Amplificadores sintonizados

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1) ¿Qué son los amplificadores sintonizados?

Un amplificador sintonizado es un amplificador que trabaja dentro de una banda estrecha con una frecuencia central llamada wo y el ancho de banda está dado por las que se denominan frecuencias cuadrantales del amplificador sintonizado. Estas frecuencias de corte superior e inferior están dadas por los valores de w para los cuales la ganancia cae3dB, o la tensión cae al 0,707 del valor máximo.

2) ¿Para qué sirven los amplificadores sintonizados?

El amplificador sintonizado es utilizado para detectar y medir señales AC muy pequeñas, incluso de unos pocos nano-volts. Es posible hacer mediciones muy precisas incluso si la señal contiene mucho ruido. Éstos utilizan una técnica conocida como phasesensitive detection la cual permite aislaruna componente de la señal entrante a una determinada frecuencia y fase de referencia. Todo ruido que posea una frecuencia distinta a la frecuencia de referencia será rechazado y no afectará la medición.

¿Qué es phasesensitive detection?

Esta técnica requiere de una frecuencia de referencia. Típicamente un experimento es excitado a una determinada frecuencia proveniente de un oscilador o ungenerador de funciones. El amplificador sintonizado detecta la respuesta del experimento a la frecuencia de referencia. El proceso se describe a continuación: Con un generador de funciones se suministra una onda (generalmente cuadrada) al amplificador sintonizado cuya frecuencia será la de referencia. El amplificador sintonizado en su interior genera una onda sinusoidal de igual frecuencia, la cualserá la onda de referencia (Lock-in Reference). La onda de referencia es de la forma VL sin ωL t+θref  .

Cuando el amplificador recibe la señal que queremos medir, éste la amplifica y luego la multiplica por la onda de referencia.

Estos amplificadores se proyectan para rechazar todas las señales cuyas frecuencias se encuentran por debajo y por encima de la banda de operación. Estoscircuitos sintonizados se utilizan extensamente en la mayoría de los equipos de comunicaciones.

Para poder recibir señales moduladas (AM, FM, etc.) sin distorsión apreciable, manteniendo la potencia de ruido tan pequeña como sea posible, el amplificador de paso de banda deberá presentar idealmente una respuesta de amplitud constante y de fase lineal entre las frecuencias de corte (ancho de banda).Gráficamente la respuesta ideal y real se ven en las siguientes figuras:



En un amplificador real, la máxima amplitud se produce en wo y las frecuencias cuadrantales inferior y superior w1 y w2 están determinadas por la caída de la amplitud en 3dB o la caída de la amplitud al 0,707 de la máxima. La fase no es lineal específicamente porque depende del circuito sintonizado. Esto significa queaún trabajando dentro del ancho de banda, esta no va a ser lineal.

Un ejemplo de circuito sintonizado sería el de algunas etapas de receptores y transmisores de AM, FM, BLU, etc. En los receptores por ejemplo se sintoniza la frecuencia que se desea recibir y todas las frecuencias superiores o inferiores se rechazan, trabajando en este caso el circuito con una estrecha banda pasante.

3) ¿cómo seconfiguran?

La forma más sencilla de obtener un amplificador sintonizado es utilizando en la entrada y en la salida un circuito sintonizado. Idealmente y trabajando con este circuito se obtienen las ecuaciones de trabajo para el amplificador sintonizado.
Las dificultades pueden surgir al aumentar la frecuencia de trabajo. El más común de los amplificadores sintonizados lo constituye unamplificador trabajando en emisor común, en este el circuito sintonizado se coloca en el circuito de colector. Se deberá tener en cuenta la necesidad o no de efectuar una adaptación de impedancias entre el colector y el sintonizado. En este último caso de podrá utilizar una inductancia con una derivación y además como ya se vio se podrá también adaptar la impedancia a la etapa siguiente. Si se...
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