INFORME DE CIRCUITOS V LATEX VOL. 1, NO. 1, ABRIL 2015 1

Receptor de Radio AMLaura L. Lugo, Codigo 223569. Julio A. Rey, Codigo 25451406. Luis E. Cuesta, Codigo 25451424.

AbstractEn esta practica se pretende comprender el fun-cionamiento de un radio AM, para poder as realizar un disenosencillo. A lo largo de la practica se deben disenar una fuente deondas de radio, un receptor sencillo y por ultimo un receptor deradio AM empleando el receptor, un diodo de germanio, una an-tena, y un auricular piezoelectrico. La intencion es sintonizar unafrecuencia con buena recepcion en el lugar de experimentacion.

KeywordsRadiofrecuencia, circuito resonante, antena,piezoelectrico, diodo.

I. INTRODUCCION

Primero que todo, se debe realizar el diseno de un circuitoRLC resonante, el cual funcionara como fuente generadorade las ondas de radio. Posteriormente, se realizara el disenode un circuito LC en paralelo que funcionara como receptordel circuito resonante o fuente generadora; y finalmente, seconectara al receptor un diodo de cristal de germanio, unauricular piezoelectrico y una antena con el fin de completarel radio AM para que funcione a una frecuencia cercana ala de alguna emisora con buena recepcion en el lugar deexperimentacion para as poder sintonizar dicha emisora.

II. MARCO TEORICO

Antes de la realizacion de los disenos y simulacionesrespectivas, es importante definir algunos conceptos:

A. Senales de radiodifusion

La comunicacion por radio tpicamente esta en forma detransmisiones de radio AM o Radio FM. La emision de unasenal simple, tal como una senal de audio monofonica, sepuede hacer por modulacion de amplitud sencilla o por modu-lacion de frecuencia. Las transmisiones mas complejas, utilizanbandas laterales resultantes de la suma y la diferencia defrecuencias, que son producidas por la superposicion de algunasenal sobre la onda portadora. Por ejemplo, en la transmisionde FM en estereo, se utilizan la suma de los canales izquierdoy derecho (L+R) para modular la frecuencia de la portadora,y tambien superpuesta a la portadora, esta una subportadoraseparada a 38 kHz. Esa subportadora se modula luego conla senal diferencia (L-R), de manera que la senal transmitidapueda separarse luego en los canales izquierdo y derecho de lareproduccion esterea. En la transmision de television, se debenenviar tres senales sobre la portadora: el sonido, la intensidadde la imagen, y la crominancia de la imagen. Este proceso haceuso de dos subportadoras. Otras transmisiones como las de TVva satelite y la transmision de telefona de larga distancia,hacen uso de multiples subportadoras para la radiodifusion demultiples senales simultaneamente. [1]

B. Radio AMLa radio AM utiliza la imagen electrica de una fuente de

sonido, para modular la amplitud de una onda portadora. Enel extremo receptor, en el proceso de deteccion, se extrae esaimagen de la portadora y se convierte de nuevo en sonidomediante un altavoz. Cuando se transmite la informacion desdeuna estacion de radio AM, se usa la imagen electrica delsonido (tomada de un microfono u otra fuente de programa),para modular la amplitud de la onda portadora transmitidadesde la antena de difusion de la estacion de radio. Porel contrario, en la radio FM, la senal se usa para modularla frecuencia de la portadora. La banda AM del espectroelectromagnetico esta entre 535 KHz y 1605 kHz y las ondasportadoras estan separadas por 10 kHz. Un receptor de radiopuede ser sintonizado, para recibir cualquiera frecuencia deun numero de portadoras de radio en el area del receptor.Esto se hace en la practica, mediante la transferencia de lasenal portadora en la frecuencia intermedia de la radio, porun proceso llamado heterodino. En un receptor heterodino, lamayor parte de la electronica se mantiene sintonizada a lafrecuencia intermedia, de modo que al cambiar las estaciones,solo deben ser resintonizado una pequena porcion del circuitoreceptor. [1]

Fig. 1: Funcionamiento radio AM

C. Recepcion de estaciones AMLa seleccion de las estaciones de radio AM en los receptores

de radio, es un ejemplo de la aplicacion de la resonanciaen los circuitos. La selectividad de la sintonizacion debe sersuficientemente alta, para poder discriminar a las estaciones deradio, que emitan con unas frecuencias de la senal portadorapor encima y por debajo de la seleccionada, pero no tantocomo para discriminar en los casos de modulacion de amplituda las bandas laterales creadas en la imposicion de la senalemitida sobre la portadora. La selectividad de un circuitodepende de la cantidad de resistencia del circuito. En la figura2 se muestran las variaciones en un circuito serie resonante,basadas en un ejemplo de Serway y Beichner. Cuanto menorresistencia, mayor sera el Q para unos determinados valores de

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L y C. El circuito resonante paralelo se usa mas comunmenteen electronica, pero el algebra necesaria para determinar lafrecuencia de resonancia es bastante mas complicado. [2]

Fig. 2: variaciones en un circuito resonante

III. METODOLOGIAEn esta practica se disenaron 3 montajes separados: el

primero es un circuito LC serie que se conocera como trans-misor del cual obtuvimos la siguiente senal, al medir en elcapacitor y la tierra, posteriormente ajustamos la perilla delgenerador a 1MHz.

Fig. 3: senal obtenida experimentalemente en el circuito trans-misor

Seguidamente se realizo el montaje del segundo, el cuales un circuito LC paralelo, en donde el condensador esvariable y tendra un nombre de receptor. Al intervenir los doscircuitos mencionados por una placa metalica; al realizar estoencontramos que la corriente o circulaba por la red y por tantocon cancelaba los campos electricos.

Por ultimo el tercer montaje es un LC paralelo que ademascontiene un diodo de cristal de germanio 1N60 (o, diodo depequena senal), un auricular piezo electrico, y los alambres

Fig. 4: senal obtenida experimentalemente en el circuito re-ceptor

de tierra y antena. Para todos los montajes se uso en elosciloscopio la punta de prueba en 10x y de esta manera limitarel efecto del osciloscopio sobre el circuito. Los resultadosobtenidos con este diseno no fueron los esperados, la senalque se podia apreciar en el osciloscopio era muy pequena. Portanto tuvimos que seguir investigando, hasta que dimos con undiseno de radio galeno, basado en el modelo de Tesla. El cualincluimos tomando los siguientes valores.L1 = 420H,C1 = 220pF,C2 = 0.001F,R1 = 47k

Fig. 5: diseno de radio galeno de Tesla

La frecuencia de resonancia, la cual nos dio aproximada-mente f = 99KHz

Q =WoL

R(1)

Usando la ecuacion anterior, encontramos que Q= 29.39 E-3.

IV. SIMULACIONESPara realizar la practica de laboratorio, se necesita tener unos

disenos y sus respectivas simulaciones. Los disenos de dichapractica se realizaron teniendo en cuenta los disenos expuestosen la gua de laboratorio.

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Por tanto la arquitectura del diseno es similar, lo que varason los valores de los elementos, segun lo que pudimosconseguir en el mercado. Para encontrar el valor de C y L,tomamos la frecuencia como f= 1000 Hz

w =1LC

(2)

Tomando a w como:

w = 2pif (3)

(1000Hz)(2pi) =1LC

(4)

Y deestamaneraobtenemoslosvaloresdeL = 9mH,C =3.3F

V. CONCLUSION Para construir un radio se deben tener en cuenta, difer-

entes etapas en donde se pueda recibir las senalespor medio de una antena, de igual manera una etapareceptora y por ultimo una que se encargue de filtrarla senal y de ayudar a que la senal, sea percibida pornuestros sentidos.

La frecuencia de resonancia en un circuito RLC como elque trabajamos para crear nuestro radio, se logra cuandosu vibracion es la maxima que se puede alcanzar pordicho circuito.

Cuando damos un valor de entrada y el valor de salidaes el maximo que puede generar, es porque estamostrabajando con la frecuencia de resonancia.

Con el factor de calidad se puede determinar la perdidade energa, en relacion con la energa almacenada en eloscilador.

Cuando ocurre el efecto blindaje, el flujo de corriente nocircula por la red y no se cancelan los campos electricos.

REFERENCES[1] R.Dorf y J. Svoboda, Circuitos Electricos. Capitulo 10: Circuitos reso-

nantes, 6ta ed.Mexico: Alfaomega, 2006.[2] M. O. R. Nave,Hypher Pyshics, [En lnea]. Available:

http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/audio/bcast.html. [Ultimoacceso: 1 Abril 2015].

[3] RADIO A GALENA,[En lnea]. Available:http://radioxtalset.blogspot.com/p/galenas.html [Ultimo acceso: 20Abril 2015].

[4] Como el efecto blindaje disminuye ruidos,[En lnea]. Available:http://www.smar.com/espanol/articulo-tecnico/como-el-blindaje-puede-ayudar-a-minimizar-ruidos. [Ultimo acceso: 20 Abril 2015].

Fig. 6: senal de salida del radio galeno de Tesla

Fig. 7: simulacion del circuito transmisor

Fig. 8: senal de salida del circuito transmisor

Fig. 9: simulacion del circuito receptor

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Fig. 10: senal de salida del circuito receptor

Fig. 11: diseno radio galeno

Fig. 12: senal de salida del radio galeno