AMPLIFICADOR DE RF CON TRANSISTOR: EJERCICIO nº7

Ejercicio nº 7
Este ejercicio facilita la autoevaluación del tema desarrollado sobre diseño de amplificadores.

DATA SHEET del transistor BC238 (Fairchild).
DATA SHEET de MOTOROLA

METAFORAS DE LA RADIO Y DEL TRANSISTOR

Un periodista le pidió a Albert Einstein que definiera la radio;él se intrincó en una prolija explicación de ondas,potencias,reflexiones... .Al ver que el periodista no le entendía,Einstein recurrió a una metáfora:Verás,el cable del telégrafo es como un gato muy muy largo.Le aprietas la cola en Nueva York y su cabeza maúlla en Los Angeles.La radio opera exactamente del mismo modo:envías señales desde aquí y las reciben allí.La única diferencia es que no hay gato...
Desde mi punto de vista,Einstein no estaba muy inspirado el día en que le entrevistaron.Crear metáforas no está al alcance de todo el mundo,ni tan siquiera de todos los pocos genios que en el mundo han sido.
En la última clase,hablando del transistor,varios recurrieron a metáforas para intentar explicar las propiedades de uno de los más grandes inventos del siglo xx.No creo que clarificaran mucho el asunto.Veremos si al final del tema nos es posible dar una explicación breve pero sobre todo clarificadora del transistor.
Por cierto,existe gran polémica acerca de si realmente fue en los míticos laboratorios Bell donde se inventó el transistor.Hoy en el periódico "El País" tratan el tema en relación a la controversia que genera la concesión de algunos premios Nobel.En concreto reivindican a Lilienfeld como el pionero.

Una explicación breve y concisa del funcionamiento de un transistor bipolar como amplificador de tensión:

EL TRANSISTOR COMO AMPLIFICADOR :IDEA BASICA

Un transistor bipolar es un dispositivo electrónico de tres terminales denominados base,emisor y colector.Entre base y emisor se configura una unión semiconductora del tipo PN y entre colector y base otra del tipo NP.

Cuando mediante un circuito auxiliar se polariza en directo la unión BE y en inversa la unión CB ocurren una serie de fenómenos de gran interés: una pequeña variación de la tensión BE provocará una variación de orden exponencial en la corriente de emisor ya que en un diodo en conducción i=Is exp(v⁄vt )

Además,la corriente de colector no es nula como cabría pensar por estar la unión (CB) polarizada en inversa.Por el contrario,la corriente de colector es casi una réplica de la de emisor (ic=αie) siendo el parámetro α muy próximo a la unidad.De manera que el pequeño cambio en la tensión BE provocará también un cambio de orden exponencial en la corriente de colector.Bastará insertar un resistor en serie con el colector para convertir esa gran variación de corriente en una gran variación de tensión.

BLOG EJEMPLAR

En este Blog se puede apreciar un excelente seguimiento de la asignatura de DR.

EJERCICIO nº6

Redacta el "DATA SHEET" de la antena que has realizado para el receptor de OM.
Como modelo puedes utilizar el siguiente "Data sheet"

Se puede completar este ejercicio con una estimación del coste de fabricación de la antena.Se necesitará por tanto conocer los posibles suministradores y precios de los elementos constituyentes:barra de ferrita,hilo de cobre etc

RESOLUCION EJERCICIO nº5

El comportamiento del circuito está perfectamente descrito en las notas de clase.Presenta un pico de resonancia a 666 KHz con amplificación de 52.3

En cuanto a la aplificación a 739KHz puede obtenerse a partir de H(s) particularizada a 739 KHz o bien se puede simular directamente el circuito con pspice y graficar su curva de amplificación.El resultado es de 4.3.

En cuanto a la segunda parte,la tensión inducida en la bobina de 250 microH será de 142 microVolts a 666KHz y de 158 microVolta a 739 KHz. Se observa que las antenas de bobina de ferrita son más eficaces conforme mayor es la frecuencia de operación.Esto es lógico ya que la ley de inducción de Faraday exige una derivada que hace aparecer el factor 6.28f en la tensión inducida.

Con estas tensiones inducidas,el filtro pasobanda producirá tensiones de 7.4mV a 666KHz y de sólo 0.7mV a 739 KHz.Así pues,la diferencia entre la emisión sintonizada y la otra será de 20 dB

EJERCICIO nº5

Este ejercicio proporciona las claves que permiten entender el primer bloque del receptor de OM.

La primera parte puede resolverse bien sea mediante análisis del circuito o alternativamente se puede recurrir a PSPICE.

En la segunda parte se ilustra la capacidad del circuito para sintonizar,amplificar y filtrar.

COMENTARIOS SOBRE EJERCICIOS 2-3-4

Ejercicio nº2
El modelo circuital del conjunto generador+monopolo facilita la resolución.
No se necesita recurrir a la transformada de Fourier para describir el espectro de la señal Vg.No obstante,si se utiliza hay que tener en cuenta que las dimensiones del eje de ordenadas son V/Hz (Es una densidad espectral).
Conviene distinguir entre una representación del espectro de una señal  o de su densidad espectral.


Ejercicio nº3
La tensión inducida en la bobina por la OEM será de:

Vo =2670 E f   picoVolts   con E en mV/m y f en KHz.

Para E=100mV/m y f=666KHz resulta Vo=177.8 microVolts

Ejercicio nº4

Lo más relevante en este ejercicio es responder a la pregunta que se formula.Ese debe ser el punto de partida del guión.
Conviene referenciar adecuadamente las fuentes utilizadas.
No tiene mucho sentido hacer un recorta y pega con informaciones obtenidas en la red.Es mejor ceñirse a las dos fuentes indicadas.