Diseño de una radiobaliza. Emisor.

El diseño de la radiobaliza para este curso, consta de una modulación PAM unipolar de periodo aproximado de 2 segundos, y de portadora de 27Mhz. La transmisión será simple, será un tren de pulsos continuos desde nuestro emisor, oscilantes bajo la secuencia 1,0,1,0,etc.

Este diagrama circuital , consta del temporizador 555 configurado como multivibrador con periodo aproximado de 2s ,una linea de diodo-LED, con tal de poder observar cuando se hace la emisión del nivel alto, y finalmente la malla osciladora que es parte del cabezal de radiofrecuencia.
En análisis de los bloques arriba expuestos es el siguiente:

Así por lo tanto, tendremos que el bloque de generación de pulsos es autónomo y estable, es decir, que podrá tener conexiones en la salida sin modificar el comportamiento del circuito. A la salida este bloque , se le ha conectado dos diferentes líneas de componentes que cumplen dos diferentes funciones.

La primera de ellas , es simplemente una resistencia en serie con un diodo, y este último estará activo, solamente cuando la salida del temporizador se encuentre en nivel bajo.

La segunda línea da al bloque mas importante del emisor, el emisor y el oscilador a 27 Mhz , con la característica que, cuando el temporizador se encuentre en nivel alto, el bloque dejará de oscilar , debido a que no tendrá potencial entre la entrada de la base y el emisor, mientras que en nivel bajo, se convertirá en un simple oscilador. Sin embargo, ya que no podemos tener una antena óptima a la longitud de onda de la señal , necesitaremos adaptar la salida, es decir, mediante la autotransformación que se tiene en la bobina y el condesador que va a la antena.

Diseño de osciladores con un diodo VARICAP y cristales de cuarzo

El diseño y conexionado de circuitos osciladores, tiene como finalidad proporcionar a la salida, un tono tension sinusoidal lo mas puro posible espectralmente, y/o con capacidad de sintetizar(es decir variar) la frecuencia que nos interesa, grandes o pequeños margenes, O por el contrario, se puede querer dotarla de gran estabilidad con tal que esta frecuencia no varíe.

Despues de esta definicion pues, ya podemos introducir 2 componentes de gran utilidad para el diseño y calibracion de osciladores.

Diodo VARICAP: Los diodos como los conocemos, son componentes que dejan fluir la corriente en un solo sentido al aplicarles una diferencia de potencial entre sus dos terminales (de catodo a anodo), por lo tanto sabemos que, cuando aplicamos esta diferencia de potencial en sentido inverso, no fluira ninguna corriente, pero habra una capacitancia inherente en el dispositivo, debida a la union metalica pn del diodo. Con esto los diodos varicap, aprovechan este fenomeno y son construidos especificamente con esta finalidad y asi logramos, un condesador variable dependiente de la tension aplicada.

Con este fenomeno, aprovechamos la capacidad de oscilacion de circuitos LC, donde la frecuencia depende de su producto y con este condensador variable, es posible configurarlo como nos convenga , y así variar la oscilación.

Cristal oscilador de cuarzo:
Los cristales de cuarzo, tienen propiedades piezoelectricas, es decir , pueden generar una tension tras una presion mecanica en su estructura, o viceversa, es decir, genera una deformidad en su estructura tras ser aplicada una tension en su cuerpo. Este efecto, se puede aprovechar en un oscilador, ya que como oscilador mecanico-electrico presenta propiedades de respuesta frecuencial, y el cristal se puede comportar como una inductacia, como una capacitancia, o como un corto circuito. Es asi, como este ultimo estado, nos puede puede asegurar, conexionado apropiadamente que tendremos a la salida de un oscilador que presentará una frecuencia fija de oscilacion, por mas que existan alteraciones en el circuito, es así pues, que este dispositivo es capaz de dotar nuestro oscilador con gran estabilidad frecuencial.

Transformación y adaptación de impedancias

Circuitos transformadores:
Por definición, un circuito transformador es un cuadripolo capaz de proporcionar,con un determinado voltaje de entrada, una salida de voltaje proporcional a este , la cual conserva la potencia de entrada , con la que podremos hacer multiples configuraciones, adaptar el voltaje, la corriente o las impedacias a etapas posteriores.

Se podría lograr mediante este hipotetico cuadripolo, tener una impendacia tan alta como se necesite, tanto de entrada como de salida, además de poder ajustar el voltaje  según las necesidades de las etapas siguientes a cualquier circuito

En la practica, este cuadripolo es inexistente, sin embargo, contamos con un dispositivo capaz de poder emular un comportamiento similar, este disposivo son dos solenoides o bobinas compartiendo un mismo flujo magnetico entre sí, entonces, mediante la ley de inducción de faraday, el voltaje de una espira es proporcional a su numero de espiras, es así que hemos logrado, nuestro transformador.

Una desventaja de este cuadripolo es que la ley de inducción sólo funciona para tensiones variantes en el tiempo,es decir , no podremos realizar la transformacion con una señal de voltaje continuo.

Receptor regenerativo de onda media

Finalmente se logró terminar el análisis completo del receptor, y entendimiento de cada una de sus componentes. Se observo que cada una de estas participa con una contribución esencial a la sintonizacion, amplificación o rendimiento del receptor, y en su conjunto, se puede lograr con éxito la correcta escucha de una emisora de onda media.

Podemos explicar el receptor completo como bloques conectados entre sí, en donde cada uno tiene una tarea especifica y afecta a las demas añadiendo los efectos que necesitamos o intentando atenuar otros, el receptor regenerativo de onda media divido en bloques es el siguiente :

Donde las estapas se distinguen por colores y su funcion es:
1. Rojo: Etapa sintonizadora
2. Azul: Etapa de amplificación
3. Lila: Etapa de regeneración y afinamiento de selectividad
4. Marron: Etapa de separación de impedancias
5. Celeste: Detector de envolvente
6. Naranja: Amplificacion en última etapa y rechazo de continua
7. Rosa: Transductor electrico-acustico (Carga final)

Clase del martes 18 de octubre

Asi empezo la clase, desde el punto en que se configuraba el circuito, en su primer bloque de recepcion. Con tal de tener el transistor de amplificación en zona activa, encontramos una solución a la deriva térmica que presenta este, a través de un conexionado especifico resistivo, podemos conservar la estabilidad y así que las variaciones de voltaje debidas a la deriva termica no terminen realimentadose "en lazo cerrado" provocando así un efecto aún mayor de más deriva térmica y así, hacer fallar el circuito.
Volvimos a revisar el modelo del transistor en pequeña señal y sus caracteristicas principales, siendo por ejemplo la resistencia base-emisor y la transimpedancia en la fuente de corriente dependiente, del modelo equivalente.
Encontramos la solucion para poder trabajar con el transistor en máxima sensibilidad, se colocó una capacitancia en paralela a la tensión base-emisor, además de acoplarla directamente con la señal de entrada, asi logrando la máxima amplificacion, ya que el transistor esta "adaptado" para variar enormemente ante pequeñas variaciones con esta señal de entrada.
Se explicó también que la ganacia de esta configuración era inversamente proporcional a la impedancia de entrada, y ya que la ganancia tiene un valor negativo, a través del modelo del efecto miller, encontramos una solución que es desacoplar la salida con la entrada, para nuestra frecuencia útil, mientras que para la alimentacíón y la red preparada para evitar la deriva térmica, no sea afectada por esta modificación.
Esta solucíon fue agregar una capacitancia a tierra en la resistencia que conecta la base con el colector , lo suficientemente alta para se comporte como cortocircuito para la señal útil y un circuito abierto para la alimentación.

clase del martes 11 de octubre

Se inicio con la continuación del entendimiento del transistor bipolar y caracteristicas básicas, la razon por la cual funciona como tal, y como nos puede ayudar a lograr una circuitería capaz de dotar de amplificación a la señal que recibiremos y como lo podremos lograr.
Asi pues,empezaremos diciendo que la union de 2 piezas metalicas semiconductoras es decir de dos metales diferentes ,tendrán un diferente potencial de extracción, lo cual al juntarlos físicamente generará en el metal una barrera de potencial entre los dos metales, lo cual podremos aprovechar de muchas maneras en los circuitos electrónicos.
Esta unión tendrá entonces propiedades especiales que podemos aprovechar para efectos de transferencia, y/o bloqueo de corriente y voltaje, siempre dependiente de la cantidad del voltaje aplicado, y su dirección de aplicación,  ya sea desde la pieza metálica de menor potencial denominada P, hacia la pieza de mayor potencial N o a la inversa, es decir, presentará un comportamiento anisotrópico respecto al voltaje.
Así, un transistor bipolar, es la unión de 3 piezas metálicas diferentes, es decir decir, es una configuración NPN o PNP.
Aprovechando la proporción exponencial de voltaje a corriente del transistor y despues esto convetirlo a voltaje a través de una apropiada configuracion con elementos resistivos, se puede lograr una ganancia muy alta respecto a tensión de entrada, que es nominalmente, la tension en la base del transistor bipolar , es decir en el metal del medio del transistor, en nuestro caso el metal P. A este terminal se le llama base. los otros terminales son tienen el nombre de colector y emisor. Cuando el transistor funciona en su máxima capacidad, es decir cuando la corriente fluye desde la base y desde el colector hacia el emisor, se dice que esta en zona activa.

Clase miercoles 28 de septiembre

La clase empezó con el repaso teórico de lo que debiamos hacer para terminar la bobina, y sobre una revisión rápida de las características y de lo que los alumnos de clase escribieron en la redacción pasada.
Se terminó además, con la construcción de la bobina y su posterior medición para verificar que cumplan con las características que necesitamos como su valor de autoinducción y una reducida resistencia parasita a 1Mhz.
Para ello, ya que sabemos que el cálculo de este valor necesitaría una extensiva aplicación de las leyes de maxwell, por ello hemos seguido una estrategia que nos facilitará mucho la tarea:
1. Conectamos el generador de funciones a la entrada del circuito, así, este es excitado a la frecuencia de 1 Mhz.
2.Conectamos la sonda de baja capacidad a la salida del filtro, es decir , la evolución de la tensión en el condensador.

Características de la sonda

3.Determinamos la frecuencia de resonancia, y ya que el valor de C es conocido, procedemos a calcular L.A continuación, a partir de la amplificación podremos determinar R, que es la suma de la resistencia del generador y la resistencia parásita de la bobina.

martes 27 de septiembre.

El primer objetivo, inicio con el entendimiento y el analisis de el primer bloque correspondiente al receptor, es decir el filtro pasabanda, recordamos su modo de funcionamiento y su las características que puede tener, como la funcion de red, la respuesta frecuencial y en ello su comportamiento asintótico tambien.

En medio de analisis, descubrimos pues, que a su frecuencia de resonancia, encontramos una ganacia mayor a 1, aún cuando este circuito sea pasivo, lo que nos favorece en nuestra busqueda de selectividad frecuencial. además de ello, observamos también que los diferentes coeficientes de la función de red, son buenos indicadores de las caracteristicas que tendrá el filtro, ya sea como la capacidad de sintonizacion, ancho de banda, etc.

Así pues, despues de este breve resumen, pasamos a la parte práctica en cuestión, y en este caso la bobina que usaremos, servirá de filtro y antena a la misma vez, ya que el valor de la capacitancia de nuestro filtro es variable, seleccionamos un valor de autoinducción que , para el valor medio de esta capacitancia, podamos captar la frecuencia que queremos sintonizar, así es que, después de un breve repaso de fisíca, descubrimos las características de una bobina que este de acuerdo con la autoinduccion que queremos, así pasamos al laboratorio a construirla con los materiales que nos proporciona el profesor, que son la barra de ferrita, un hilo de cobre barnizado, un pedazo de cartulina y cinta adhesiva.

Clase del miercoles 21 de septiembre

El entorno real de las comunicaciones en HF y sus diferentes características en su transmisión fue el tema de principal de esta clase, ya que el rango visual terrestre no alcanza una mayor vision de aproximadamente 7km, se necesitan diferentes tecnicas para lograr una transmision a larga distancia y por ello el analisis consecuente de las diferentes formas de propagacion que se pueden lograr.

Así es como logramos encontrar entonces la clasificación de tres tipos de ondas diferentes, la onda terrestre(ground wave), las directas, y la onda del cielo(skywave), la primera viajara favorablemente al ras del suelo desde la antena, siempre y cuando el terreno sea favorable a la propagación, es decir, que este humedo, y tenga propiedades conductoras, las segundas se propagan en linea recta desde la antena, así que se pueden considerar inalteradas, finalmente las últimas se nutren del proceso de refraccion de las ondas en la ionosfera, siendo en angulo final el de bajada, segun del estado de esta capa de atmosfera, que segun la frecuencia y estado de ionizacion, producira una mayor o menor refraccion.

Revisamos también el hecho del porqué de el proceso de modulacion de las ondas, y tambien de la estrecha relación entre la longitud de onda y el tamaño de la antena receptora, es entonces cuando podemos obtener un provecho de division espectral en "canales" donde en cada franja frecuencial se podrá transmitir una información diferente.

No nos fue irrelevante tampoco el cómo de la modulación, como es decir a través de diferentes operaciones matematicas, que se pueden lograr implementar en la realidad, se pueden obtener formas de onda de distinto tipo y calidad, haciendo asi pues al ingenio, la principal base de transmision de la informacion.

Para terminar, se nos fue presentado el diagrama de bloques topologico, completamente explicado de cara a la planificacion del procesado de la onda, el cual tambien necesita un analisis riguroso, y con el finalmente, lograremos terminar nuestro objetivo.

Clase martes 20 de septiembre

Hubieron diversos temas de explicación para esta clase, a mi opinión, encontrando el mas interesante de todos, cómo se puede convertir un dipolo Lambda medios en uno Lambda cuartos a través de una ingeniosa y avanzada técnica de intentar reproducir en la realidad la técnica de las imágenes, es decir, intentar reproducir alrededor de la antena un plano conductor si no infinito, lo suficientemente largo como para que uno de las partes del dipolo actue como si existiese el otro. Esto se logra jugando con la tierra , haciendo que sea conductora con gran cantidad de humedad, e instalando similarmente grandes mallas metálicas, puede lograrse este maravilloso efecto.
También pudimos saber como es posible lograr la recepcion alternativa , no de campo electrico para la transmision de informacion, sino de campo magnetico, a traves de una bobina, y entendiendo la ley de faraday, que el campo magnetico logra inducir en una espira una corriente de similar forma a la onda incidente, logrando asi una antena de alta directividad.
Adicionalmente, se explico el fenomeno de ruido en los circuitos receptores, ya que, en la vida real, existen numerosos efectos acompañantes a la transmisión de información, en la cual si la potencia de transmision llega a ser muy baja, llegaría a ser imposible separar lo que se quiere transmitir, de estos efectos, haciendo inutil, vimos numerosas soluciones, y que otras cosas no serian ideas tan efectivas.
Así además conocimos diferentes formas de antenas, y alguna conocida como Yagi-uda, las cuales son de muy alta directividad, y fenomeno fisico por el cual tienen esta propiedad, mencionando también que pudimos ver el catálogo real de una antena real y sus caracteristicas que su fabricante especifica, haciendo la clase altamente real.
Finalmente, fuimos introducidos a las diferentes escalas de medidas en decibelios, el porque de usarlos, y los distintas referencias que somos capaces de usar con ellas para escalar adecuadamente cualquier medida que tengamos sin recurrir a numeros grandes.

Y asi pudimos empezar

La segunda clase de radioreceptores, inició la idea intuitiva de dónde empezamos a ver el curso, y tambíén empezar a analizar la electrónica que tocaremos en las siguientes semanas, haciendo extensivo uso de los conocimientos previos ya adquiridos en asignaturas de eletrónica.

Para poder descubrir el significado del diagrama receptor regenerativo, atacamos el circuito por bloques, intentando descubrir el significado de cada etapa, la etapa de entrada, consta de un transformador, cuya entrada viene desde otro bobinado, que hara la transferencia a nuestro circuito. Es necesario decir, que el hecho de el poder regenerativo de el circuito, es gracias a que la entrada esta realimentada , despues del ser inyectada en el transistor. Tambien añadimos, que la razón de usar este transistor, es debido a su que su alta velocidad no podria ser comparada a la de un amplificador operacional. Las siguientes etapas, aunque importantes y maravillosas tambien, no hace falta que las expliquemos por su sencillez, un amplificador configurado para semi-paso bajo, un rectificador a media onda y finalmente un control pasobanda.

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La siguiente parte fue una explicacion intuitiva sobre el funcionamiento de las antenas y la forma de radiacion, su forma matemática y su diagrama de radiacion, con una ejemplar antena de conejo, y su explicacion intuitiva del porque radía y recibe mas en algunas zonas que otras. Asi pues, que venga ya la siguiente clase!

Introduccion a DR

Y asi fue como pudimos empezar el curso de radioreceptores, con mucha ilusion y con mucha ganas de ver la electronica electronica en cuestion que depues podremos despues modificar, ah que ganas!.
El profesor explico de manera concreta las expectativas del curso y como es que normalmente ahi se trabaja, vamos , lo que se hace siempre los primeros dias de algun curso para orientar a las ovejas descarriadas telequiles.De las varias ideas expuestas, me gusto mas de la idea el hecho que el trabajo con las RF es uno de los temas mas complejos y divertidos de telecos, ya que segun nos lo dijo el profesor, paso por paso la señal necesita muchos campos y conocimientos de las distintas disciplinas enseñadas en la carrera, aquellas que parecian que no llegarian nunca o que parecia que nunca podriamos tener la suerte de poner en practica, naturamente, no es de sorprender aunque si que lo es construir el primer emisor y receptor!. Ya estaría guay poder controlar tantas cosas en casa a distancia!, lo malo es que parece que se necesita una placa adaptada y circuitos especiales para aquella frecuencia de funcionamiento, pero pronto descubrimos, que con una linea de transmision y otros detalles menores todo estara listo! vamos alla!