplificador clase A transistorizado. La polarización viene del

divisor de volraje, R, - R2' como lo haría en cualquier amplificador de una etapa en emisor

común. Ct tiene baji reaciancia a la frecuencia de la portadora, por lo que no se genera Por'

tadora a través de Rr. La señal moduladora se acopla capacitivamente por medio de Cr. apli-

cándose a través defresisior de emisor R.. Por lo tanto, viaja sobre el voltaje de polarización

ilc--l lB A r¿l l -

Gananc¡a ¡ = -ILr¿+ R.

Señal

de cd desarrollado por la corriente del emisor a Favés de Rt. Este arreglo permite que hnro la

señal de la portadora como la moduladora controlen la corriente del colector-

De. acuerdo con la teoría básica de los amplificadores transistorizados, la ghnancia de un

amplificador de emisor común es casi

D

A: Ri l

donde R, es la impedancia de carga en ca en el colector, que pam este circuito es la impedan-

cia resistiva del circuito sintonizado paralelo en resonancia, R. es la resistencia externa del emi-

sor en este circuito R' y rl es la resistencia ca de la conducción del diodo emisor-base. Por lo

general, el valor de rl lo determina el valor de la corriente de emisor (/r)' que es casi 0.025//,

R- es comúnmente mucho mayor que rj. Si varía el voltaje a través de R., de acuerdo con Ia

señal moduladora, se produce un cambio en la polarización efectiva, y la resistencia de r',va-

ría de la misma manera. Por lo tanto, la ganancia del Circuito cambia en proporción con la se-

ñal moduladora y se produce AM a través del circuito sintonizado de salida.

MoDULADoRES coN FET. El modulador de amplitud sencillo que muestra la figura 4-ll,

consta de un ampliñcador operacional (a¡np op) y un FET que se utiliza como resistor vria-

ble. El amplificador operacional se conecta como amplificador no inversor para la señal por-

tadora. La ganancia, A, del circuito está dada por la expresión A = | + (Rl/R)' donde la resis-

tencia de realimentación, Ro es un valor fijo y R,, la resistencia de un canal N de unión FET.

Una polarización cd negativa mantiene la unión compuerta-fuente polarizada en inve¡sa. La

señal moduladora se aplica a la entr¿da por medio del capacitor Cr.

l-a señal de la portadora se aplica a la entrada no inversora (+) del amplificador operacio-

nal. Al cambia¡ la ganancia en el ampliñcador, de aiuerdo con la señal moduladora, se produ-

ce AM. Con señal moduladora cero, la resistencia del FET es un valor fijo y, por lo tanto, la

amplirud de la portadora es constante. Al aplicar una señal moduladora senoidal, varía la re-

sistencia del FET. Una señal de enFada moduladora en el sentido positivo causa disminución

en la resistencia del FET: una señal de ent¡ada moduladora en el sentido negativo, inc¡emen-

ta ésta. Al aumenrar la resistencia del FET hay disminución en la garancia del amplificador

operacional y viceversa. En consecuencia, se produce una señal de AM a la salida del ampli-

ficador operacional-

(Polaizacón FEf)

FtcuR 4-l I FET urilizado pra vriar la gmancia de un amplificador opemcional para producir AM-

4-z MooutrDoREs DE AMPLíUD l o ,

Los moduladores con diodos

PIN se usan bastante Porqueson de los pocos métodos

disponibles Para Producir AM a

frecuencias de microondas.

El componente imPortante de este circuito es el FET, que debe¡¿

polarizarse de manera que su resistencia de,fuente a frenaje.sea t¿n

iineal "onro

sea posible en un intervalo amplio' El mejor punto de li"-;

nealidad puede lredecirse examinando las curvas is operaciórl dg¡'j:

FET y frjando la polarización de la compuerta en el centro del inter-

r '¿ lo l ineal .

MopuL¡oongs coN DIoDos PIN ' La f rgura 4-12 muestra v¡ l '

rios circuitos de atenuación va¡iable para producir AM' Estos c;rcui-

tos utilizan diodos PIN para producir AM en VHF' UIIF' y frecue¡'

cias de microondas. El diodo PIN es un tipo especial de diodo de

unióndesi l ic io,d iseñadoparausa¡seenfrecuenctassupenoresacasi

100 MHz. Cuando están polerizados para conducir, estos diodos actúan como resistorgs r,al-ia-

bles. La resistenci.r del diodo varía linealmente con la corriente que fluye por él' Una corien-

td "lt"

prr'rdu.. resistencia baja mientras que una corriente baja produce resistencia alta' En la

n red idaque laseña lmodu lado rahaceva r í a r l aco r r i en teconduc idaa t ravésde ld i odoP IN ,seproduce AM.

Enlaf igura4. l2a) ' IosdiodosPINestánconectadosespaldaconespaldaypolar izadosendirecta nred]ante un voltaje frjo negativo de cd' La señal moduladore se aplica a los diodos por

mediodelcapaci torC,.Estasenal-moduladoradecavia jasobre. lapolar izacióndecd'sumiín-close y restándose a ésta y. por lo tanto, variando la resistÉñóiá de los diodos PIN' Estos diodos

." "n"uan,.un

en serie con el osciládor de la portadora y con la carga. Una señal moduladora

en el sentido positivo reduce la polarización de los diodos-PIN y' en consecuencia' aumcntasu

resistencia. Esto reduce la ampliiud de la portadora a través de la carga. una señal moduladora

en el sentido negativo ," ,rn1" u la polarización de conducción' lo que causa reducción en la

resistencia de los diodos y, por lo tanto. aumenta la amplitud de la portadora'

Lañgu ra4 -12 ,b )n rues t raunava r i ac i ónde l c i r cu i t omodu lado rcond iodosP lN 'donde losdiodos están conectldos en forma de red'

"r' Esta configuración se utiliza cuando se quiere

nrantener una inlpedancia conslante aun en presencia de modulación'

En ambos circuiros de la figura 4-12, lo; diodos PIN forman un ci¡cuilo de atenuación va-

riable, la que cambia con ta ariplitud de la señal moduladora' Estos circuitos moduladores in-

troducen una pérdida considerable y. por lo tanto, deben ser seguidos por amplificadores pra

Osciladorde podedc¡a ^J:li:::.," oi'i'ii"""ij,"

,l Dl

FTGURA 4-t2 \ 'foduladores de irnplitud de alta frecuencia con diodos PIN'

Capítulo 4 ClRcutfos MoDULARES Y DEMoDULADoRES DE AMPLTTUD1 6 4

ra tal

de ti- in del'iilnter- i

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l e n l a

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ión va-

:res in-

.s pila

r_ h €¡g¿

aumentar la señal de ArVI a un nivel utilizable. A pesar de estas desventajas, los moduladorescon diodos PIN se utilizan hastante, ya que son de los pocos mécodos disponibles para produ-cir AM a frecuencias de mróroondas.

AMPLIFtCADoRES DIFERENcIALES. Un ampl i f icador d i ferencia l hace un excelente modula-dor de amplitud. En la figura 4-l3n) se muestra un circuito típico. Los transistores e, y e"forman el pardiferencial y O, es la fuente de corriente constante. C, suministra'una corrientéde emisor constante, Ie, ̂ Qt ! Q,, Ia mitad de la cual fluye por cada rransistor. La salida apa-rece a través de los resistores de colecto¡ R, y Rr.

La salida es una función de la diferencia entre las enlradas V, y V,; esto es, y""t = A(% -l/,), dondeA es la ganancia del circuito. El amplificador también puede opeiarse óon unaio-la entrada- cuando se hace así, la otra entrada se pone a tierra o se fija a cero. En la figura. f - 13¿ ) , s i V ,esce ro , l asa l i daesVo r=A(V r ) .S i V "esce ro , l asa l i daesTo ,=A( -V , )= -AVr .

Esto indica que el circuito inviene a V,.EI voltaje de salida puede tomarse éntre los dos colectores, procluciendo una salida á¿rl¿¡n-

ceada o diJerenc¡al. La salida también puede tomarse de la salida de cualquiera ¿e los cotec-tores y tiera, produciendo una salida en modo simple. Las dos salidas están desfasadas lg0"entre sí. Si se utiliza la salida balanceada, el voltaje de salida a través de la carga es del tlobleque el voltaje de salida en modo simple.

No se requieren circuitos especiales de polarización, ya que el valor correcto de la corien-te del colector lo suministra de modo directo una fuente de corriente constante, 0r, en Ia figu-ra 4-l3a)- Los resistores R3, R4 y R, junto con Vuu polarizan la fuente de corriente constanre,Or. Sin aplicar señales de entrada, la corriente en p, es igual a la corriente en.er, la cuaL es1ul2. La-salida balanceada en este momento es cero. Como el ctcuito formado pór Rry el yQ, conduce lo mismo, el puente está balanceado y. la salida eot¡e Ios colectores es cero.

Pero si una señal de entrada, yl, se aplica a @,, la conducción de Q, y Q2 se ve afectada.Al incrementa¡ el voltaje en la base de B, se incrementa la corriente del colector de p, y dis-minuye la corriente del colector de Q, en una cantidad igual, de manera que la suma de lasdos corrientes sea /u. Al disminuir el voltaje de entrada en la base de O,, disminuye la corien-te del colector de p,, pero aumenta en Qr.La suma de las corrientes de los emisores siemprees igual a la coriente que suministra Br.

La ganancia de un ampliñcador diferencial es una función de la corriente de emisor y elvalor de los resistores de colecto¡- La expresión A : (RJE)/50 proporciona una aproximaciónde la ganancia. Esta es Ia ganancia en una sola salida, donde ésta se toma de uno de los colec-tores con respecto a tierra. Si la salida se toma de entre los dos colectores, la ganancia es dosveces el valor anterior-

Ra es el valor del resistor del colector en ohms e /E es la corriente en müampers. Si R. =R¡ : Rz : 4.7 kA e 1, = 1.5 mA, la ganancia será de al¡ededor de A = a 700 (1.5)/50 = l4l.

En la mayoría de los amplificadores diferenciales, Ra e .Iu se hjan, proporcionando una ga-nancia consta¡te. Pero como muestra la fórmula anterior, la ganancia es directamente propor-cional a la corriente del emisor. Por lo tanto. si la corriente del puede hacerse varia¡ deacuerdo con la señal moduladora, el circuito producirá AM. Es-to se logra con facilidad al cambiar un poco el circuito, como enla figura 4-l3b).La portadora se aplica a la base de Q,, y la basede Q, es puesta a tiena. La salida tomada del colector de Qresasimétrica (en modo simple). Pero como no se utiliza Ia salida de

0,, su resistor de colector puede omitirse sin afectar el circuito.La señal moduladora se aplica a la base de la fuente de corrienteconsta¡te, 03 y a medida que vada la señal de inteligencia, vtríaIa corriente de emisor. Esto cambia la ganancia del circuito, am-plificando a la portadora en una cantidad que determina la ampLi-tud de la señal modulado¡a- El resultado es AM en la salida.

4-2 Mot)ítiDq¡t :¡ rrg AMpLnUo I C )

t,I '

Gañancia = A

L

l r ,t

- v e

b)

Ftcuu +¡3 a) Amplificador diferencial básico, b) amplihcador diferenci¡l modulador'

Caoílulo 4 ClRcuros MoDUt^REs Y DEMoDutAooREs oE AMPUTUD

Este ci¡cuito, como el de modulador básico con diodo, tiene'la señal móduladora en la sa-lida en adición a la portadora y bandas laterales. La señal moduladora puede removerla el sim-ple uso de un filtro pasoaltas en la salida, ya que la portadora y las bandas laterales son de mu-cho m:ís alta f¡ecuencia. También se pue{e utilizar un filtro pasobanda cent¡ado en la frecuenciade la portadora con ancho de banda suficiente para perrnitir el paso de las ba¡das laterales.Asimismo se puede usa¡ un circuito sintonizado paralelo en el colector de e, reemplazando alresistor Ra.

El amplificador diferencial hace un excelente modulador de amptitud. Tiene alu ganarciay buena linealidad y puede modula¡se ú lAOVo. Y si se utilizan tra¡sistores de alta frecuenciao un amplificador diferencial de alta frecuencia en circuito integrado, este circuito puede uti-lizarse para producir modulación de bajo nivel a f¡ecuencias en la región de las decenas demegahertz.

MoDULADoRES coN AMpLrFtcADoREs opERAcroNALEs. Como la mayoría de los am-plificadores operacionales utilizan amplificadores diferenciales, en teoría pueden usarse puaproducir AM; sin embargo, la mayoría de estos amplificadores no proporcionan una forma puava¡ia¡ la corriente del emisor o la ganancia de la etapa diferencial intermedia. No obstante, enlos amplihcadores operacionales especializados conocidos como programables o amplificado-res operacionales de transconductancia (OTA, operational transconductance amplifers) un rc-sistor externo fija la corriente en una de las etapas diferenciales y, en consecuencia, frja la ga-nancia del circuito. Por lo tanto, los OTA pueden utilizarse para producir AM.

La figura 4-14 es el ejemplo de un OTA. El ci¡cuito integrado de la ñgura es simila¡ a unampüficador operacional convencional, pero su ganancia se puede variar por medio de un voltajeexterno. Además, su salida achja como fuente de corriente en vez de como fuente de voltaje- laportadora es atenuada por R¡ y R2 y aplicada a la ent¡ada inversora, mientras que la entradade no inversora se conecta a tierra a través de Rr. Se aplica un voltaje de polarización decd da fto a esta entrada vía R, para compensar cualquier diferencia de cd en el circuito. La

Entrada de

F cum 4-¡ 4 Un amplificador operacional de transconductanc¡a (OTA) se usa comomodulador de amplitud.

4-2 MoDULADoRES oE AMPUTUD 167

FrcuRA 4- | 5 L(rs lslenlrs de m'dulació¡-de b^j". "i*l l ! l '11:,-atnplif icadores

de potencir l incales

o"i" i,,.."tt*n,"t el nivcl de la señrl de Alr{ antes d¿ su transmrsron'

señul niocluhdo¡:r sc rplica a rrar'és de R-, y' por medio dc Rn' a la fuente del circuito en el. am-

pji{.icador. L¡ salida es una conienre propt..ionot a la anrplitud de Ia portadora y h coniente

ilil; [u. proau." l] seircl moduladora' Esta corriente pasa por el resistor de carga R' pa-

," aonuartiar" cn un rtrlt:rje que es una señal de AM'' '

ü." tp i . t -A. OTA sonel CAl060' e l CA3080 y e l EN55l7 ' Debido a las l imi tacionesen

la respuesta en frecuen"-tl oe estos amplificadores' la frecucncia portadora más alta es menor

que 5bo tHz.

Arr , rp l r r rc¡crór , r DE sEñALEs DE AM DE BAro NrvEL. En ros c i rcui tos moduladores de

;;j;;;;;i.";- los anres descritos' las señales se generan a rnu¡'bajo I'oltaje Y magnitudes cle

porcncia. El loltr.¡c en gc-ncral es lllenor que I \¡' y la ptltencia es en miliq'atts' En sistemas

ñ;il.;; ,,'-'.t:íto.ion de bajo nivel' la señal de AN{ se aplica a uno o mís an.rplificadores

;;"";;.;;;; t.tu"st." l" liguia 4-15' para ittcrenrenrar su Potencia sin distorsionarla'señal'

Esros circuitos amplifrcatl..res ----clas" i, .tas" AB o clase B- ller.an el nivel de la señal al ni'

r.el de potenciu clesead(r lntes Ce alimentlr la señal de AM I la antena'

A M o e A L r o N I v E L.,€;:¡lr*

En modulrción cl¿ alto nivel' el mo'lulrdor varía cl voltcje y potencia-en la-etapa de ampiili-

cación finrrl tle Rl= del rrxnsrni:or. El resultado es alta ciciencia cn el anrplificador de RF I.

..n¿inli.n,o ge;terul de ¡'ltl c¿litl¡d'

Moou t ' ¡ oon rsPoRcoLEcTo I i .Une jem¡ |odec i r cu i t un ¡odu lad< ¡ rdeá l t on i r , e l ese ln l odu .}ador por Clrlect(lr que <i:,crihe ll tlguia -1-l(1. L"

"Lcp" <le salida del transmisor es un arrplifr.

ca. lordel l tupt l lenciuc! : iseC.Eslr l .ampl i f icaclorescon<jucendurantesólounap!-arc ióndelse.miciclo posirir c, de la scñd de criri:iti,r. Lós ¡ulsos de corriente del colector originan la osciiació'

del ci¡cuito sin:onizadtr * la frecuencia de ialida deseada' l)icho circuito' Por lo tanto' rep()dÜ'

ce la porción ne!:¡trvl ' ' i: la señal de la po:radora (vea el capítulo 7 para más detalles)'

El moclulado¡ ., un ""'piin*aor

de potencia lineal qLle roma la señal moduladora de bajo

n i ve l y l aan rp l i ñcaa r t r n i t e l ' Jea l t apo ienc ia Lasa l i t i adc l aseña lmodu lado raseacop lapo r

mediodelrans[orrnad' : ' r<]emodul : rc ión'7, 'a lampl i f icaclorc laseC'Eldevanadosecunda¡o

capílulo 4 c¡Rculros MoouuREs r oeircout-¡oones og AMPUTUD l

t ó8

Entrada dela oorladol!

FrcuM 4-ló lvfodulador por colec¡or de alto nivel'

I

del transformador modulador se conecta en serie con el voltaje de alimentación, VrO del co-

lector del amplificador clase C.

Con señal cero en la entrada áe modulación, hay cero voltaje de modulación a través del

secundario de 2,, el voitaje de alimentación del coiector se aplica di¡ectamenle al amplifica-

dor clase C y la portadora de salida es una onda senoidal constante'

Cuando Se presenta la señal moduladora, el voltaje de ca de esta señal, a través del secun-

dario del t¡a¡rsformador de modulación, se suma y se sustrae del voltaje de alimentación de cd

del colector. Este voltaje va¡iable de alimentación se aplica luego al amplifrcador clase C, cau-

sando va¡iación en la ampütud de lbs pulsos de corriente a través del transistor 0r. En conse-

cuencia, la amplitud de la onda senoidai de la Portadora varía de acuerdo con la señal modula-

dora. En el momento que la señal moduladora va en sentido positivo, se suma al voltaje de

alimentación del colector, por 1o que aumenta su valor y crea pulsos de corriente mayores y ma-

yor amplitud de la portadora. Cuando la señal moduladora va en Sentido negativo, se sustrae del

voltaje de alimentación del colector, disminuyéndolo. Por.ello, los pulsos de corriente del am-

plifrcador clase C son menores, lo que produce menor amplirud de la salida de la portadora'

Para 1007o de modulación, el pico de la señal moduladora a través del secundario de 2,,

debe ser igual al voltaje de alimentación. Si ocune el pico positivo, el voltaje que se aplica al

colector es el doble del voltaje de alimentación del colector; cuando la señal moduladora va

en sentido negativo, se sustrae del voltaje de alimentación del colector, y en el momento que

el pico negativo es igual al voltaje de alimentación, el volraje efectivo que se aplica al colec-

toi,l" g, ". ""ro,

y produce cero amplin:d de salida. Esto se ilustra en la figura 4-17.

Ampl¡fícador depotenc¡a de FF

Señal moduladora a t.avés de¡

secúndario ñ y el voltaie de alimentacaon

i

FrcuRA 4-17 Para 1009o de rnodulación el pico de la señal moduladora debe ser igual a /."

Y,-

1:

1: : t :-:t

: iirii

: r e l am-

:orlcnte

l :Cores de

: iLudes de

: sistemas

l : l c a d o r e s

i: la señal.

; : i ¡ l a l n i -

ampiifi-de RFY

:s el modu':n a::rPlifi '.ión dcl se'

: osciirciól'-:. reProdtt'

Irra de bajo

: acoPla Porr secundafo

a í

Ampl¡t¡cador

I vcc

@mpuesto ap¡icado a Ol

2 v c c ' - - " 7 \ - - - - - - -

4-2 MoDULAooREs DE AtvtPl l ruD

En la práctica, el 100% de modulación no puede alcanzane con el circuito modulador de

colector de alto nivel qu" *".,*u'iu ng;;-ri á"uiat a la no linealidad del transistor en se'

ñal pequeña. Para soluciona¡ este prob'iema, rambién se modula' de manera simultánea en su

loi"i.,o,, el amprincador "-.i;;"' á;;;;;;;ñ"1*:ff;1""1ü::i: lfi H:J:L*::;Iida del transformador de modulación se conecta en sene c

para el transistor excitador 0;;; ;;";i amplificador Fnat Q'' til": tinl'.t''^"-1::t t:"

clase c. Los inductores q"" it i;;; to*o Ric son inductores de bloqueo que proPorcro-

nan una vía de baja impedanti" pttt "¿

y una impedancia muy alta para ca' Esta técnica' muy

utilizada en transmisores ¿" uti"'ñ""iá para latanda civil' permite alcanza¡ con solldez una

modulación de i007cttlT:lt'ilT:: arto niver produce er mejor ripo o"

"*g:':i::^:li:.#"ff:.',H;,. "',:".:#iii:ir:"r:?i; li"ffiñ ;: i,J il;' it"' ry.f 1". ::*l*:"li,liili'Tculto de mooulaclon QE lrutc'rLra ¡rrsr q!!q' potencia total de entrada al ampli-

q".-'r*i'i'u" el modulador.deb":.'iryl: li-TÍjjll,1;, de r 000 w el modulador de.il:iili::'J::!H:,:'"#j'fi:I#'t""*il.J"-¡" "no"¿u de 1 000 w er modurador de-

L.Jr", .uput de entregar ia mitad de ésta' o sea' 500 W'

: p^ = :^-=r6F- = 84 w2 2

c) ¿Cu'il es la Potencia de sal.ida de la portadora?

7o eñciencia : -ffi x tOO

7o eficiencia X P_!c! 70(168) = 117.6 WP,¡=--- loo-- - loo

d) ¿ cu ár ;,,1

uj;:,,:.":", uo:Jil ;:lff ,r:,'.";Í

n*" 67 7o de modul ac ión ?

P . " . j \

_ ' r ' : ' '

m : olrrii¿nlaje de modulación (1o) -- 0'6'7

P = 1 6 8

o _ ies(o.e;lr = 18.85 w. B L 4

e) ¿Cuái es la varia:ión nráxima del voltaje de alimentáción de cd con

i007c de modulación?Mínimo de variación = 0

Voltaje de alimentación Vr, = 18 Y ,^

\ f i íx imo de la var iación 2x Vcc = 2 x 4ü :9b v

Capftulo 4 CtRcu¡Tos MooutÁRes Y oeMooul DoREs oE AMPLTÍUD1 7 0

Amplili€dol

FlcuRA 4-18 ?ara l00Vo de modulación se modulan cl excitador y el mplificador clue C.

MoouL¡ponrs EN sERtE. La desventaja principal de los moduladores por colector es lanecesidad del transformador de modulación que conecta el amplificador de audio al amplifi-cador clase C en el transmisor. Mientras la potencia es más alta, mayor será el tamaño y elcosto del transformador. Para aplicaciones de muy alta potencia, se elimina el t¡ansformadory [a modulación se realiza a un nivel m:ás bajo con uno de los muchos ci¡cuitos moduladoresantes descritos. La señal resultante de AM se arnpliJica en un amplificador de aita potencia li-neal. Este arreglo no es el preferido porque los amplificadores lineales son menos eficientesque los amplificadores clase C.

Una aproximación es usar una versión tra¡sistorizada de modulador por colector, en la cualse utiliza un transistor para reemplazar al t¡a¡sformador, como muestra la figura 4- 19. Este mo-dulador en serie reemplaza al t¡ansformador con un emisor-seguidor. La señal de modulaciónse aplica al emisor-seguidor Q, el cual es un amplificador de potencia de audio. Observe queel emisor-seguidor aparece en serie con el voltaje de alimentación del colector flcc lo quecausa que la señal moduladora de audio amplificada varíe el voltaje de alimentación del colec-tor de amplificador clase C, Q,, como ilustra la figura tl-19. O, sólo cambia el voltaje de ali-mentación de Q,. Si la señal moduladora va a positiva, el voltaje de alimentación a Q, aumen-ta; por lo tanto, la amplinrd de la portadora aumenta en proporción con la señal moduladora.

Si la señal moduladora va en sentido negaüvo, el voltaje de aümentación a Q, disminuye,por [o tanto, la portadora se reduce en proporción con la señal moduládora.

4-2 MoDULAooRES De A&tPLlruD t 7 t

4 vccSeóal ñodúladora

de audio

Seguidoremlsor 02

-)Porladora6P A la antenae

Frcuu 4-19 Modulador en sene'

para 1007o de modulación. cl cmisor-seguidor puede reducir el voltaje de aümentación a

cero en el máximo de los pictrs ncsotivos'

Mediante este esquema de mod-ulación de alto nivel se elimina la necesidad de un t¡ansfor-

mador grande, pesado ¡'.' costoso! y nlejora en forma considerable la respuesta; sin embargo' es

muy deficiitnte. El modulador e'nisor-seguidor debe disipar igual Potencia que la disiPada por

el ampliñcador clase C d¿ R-F' Por ejemplo' considere un voltaje de alimentación del colector

de24y y una corriente de colrctor á. o.s e. Si no hay señar moduladora apücada, el porcen-

mjedemodulaciónescero.Elenl isor .seguidorestápolar izadodemaneraquelabaseyelemi-sor están al voltaje de cd de ."ti l '

"'ituJ del voluje de a'limentación' o en este ejemplo' 12 V

E l r , o l t a j edea l imennc iónde l co | ! . c t ü rde lamn l i f i cado rc l aseCes l2Vy laPo tenc iadeen . 'trada por lo tanto es

P.^,= l ' r /c = 1- : io '5) : 6 \ \ '

para producir 10017 ¿c ¡'odul:r.-irin, el volnje del coleclor en p, debe duplicarse' rsí co-

mo debe hacerlo la coiiicnie de "olttto''

Esto ocurre en los picos posiüvos de la entruda de

audio, c(lmo Ya se des:ril ' iti.

En este momenlo. lr :nayor pane dc la señal tje audio apirece en el emisor de q' y rnuy

poco de la señal se ¡rre'cnt"'tut" tl r'misor ! el colector dc Q"; por lo tanto' a 100% de mo-

dulación, Q2 disipa muv poc:l potenclr'

iTl''í#::T;["ü."".; pic. ncgcti'o' el 'olraje en el emisor o:?lt1lllY]"3

V. Esto significa qu" .l ,""o del voll:je de alimentación' esto es'.otros. l2 V'-aparecen enÚe

el emisor y .t .ot"",o, i" ó.' Conto (2, también deberá ser capaz de disipar 6 W' tiene que ser

un transistor o" .", "ü

r-'"ltJ"' l-iá¡"i"*ia baja a menos del 50vo' Con un transformador

demodu lac i ón , l ae f r c i enc i l esn ruchomayo r ' ena lgunoscasos tana l t acomo80To .Este arreglo no

", p,e"ti"o paru muy alta potenJia de AM' pero sí representa un modula'

dor efectivo de alto nivel para ni*eles de potencia abajo de 100 W'

Capítulo 4 ctRcunos MoouLAREs Y oeMoouLADoREs DÉ AMPuruD1 7 2 ' +

4.3 DET,IODULADORES DE AMPLITUD

: : t o o a

=:sfor-

a:go, es

: ¡ I ector

porcen-

:l emi-

: , 1 2 V .

: de en-'

- : e a 12

;an entfe

e que sef

ic.-rnador

nodula-

a-' q) 'muyd: mo-

Los demoduladores o detectores son circuitos que aceptan señales moduladas y recuperan la

información original de la señal moduladora. El circuito demodulador es la clave en cualquier

receptor de radio. De hecho, los circuitos demoduladores pueden utilizarse solos como recep-

rores de radio sencillos.

D E T E C T O R E S D E D I O D O

El más sencitlo y mís ampliamente utitizado de los demoduladores de amplitud es el detector

cte rliodt¡ (figura 4-20). Como se muestta, la señal de AM por lo general se acopla con un trans-

formador a un circuito rectihcador básico de media onda que consta de D, y R,. El diodo con-

duce cuando suceden los semiciclos positivos de l¿s señales de Alvf. Durante los semiciclos

negativos, el diodo está polarizado en inversa y no fluye corriente por él- En consecuencia, el vol-

taje a través de R, es una serie de pulsos positivos cuya amp]itud va¡ía con la señal moduladora.

A] conect¿¡ un capacitor por R,, lo cual frltca la portadora, se recupera la señal moduladora original.

Una forma de ver la operación del diodo detector es mediante el análisis de su comporta-

miento en el dominio del tiempo. Las formas de onda de la figura 4-21 lo ilustran. En cada se-

miciclo posiúvo de la señal de AM el capacitor se carga rápidamente al valor pico de los pul-

sos que pasan por el diodo. Si el voltaje del pulso.baja a cero, el capacitor se descarga sobre el

resistor R,. Se eligen C, Y R, Para que la constante de tiempo sea larga en comparación con

el periodo de la portadora. Por consiguiente, el capacitor sólo se descarga ligeramente duran-

te el tiempo en que el diodo no conduce. cuando se presenta el siguiente pulso, el capacitof

se carga otra vez a su valor pico, pero si el diodo no conduce, el capacitor de nuevo se des-

carga un poco sobre el resistor. La forma de onda resultante a través del capacitor es una apro-

ximación a la señal moduladora original-

corno el capacitor se carga y se descarga, la señal recuperada tiene poco rizo sobre ella,

que representa distorsión de la señal modulado¡a. sin embargo, como la frecuencia de la por-

tadora es muchas veces más grande que la de la señal moduladora, estas va¡iaciones de rizo

son apenas notables.como el detector de diodo recupera la envolyente de la señal de AM, que es la señal ori-

ginal moduladora, el ci¡cuito a veces se llama detector de envolvente'

La distorsión de la señal puede ocurrir si es muy grande o muy pequeña la constante de

tiempo del resistor de carga, R,, y el capacitor del filtro, c,, conectado en paralelo con el re-

sistor. Si dicha constante es muy grande, la descarga del capacitor será muy lenta para seguir

Frcum ¿l-20 Demodulador de Alvf o detec¡or de diodo'

4-3 DEñloDUuDoREs DE AMPLnUD

Portadoras¡n modulac¡ón

Portadqramodulada

Señal de AM

AM redtili€da

Ftcuu +2 | Fomas dc onda de un detcctor dc diodo'

los nipidos can-,bios en la señal modrlirdors. Este efecto se denomina dístorsión diagonal' Si

la constanre de riempo es muy conr, cl capacitor se descargará muy rápido y la portadora no

se filtra¡á Io suficiente. El coáponente de "d "n

la salida se retira con un capacitor de acopla-

miento o de bloqueo, C. en la Frgura 4-20' el cual se-conecta a un amplificador'

oEamane radeve r l aope rac " i óndeunde tec to rded iodoesene ldom in iod¿ la f r ecuen .cia. En este caso. el diodo se considera como un dispositivo no lineal al que se ie aplican se-

ñales múltiples, donde toma lugar la modulación' Estas señales son la portadora y las bandas

laterales, que forman Ia señal d1 enfada de AM que va a demodula¡se' Los componentes de

la señal de AM son la Portadora,4, la banda lateral superior'/, +/.' y la-banda lat¿ral infe'

1*,¡ f^.etcircuito del ¿"i".ú?¿" dio<Jo las combina putu ttt- las señales de suma y ó'

Ierencla:Í ,+ Ur+ f^)t - ( f + f \

J D ' J O

f "+ ue- f^ ,lo- 0o- f^ \

Enwlvente Producida Porta sga Y dessga de q

t74 Caoftulo 4 CtRcunos MoouLAREs Y oeMoDur^DoREs DE AMPUTUo

o"'" ?X?l,"¿l?l; ;iu*Puasta

L_<.""u0'l*"0i" Irtt\ tttlr l \ c I I | |t^ " lo- l^ le Ie+ t^ zto'

( eut ) eonaoora m(usa)

FrcuRA 4-22 EsPectro de salida de un delector de diodo.

Todos estos componentes aparecen en [a salida- Como la frecuencia portadora es mucho más

alta que la de la señal moduladora, la señal portadora puede hlt¡a¡se con facilidad con un sim-

ple filtro pasobajas. En un detector de diodo, este filtro pasobajas es justamente el capacitor C,

conectado a t¡avés del resistor R,. Al remover la portadora sólo queda la señal original modu-

ladora. El espéctro de frecuencia del detector de diodo se ilustra én.la irgun 4-22.E\ filtro pa-

sobajas, C, en la figura 4-20, remueve todo, menos la señal moduladora original deseada.

El componente de cristal de los recePtores de radio que se uüIizaron mucho en el pasado, es

sólo un diodo. En Ia figura 4-23 el circuito detector de diodo de la figura 4-20 se modífica para

mostra¡ la conexión de antena y los audífonos. La antena de un conductor largo recoge la se-

ñal y la acopla de modo inductivo al devanado del secundario de I,, que forma un circuito re-

sonante serie con C,. Observe que el secundario no es un circuito paralelo, porque el voltaje

inducido en el devanado del secundario apa¡ece como fuente de voltaje en serie con el induc-

tor y el capacitor. El capacitor variable C, se emplea pra seleccionar una estación. En reso-

nancia, el voltaje a través del capacitor se eleva Por un factor igual al Q, del circuito sintoni-

zado. El aumento del voltaje en resonancia es una forma de amplificación. Esta señal de voltaje

rrv¡yor se aplica al diodo. El detector de diodo, D,, y su filtro, C", recuPeran la información

moduladora original, que causa flujo de corrienLe en los audífonos. Estos audífonos sirven como

resistencia de carga y el capacitor C, remueve la portadora. El resultadO es un receptor de ra-

dio sencillo, con recepción muy débil Porque no se proporciona ninguna amplificación activa.

Por lo común se utiliza un diodo de germanio, debido a que su umbral de voltaje es menor

que el de un diodo de silicio y permite la recepción de señales inás débiles. Los receptores

de radio con cristal se construyen con facilidad, para recibir estaciones estánda¡ de radiodi-

fusión de AM.

YIt -t ,

f

(

l_:

Audilonos

R.ECEPTORES DE RADIO CON CRISTAL

FIcuR^ ¿t-23 Receptor de radio con cristal.

4-3 DeMoout-ADoREs DE AMPLITUD t75

q r ñ . 1 d " - - ?

enkada de 1l|j3 5en¿l

moduladora¡ecuperacla

FrcuM 4-24 Detectc'r C¿ diodo de onda completa'

D e r s c r o R D E D l o D o D E o N D A c o ¡ \ 4 P L E T A

_____-4-,É:!r"::

El rendimiento de un derector de diodo básico pueclc mejorarse si se utiliza un circuito de Iec-

tificador de onda contpleta como muestra la figura '1-2'1' Aquí' dos diodos ¡' un secundario con

derivación al centro.n "l

,.^nafor^udor de {F se crrplean para formar un circuito rectifica-

dor de onda co¡lrPlctJ .r,¡n¿^r. Con este an'eglo' el dit'do D, :o19u:" "" l:::::t:::l::-O"t'

tivos y D, conduie en los semiciclos negativos' Este detector de diodo produce un volta¡e pro-

medio de salida ntás "1t",

tu *"t .s má-s fácil de filtrar' El rizo es del doble de la frecuencia

de la porladora. El r'¿lor del capacitor nccesario pararenlover la portadora pu-ede ser.de.la mi-

t adde l capac i t o ru t i l i zado "nund " t " c t o rded iododen red iaonda .E lbeneñc iop r i nc i pa ldeeste circuito es que las frecu¿ncias modttlatloras altas no son tan distorsionadas por el rizo o

tan atenuadts por la acción ¿.ii,r". como el circuito_detector de media onda. Por lo tanto, la

amplitud de salida es nle)'or y el filtrado no es tan cfltlco'

DerecroRrs s íNcRoNos___.4;F¡sl*

Los derectttres sírcrtrlos utillziin en el recc¡rror una señ¿l de reloj int.'rna en la frecuencia de'

la ponadora para c\rnmutlr ra señal rle A\4 de apagado lr encendido produciendo una rectiÍt-

cación sinrilar a ll (:cl detector a" aio¿o cstándar(figurc 4-15)' La señal dé AM se aplica a un

interruptor en st:ic que ., ,o;.;;;;;ttatlo cn si¡icl'oití:t con la sef,al de la portadora' Por lo

gt-neral. cl interruplor cs un tlio¡lo o tlansist'' 'r que se lÚ:ie cn ENCENDIDO o APAGADO mc-

diante unr señul d: ,"t,¡ g.n"r",lu en tbrml iniernn. igull en frecuencia ¡ Íase que la serial de

la portadc'ra. El itil{truptor en h figura ¡1-25 está Puesto. en CERR'\DO por la señal de reloj

d"t"tt tl ' '"n.titiclo positivo dc la señíll cie '{\'l que' ryt't"

tlll: '

:; ;;;;; ; ,,..1¿t ¿a iesistor cle carga' Drrante '* **]::L"jjiÍ.- ^ ñ r - ñ T ^ d ¡

i i ',u, ¿. tu stiial ile AM. el reloj pone el inlenuptor erl ABILKIU o<

manera que ninsuna señal ttega : la carga o al iapacitor clel filrro' El

Los detectores síncronos odetectores coherentes tianenrnenos disiorsión y meiorrelación de señal a ruido quelos detectores de diocioestándar.

capacilor fiitra la P':r:'radora'l-a frgurl 4-26 nluestra un detector sÍncr'' 'no de onda completa'

La ieñal de AIvl sc rptrca a anibos ampiilicadores' i¡1'¿¡¡;6¡ ¡r no inver-

sor. La seiial de po:ra<iora generii<ja en forma intema o¡:era dos inte'

,rup,ur., A y B. Ei reloj pone '{ CERRADO y B ABIERTO o poie

etiRF¡.ob 1 .t nnlÉiro. arreglo que simula un intemrptor elec'

trónico tle un polo dos t'ros Dura-nle 'los

semiciclos posirivos de lx

señll de AM. el intemrpror A alimenta la salida no ¡nt's¡i¿¿ de 105

| , o Caoítulo 4 CtRculros MoDULARES Y DEMoDtJuDoRes DE AMPLrruo

:: Iec-

:-. -r con- . ; q ̂ -

: posi-r-: pfo-: tencra: . r mi-: : : l d e. : izo o. : : "o. la

: : ; i a d e r

: :ect i f i -

: : 3 a t l n

: Por lo

. lO t ¡c -

> : ia l de

:: reloj

: l tanto.

a ¡ negl'

: iTO dc

i.ltrc. El

::noleta.

:.o inver'

: ¡s in ie '

3 o Pone

;ior elec'

los d€ l t

a3 de los

Interruplor: diodo o kansistor

Mismal.ecuenciaY lllase que la de - |

la portadora recibida i

Envo¡vente : 'recuoerada--)'- J \

Pursosen-^' '7 \ I Ilacarga'[ \J I I I

F¡cum 4-25 ConcePto de un detector síncrono.

-Lr

ne oi r _l-l_[l[l_n--:::: fiil:::l::ffi::----- Interupto. B CERRAOO

Reloi 2 Ll Ll Ll Ll------ tnterruoro,BABtEFlro

i"",ifi""mrfflFrcuRA 4-2ó Detectot sínciono de onda comPleta.

4-3 DEMoDULADoRE5 oE AMPLTTUD l 7 i

Señalmoduladorar*uperada

FrcúRA 4-27 Detector síncrono práclico'

semiciclos positivos de AM a Ia carga' y durante los semiciclos negativos de la entrada' el in-

terruptor B conecta la salida ¿el inv"ersár a la carga' Los semiciclos negativos son invenidos'

se toman en positivos y la señal apa¡ece a través de la carga' Lá consecuencia es una rectifi-

pli¡." y "pfiá

a un recortador o lirnitador que elimina cualquier r'a-''

rilcii.,r cie amPlitud remanenle de la señal' )ideja sólo alá Portador&'

Pt,r lo común, el circuito recortador transfornia la portadore senoidal

en ur¡i'¡ onda cuadrada, la cual se amplifica y se convierte en la sei¡l

¿l t"l.¡. En algunos detectores síncronos' 1" fi{:-'i

t::Ti"i":

cación de onda completa de la señal'

La clave para hucer funcionar al detector síncrono cs asegurar que la señal que produce la

acción de conmutación esté e; fase con la portadora recibida de AM' Una señal generada en

forma inrerna como señal de portadora, por ejemplo de un oscilador' no trabajaría' Aun cuan-

do la señal de conmutación puai"tu "tt"

-uy tt'"" de la de la portadora' no serían del todo

ig""Lt. if" embargo' hay diierentes técnicas que se conocen en forma colectiva como circui-

rcs de recuperación de porradora' que se pueden usar p¿ra general una señal de conmutación

que tenga la frecuencia .o.,.liu y átatiOn de fase con la.portadora'

Lañgura 4-27 *u.r,.u ,n á"táttor síncrono práctico' Un rransformador con derivación cen-

u"t prop"or.ion" las dos señales iguales pero invertidas: la señal de portadora se aplica a la de'

rivación central. Observe qu" u,idiodo "'tá

conectado en sentido opuesto al que por lo regu-

lar tendría en un rectificador de onda completa' Estos diodos se usan como intemrptores que

se ABREN y CIERRAN por el reloj' que se utiliza como. voltaje de polarización' La ponado-

ra por lo general es una onda "u"¿'ái"

tn vez de una onda senoidal' Si el reloj es positivo' D'

esrá polarizado en directa. Actúa como un corto y conecta la señal de AM al resistor de ca¡ga;

a rrar'és de la carga aparecen semiciclos positivos'

Cuando el reloj es negativo, D" está polarizado en directa' Durante este tiemPo otu"tn'i'

pulsos negativos de la señal ¿" ¡'ü' f" ""¡

conYierte en posidva la salida de la parte inferior

del s.'cundario. Con la .on¿u..ón át o} lo' semiciclos positivos pasan a la carga y el circui-

to produce una rectificaci!ín de onda cJmplen' Como an(es' cl capacitor filtra la ptrrtrdon a

trar'és de la caigir. dejancio la senal original modulado¡a.a través de la carga'

El circuito que ilustra l";;;;;;á; una forma de introdtrcir la portadora al detector sín-

crono. La señal <le AN4 para iemodularse se aplica a un filtro pasobenda muy selectivo' que '

re-t" tu ponadora 1j suprime las bandas laterales: por lo tanto' re''

ttt";i '; i" lrayotie dá las variaciones.de.amplitud' !"t ttt']..::.t:-

;;;;;;;"d ;';- it'il'""¿"'"""¿"áu'v g"n"'t una ponadora senoidal pura' Esra sc'

r*:;;; a"-t ¿io t.".irl"" ñ"1 luego se amplificá iutiliza como.el floj: j" Puede introducir ur

pequeño desfasador para corregir cualquier diferencia de fase que Pü:

;;ú;,;";;oduradores ;J;;;;"?il;;;"*u,náup-"rib-er1s1,t,"*1_:T::'::

178 Capítulo 4 CrRculros Moout.AREs Y DEMoDuLAooRES DE AMPLnJD

Anpliliedor

Método I Anplif¡edor

arternatiw i__ffi*\ ,"*FPüa¡6 , -__

9l

Reloi senoklalQ.,¡1, , I

FlcuRA +28 Circuito sencil lo de recuperación de portadora'

: , l n -

diera ocurrir durante el proceso de recuperación de la portadora. La señal resultante es una por-

tadora de casi la misma frecuencia y fase de la portadora original, ya que se deriva de ella- La

salida de este circuito se aplica al detector síncrono. Algunos de estos detectores utilizan una

malla de fase encadenada (PLL, phase locked loop) Para genera¡ el reloj, el cual queda enga¡-

chado a la Portadora entrante.

Alos detectores síncronos también Se les llama det¿ctores colrcrentes y en el pasado se co-

nocieron como detectores homodinos. Su principal ventaja sobre los detectores de diodo es su

menor distorsión y mejor relación de señal a ruido. También son menos Propensos al desvane-

cimiento selectivo, fenómeno en el que la distorsión se debe al debilit¿'miento de una banda la-

teral en la portadora durante la transmisión.

4-4 MooULADoRES BALANCEADoS

El modulador balanceado es un circuito que genera señal de DBL, suprime la portadora y de-

ja en la salida sólo la suma y diferencia de las frecuencias. La salida de un modulador balan-

ceado puede procesa¡se más adelante mediante filtros o circuitos de corimiento de fase para

eliminar una de las bandas laterales, resultando una señal de BLU.

MonuleooREs DE cEl-osíA

Uno de los moduladores balanceados más populares y de mayor uso es el aniilo de diodos o

modulador de celosía, que ilustra la figura 4-29, que consta de un transformador de entrada,

7,, un transforrnador de salida, T? y cuatro diodos conectados en ci¡cuito puente. La señal de

la portadora se aplica a las deriváciones cent¡ales de los transformadores, y la señal modula-

dora se usa en la entrada del transformador 7,. La salida aparece a través del secundario del

transformndof de salida, ?É,. Las conexiones de la frgun 429a) son las mismas que las de la

tigura 4-29á), pero la operación del circuito tal vez se visualiza con más facilidad en la figu-

ra 4-29b).La operación del modulado¡ de celosía es bastante sencilla. La portadora senoidal, que por

to geneál es de frecuencia y amplitud mucho más altas que la señal moduladora, se utiliza co-

,no fo"nt" de polarización en directa y en inversa de los diodos. La portadora conmuta los dio-

dos a ApAGÁnO y ENCENDIDO a velocidad muy alta, y los diodos actúan como intemtp-

tores que conect¿rn la seiial moduladora en el secundario de I, al primario de T2'

: cen-l : de-

', q'uar.:do-. . . n' " ' " 1

aa , ,: :¿¡ iorc.;'cui-

c; sín-'¡. que

se an-i - r v a '

iador&:r,oiCal: señal.3da sc

ilónicaslta sc'

lucir un

que pu'

' I

4-4 MoouLAooREs BAr¡NcEAoos 179

Oscilado. de Portadora

8)

Entradamoduladora

Osc¡lador de Portadora

b)

F¡cum 4-29 lvfodulador balmceado tipo celosía'

Las f i gu ras4 .30y4 -3 |muesüancómooPeran losmodu lado resdece los ía .Supongaquelaentradanroduladoraescero.Si lapolar idaddelaportadoraesPosi t iva,comomucsralaf i .g " r "+ - lO " l ,D , ¡ 'D ¡sepo la r i zan "nd i ' " " t " 'En€s ten romen toD !yD4es tánpo la r i zadoseninversacompofánciosecomocircui t<¡sabienos.Comoseobserva, lacor ientesediv ideporiguul

"n las porcionr..s superior e inferior del devanatlo primario de Tr. La corrie.nte en la par-

ü sup"rior del deranado'produce un campo-m¡gnético que es igual y opuesto al campo mag-

nético que la cornenrc g.n.* "r,

la pane inferior-del secunda¡io. Los campos magnéticos' por

lo tanto, se cancel:l:l u,io u o,.o. No se induce salida en el secunda¡io y la portadori se supri-

me en forma efectir':r'

Cuando la poladdad de Ia ponadora se inr.ierte. como muestra en figura 4-30b), D,l Dz

están polarizaJos en inversa y ory orconducen. olra vez, la corriente fluye en el devana-

do secundario de I, y el aeuiaa'o-p;mario iJe 7.. L¿s magnitudes iguales y opuestas de los

campos magnéticos producidos en ?, se cancelan una a o;a' La portadoia es balanceada de

manera efectiva y la satida es cero. Él grado de supresión de la portadora depende de la pre-

cisión con que se fabrican los transformadores y la localización de la derivación central: la

meta es conseguir corrientes superior e inferior casi iguales y la cancelación perfecta de los cam-

Capílulo 4 ClRcunos MoDUIARES Y DEMoDuL-AooREs DE AMPuruD180

! : d Y q v

:e la fi-:dos en' :Je porr la Par-:a mag-:os, pof

;e supri-

) v D ,isvana-É de los

:e3da de

. la Pre':nlral: la

lcs cam'

pos magnéticos. El grado de atenuación de la portadora también depende de los diodos. La

mayor supresión de la portadora ocurre cuando las características de los diodos se igualan de

modo perfecto. Se puede conseguir la supresión de portadora de 40 dB con componentes bien

brlanceados.Considere ahora que una onda senoidal de baja frecuencia se aplica al primario de Z, co-

mo señal moduladora. Esta señal aparece a través del secundario de 7,. Los intem:ptores de

diodo conectan el secunda¡io de 7, con el primario de Z, a diferentes tiempos, dependiendo

de la polaridad de la portadora. Cuando dicha polaridad es como la que muestra la figura

4-30a), D, y D" conducen y actúan como interruptores cerrados. En es¡e momento, Dry D,

están polarizados en inversa y efectivamente no entran en el circuito. En consecuencia, la se-

ñal moduladora en el secundario de T, se aplica al primario de I, a úavés de D, y Dr.Si la polaridad de la portadora se invierte, D, y Drse cortan y Dry D, conducen. De nue-

vo, una porción de la señal moduladora en el secundario de 7, se aplica ai primario de 7., pe-

ro esta vez los hilos se han invertido en forma efectiva, dadas las conexiones de D, y Do. Elresultado es una inversión de fase de 180"- Con esta conexión, si la señal moduladora es po-

sitiva, la salida será negativa y viceversa.

b)

FtcuRL 4-30 Operación del modulador de celosía.

Oscilador de portadora

Osiladol de portadora

4-4 MoDULADoRESEALANCEADoS

t -

l lOg y D. onoucen . l

F,c u u 4 -3, r: ** .o:.: :3 -. tif;T;';1:'.:T'ff ::,,"fi :1"; i:: a) po rtadora'

D) señal moduladofl ' c) senat oe

En'|angura*''.'-'ll.io,s:J::'fr'J#ii?TffiBü'Ili'["",üHil:ff [::"*'[?:::l',:'hffi ::,31"';.ll"1J'lr},;iüt¡:r:'='r;glt.*:";.Éfi :;;:l;:::.*,T:ilfr ",o?!ffi lii:"'"^"."ff ::".gil*:^:í:::'i"J:l,T;.T:olo"'.';'o'*ios. Debido rr h acción ¿" tJnrnuo"iOn' la forma de onda tiene armónicas de la portadora'

Con frecuencilt el secundario de I" como se muestra' es'un circuito resonante y' por lo tanto'

el contenido dc '¡rmónicas o" tU" it"*""tia se f¡ltra' dejaado a la señal de DBL comc mues-

* 'i"l":'?"i;:'1J,",-''""'on"' 'ln'IT-'"l Tiii"-d"'::":::",:J':':"r:[,]:T"HJl" "salida se prescnta

"n 't

""-tu"ntil áJo po*aot"' Esro-es cicrto no ohst3r;le que óste se hr

suorimido. Si sc sum:ln * 'o*t t'lg"U'oica dos ondas senoidales en les frecuencias Ce las ban-

das laterales, rcsulh una '"0"i '"tioi¿^l en la frecuencia de la ponaclora con la variación de

amrrlitud quc' ilusrran f"' ng"tt' i-iit) o 4-3ld)' Ob¡1n'e¡ue la envol''cnte de la señal de s¿-

lida no tie ne la forma ot ru '"i""itJí'ü¿"'"' íambién "dui"tta

la inversión de fase ile la se-

ñal en el mismo cenro de la forma- de ond"'lo :* :i::::llTlÍ|

----'----- r:ue la señal t*;'";;;;**do "n

¡ealid:r''j es ura señal de DEl"

ffiffi t "' i;; ;:;u " to, *o¿ut o¿o*' 9," -:'1"* :'l J.::: ::T'"'T..li::."#;#,J".1".;",*: ;;;l; 9:'::"r ::.::11::::: ::,*:"'i.'l:.;l:w c o m P o n e n t e s o l S q I E t U ¡ ' P v l ¡ v o 9 . . - . _ . l s e l l a d o . L l u n i r i g d

t"r: -'- - ':::''i,i'.:'i' i:r uu" ii.n" transíormadores v"'::*::i,::,,1itil1: rr:rnsrormadores sc

,;";"r, ".útü''iii"oo..'ou"

:;"#;1il;';;*j;;;;:nte individual. Lr:s tr:úsrormado'es se

se suprimió en:é-l'tr-ansrnisor de bdancean "on

tuiauiil'e'utilizan diodos porta<lores de alu energía

DBL y BLu debé ¡elnsertarse en. p.,rra proporcionur "n_áprio

intewalo <i¿ frecuencis <ie operación y una

el receptor para-recuperar ta rrejor supresión tie porudora'i'iii-J.*-.-":' "' ;T#iilftti'.nm,*:H"":'.:T;:[.:'ff:'Í;H'i;

182 C¡oftuio 4 ClRcurros MoouLAREs Y oEMoouLADoREs DE AMPuruD

t

I rno-: . x i -i : am-- I ¡

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Señal ñodulado.a

Ftcúv. 4-72 Versión modificada del modulador de celosía que no requiere transfomador con núcleode hi€ro para la señal moduladora de baja frecuencia.

señal moduladora y un transfonnador de núcleo de aire para la salida de RF. Este aneglo es

inconveniente porque el transformador de baja frecuencia es grande y caro. Por lo común se

usan dos transformadores de RF, como muesúa la figun4-32, donde la señal moduladora se

aplica a las derivaciones centrales de los transformadores de RF. La operación de este circui-

to es similar a la de los moduladores de celosía.

Moou leooREs BALANCEADos EN c tRcu t ro INTEGRADo (C I )

Ot¡o ci¡cuiro demodulador balanceado que.se utiliza mucho en amplificadores diferenciales.

Un ejemplo típico es el popular modulador balanceado en CI 1496/1596 que muestra la figu-

ra 4-33, circuito que puede trabajar con frecuencias portadoras de hasta alrededor de i00 MHz'

y alcanzar una supresión de portadora de 50 o 60 dB. El número de las teminales que se mues-

tran en las entradas y salidas del CI son los conespondientes a un paquete estándaI de dos en

línea de 14 terminales (DIP) del CI. El dispositivo también se consigue en encapsulado de me-

tal de l0 terminales.En la figura 4-33, los transistores Qt y Qs son fuentes de corriente constante poluizadas

por un solo resistor extemo y la fuente negativa. Ellos proporcionan valores de corriente igua-

les a los dos amplificadores diferenciales. Un amplificador diferencial está formado por p,,

Qr, Q, V el otro por Qt, Qn y O6. La señal moduladora se aplica a las bases de p, y Qu' Fs¡eg

t¡ánsiitores están cone¿tados a los transistores de los pares diferenciales en las trayectorias de

corriente, y varían la amplitud drj la corrien¡e de acuerdo con la señal moduladora. La corrien-

te en p, está desfasada 180" con la corriente en Quy al tiernpo que Ia corriente en Q, aumen-

ta, la corriente a través de Ou disminuye y viceversa.

Los tra¡sistores del par diferencial Q, a Oo que controla la portadora, operan como inte-

rruptores. Si la entrada de portadora es tal que la terminal inferior de en[ada es positiva con

respecto a la terminal superior de entrada, Q, y Q¿ conducen y actúan como inteÍuPtores ce-

rrados, y Qrl Q, están en corte. Cuando la polaridad de la señal de la portadora se invierte.

0¡ y Oo están eniorte y Q2y Q3 conducen, actuando como intem-rptores cerrados. Estos tran-

siitores del pa¡ diferencial, por lo tanto, hacen las mismas funciones de cÓnmutación que los

diodos en el circuito modulador de celosía ya descrito: conmutan la señal moduladora APA-

GADO y ENCENDIDO a la frecuencia de la portadora.

Suponga que una onda portadora de alta frecuencia se aplica a los transistores de conmu-

tación, Q, y 0¿, y gue una onda senoidal de baja frecuencia se usa en la ent¡ada de la señal

4-4 lvloouLAooREs BALANcEADoS r83

Fuente dealimentación posit¡va

Aiuste de la gan¿ncia

fi.:,

Fuente deal¡meñtación negat¡va

F¡cum 4-33 \{oculadores balanceados en circui to integrado

moduladora en Q : Y Qt' Considere que ia señel .mod"tlrt.lti -t i^"::::":::"^t"^t"::i |;l;lff l"illT ."J#;' l" Í';'I" Ji i"" Z,:" ."*" il**, cT' i :T::::, ::: 3: *Tlll ll; "''l:ffi #ffi ;T:t; ;"i#; ü r ii"""i " .' "' p" si r i' a' p, v 9t.l"l-d1"",1 1 :" 1'"tj:"1 :: l;::::il:"jT::ii"ü:ffi .*''il*.;;'ilc,::rll'i1!1'l-'i:fj::';'::T":l;111'J,

:ffi:"J ;i,il;. 1 5il "'*i.il; ;; o o u".Á ) "' =. t: "1:i l"^ n:'^T1"0.,5' i, o:L:;;:::l;ñ;:';1";é.;;;;-;'" L" corrient'ir"ci: 1"i"-* "Í^t""111#l,l f;t;!i!i'ü,llllJlili;í¿i#.',i.:::ffi

':ü; ;;.'J t' .':lll:::'", i'"=::::"m ::i:srgurc¡[c, c¡ YU¡(¿r! ; i;..;;";,^ el r., l lraje en la salida. La conmutación de la porta-

pasa ahora por 0¡ ) ' R., Io qut a-"^;¡^ tf idnr^ ¿-.¡.). La se-

:::llT:t"i,Íi;.i:li.^ililr^ "ri,il"l.'i¿' áe.DBI-.anres descri:^ qtJ"," 4-31c). La se'

u v ¡ 4 , L U ¡ ¡ r v j o J v ¡ , ¡ e ¡ r ! . r ' - - - - - -

ñal en R,, ".

l" *irn'. que la seña'l en R^' pero i*

OT^1:Y:i:tlT:::"::;;:il'i.i;-il;l;;;i;;;;;";;d;":-"T*':d-"'1"^'1i^11'-1"i1::i::^".""TJ

"."il :il:il;;: : J;;::; ; ;i ;;;; ;; I " n+ 1 +' r.r, n11 {:f :"::T"'::' ::', 11i-'.1;;:H:.ff;'i:;H"-;*'il ;;;; á" ro '"1¡¡ mo.Juradora y una rorma para ajustar c'n

i - - r - - . ^ - : - ^ 1 - " I v ¿ ñ r o f ) o l '

;lff:i,#:fi.?;;;* El porenciónretro conecrado a las terminales I y 4 propor'

Entrada de r/la Poñadora

'e

Entrada dela señat moduladora"

1 8 4 Caoftulo 4 ClRcunos MoouuREs Y D€¡loDULADoREs DE Att{PufuD

¿ j ¿ n a n q a

! ¡ , de ¡ l ra-

c : f ! ] " e . E u

: : ie que la

: : .1: l por lo

i : o l ado ra

l . por co0'-" , ts de Qt:: ia Porta'i - . ) . La se'

.s comPo':irada deY

ajustar con

4 proPor' 4-4 lvlooulAooREs 8Al.¡NcEAoos ¡ 8 t

señales moduladofas que se aplican a cada par intemo de amplificadores dit'erenciales. Si el

potenciómetro se coloca cerca clel centro, la portadora pierde su balance y el circuito funcio-

na como modulador balanceado. Cuando el potenciómetro se ajusta con precisión a la posición

central, se suprime la portadora y la salida es AIvl de DBL.

ciona el ajuste para una salida mínima de la ponadora, compen-

sa los desbalances menores en los circuitos intemos del modula-

dor balanceado y conige las variaciones en tolerancia de los re-

sistores, por lo que proporciona máxima supresión de la portadora-

Esta supresión puede ajustarse a por lo menos.50 dB en la ma-

yoría de las veces y hasta 65 dB a bajas frecuencias.

ApL rcAc foNEs PARA Los C l 149611596 . E l C I t 496es

uno de los circuitos más versátiles disponible paru aplicaciones

en comunicaciones. Además de su uso como modulador balan-

ceado, puede configurarse para ftrnciona¡ como ntodulador de am-

plitud o como detector síncrono.

La figura 4-34 muestra al 1496 conectado como modulador

cle amplitud. Los resistores de I kO polarizan a los amplificado-

res diferenciales en su región lineal, de manera que amplihcan a

la portadora de entrada. La señal moduladora se aplica a los tran-

sistores con emisores en serie Q, Y Qu.Se utiliza una red de ajus-

te, por medio de un potenciómetro de 50 kO, para controlar las

0.1 l rF

El CI 149ó es uno de loscircultos más versáti lesdisponible para aplicacionesen comunicac¡ones. Ademásde su uso como moduladorbalanceado, puede

configurarse pára funcionarcomo modulador de amplitud,

detector de producto o

detector síncrono.

Á r = 8 2 = 3 9 k n

Sal ida

de A|\,4

Ajuste de la ganancia

gEnlrada dela podadora

Señalmoduladora

1 0 'I r

Ajuste dela portadora

- v E e = 8 v

F¡cum 4-34 Modulador AVI hecho con un CI 1496.

+ V " 6 : 1 2 Y

Si el potenciómetro se desPlaza de un lado al otro' un par de amplihcadores diferenciales

recibe muy poco o nada ae aríptifrc"ción de la-portadora y el otro par recibe toda o la mayo-

ría de la portadora. Entonces el circuito se transforma en una versión del amplificador diferen- '

cial modulador que muestra tu f,gutu 4-l3b)' Este circuito trabaja bastante bien pero tiene im-

pedancia de entrada .uy U";n' -i*

impedancias de las señales Portadora y moduladora son

ir""l;; io. uuior", ¿" if O-|" tor."rirto."r de entrada, lo que implica.que las.fuentes de lu

señales ponadora y moduladora deben venir de circuitos con impedancia de s¿lida bajas' co-

mo los seguidores emisores o de las amplificaciones operacionales'

La figura 4-35 muestra ¡ ói r+sJ ton""tudo to'no dtt""to' síncrono para AM' La señal

de AM se aplica a los o*'i'toá "on "'i'ot"s

en serie Q' Y Q6Y hace que varíen las corrien-

tes de los emisores o" ro, "t"piif'""aores

diferenciales' qu" en este caso se usan como inte-

rruptores para poner fo r"n¡ á" eV en APAGADO y ENCENDIDO en el tiempo adecuado'

I-"'portadora deb. esta¡ en fase con la señal de AM'

En este circuito, f" po,t"Jo"pued¿ extraerse de-la m-isma señal de AM' De hecho' al co-

nectar la sedal de nU u ""tU"t "tittadas

funciona si la señal de AM es suñcientemente a.lta en

amplinrd. De ser así, r. r"n¡ o" Ñ lleva a los transisrores de los amplificadores diferencia-

les, p, a 80. a corte y saturación, por lo 9ue remueve cualquiera de las va¡iaciones de ampli-

tud. Como la portadora," o¡¡tnl'¿" l" stnul d" AM' está cn fase perfecta para proporcionar

demodulación a" ¡t "¿iauj.

i* u.i".ion". de la ponadora se frltran de la salida por un fil'

tro RC pasobajas y deja la señal de inteligencia recuperada'

Señal fe@Perada

PortadoG \ l 0.1

Enraóad€ AM

To +Y6c - 12 v

Flcuel ¿t-35 Detector síncrono pam AM utitizando un Cl l-i96'

c.apl,ulo 4 ClRcunos i..toouurnes v DEMOOUTADORES OE AMPuruo

+ V c c = l 2 V

t8ó

i s les

4."-0-

r i m -

son

e las

s.ñal

ien-

¡ l co-

- ^ t :

:: o n¿t, - t l

MULTIpLtCADORES ANALóCICOS. otro tipo de cI que puede utilizafse como modulador ba_lanceado es el multíplicador analógico. Éstos a menudo se usan pa¡a genera¡ señales de DBL.La diferencia principal entre el modulador balanceado en CI y el multiplicador analógico esque el modulador balanceado es un circuitode conmutación. La portadora, qu. puede ie. unaonda rectangular, hace que los u-¿nsistores del ampliFrcador diferencial se pongan en ApAGA-DO o en ENCENDIDO pa¡a conmutar a la señal moduladora. El multiplicador analógico usaamplificadores diferenciales, pero éstos op€ra¡ en el modo lineal. La portadora debe ser unaonda senoidal, y el multipücador analógico genera el producto real de dos entradas analógicas.

4-5 CInCUIToS DE BLU

Gsn¡enectóN DE sEñALEs DE BLU: MÉToDo DEL FtLTRo

El método más sencillo y, por lo general de mayor uso para generar señales de BLU, es el mé-todo del filt¡o. I-a figura 4-36 muestr¿ el diagrama general en bloques de un ransmisor de BLUque emplea dicho procedimiento. I-a señal moduladora, por lo común la voz de un micrófono,se aplica aI arnplificador de audio cuya salida se alimenta a la entrada de un modulador balan-ceado. Un oscilador con cristal proporciona la señal portadora, que tarnbién se aplica al mo-dulador balanceado. I-a salida del modulador balanceado es una señal de DBL, que se produ-ce al pasar la señal de DBL a través de un frltro pasoba¡da de a.lta selectividad, el cua! seleccionala banda lateral superior o la banda inferior.

El principal requerimiento del ñltro es, por supuesto, que sólo pase la banda lateral desea-da- [,os frltros se diseñan con frecuencia con un a¡cho de ba¡da de al¡ededor de 2.5 a 3 W]2,lo cual los hace lo bastante ampüos para pasar frecuencias de voz esüinda¡. Los lados de lacurva de respuesta del filtro son de gran pendiente, y proporcionan excelente selectividad. Losfiltms son dispositivos con ajuste de frecuencia fijo; esto es, las f¡ecuencias que pueden pasarno son aiterables. Por lo tanto, el oscilador de la frecuencia portador¿ debe escogerse de ma-ne¡:t que l¿5 [3¡¡d¡s laterales caigan dentro del ancho de banda del ñlt¡o. Muchos hltros co-

Cum ders+uesta del filbo

I

Podadoa .suprim¡da

utilia cl método del fiItro.

Osilador"óI-mI

ID--_-il

M'sór@o "H,Eñrj,

Flcun¡ ¡l-3ó Tmsmisr de BLU al

4-5 CrRcunos De BLU t87

merciales disponibles esrán stntonizados a 455 kHz' 3-35 MHz o 9 MHz en su intervalo de fre'

cuencias, no obstante se también usan otras frecuenctas'

Con el método del filtro ",

n"ttt-io seleccionar la banda lateral superior o la inferior' Co'

mo la información es la misma en antbas bandas laterales' por lo general no hay-diferencia sq-

bre la que se escoja' considerando siempre que el receptor-y el transmisor usan la misma ban-

da. Sin embargo, la el"c"ion o. ia U*at üt"'^r 'uperior o inferior como estánda¡ varía de sen'icio

a sen'icio, y es necesario ."t'., "tait"

ftu usado p"ta recibir propiamente la señal de BLIJ'

Hay dos métodos A. s"tt"ciin Jt la banda lateral' Muchos transmisores sólo tienen dos fil '

tros, uno que Pasa la banda l"i"'"i¡tf"¡*' v utiliza un intemrptor para seleccionar la bandl

deseada(f igura4.37a).Unnlérodoal temat ivoesproporcionardosfrecuenciasparaelosci la.dor de la portadora. oo, .rl,tutt'lu bian la frecuincia deto::i]i^d-o-r-1"i::*i::::.T,t"T

)l, ; ;.ffi;;;; i',.J',ü"'i"' o a ra inrerio¡ p*' 1:'-il--:'-::.:,:i :t,1t;,"-Xl':11111if,.n -"-:;)H;;;;ü ';;;"g" q'" 'r 1u'." o":",Y:li: ?1""'::: i,9?:":T:'] i: i::\lrsurd r-J 'ul' """'" --"'"'-i;' Éi ti"¿i'1"¿"t balanceado genera la suma y diferc'ncia de las

ñal moduladora. f , , , es de 2 kI r L-- : ^r^- : - - - ¡ - ñ¡ñar. d,rF r .;il#.#;i'á';;, ;J;;;i" de la portadora' f ,' deberá elegirse de manera que la

BLS o la BLI estén en I 0Oo kHz' Las salidas del modufador balanceado son BLS : fo+ f"'

¡ 'BL l :J " - f , , .

Osciladorde portadora

F¡ltrobanoalateral

supef¡orSalida

de BLU

J:t"J","--l

/ @ l ' <F i l t r o t r l o , ,banda lJ

- ' '

tateral Iinlerior t

uó.-YP

0 | 9BLr I I Bts

l o o 2 k H z E E e s a x F t z, / l It -I

Cr¡stales

/fr Modutador

ty- balanceado

Osciladorde Portadora

Senalmoduladota

llñl 2kHz

ol

FrcuR^ 4-37 lr'létodos de seiección de la benda lJteral strPerior o inferior: o) dos frltros' D) d¡'s 'tre-

cucncias ponadoras.

Para frjar la BLS en I Cli)0 kHz, la portadora debe ser[ +f," = M0'f, * ? -=.ti*'t

r : I 000 - z = eeso'. ;;';;;; ia";.Lt;; r-óóo rHi' ta'iortadora débe se' f'- f^=

íooo.4 - 2: I 000yf ,= I 000 + 2 = I 002kHz'

tE8 CapíIulo 4 CtRcunos MoouLAREs y DEMoDuLiooREs DE AMPUTUD

. L G

: 1 S 0 -

, b¡n-r. icio' - .

¡ : nC ¡: .: J t la-

i :nda

la se-

ie las

c r e l a

: ¿ a 3

: 3 l U

Los filtros de cristal, que son bajos en cgsto y sencilios en su diseño, son con mucho los

filros que más se utilizan en transmisores de BLU. Su muy alto Q proporciona una selectivi-

dad buena en extiemo. Los filtros de cerámica se usan en algunos diseños. Como frecuencias

típicas centrales se tienen 455 ktlz y 10'7 MHz''

Los filtros mecánicos también se emplean en equipo P¿Ira generar BLU. Estos filtros son

moueños discos metálicos acOpladOs mediante barras para forma¡ un ensamble que vibra o re-

iu*u d.nt,o de un estrecho intervalo de f¡ecuencias. El diámeUo y espesor de los discos de-

Lr¡¡in* la frecuencia de resonancia, mientras que el número de discos y su esPaciamiento es-

tablece el ancho de banda. La señal de ca a filtrarse se aplica a una bobina que crea un campo

magnético que trabaja contra un imán permanente, para producir movimiento mecánico en los

áisJo.. Si la señal di entrada se encuentra dentro del ancho de banda del intervalo de resonan-

cia de los discos, éstos vibran libremente- Esta vibración se acopla de modo mecá¡ico a una

úob'ina. La bobina móvil corta el campo del imán permanente, induciendo en ella voltaje, que

es la señal de salida. Si la señat de ent¡ada est¡ fue¡a del interv'elo de la frecuencia de reso-

nancia de los discos, éstos no vibrariín y se producirá poco o nada de salida- Estos ensambles

mecánicossonf i l t rospasobandamuyefect ivos.Lamayoríasediseñanparaoperarenel inter-va l ode50a500kHz .Po r l ocomúnseu t i l i zaun f t l r omecán i code455kHz .

:,:,.:, i.i,.. ::,.r :,' .,j:

l 997OOHz . . ' .

b) ¿Cuál deberá ser la.&ecuencia cenu-al aproximada de un filtro pa-

iobanda para seleccionar la banda lateral inferior? [a ecuacióo para

la frecuencia central de la banda laeral inferior, /",r' es

f r r r=@ =4198 149 '7Hz

Una aproximación es:

4 199 700 + 4 196 600

1 9 6 0 @ a 4

= 4 198 150 FIzJ BLI

f t ' * f t t2

4-5 CtRcunos DE BLU 139

Cnsnc ló ¡ ¡ n¿ s rÑR lss oB BLU: DESFASADoRES

Lagene rac ióndeBLU,s i seu t i l i zae lmé todode losdes fasado res ' émp leauna técn i cadeco -rririi.nto de fase que cancela una de las bandas laterales. La figura 4-38 muestra un diagrama

en bloques de un lenerador de BLU que utiliza el método de desfasadores' Este usa dos mo-

duladores balanceados, que eliminan del todo a la ponadora' El oscilador de portadora se apli-

ca en forma directa al modulador balanceado superiorjunto con la señal moduladora de audio'

La ponadora y la señal moduladora son luego disfasadas 90" y se aplican al segundo modula-

Señalmodulado.aV^sed 2r I- l

FlcuRr 4-38 Gene¡ador de BLU al utilizrr el método de desfasadores'

Capílulo 4 ClRculros MoDuLARes Y oeMoouLADoREs Dg ¡.MPLmuD

Vose^2r l r l

190

:Í

dor balanceado inferior. La acción de corrimiento de fase provoca que una de las bandas late-¡ales se cancele cuando las salidas de los dos moduladores balanceados se suman para proclu-

ci¡ la salida.La señal portadora es Vrset2rfrt, la señal moduladora, es V. senZrf^t. El modulador ba-

lanceado genera el productb de estai dos señales: (V- senZf^r) (Vosea2rfot). Al aplicar una

identidad trigonométrica comúnsenÁ sen B = 0.5[cos (A - 8) - cos (A + B)]

tenemos

(V^sen 2zrf^t) (V, sen 2rfrt) = 0-5V^Volcos(2rf, - 2rf^)t - cos(Zrfo + 2rf,,)tl

Observe que éstos son la suma y diferencia de frecuencias o las bandas laterales superior e in-

ferior.Debe recorda¡se que una onda coseno es sólo una onda senoidal desfasada 90"; esto es, tie-

ne casi la misma forma que una onda senoidal, pero ocurre 90p antes en tiempo. Una onda co-

seno precede a una onda senoidal por 90" y una onda senoidal va atrasada de una onda cose-

no por 90".Los desfasadores de 90' de la figura 4-38 crean ondas coseno de las señales portadora y

moduladora, las cuales se multiplican en el modulador balanceado 2 para producir

(V ̂ cos Zrf^t) x (y, cos 2ffot). Al aplicar otra identidad trigonométrica común,

cosA cos B = 0.5[cos (A - 8)+cos (A - B)]

se tiene

(V ̂ cos 2 rf ^t)(V, cos 2 nf ot) : 0.5 V ̂ V olcos(2 rf o

- 2rf ^) t * cos(2rf o + 2 rf ,^) ti

Al sumar estas dos expresiones, la suma de las frecuencias se cancela mientras que la diferen-

cia de las mismas se suma, y sólo se produce la banda lateral inferior, cosf2rfo- 2tf^)t].

CoRRtilt¡ENTo DE FAsE DE LA PoRTADoRA. Por lo general, un desfasador es una red RC

que origina que la salida se adelante o atrase 90P de la señal de ent¡ada. Se han desanollado

diferentes tipos para producir este corrimiento de fase. La figura 4-39 muest¡a un desfasador

sencillo de RF que consta dos secciones RC, cada una de las cuales produce un corrimiento de

fase de 45". La sección compuesta por R¡ Y C, produce una salida at¡asada 45" con respecto a

la entrada, en tanto que la sección compuesta Por Riy C, origina una

salida atrasada 45" con respecto a la entrada. La sección com-

puesta por R2 y C, produce un corrimiento de la fase, que ade-

lanta 45' a la entrada. El corrimiento total de fase entre las dossalidas es de 9f. Una salida va al modulador balanceado I y laotra al modulador balanceado 2.

Puesto que un generador de BLU del tipo desfasador puede

construirse ccn moduladores balanceados en CI como el 1496, y

ya que éstos se pueden alimentar con una señal de frecuencia por-tadora de onda cuadrada, puede utilizarse un desfasador digitalpara proporcionar las dos señales portadoras desfasadas 90". Lañgura 4-40 muestra dos flip-flop tiPo D conectados como regis-t¡o de corrimiento sencillo con realimentación de la salida com-plementaria del ftip-flop B a la ent¡ada D del flip-flop A. Tam-bién podrían usarse flip-flop JK. Se supone que los flip-flopdisparan o cambian de estado en el flanco de bajada de la señalde reloj. Éste se fija a una frecuencia exactamente cuatro veces

mayor que la frecuencia de Ia portadora. Con este arreglo, cada

¡i'üiilizar et i¡etógo del tittropara prodúcir ieñales de BLU,sáescogé ia banda latéálsupérior o lá inferior. Lá '

éte¿ii¿n de caáa banáa varía. de'seruicio én ieÑício y debe

cohocerse para recibir enforma adecuada la señal daBLU.

4-5 CtRcunos oE BLU r 9 t

R = X . a Í e

F¡cune 4-39 Desfasador de 9ff de una sola frecuencia'

flip-flop produce una onda cuadrada en la frecuencia de la portadora con 5.09o de relación de

trabajo^y'las dos señales estín desfasadas 90" una a otra' Estas señales alimentan a los inte'

*par.i de los amplificadores diferenciales en los moduladores balanceados del 1496. y esta

relación de fase se mantiene sin importar la frecuencia del reloj o de la porradora. Los flip-

f lopTTLpuedenut i l izarseenfrecuenciasdehasta50MHz.Parafrecuenciasmásal tas,ma.yores que 100 lr{Hz, se pueden emplear flip-flop lógicos acoplados en emisor (ECL' entitter

coupled logic).

DESFASADORES DE AUDlo. La prrte mis difícil para crear un generador de BLU al utiliz-u el

métododedesfasadores,esdiseñaruncircui toquemantengaundesfasamientoconstantede9üdentro de un amplio intervalo de frecuencias nroduladoras de audio. (Tenga en cuenta que.un cG

TTL o ECL Fl¡P-floP tiPo D

Frecuencia d9l reioi = 4lt le= llecuenc¡a pcrlado'a

Podadotr' {*n)

F¡cuRA 4-40 Desfasador di¡ital.

Canftulo 4 CrRcun'os MoouLARES Y DEMooULADoRES oE AMPufuDt92

: : e l

cuglielmo tvlarconi (1874-19i7), físico e inventor nacido eI ltllia, preseiltó su famosa patenle

ifrir. llll pam nrejorar la telegrafía inalimbrica en I 900. Recibió el Premio Nobel en físicl

en lg0g. Envió el primer mensije de r¡dio desde Inghtera hastaAusrralia en 1918.

rrimiento de fase es sencillamente un corimiento en tiempo entre ondas senoidales de la misma

frecuencia.) Una red RC produce un valor específico de corrimiento de fase a sólo una frecuen-

cia porque la reactancia capacitiva varÍa con la frecuencia. Sin emba¡-eo, la señal moduladora por

lo geneiat es una banda de frecuencia, en general en el interualo de ar.rdio de 300 a 3 000 Hz.

uno de los circuitos más comunes para Producir un desfasamiento de 90" dentro de una

banda amplia se muestra en la hgura 44l.La diferencia de fase entre la salida del modulador

I y la salida del modulador 2 es 90" = 1.5" dentro del intervalo de 300 a 3 000 Hz. Los valo-

re; del resistor y el capacitor deben seleccionarse con cuidado para aseguraf la precisión del

desfasamiento, ya que las imprecisiones Provocan una cancelación incomPleta de la banda la-

teral no deseada.

-llenr"¿. f l ldeaudio l l l

-Jlt A¡ modulador balilceado 2

9f:0-

Al modulador

FtcuRA ¿1-41 Desfasador que produce un conimiento de 9ff dentro del intervalo de 300 a 3 000 É{z

rr_l -

belanceado 1

4-i ClRcunos aE BLU t 93

+Ampülicador

FlcuR^ 4-42 D('sfrstdor actito

La ligura 4-J2 mucsrru un desfasador de audio de banda amplia que utiliza un amplificador

oocitrnat en arrcglo dc illtro activo. La selección cuidadosa de los componentes asegurará que

"l c,rrri,rient.r.lc fasc Je le salida será cercana a 90" dentro del intervalo de frecuencias de au-

dio de 300 a -i 0(X) I-l¿. Se puede obtener mayor precisión del corrimiento de fase al utilizar

etapaS rnúltiples. crlt rulores diferentes de los componentes en cada etapa y, Por lo tanto, un

valor disrinro dcl conituiento de fase. Los corrimientos de fase en las etapas múltiples produ-

cirán un dcslltsrnlicnt.' total de 90"'

El ntitodt tlc clcst::i:tmiento se puede utilizar para seleccionar Ia banda superior o la infe-

rior, lo cual s(' lncd ill c:rnibiar el corrimiento de fase de la señal de audio o de la pofadora a

las entrrci:.ts clc los rtto.luladores balanceados. Por ejenrplo, al aplicar la señal directa de audio

al motluludor brlancc:LJir 2 (figura 4-38) y la señal desfas¡da 90' al modulador balanceado I,

se seleccitrnlr:i lr hrn.llt lrtL'rxl superior en lugar de la banda l¡teral inferior- También puede

connrutarsc'llt r.-l:rcioit rle fi¡se de la ponadora para realizar este canrbio'

La sllir¡ tlcl r:crtc¡:idor dc desfasami¿nto es una señal de BLU de bajo nivel. El grado de

supresi(rn tl.' l:r portr.i.'ra dt'pende de la gonf,rguración 1' precisión del modulador balanceado'

fi" pr..i.i.in.l..l c.,rrirnient.t de fase deternlina el grado de supresión de la banda lateral no

á"r."¿". El .lis..no (1. l\js g(.neradores de BLU mediante ei nlétodo de desfasadores es difícil

ai aa q,,i.r" lu clirrri¡r:l;i.ilt C(rmFle(a de lit banda l¿rteral no deseada. LuegO se aplica la salidr

á" gfi' "

rrlrflit ' iül(l(,:..s lin..lles cle RF. Conde se increm.'ntr su potencia antes tle ser aplica-

da: t l : t r t r tc t l r t lc ( r ' t ¡ ¡ : : ; i is i t in-

D EMo ou LRc lo : i--------*{j$f;::---

Ü E D B L Y B L U

P:rrl rcctt¡rcr:tr l:t rcr.:... u.'inteligencia eil u¡ra señal dc DBL o de BLU, debe leinse;tarse l¡

portltlont illt\.:llc cll .: ¡r'ceptcr' Supo:lglr' p<rr e.ierDplo' (iue un tond sL-lloidal de 3 kHz sl trans'

¡Iirr, nlodul:utri.' :r r':l:1 Fortadorx de I 000 kHz. Con transmisión de BLU de b¡¡lda lat¿ral Su-

p!.rior. lil sc'url r:u:rrttiliJ¿r es I 000 + 3 : I 003 kHz. Ahora. en el recePtor h señul de BLU

ik.s t 00.1 kH.. til_Sr :. ,.i:itiza para mtr,Julai unu ponrdoftr clc I 000 kHz (ñgura 4-43rr). Si se

eurplcu un nhr.iulir(t(,r :..lmceaio. se strprinrc la portatit'ra de I 000 kHz, pero se generan.las

.cñule, de su¡.n:t \ lli i i.rr'n,jiu. Ei modulador b¿lanceado tanlbié¡r se llama delector de pruduc.'

,(r, Porque sc tl:il ir:til ri(".i;lerür l¿ señal nlodtrladora cn vez rle generar una portadora que la

trarismiiirli. Lar ire-ctl('lci:l¡ de suma y diferencia producidas son

S u m a 1 0 0 3 + 1 0 0 0 = 2 0 0 3 k H 2D i f e r e n c i a 1 0 0 3 - I 0 0 0 = 3 k H z

CaoíIulo 4 C¡Rcutros Al\'s':Litirs \ DE¡loouuooREs De AMPLTTUD1 9 4

:i

t , j

1 0fi1 kHzSeñal de BLS y BLU

Filtropa$bajas

balanceado ---- -l seña: de: y_:::,iffffi:

Seña¡

de BLU

Oscilador de portadoaa

Frcuu +43 lvlodulador balanceado como detector de producto pua demodulu una señ¿l de BLU

La diferencia es, por suPuesto, Ia ¡eñal de in-

teligencia original o señal moduladora. La suma,

los 2 0O3 kHz, no tiene signiñcado o importancia.

Como las dos frecuencias de salida del modula-

dor bala¡ceado están tan alejadas' la frecuencia

mayor no deseada se elimina con facilidad con un

hltro pasobajas que guarda la señal de 3 kHz, pe-

ro suprime todo lo que está arriba de ésta.

Cualquier modulador balanceado puede utili-

zarse como detector de producto pua demodular

señales de BLU- Muchos detectores especiales de

producto se han desarrollado a través de los años-

Los moduladores de celosía o CI como el t 496,

son buenos detectores de producto. Todo lo que

debe hacerse es conectar en la salida un filtro pa-

sobajas para deshacerse de la señal de alta fiecuen-

cia no deseada, mientr¿s se deja pasar a la señal de

diferencia deseada. La figura 442á) muestra una

amplia aceptación convencional pa¡a representa¡

los ci¡cuitos de moduladores balanceados. Obser-

ve los símbolos especiales que se utilizan para el

modulador balanceado y para el filtro pasobajas-

tIl

n , l

: : : -

. : : J

: l ,

r : :

;¿ la Las personm disfrutm ahora trna variedad de'equipos poruítiles de audio" para cscuchu sus

csetes y progrmas de ndio en AM Y FM.

@ 1 0 0 0 + 1 0 0 3 = 2 0 0 3 k H 2 %Modutado. I roos- looo=3kHz F i l t ro I -seña lmodu ladora;;;-;;t Pa*l"¡"s !-*

recuoerada de 3 kHzModutado. É_bal4@ado

F

II rooo rHz

óOsilador de portadora

ülodulador

REsuu-,Érv

Cierro tipo de circuito de AM hace variar la"' nrifuA ae la señal moduladora' gl to^po"i'ii

J"^-"iiá_af :t pliñcadór o la aténuación de ,'tamiento del detectoi básico de diodo pue¿¿,.J-

i. ¿;U..i'ál vojtaie de acuerdo con la señal: . mejorarse con un circuito rectificador O. o¡-.:,1ii- ¿J;at¿; vo'itaie ¿é acuerdó con ¡u r"¡¿;:i.mejoráibe con un circuitó rectificador de ̂ ^r!'lr'

fio¿;iil'¿"*;'ilil ;ñ; ;;;".i" d" :' dá :completa. Los deteetor., sín"ronor'.]- ;-'l

i¡ r"J¡¿i'a;'*n"dora y modúiadora a un plean'la señal de un reloj intemo pa¡a inte:1i;'

¿ornpon¿oté "t.ircuité

nolineal. Para produ- mrmpir la señal de AM, lo que produce :t

"it una óndt de AM, puede usarse un circuito rectificación' '. '. -

sintooi"aao paratelo en resonancia con la fre-;¡' ' Un'modulador bala¡ceado es un ci¡cuitó.¡ir;

cuencia de la portadora" con un ancho ¿- 6¿¡¡- ,.:'que-gene¡a señal de DBL. !'l modulador de cs'',ii

¿" n ür""ti"*ptio como para frltrar la se- losía o a¡iúo de diodos es un modulador ba. :''

ñal modulador¿ así como la segunda armónica .lanceado que se utiliza bastante.

y oras.mayores de la portadora. . . - , t":,t*Í::ff^:.:1p]:3:,I-?,t"",:T-:",,.

' l-fr;"A¡ de AM de bajo nivel la pueden : ¡alesdeBLUdebentenerselectividadmuyaL:;'

p.oáu.ir inhrri¿"d de ci¡cuitos. En la modula- ta. Se irsan tanto los filtros con cristal como':',

"ión d"

"l,o ,,iuel, el modulador varía el vol- .los mecánicos' ''':

;t;ñ;t; "" "ü-prirá". ¿" nr ¿"1 ' ' Los a¿tectores de producto, circuitos para;,.

o ' o s * i . o . . . . ' d e m o d u l a ¡ o d e t e c t a r s e ñ a ] e s d e D B L o d e : :**üT

"a¿oi,." demoduladores acePtan una BLU, generan el producto matenrático de se-i ¡'

señal qodula{a y recuperan la información ;ñales de BLU y de portadora ''l;

- i : . . r ' i , i : ' . , ' , ' r ' , ' I , , . , , { í j' : . i- :;: ;. ' .. ' . , ..... , :,:, . : :;::-j ' ¡ T É n r u l N o s c L A v E

,'.,.:

: , - i : : , ' :

AM d9 altg nivel

AM de bajoluvel l:Ainpliñcador diferencial

. moduladorAmplihcadoi oPeracional

de iransconductá¡cia(orA) '

Amplifi cador operacionalprognm. abls

-\nillo de diodos(modulador de celosía)

Circuiro de BLU

Circuitos 149611596.Demodulador- (detector)

Desfasador de audio

Desfasador de PortadoraDetección síncronaDetector de diodos, de

onda comPletaDetector de producto

Doble ba¡da lateral (DBL)

Índice de modulación. nr

Jr{od ulador bala¡ceadoModulador bala¡lc*rdo en CI

Modulador conamplifi cador oPe.racionali:'

Modulador con diodo PIN'';

Modulador con FET :i¡Modulador de celosía ..'Modulador en colector ir.Modulador en serie :'Modulador Pol' üansistor ii:Multiplicador analógico .:''Productos de ..:

intermodulación ';,

Radio con cristal

i., ¿Qué operación matemálica realiza un modulador de amplitud?

2.. ¿De qué tipo debe ser ta cun,a de respuesta del dispositivo que produce modulaciór¡ d¿ l

' , ' , : arnoutuqJ.- .rl

f.iOacq:t,a¡ái dos formas básicas en que los circuitos de mo'Julación de ampiiilT3l#titi ; ampliiudf '

:t.-:.lir€scqDa-r6 @s IOm6 eo¡ca st¡ qw ¡vJ eleu¡luo - ---r---- E - . id,!..

¿-':¿eue üpo de dispositivo semiconductor genera una respuesta clsi perfecta de ley cuadñtu:-. ¡

PnecuNTAs

'1' 6..'. 1

r 8 .

9.' 10',t

: 11.ti 1',

j 13.

:. 14.,': 15'':. tc.: 17.r'r, 18.

¿::.' 19.', 20.

t : . 1 r

..:.:|

.,¡.iii:í,l:: i-tj_+ : :l- r l - . i : r : i - : ¡ t . i r . i .

l - ; . :

PAS O

;Cuiíles son las cuatro señales y frecuencias que aparecen en la salida de un moduladoráe diodos de bajo nivel?

¿A qué componente se asemeja un diodo PIN cuando se uti[za en un modulador de AM?Mencione la principal aplicación de los diodos PIN como moduladores de amplitud-

¿Qué tipo de ampliFrcádor debe usarse para incrementar la potencia de una señal de bajonivel de AM?

¿Cómo trabaja un amplificador diferencial modulador?

¿En qué etapa de un transmisor se conecta el modulador en un transmisor de.AM de alto¡¡ivel?

¿Cuál es la forma sencilla y más común para demodular una señal de AM?

icu,it "t el valor más crÍtico de un componente en un circuito detector de diodo? Expique.

¿Cu:íles son las ventajas de un detector de diodo de onda completa sobre un detector dediodo de media onda?

14, ¿Cuál es el componente básico en un detector síncrono? ¿Qué opera este componente?

15, ¿Qué señales genera un modulador balanceado? ¿Qué señales elimina? . . . .16. ¿Qué tipo de modulador balanceado utiliza transformadores y diodos?17. ¿Cuál es el filtro que más se utiliza en un generador de BLU tipo filtro?lE.. ¿Cuál es la parte mrís difícil para producir BLU para señales de voz mediante los méto-

dos de desfasamiento?

lr.;:i:ijlii:' ; : r ' i : . i i

:

RÉ

r puede,:ij.J'¡ Oe On-':+

5 ,

6.n

8.

9.10.

n oS em- ::'irla.-e inte,.,:,ilcroduce ::..

:.;,i-:circuitó,i; rr

cr de ce- ',ii

:dor ba- , -

i::os pafa-.B L o d e:¡ de se-:

REFASo

i';,i 19.' i,, zo.'a ' t l .

¿Qué tipo de modulador balanceado da la mayor supresión de la portadora?_ r . . . ., .

¿Cuál es el nombre que se emplea para demodular una señal de BLU? ,.:. : . . . .

¿Qué señal debe estA presente en un demodulador 9e BLU además de la señal a d9!e,9ta-qe?

P n o e L E M A S

:::cional.1

:.lo PINi'.

t ) :

. .

l. Un transmisor modulad.o en'el colector tiene un voltaje de alimentación de 48 V y'.uná'co- ,rriente promedio de colector de 600 mA. ¿Cuál es l-a potencia de eotrada al u-¿rsmisor? . :

¿Qué tanta señal de potencia de la señal moduladora se necesila para proauc-ii ! 00 qo 'dé:; :

''

modulación? +, . : r - .2. Un generador de BLU tiene una portadora de g MlIz y se uiili2a para pasar f.Iügn"¡as'-, ;:

de voz en el intewalo de 300 a 3 300 Hz. Si selecciona la banda lateral inferior, ¿cuál es . ;la frecuencia cenEal aproximada del filtro necesa¡io para pasar dicha Uánaaf f..'.-,,.; ¡¡¡-'.:.ti.;:1

3. Un móduhdor balüceado en CI 1496 tiene un nivel de enrada de Dortadora de 200 m-V i'ii::l

Si la cantidad de supresión alcanzáda es 60 dB, ¿cuál es el votuje de ta portaaorá qüéiápi: , -,-:rece en la saüda? +

ulacióo de...

rneranAM,:cuadruiol:.'

1;,t,.tllll:,-.t;

¡ l;i:i.- ' ; t t ' . : J . : ;

iF lg7REPASo