En el presente reporte describiremos el proceso de elaboración de un amplificador sintonizado discreto, para ello se simulara el circuito propuesto en Matlab SimuLink

Amplificador Sintonizado Discreto

Alicia Monserrath Castro Hernández, Edgar López Carazo,

José Alberto Ramírez Ramírez.

Universidad Tecnológica de la Mixteca. Instituto de Electrónica y Mecatrónica.

Carretera a Acatlima Km. 2.5, Huajuapan de León. 

ie2012040309@ndikandi.utm.mx , ie2012040053@ndikandi.utm.mx   ,

ie2012040357@ndikandi.utm.mx.

Resumen

     En el presente reporte describiremos el proceso de elaboración de un amplificador sintonizado discreto, para ello se simulara el circuito propuesto en Matlab SimuLink, para posteriormente armar dicho circuito en un protoboard. Después se tomaran medidas de las terminales del BJT, y se analizaran la frecuencia de resonancia, frecuencia de corte inferior y la frecuencia de corte superior, así como su ancho de banda, además de checar los efectos de carga en la salida tanto teórica, simulada, y experimentalmente para su respectiva comparación.

Palabras clave: Amplificador, Sintonizador, Frecuencia, Resonancia.

Introducción

     El concepto predominante de un Amplificador Sintonizado es que operan con un ancho de banda relativamente pequeño con respecto a la frecuencia central de la banda de frecuencias amplificadas, rechazando débil o fuertemente las frecuencias fuera de la banda de interés.

[pic 1]

Fig.1 Características de un amplificador sintonizado discreto

     De la Fig.1 observamos que la ganancia de este tipo de amplificadores es nula para todas las frecuencias menores a la frecuencia de corte inferior del amplificador, se hace muy elevada para las frecuencias de la banda pasante deseada (entre frecuencia de corte inferior y superior) y vuelve a anularse para las frecuencias mayores a la frecuencia de corte superior del amplificador.

[pic 2]

Fig.2 Amplificador simplemente sintonizado con BJT.

      El circuito Conformado por C y L es el circuito sintonizado, también llamado circuito tapón. Las tres resistencias establecen las condiciones de polarización en corriente continua. Los condensadores C1 y C2 aíslan el generador y la carga, respectivamente de la corriente continua; CB es el condensador de desacoplo. Todos los condensadores (excepto C) son de capacidad suficientemente grande para construir cortocircuitos         efectivos para todas las frecuencias que nos interesan, por lo que no estarán en el análisis.

     La frecuencia de resonancia (fo) viene dada por:

  … Ec.1[pic 3]

O bien:

  … Ec.2[pic 4]

Otro parámetro importante es el factor de calidad Q:

… Ec.3[pic 5]

El ancho de banda (Bw) está dado por:

  … Ec.4[pic 6]

Con:

  …Ec.5[pic 7]

 …Ec.6[pic 8]

     Un amplificador BJT sintonizado está diseñado para tener un ancho de banda específico, centrado alrededor de una frecuencia específica. El circuito paralelo resonante, formado por el inductor y el capacitor en el colector del amplificador, determina el valor de fo y el open-load ancho de banda del amplificador.

      Cuando una carga es colocada en un amplificador BJT sintonizado, las características del ancho de banda cambian. Esto debido al cambio en el factor de calidad Q del circuito, debido a la presencia de la carga.

     El equipo utilizado para la toma de muestras experimentales es el siguiente:

• Agilent 33120A [15 MHz Function/Arbitrary Waveform Generator]
• Agilent 34401A[6 ½  Digit Multimeter]
• Agilent E3646A 0-8V,3A/0-20V,1.5A[Dual output DC Power Supply]
• Agilent 54621A  Oscilloscope [  Mega Zoom 80MHz, 200 MSa/s]

Desarrollo

      El circuito propuesto para el desarrollo de la práctica es el siguiente:

[pic 9]

Fig.3 Circuito Amplificador Sintonizado

     Se comenzó simulando el circuito de la Fig.3 en la plataforma de simulación Matlab SimuLink, los valores obtenidos se muestran en la sección de simulación y resultados del presente reporte.  

     Posteriormente se comenzó con el armado del circuito de la Fig.3 en un protoboard. EL circuito armado se muestra en la siguiente imagen.

[pic 10]

Fig.4 Circuito Amplificador Sintonizado armado en protoboard.

     Midiendo el voltaje en las terminales del BJT del circuito mostrado en la Fig.4 utilizando el multímetro digital, obtenemos los siguientes valores:

VE = 2.01 V

VB = 2.64 V

VC =14.94 V

VCE =12.95 V

     Posteriormente calculamos teóricamente el valor de la frecuencia de resonancia (fo) utilizando la Ec.1.

 [pic 11]

     Fijamos la señal   AC del generador a la frecuencia fo, variamos la amplitud del voltaje de entrada partiendo de 50 mV, hasta que la señal de salida se distorsionara. El valor máximo de amplitud del voltaje de salida fue de 220 mVpp, después variamos la frecuencia para buscar la amplitud del voltaje de salida máxima, obteniendo un voltaje en la salida máximo de 25.2 Vpp a una   frecuencia de 107.539 KHz. Por lo tanto la frecuencia de resonancia obtenida experimentalmente es la siguiente.

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