lunes, 1 de noviembre de 2010

Sesión 10

Empezamos la sesión en el laboratorio.

Se procede a medir la amplificación del circuito para diferentes frecuencias de la tensión de entrada, para ello se conecta un generador sinusoidal con 38mVpp y partiendo de 200KHz, se va aumentando la frecuencia y anotando la tensión de salida hasta cubrir todo el margen de OM.

Al anotar los valores, se pone de manifiesto un rápido empeoramiento de la amplificación a medida que la frecuencia aumenta. Este empeoramiento se produce como consecuencia del filtro paso bajo que se forma en el circuito, siendo los culpables la resistencia del hilo que une el terminal de base al transistor y las capacidades parásitas.

Como ya se vio en la sesión anterior, la solución consiste en colocar una bobina en la rama del colector. Una vez añadida la bobina, se repite el proceso de medida y se constata una notable mejoría.


De vuelta al aula de teoría, se plantea un nuevo dilema: Es necesario amplificar más, pero utilizando el mínimo número de dispositivos posible. ¿Como hacerlo? La respuesta está en la realimentación positiva.

La realimentación positiva, patentada por Armstrong en 1915, se basa en tomar una pequeña parte de la señal de salida del amplificador y re-transmitirla para que sea captada de nuevo por la antena del receptor, sumándose así a la señal original. Para que esto funcione ambas señales deben estar en fase.

La relación entre tensión de entrada y tensión de salida de la etapa amplificadora será:


Observando la expresión final se pone de manifiesto que, si el término βK es negativo, entonces la amplificación de la etapa aumenta enormemente.

Ahora bien, ¿como se implementa la realimentación positiva en el receptor de OM? Dejando de momento a un lado cómo radiar de nuevo la señal, sabemos que es necesario adecuarla para que esté en fase con la original.

Si la tensión de entrada original tiene fase 0, entonces la salida del circuito de sintonía estará desfasada -π/2, y después de la etapa de amplificación (-π/2)+π (el amplificador tiene ganancia negativa).

Para añadir la realimentación se colocará una resistencia (Ra) en serie con una bobina (L3) a la salida de la etapa de amplificación, con lo que la nueva fase será: (-π/2)+π+(π/2) = π, es decir que la señal estará en oposición de fase con la original.

Para ver como se corrige es desfase de π radianes, vemos cual fue la idea que tuvieron los inventores de la radio para re-transmitir de nuevo esa fracción de la señal amplificada y hacerlo de forma compacta: realizar L3 en forma de un tercer devanado sobre el núcleo de ferrita de la antena bobina.

La tensión en L3 creará un campo magnético que será capturado de nuevo por la antena de la etapa de sintonía(L1). ¿Como se corrige el desfase de π radianes? Pues sencillamente conectando los bornes de L3 en sentido contrario a los de L1 y L2.

Finalmente, del modelo del receptor con realimentación se extrae la siguiente función de red:


Como se aprecia en la función de red, con el valor de Ra controlamos el ancho de banda y la amplificación del pico, consiguiendo la máxima selectividad y ganancia justo en el punto antes de que nuestro receptor empiece a oscilar (se anula el coeficiente de S).

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