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9.6: Circuitos de radio

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    a) Radio de cristal. (b) RF modulada en la antena. (c) RF rectificado en cátodo de diodo, sin condensador de filtro C2. (d) Se desdobló el audio a los auriculares.

    Un sistema de tierra de antena, circuito de tanque, detector de picos y auriculares son los componentes principales de una radio de cristal. Véase la figura anterior (a). La antena absorbe señales de radio transimtted (b) que fluyen a tierra a través de los otros componentes. La combinación de C1 y L1 comprende un circuito resonante, denominado circuito tanque. Su propósito es seleccionar una de las muchas señales de radios disponibles. El condensador variable C1 permite sintonizar las diversas señales. El diodo pasa los semiciclos positivos de la RF, eliminando los semiciclos negativos (c). C2 está dimensionado para filtrar las frecuencias de radio de la envolvente de RF (c), pasando las frecuencias de audio (d) a los auriculares. Tenga en cuenta que no se requiere fuente de alimentación para una radio de cristal. Un diodo de germanio, que tiene una caída de voltaje directo menor, proporciona una mayor sensibilidad que un diodo de silicio.

    Si bien los auriculares magnéticos de 2000Ω se muestran arriba, un auricular de cerámica, a veces llamado auricular de cristal, es más sensible. El auricular de cerámica es deseable para todas las señales de radio menos las más fuertes

    El circuito de la Figura a continuación produce una salida más fuerte que el detector de cristal. Dado que el transistor no está polarizado en la región lineal (sin resistencia de polarización base), solo conduce para semiciclos positivos de entrada de RF, detectando la modulación de audio. Una ventaja de un detector de transistores es la amplificación además de la detección. Este circuito más potente puede manejar fácilmente auriculares magnéticos de 2000Ω. Tenga en cuenta que el transistor es un dispositivo PNP de germanuim. Esto es probablemente más sensible, debido al menor BE de 0.2V V V, en comparación con el silicio. Sin embargo, un dispositivo de silicio aún debería funcionar. Polaridad inversa de la batería para dispositivos de silicio NPN.

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    TR Uno, un transistor de radio. La resistencia sin sesgo provoca la operación como detector. Después de Stoner, Figura 4.4A. [DLS]

    Los auriculares 2000Ω ya no son un artículo ampliamente disponible. Sin embargo, los auriculares de baja impedancia comúnmente utilizados con equipos de audio portátiles pueden sustituirse cuando se emparejan con un transformador de audio adecuado. Ver Volumen 6 Experimentos, Circuitos AC, Detector de audio sensible para más detalles.

    El circuito en la Figura siguiente agrega un amplificador de audio al detector de cristal para un mayor volumen de auriculares. El circuito original utilizaba un diodo de germanio y un transistor. [DLS] Un diodo schottky puede ser sustituido por el diodo de germanio. Se puede usar un transistor de silicio si la resistencia de polarización de base se cambia de acuerdo con la tabla.

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    Radio de cristal con amplificador de audio de un transistor, polarización de base. Después de Stoner, Figura 4.3A. [DLS]

    Para obtener más circuitos de radio de cristal, radios simples de un transistor y radios de bajo conteo de transistores más avanzados, consulte Wenzel [CW1]

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    Regency TR1: Primer transistor de radio producido en masa, 1954.

    El circuito en la figura siguiente es una radio AM de circuito integrado que contiene todos los circuitos de radiofrecuencia activos dentro de un solo IC. Todos los condensadores e inductores, junto con algunas resistencias, son externos al IC. El condensador variable 370 Pf sintoniza la señal de RF deseada. El condensador variable de 320 pF sintoniza el oscilador local 455 kHz por encima de la señal de entrada de RF. La señal de RF y las frecuencias del oscilador local se mezclan produciendo el sol y la diferencia de los dos en el pin 15. El filtro cerámico externo de 455 kHz entre los pines 15 y 12, selecciona la frecuencia de diferencia de 455 kHz. La mayor parte de la amplificación se encuentra en el amplificador de frecuencia intermedia (IF) entre los pines 12 y 7. Un diodo en el pin 7 recupera audio del IF. Algunos controles automáticos de ganancia (AGC) se recuperan y filtran a CC y se realimentan al pin 9.

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    Radio IC, After Signetics [SIG]

    La siguiente figura muestra la sintonización mecahnica convencional (a) del sintonizador de entrada de RF y el oscilador local con sintonización de diodo varactor (b). Las placas de malla de un condensador variable dual forman un componente voluminoso. Es ecconómico reemplazarlo con diodos de sintonización varicap. El aumento de la sintonización V de polarización inversa disminuye la capacitancia que aumenta la frecuencia. La sintonización en V podría ser producida por un potenciómetro.

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    Comparación de radio IC de (a) sintonización mecánica a (b) sintonización electrónica de diodo varicap. [SIG]

    La siguiente figura muestra una radio AM de recuento de partes aún más bajas. Los ingenieros de Sony han incluido el filtro de paso de banda de frecuencia intermedia (IF) dentro del IC de 8 pines. Esto elimina los transformadores IF externos y un filtro cerámico IF. Los componentes de sintonización L-C siguen siendo necesarios para la entrada de radiofrecuencia (RF) y el oscilador local. Sin embargo, los condensadores variables podrían ser reemplazados por diodos de sintonización varicap.

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    La radio IC compacta elimina los filtros IF externos. Después de Sony [SNE]

    La siguiente figura muestra una radio FM de bajo recuento de piezas basada en un circuito integrado TDA7021T por NXP Wireless. Los voluminosos transformadores de filtro IF externos han sido reemplazados por filtros R-C. Las resistencias están integradas, los condensadores externos. Este circuito se ha simplificado a partir de la Figura 5 en la Hoja de Datos de NXP. Consulte la Figura 5 u 8 de la hoja de datos para el circuito de intensidad de señal omitido. El circuito de sintonización simple es del Circuito de Prueba Figura 5. La Figura 8 tiene un afinador más elaborado. Hoja de datos La figura 8 muestra una radio FM estéreo con un amplificador de audio para accionar un altavoz. [NXP]

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    Radio IC FM, circuito de intensidad de la señal no mostrado. Después de NXP Wireless Figura 5. [NXP]

    Para un proyecto de construcción, se recomienda la Radio FM simplificada en la Figura anterior. Para el inductor 56nH, enrolle 8 vueltas de alambre desnudo #22 AWG o alambre magnético en una broca de 0.125 pulgadas u otro mandril. Retire el mandril y el estiramiento a 0.6 pulgadas de largo. El condensador de sintonización puede ser un condensador recortador en miniatura.

    La figura a continuación es un ejemplo de un amplificador RF de base común (CB). Es una buena ilustración porque parece un CB por falta de una red de sesgo. Como no hay sesgo, este es un amplificador de clase C. El transistor conduce menos de 180 o de la señal de entrada porque se requeriría una polarización de al menos 0.7 V para 180 o clase B. La configuración de base común tiene mayor ganancia de potencia a altas frecuencias de RF que el emisor común. Este es un amplificador de potencia (3/4 W) a diferencia de un amplificador de señal pequeña. Las redes π de entrada y salida hacen coincidir el emisor y el colector con las terminaciones coaxiales de entrada y salida de 50 Ω, respectivamente. La red π de salida también ayuda a filtrar los armónicos generados por el amplificador de clase C. Sin embargo, es probable que se requieran más secciones por los estándares modernos de emisiones radiadas.

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    Amplificador de potencia RF de 750 mW de base común Clase C. L1 = #10 Alambre Cu 1/2 vuelta, 5/8 pulg. ID por 3/4 pulg. de alto. L2 = #14 Alambre Cu estañado de 1 1/2 vueltas, 1/2 pulg. ID por espaciado de 1/3 pulg. Después de Texas Instruments [TX1]

    Un ejemplo de un amplificador de RF de base común de alta ganancia se muestra en la figura a continuación. El circuito de base común se puede empujar a una frecuencia más alta que otras configuraciones. Esta es una configuración de base común porque las bases del transistor están conectadas a tierra para condensadores de CA por 1000 pF. Los condensadores son necesarios (a diferencia de la clase C, Figura anterior) para permitir que el divisor de voltaje 1KΩ-4KΩ polarice la base del transistor para el funcionamiento de clase A. Las resistencias de 500Ω son resistencias de polarización del emisor. Establizan la corriente del colector. Las resistencias de 850Ω son cargas de CC de colector. El amplificador de tres etapas proporciona una ganancia general de 38 dB a 100 MHz con un ancho de banda de 9 MHz.

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    Amplificador de alta ganancia de señal pequeña de base común de clase A. Después de Texas Instruments [TX2]

    Un amplificador cascode tiene una banda ancha como un amplificador de base común y una impedancia de entrada moderadamente alta como una disposición de emisor común. La polarización para este amplificador cascode (Figura a continuación) se resuelve en un problema de ejemplo Ch 4.

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    Amplificador de alta ganancia de señal pequeña cascode Clase A.

    Este circuito (Figura anterior) se simula en la sección “Cascode” del capítulo BJT Ch 4[1]. Utilice transistores RF o microondas para obtener la mejor respuesta de alta frecuencia.

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    El interruptor T/R de diodo PIN desconecta el receptor de la antena durante la transmisión.

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    Interruptor de antena de diodo PIN para receptor buscador de dirección.

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    Atenuador de diodo PIN: Los diodos PIN funcionan como resistencias variables de voltaje. Después de Lin [LCC].

    Los diodos PIN están dispuestos en una red de atenuadores π. Los diodos anti-serie cancelan alguna distorsión armónica en comparación con un solo diodo en serie. El suministro fijo de 1.25 V polariza los diodos paralelos, que no solo conducen la corriente CC desde tierra a través de las resistencias, sino que también conducen RF a tierra a través de los condensadores de los diodos. El control de voltaje V, aumenta la corriente a través de los diodos paralelos a medida que aumenta. Esto disminuye la resistencia y atenuación, pasando más RF de entrada a salida. La atenuación es de aproximadamente 3 dB en el control de V = 5 V. La atenuación es de 40 dB en el control V = 1 V con respuesta de frecuencia plana a 2 GHz. Al control V = 0.5 V, la atenuación es de 80 dB a 10 MHz. Sin embargo, la respuesta de frecuencia varía demasiado para usar. [LCC]


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