ESCUELA POLITECNICA NACIONALFACCULTAD DE INGENIERIA ELECTRICA Y ELECTRONICA FUNDAMENTOS DE COMINICACION

FUNDAMENTOS DE COMUNICACIN.

TEMA: IMPLEMENTACION DE UN TRANSMISOR Y RECEPTOR FM.

INTEGRANTES:Alomoto Diego.Gmez Christian.Nicolalde Gisela.Implementacin de un Transmisor y Receptor FM.I. OBJETIVOS: Implementar un diseo de un transmisor y receptor de FM de banda ancha de 87-108MHz. Analizar el funcionamiento del transmisor y receptor a implementar, as como las diferentes etapas que los conforman. Comprobar su funcionamiento y contrastarlo con el marco terico.RESUMEN:Los circuitos implementados tienen como finalidad estudiar el comportamiento de los elementos activos y su comportamiento en alta frecuencia, as como tambin el anlisis de los sintonizadores basados en circuitos tanque (conformados por elementos reactivos).Con el fin de reforzar los conocimientos adquiridos se estudiar las etapas que conforman el transmisor y receptor de FM. Adems del detalle respectivo de cada diseo implementado y resolucin de problemas encontrados para el correcto desempeo de los circuitos.II. INTRODUCCION:La frecuencia modulada (FM) o modulacin de frecuencia es una modulacin angular que transmite informacin a travs de una onda portadora variando su frecuencia.La frecuencia modulada es usada comnmente en las radiofrecuencias de muy alta frecuencia por la alta fidelidad de la radiodifusin de la msica y el habla. El sonido de la televisin analgica tambin es difundido por medio de FM. Un formulario de banda estrecha se utiliza para comunicaciones de voz en la radio comercial y en las configuraciones de aficionados.La frecuencia modulada tambin se utiliza en las frecuencias intermedias de la mayora de los sistemas de vdeo analgico, incluyendo VHS, para registrar la luminancia (blanco y negro) de la seal de video y tambin se utiliza en las frecuencias de audio para sintetizar sonido.

Fig.1.- El diagrama superior muestra la seal moduladora superpuesta a la onda portadora. El diagrama inferior muestra la seal modulada resultante

Aplicaciones:La modulacin de frecuencia encuentra aplicacin en gran cantidad de sistemas de comunicacin. Aparte de la FM de radiodifusin, entre 87 y 108 MHz, la separacin entre dos canales adyacentes es de 200 kHz y la desviacin de frecuencia f=75 kHz. La FM se viene utilizando principalmente en las siguientes aplicaciones:

Televisin: Subportadora de sonido: La informacin de sonido modula en frecuencia la subportadora de sonido, que posteriormente se une a las restantes componentes de la seal de TV para modular en AM la portadora del canal correspondiente y se filtra para obtener la banda lateral vestigial. El sonido NICAM es digital y no sigue este proceso. SECAM: El sistema de televisin en color SECAM modula la informacin de color en FM.

Micrfonos inalmbricos: Debido a la mayor robustez de esta tcnica ante las interferencias.

Fig.2. a) Portadora no modulada, b) seal moduladora, c) onda con frecuencia modulada.

III. DESCRIPCION DE LOS DISEOS IMPLEMENTADOS:El presente trabajo tiene la necesidad de implementar y comprobar el funcionamiento de los diseos investigados de transmisor y receptor.Transmisor:

Un transmisor de FM es un pequeo aparato de poca potencia que sirve para transmitir por una frecuencia dada la msica almacenada en USB o iPod.Para utilizarlo, se conecta una entrada de auxiliar de algn aparato electrnico que reproduzca msica. Se sintoniza el radio de FM en la frecuencia a la que se program el transmisor, de esa manera la msica se puede or en el radio y no con audfonos. Tiene la desventaja de que se puede producir un ruido de esttica. El rango de frecuencias que en los que se puede transmitir es desde los 88 MHz hasta ms o menos los 97 MHz.En un transmisor FM se tienen las siguientes etapas:

Amplificacin:

En esta parte la seal de audio recibida es amplificada a travs de un amplificador en configuracin de emisor comn.

Fig.3.- Etapa de amplificacin.

Sintonizacin (Circuito Tanque)

La etapa de sintonizacin o circuito tanque est formado por una bobina de construccin especial y un capacitor variable que lo que hacen es hacer un barrido de las frecuencias, es decir hace que entre en resonancia con las frecuencias, para nuestro caso de 88MHz 108MHz.

Fig.4.- Etapa de sintonizacin (Circuito Tanque).

Acoplamiento:

Acopla la seal amplificada a la parte de la sintonizacin para poder ser enviada por la antena transmisora.

Fig.5.- Acoplamiento.

A continuacin se presenta el diagrama utilizado para el transmisor FM:

Fig.6.- Diagrama de un transmisor FM.

Lista de elementos utilizados:

2 Transistores 2N2222 (Tambin pueden usar los 2N3904, BC547, BC548) 1 Pluff para cable auxiliar. 2 Condensadores Electrolticos 10uF/25v 1 Condensador Electroltico de 2.2uF/25v 2 Condensadores Cermicos de .1uF/50v 2 Condensadores Cermicos de 2.7pF/50v 1 Condensador ajustable de 5-60pF (trimmer) 2 Resistencias 1k 1 Resistencia 15K 1 Resistencia 6.8k 1 Resistencias 10K 2 Resistencias 4.7K 1 Resistencia 2.2K 1 Resistencia 220 Ohm 1 Baquelita 1 Fuente de 16 voltios.

Receptor:

El receptor de FM es el dispositivo electrnico que permite la recuperacin de las seales vocales o de cualquier otro tipo, transmitidas por un transmisor FM mediante ondas electromagnticas.El receptor didctico por lo general debera poder receptar en toda la banda de frecuencias (88MHz 108MHz), pero en nuestro caso no es as solo cumple para un cierto rango de frecuencias.A continuacin se describen las etapas que conforman el circuito receptor, entre las ms importantes se tiene:

Oscilador:El oscilador es ajustado en el rango de frecuencias de 87-108MHz con el capacitor variable el cual es parte del circuito tanque sintonizador:

Fig.7.- Circuito Oscilador.

Amplificador de RF:La seal modulada aparecer en el potencimetro de 10K y el resistor de 18K, luego se tiene una seccin de filtro pasabajos (red de denfasis) donde se extrae la seal de audio:

Fig.8.- Amplificador RF.

Amplificador de potencia de baja frecuencia:Luego del procedimiento anterior la seal ser amplificada por BC560C y luego se transferir la seal a un amplificador de potencia para escuchar la seal receptada:

Fig.9.- Amplificador de potencia de baja frecuencia.

A continuacin se presenta el diagrama completo del receptor:

Fig.10.- Circuito receptor FM. Lista de elementos utilizados:

3 Transistores BF3247 3 Transistores BC550C Bobinas 10, 12, 4 vueltas 3 Resistencias de 18K 1 Resistencia de 1.8K 1 Resistencia de 5.6K 1 Resistencia de 33K 1 Resistencia de 220 1 Resistencia de 1.2K 1 Resistencia de 47K Potencimetro de 10K Capacitor variable de 14pF 2 Capacitores de 680pF 2 Capacitores de 4.7pf 2 Capacitores de 4.7f 1 Capacitor de 100pF 1 Capacitor de 4.7F 1 Capacitor de 1F Antena. Fuente de alimentacin.

IV. DETALLES DE LA IMPLEMENTACION:Transmisor.

Para el transmisor una vez que se lo puso en funcionamiento exista solo ruido, por lo que se procedi a hacer algunos cambios dentro del circuito; el que ms resalto fue el cambio del capacitor (C8, ver figura 6), este elimin en un cierto rango el ruido que exista en el circuito. Otro cambio fue la bobina para la parte del sintonizado.En cuanto a la parte de sintonizacin se hizo un cambio, el transistor 2N2222 fue remplazado por un transistor de potencia el TIP 122 que es un transistor en configuracin Darlington (dos transistores conectados en cascada para aumentar su ganancia); como se puede ver en la figura 9.

Fig.11.- Circuito Equivalente y configuracin de pines TIP 122.

Una vez que se arm el transmisor se procedi a comprobar su funcionamiento, para esto ocupamos un computador de donde obtenamos la seal de audio; pero no se logr escuchar nada en el receptor por los que se realizaron los cambios ya mencionados.Ya teniendo el circuito funcionando se realizaron las pistas las mismas que fueron quemadas en la baquelita y que presentamos a continuacin.

Fig.12.- Transmisor FM

Receptor.

Este diseo fue fcil para su implementacin, pero cabe recalcar que los transistores que se necesitaban para el circuito, no fueron encontrados, por lo cual fue necesario buscar transistores genricos, como se indica a continuacin:

Transistor del diseo.Transistor genrico.

BF324ECG395

BC560CECG234

BC550CECG199

Todos estos transistores funcionan a altas frecuencias y poseen las mismas caractersticas.En el momento de su primera prueba alimentado por una fuente se obtuvo mucho ruido, esto se deba a que el capacitor del circuito tanque fue reemplazado por dos capacitores de 22 pF en serie.Con esto fue necesario encontrar un capacitor variable, cuyo valor fue de 12 pF, con este nuevo capacitor nuestro diseo funciono correctamente.Para un mejor desenvolvimiento de nuestro diseo seria necesario implementarlo en una baquelita.

Fig.13.- Receptor FM

V. Conclusiones: Se encontraron pequeos problemas en la implementacin del receptor, los cuales tenan estrecha relacin con el ruido de demodulacin. Se comprendi de una manera general el funcionamiento del receptor, as como la funcionalidad de cada una de las etapas que lo conforman. Gran parte de esta comprensin fue gracias al anlisis de la hojas de datos de cada uno de los elementos activos (Transistores) que conforman el circuito, tambin la asignatura de fundamentos de comunicaciones ayud en la comprensin. Se comprob que el circuito sintonizaba de manera satisfactoria, pero se requiri de unas cuantas mejoras en el circuito respecto a la etapa de audio. Cada etapa del circuito cumple una funcin importante y eso fue evidente en la implementacin del circuito en el momento de la prueba de su correcto funcionamiento.

VI. Recomendaciones: Se recomienda armar al ras del protoboard con el fin de evitar interferencia o ruido en la etapa de sintonizacin y amplificacin. Para mejorar su desempeo se debe realizar este diseo en baquelita y lo mas compacto posible, con el fin de evitar capacitancias parasitas las mismas que actuaran como antena. Verificar el datasheet del capacitor variable ya que tiene configuraciones para FM y AM. Para la fabricacin de bobinas es recomendable usar el cable de cobre esmaltado. Para el transistor BF324 el cual tiene cuatro pines existe uno que debe ir a tierra ya que de no ser as provoca interferencia.

Bibliografa: Frecuencia Modulada.[En lnea] Disponible en:http://es.wikipedia.org/wiki/Frecuencia_modulada

Transmisor de radio.[En lnea] Disponible en:https://es.answers.yahoo.com/question/index?qid=20080925194318AAiNM1T

Simple FM Receiver Circuit, Disponible en:http://www.electroschematics.com/4663/small-fm-receiver/

Data sheet de elementos transistor utilizados en el receptor:http://alltransistors.com/es/transistor.php?transistor=33419http://alltransistors.com/es/transistor.php?transistor=33467http://alltransistors.com/es/transistor.php?transistor=33661

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