Duplicador de Frecuencias

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Informe final de Introducción a Las Telecomunicaciones FIEE- UNMSM Duplicador de Frecuencias Integrantes: Ortiz Cordero Victor Andre 11190198 Profesor: Sixto LLosa

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Duplicador de Frecuencias

Integrantes:

Ortiz Cordero Victor Andre 11190198

Profesor: Sixto LLosa

FIEE-UNMSMInforme final de Introducción a Las Telecomunicaciones

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Cuestionario final 2 Hardware DUPLICADOR DE FRECUENCIAS

I. INTRODUCCIÓN:

Hay dispositivos de estado sólido, tales como, los diodos túnel, diodos varicap ,y filtros de paso , que generan duplicación de frecuencias . Sin embargo, la mayoría de estos dispositivos tienen una salida de nivel bajo en el primer armónico.

En este experimento se utiliza el CI LM1496 para la duplicación de frecuencias, sin la necesidad de amplificadores de circuitos sintonizados. Aquí serán duplicadas las señales senoidales en baja frecuencia.

En el CI LM1496 es modulador balanceado dependiendo de la forma como se implemente un circuito, el CI puede actuar como modulador de AM, multiplicador (duplicador) , modulador de DSB- PS o como detector.

En la tabla 1 se indican tres formas diferentes que se puede utilizarse el CI LM1496, así como el tipo de salida que se puede ser seleccionada. Cuando una portadora alimenta a ambos puntos de entrada, el circuito se comporta como multiplicador (duplicador).

El CI LM1496 se comporta como un modulador de AM o de doble banda lateral (DSB) cuando una señal portadora (RF) y una señal de audio ingresan a los pines respectivos.

Nota: Las especificaciones y características internas del CI LM1496 se encuentran disponible en el Laboratorio de Telecomunicaciones.

TABLA 1: LM1496 MOD ULADOR BALANCEADOEntrada de portadora

Entrada de Modulante

Salida (Vout) Caravterpisticas de operación

Fc Fc 2Fc Multiplicador de frecuencia

Fc Fm Fc, Fc-Fm , Fc+Fm

Portadora más dos bandas laterales –AM

Fc Fm Con Fc=0

(null) , Fc – Fm ,

Portadora suprimida más dos bandas laterales

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Fc+ Fm

II. OBJETIVOS

Después de realizar el experimento, el alumno será capaz de:

Evaluar, detectar y solucionar fallas de circuitos dobladores de frecuencia usados en equipos comerciales, industriales y militares.

Utilizar las técnicas de duplicación en baja frecuencia para transmisión en RF.

III. EQUIPO REQUERIDO:

01 Osciloscopio doble trazo de 100 Mhz 01 Generador de funciones. Mínimo 2 Mhz 01 Multímetro Digital 01 Fuente de alimentación regulada +15Vdc

IV. MATERIALES Y ACCESORIOS REQUERIDOS :

01 Circuito Integrado LM1496 01 Resistencia de 51 ohmios 04 Resistencias de 100 Ohmios 01 Resistencia de 700 Ohmios 03 Resistencias de 1K Ohmios 02 Resistencias de 3.3 k Ohmios 01 Resistencia de 6.8k Ohmios 02 Resistencias de 10k Ohmios 01 Potenciomatro de 100k Ohmios 02 Condensadores de 10nF 04 Condensadores de 100 uF 01 Tablero de conexión 02 Puntas de prueba de osciloscopio 01 Cable de conexión BNC(m)- BNC(m) 01 Cable de conexión BNC(m)- cocodrilos. 01 Conector “T” BNC (h) /(m)/(h) Cables de concexión

V. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL:

5.1 Antes de implementar el circuito se procederá a medir los voltajes de la fuente que se necesitan para alimentar el circuito de la fig. N°1.

5.2 Utilizando el multímetro medir los siguientes voltajes:

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+12Vdc, con respecto a tierra (borne central de la fuente de alimentación)

-8Vdc, con respecto a tierra (borne central de la fuente de alimentación).

5.3 Implementar el circuito como se muestra en la Fig. N°1

5.4 Seleccionar en el generador de señal sinodal de 1Khz y una amplitud de 100 mVpp. Esta señal corresponde a Vin del circuito.

5.5 Conectar el circuito con los cables correspondientes la señal Vin del generador y la alimentación DC. También realizar las siguientes conexiones: La punta de prueba del osciloscopio CE1 conectar a Vin , y la otra punta de CH2 hacia la salida Vout del circuito .

5.6 Una vez realizado las conexiones correctas, encender el osciloscopio, el generador de funciones y la fuente de alimentación, en ese orden.

5.7 Si no se obtiene una señal de salida, revisar los voltajes de operación en los pines del CI LM1496.

5.8 Ajustar el potenciómetro de balance, para obtener en la salida (Vout) una señal que tenga la misma forma de la entrada. Graficar en el siguiente cuadro las señales de entrada (Vin) y la señal de salida (Vout) del circuito.

Vin= 139.39 mVpp F=1,3KHz

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Vout= 139.42 mVpp F=2,5kHz

Nota: Si se observa que la señal de salida no tiene una forma parecida al de la entrada (senoidal en este caso) , se procederá a “enganchar” la señal de salida , para esto . Ud deberá utilizar el área de trigger , variando lentamente el control de LEVEL, hasta visualizar la verdadera forma de la señal , y así proceder a realizar las respectivas mediciones.

5.9 ¿Cuál es la frecuencia de la señal de salida Vout?

2,5 kHz

5.10 ¿Cuál es la ganancia del circuito (Vout/Vin)? Sabiendo que la frecuencia de la señal Vin es de 1kHz?

Ganacia = 36,1mv/31,4mv= 1,15

5.11 Calcular las ganancias para los diferentes tipos de frecuencias:Frec. (Hz)

10 100 500 1000 5000 10000

Ganancia

0.83 1.19 1.33 1.31 1.15 1.05

Frec. (Hz)

50 100 500 1000 2000 5000

Ganancia

1.148 1.291 1.291 1.291 1.291 1.291

5.12 Determinar el máximo voltaje de entrada (Vin max) , que soporta el LM1496 , de tal manera que la salida (Vout) no se sature ó deforme la señal . Para una frecuencia de 1kHz.

Vinmáx =1,9 Vpp

5.13 Manteniendo la señal de entrada (Vin) a 100 Vpp y una frecuencia de 1kHz. Cambiar el valor de la resistencia de control de ganancia Re (Re ubicado entre los pines 2 y 3 del LM1496), por los indicados en la siguiente tabla y determinar las respectivas ganancias. Realizar previamente el balanceo de señal con el potenciómetro.Ro(Ohmios)

1000 700 470 270 100

Ganancia 1,5 2,56 4,10 7,25 12,3

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Analizar la tabla completa y realizar sus propias observaciones:

Como podemos observar en la tabla la ganancia va aumentando a medida que vamos disminuyendo la resistencia esto podemos constatarlo también con un grafico del mismo datasheet .

En el gráfico se puede observar que a medida que la resistencia va disminuyendo con un mismo RL la ganancia aumenta y allí se muestra la ecuación característica.

5.14 De la fig. N°1 conectar una resistencia de valor 3.3 kilo- Ohmios entre el Pin 12 del LM1496 y la alimentación de +12v; de la misma forma que esta conectado la resistencia del pin 6 .

Conectar un condensador de 10 nF a esta otra señal de salida Vout.

5.15 Realizar los pasos 4, 5, 6, 7, 8, 9,10 mencionados arriba.

Vin=500mVpp F=10kHz

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Frecuencia: 20.2 KHz

Ganancia= 195/178=1,095

5.16 Comparar las señales de salida del pin 6 con la del pin 12. Describir brevemente algunas diferencias.

La diferencia más notable que se pudo notar fue el desfase entre las dos señales.

VI. CUESTIONARIO

6.1 ¿Cuál es la máxima frecuencia con la que opera correctamente el LM1496, sin que este afecte notablemente a las salidas del circuito?

Rpta: 500Khz

6.2 ¿Cuál es el nivel máximo de operación lineal del circuito duplicador de frecuencia?

Rpta: Vs=700 mV rms

6.3 ¿Qué función cumplen los condensadores de salida (Pin6 y/ó pin 12), y cómo afecta a las señales de salida si es que se varían

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SEÑAL DE SALIDA Y LA SEÑAL DE ENTRADA

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considerablemente los valores . Por ejemplo considerar: 1uF, 10 uF , 100 uF . Explicar brevemente.

Rpta: Debido a la salida de señal a una frecuencia mayor a la de la entrada

habra una caída de señal en el debido a Xc= j1ωcdondeω=2.π . f

6.4 Si se tiene una señal de entrada (Vin) de 125 Hz. ¿Cuántos duplicadores de frecuencia se necesitan para obtener una señal de salida (Vout) DE 250 KhZ?

Solo 1

6.5 El potenciómetro de control de balance anula las salidas armónicas. Verdadero ó falso y ¿Porqué? (Consultar con su profesor).

No puede anular los armónicos ya que por medio de la siguiente ecuación solo afecta a la señal del mensaje

 = Señal modulada

 = Señal moduladora normalizada con respecto a su

amplitud =   = Índice de modulación (suele ser menor que la unidad)=

6.6 Mencionar algunas aplicaciones en donde se utilicen multiplicadores (Duplicadores) de frecuencia.

Usado para el receptor conversión directa RBR (Rock Bending Receiver)

En un transmisor de radio como etapa de un amplificador intermedio. Los multiplicadores de frecuencia se utilizan porque los osciladores a frecuencias elevadas se pueden romper.

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6.7 Realizar algunas observaciones y conclusiones referentes a la experiencia realizada.

Observaciones

El voltaje inicial a la cual nosotros realizamos el experiencia se tuvo que variar debido a que la señal no duplicaba su frecuencia por problemas con el potenciómetro que no permitía la duplicación completa.

VII. CONCLUCIONES:

Para lograr realizar la duplicación de frecuencia se debe tener en cuenta detalles como la amplitud de la señal la cual se esta duplicando y los elementos de los cuales depende.

Los multiplicadores de frecuencia en general son de mucha ayuda en los temas de transmisión por radio.

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