Tipos y estructuras de transmisores de RF
Cualidades de un transmisor:
Estabilidad de frecuencia.
Pureza espectral de la señal de salida.
Potencia (requiere definiciones específicas en función del tipo de modulación).
Rendimiento del transmisor.
Fidelidad de la modulación.
Margen dinámico.
(Gp:) Línea de transmisión
(Gp:) Información
(Gp:) Red de adaptación de impedancias
(Gp:) Modulador y amplificador de RF
(Gp:) Amplificador de banda base
(Gp:) Antena
(Gp:) Oscilador
Estructuras de transmisores
Dependen esencialmente del tipo de modulación.
Dependen también de la frecuencia de emisión, ya que también ésta está relacionada con aquella.
Estructuras de transmisores de AM (I)
Modulación a nivel de potencia
(Gp:) Modulador de potencia
(Gp:) Oscilador
(Gp:) Amplificador de señal de banda base
(Gp:) Información
(Gp:) Antena
(Gp:) Amplificador de potencia de banda base
(Gp:) Amplificador de señal de RF
(Gp:) Clase C/D
(Gp:) Amplificadores no lineales Þ Alto rendimiento
Estructuras de transmisores de AM (II)
(Gp:) Frecuencia fija
(Gp:) Oscilador
(Gp:) Banda base
(Gp:) Información
(Gp:) Antena
(Gp:) RF
(Gp:) Banda base
(Gp:) Modulador
(Gp:) fXtal
(Gp:) fXtal
(Gp:) Clase C/D
(Gp:) Clase C/D
(Gp:) Frecuencia variable, con conversión de frecuencia
(Gp:) Oscilador a Xtal
(Gp:) Banda base
(Gp:) Información
(Gp:) Antena
(Gp:) RF
(Gp:) Banda base
(Gp:) Modulador
(Gp:) Oscilador de frecuencia variable
(Gp:) fV
(Gp:) fXtal + fV
(Gp:) fXtal
(Gp:) fXtal + fV
(Gp:) Clase C/D
(Gp:) Clase C/D
Estructuras de transmisores de AM (III)
Frecuencia variable, con PLL
(Gp:) fXtal·NP·NF1/NF2
(Gp:) Banda base
(Gp:) Información
(Gp:) Antena
(Gp:) RF
(Gp:) Banda base
(Gp:) Modulador
(Gp:) fXtal·NP·NF1/NF2
(Gp:) PLL
(Gp:) ? NP
(Gp:) DF+F
(Gp:) ? NF1
(Gp:) ? NF2
(Gp:) Sintonía digital
(Gp:) mC
(Gp:) fXtal
(Gp:) Clase C/D
(Gp:) Clase C/D
Estructuras de transmisores de ASK
El oscilador puede ser como en cualquiera de los casos anteriores. Se muestra con PLL:
(Gp:) fXtal·NP·NF1/NF2
(Gp:) Banda base
(Gp:) Información
(Gp:) Antena
(Gp:) RF
(Gp:) Modulador
(Gp:) fXtal·NP·NF1/NF2
(Gp:) PLL
(Gp:) ? NP
(Gp:) DF+F
(Gp:) ? NF1
(Gp:) ? NF2
(Gp:) Sintonía digital
(Gp:) mC
(Gp:) fXtal
(Gp:) Clase C/D
(Gp:) Clase C/D
Estructuras de transmisores de DSB y SSB
Modulación a nivel de señal.
Los amplificadores de potencia de RF deben ser lineales.
(Gp:) Oscilador
(Gp:) Banda base
(Gp:) Información
(Gp:) Antena
(Gp:) Clase A/B
(Gp:) RF
(Gp:) Oscilador
(Gp:) Banda base
(Gp:) Información
(Gp:) fXtal
(Gp:) fXtal
(Gp:) Antena
(Gp:) Clase A/B
(Gp:) RF
(Gp:) Transmisor de DSB a frecuencia fija
Estructuras de transmisores de DSB (I)
Estructuras de transmisores de DSB (II)
Transmisor de DSB a frecuencia variable con PLL
(Gp:) Banda base
(Gp:) Información
(Gp:) Antena
(Gp:) Clase A/B
(Gp:) RF
(Gp:) PLL
(Gp:) ? NP
(Gp:) DF+F
(Gp:) ? NF1
(Gp:) ? NF2
(Gp:) Sintonía digital
(Gp:) mC
(Gp:) fXtal
(Gp:) fXtal·NP·NF1/NF2
(Gp:) fXtal·NP·NF1/NF2
Estructuras de transmisores de DSB (III)
Transmisor de DSB a frecuencia variable con conversión de frecuencia
(Gp:) Antena
(Gp:) Oscilador Xtal
(Gp:) Banda base
(Gp:) Información
(Gp:) fXtal
(Gp:) Clase A/B
(Gp:) RF
(Gp:) Oscilador de frecuencia variable
(Gp:) fV
(Gp:) fXtal + fV
(Gp:) fXtal + fV
(Gp:) Clase A/B
(Gp:) RF
(Gp:) Banda base
(Gp:) Información
(Gp:) Antena
(Gp:) Clase A/B
(Gp:) RF
(Gp:) Oscilador a Xtal
(Gp:) Oscilador de frecuencia variable
(Gp:) fV
(Gp:) fXtal + fV
(Gp:) fXtal
(Gp:) RF
(Gp:) fXtal + fV
(Gp:) Clase A/B
Estructuras de transmisores de SSB (I)
(Gp:) Oscilador a Xtal
(Gp:) Banda base
(Gp:) Información
(Gp:) Antena
(Gp:) Clase A/B
(Gp:) RF
(Gp:) Filtro a cristal
(Gp:) fXtal
(Gp:) fXtal
(Gp:) Con filtro a cristal: la modulación debe realizarse a frecuencia fija
(Gp:) Con mezclador I/Q
(Gp:) p/2
(Gp:) +/-
(Gp:) p/2
(Gp:) Oscilador
(Gp:) Banda base
(Gp:) Información
(Gp:) Antena
(Gp:) Clase A/B
(Gp:) RF
Estructuras de transmisores de SSB (II)
Frecuencia variable
(Gp:) Antena
(Gp:) Clase A/B
(Gp:) RF
(Gp:) Oscilador de frecuencia variable
(Gp:) fV
(Gp:) fXtal + fV
(Gp:) fXtal + fV
(Gp:) Clase A/B
(Gp:) RF
(Gp:) Oscilador a Xtal
(Gp:) Banda base
(Gp:) Información
(Gp:) fXtal
(Gp:) Filtro a cristal
(Gp:) Con filtro a cristal
(Gp:) Antena
(Gp:) Clase A/B
(Gp:) RF
(Gp:) Oscilador de frecuencia variable
(Gp:) fV
(Gp:) fXtal + fV
(Gp:) fXtal + fV
(Gp:) Clase A/B
(Gp:) RF
(Gp:) Inf.
(Gp:) p/2
(Gp:) +/-
(Gp:) p/2
(Gp:) Oscilador
(Gp:) Banda base
(Gp:) Con mezclador I/Q
(Gp:) fXtal
(Gp:) fXtal1 + fXtal2·NP·NF1/NF2
(Gp:) PLL
(Gp:) ? NP
(Gp:) DF+F
(Gp:) ? NF1
(Gp:) ? NF2
(Gp:) Sintonía digital
(Gp:) mC
(Gp:) fXtal2
(Gp:) fXtal2·NP·NF1/NF2
(Gp:) Antena
(Gp:) Clase A/B
(Gp:) RF
(Gp:) Clase A/B
(Gp:) RF
(Gp:) Oscilador a Xtal
(Gp:) Banda base
(Gp:) Información
(Gp:) fXtal1
(Gp:) Filtro a cristal
Estructuras de transmisores de SSB (III)
Con filtro a cristal y frecuencia variable generada con PLL
Ejemplo de transmisor de SSB
Ejemplo 1: Transmisor de radioaficionado de la banda de 20 m (HF, modulación en USB):
fRF_min = 14 MHz, fRF_max = 14,35 MHz, fIF = 9 MHz, DfIF = 2,5 kHz (usando filtro a cristal de 8 polos), fosc_min ˜ 5 MHz y fosc_max ˜ 5,35 MHz
(Gp:) Antena
(Gp:) Clase A/B
(Gp:) RF
(Gp:) Clase A/B
(Gp:) RF
(Gp:) Filtro a cristal
(Gp:) B F
(Gp:) 8,99873 MHz
(Gp:) 5,00127 – 5,35127 MHz
(Gp:) 9 MHz
(Gp:) 20 – 2520 Hz
(Gp:) Señal de voz
(Gp:) 14 – 14,35 MHz
(Gp:) 9,00125 MHz
(Gp:) 8,99875
(Gp:) 8,99873 MHz
Estructuras de transmisores de modulaciones digitales tipo PSK y QAM (I)
Modulación a nivel de señal.
Los amplificadores de potencia de RF deben ser lineales.
La modulación debe realizarse a frecuencia fija.
(Gp:) Oscilador a Xtal
(Gp:) Información
digital
(Gp:) fXtal
(Gp:) Antena
(Gp:) Clase A/B
(Gp:) RF
(Gp:) fXtal
(Gp:) Acondicionador digital
(Gp:) Reloj
(Gp:) Transmisor BPSK
(Gp:) p/2
(Gp:) +
(Gp:) p/2
(Gp:) Oscilador
(Gp:) Antena
(Gp:) Clase A/B
(Gp:) RF
(Gp:) Información
digital
(Gp:) fXtal
(Gp:) Acondicionador digital
(Gp:) Reloj
(Gp:) fXtal
(Gp:) I
(Gp:) Q
(Gp:) Transmisor QPSK (4QAM)
Estructuras de transmisores de modulaciones digitales tipo PSK y QAM (II)
Transmisor QPSK (4QAM) a frecuencia variable
(Gp:) p/2
(Gp:) +
(Gp:) p/2
(Gp:) Oscilador
(Gp:) Información
digital
(Gp:) fXtal1
(Gp:) Acond. digital
(Gp:) Reloj
(Gp:) I
(Gp:) Q
(Gp:) fXtal1 + fXtal2·NP·NF1/NF2
(Gp:) PLL
(Gp:) ? NP
(Gp:) DF+F
(Gp:) ? NF1
(Gp:) ? NF2
(Gp:) Sintonía digital
(Gp:) mC
(Gp:) fXtal2
(Gp:) fXtal2·NP·NF1/NF2
(Gp:) Antena
(Gp:) Clase A/B
(Gp:) RF
Estructuras de transmisores de FM y FSK (I)
Modulación a nivel de señal.
Como no hay información en la amplitud, los amplificadores de potencia de RF no tienen que ser lineales.
La modulación no es necesario que se realice a frecuencia de portadora fija.
La frecuencia de la portadora en el modulador no es necesario que coincida con la de transmisión.
Existen muchos tipos posibles de estructura, en función de que:
Que la frecuencia del modulador coincida con la de transmisión o sea distinta.
Que la frecuencia de transmisión sea variable o fija.
Que la frecuencia del modulador sea variable o fija.
Que las modificaciones de frecuencia se hagan por conversión (mezcla), multiplicación o con PLLs.
Estructuras de transmisores de FM y FSK (II)
Frecuencia constante de portadora en el modulador e igual a la de transmisión
(Gp:) Banda base
(Gp:) Información
(Gp:) Antena
(Gp:) Clase C
(Gp:) RF
(Gp:) fXtal
(Gp:) fXtal
Frecuencia constante de portadora en el modulador, pero distinta a la de transmisión
(Gp:) Multiplicador de frecuencia
¡¡Ojo!!: la desviación de frecuencia se multiplica por lo mismo que la frecuencia
(Gp:) Información
(Gp:) Antena
(Gp:) Banda base
(Gp:) Clase C
(Gp:) RF
(Gp:) N1·N2·fXtal
(Gp:) x N1
(Gp:) x N2
(Gp:) fXtal
Estructuras de transmisores de FM y FSK (III)
Frecuencia constante de portadora en el modulador, distinta a la de transmisión. Frecuencia de transmisión variable por mezcla
La desviación de frecuencia no cambia al cambiar la sintonía
(Gp:) Banda base
(Gp:) Información
(Gp:) Antena
(Gp:) Clase C
(Gp:) RF
(Gp:) fXtal
(Gp:) Oscilador de frecuencia variable
(Gp:) fV
(Gp:) fXtal + fV
(Gp:) fXtal + fV
(Gp:) Banda base
(Gp:) Información
(Gp:) Antena
(Gp:) Clase C
(Gp:) RF
(Gp:) fXtal1
(Gp:) fXtal1 + fXtal2·NP·NF1/NF2
(Gp:) PLL
(Gp:) ? NP
(Gp:) DF+F
(Gp:) ? NF1
(Gp:) ? NF2
(Gp:) Sintonía digital
(Gp:) mC
(Gp:) fXtal2
(Gp:) fXtal2·NP·NF1/NF2
Estructuras de transmisores de FM y FSK (IV)
Frecuencia constante de portadora en el modulador, distinta de la de transmisión. Frecuencia de transmisión variable con PLL
La desviación de frecuencia no cambia al cambiar la sintonía
Estructuras de transmisores de FM y FSK (V)
Frecuencia variable de portadora en el modulador, coincidente con la de transmisión. VCO estabilizado con PLL
¡¡Ojo!! la desviación de frecuencia cambia al cambiar la sintonía
(Gp:) Antena
(Gp:) Clase C
(Gp:) RF
(Gp:) PLL
(Gp:) ? NP
(Gp:) DF+F
(Gp:) ? NF1
(Gp:) ? NF2
(Gp:) Sintonía digital
(Gp:) mC
(Gp:) fXtal
(Gp:) fXtal·NP·NF1/NF2
(Gp:) Banda base
(Gp:) Información
(Gp:) +
Estructuras de transmisores de PM
Son semejantes a los de FM, pero con moduladores de PM
(Gp:) Clase C
(Gp:) RF
(Gp:) Banda base
(Gp:) Información
(Gp:) fXtal1 + fXtal2·NP·NF1/NF2
(Gp:) PLL
(Gp:) ? NP
(Gp:) DF+F
(Gp:) ? NF1
(Gp:) ? NF2
(Gp:) Sintonía digital
(Gp:) mC
(Gp:) fXtal2
(Gp:) fXtal2·NP·NF1/NF2
(Gp:) fXtal1
Ejemplo: Frecuencia constante de portadora en el modulador, distinta de la de transmisión. Frecuencia de transmisión variable con PLL.
Ejemplo de transmisor de FM (I)
Realización práctica con un circuito integrado MC2833 (I)
Ejemplo de transmisor de FM (II)
Realización práctica con un circuito integrado MC2833 (II)
(Gp:) Tipos de estructura posibles
Subsistemas de control en transmisores
El control automático de nivel (ALC o CAN).
El control automático de ganancia de audio.
El medidor de ondas estacionarias.
ALC y control automático de ganancia de audio
Actúan como los AGC de los receptores, para garantizar el funcionamiento lineal de los amplificadores de potencia de RF (en el caso del ALC) y de audio. También se encargan de que no se produzcan sobremodulaciones. La elección de sus constantes de tiempo puede llegar a ser compleja.
(Gp:) RF
(Gp:) Antena
(Gp:) Clase A/B
(Gp:) RF
(Gp:) Clase A/B
(Gp:) audio
(Gp:) Filtro a cristal
(Gp:) Clase A
(Gp:) ALC
(Gp:) AGC