Ejercicios Elementos Auxiliares

EJERCICIOS ELEMENTOS AUXILIARES Ejercicios_____________________________________________________________ Ejercicios_________________________________ ____________________________ _ 1.- Se quiere conectar nuestra emisora de radio FM Verónica al analizador de espectros AE-767, AE-767, para observar el espectro de una señal modulada en FM. La emisora transmite con una potencia de 2W, mientras que en las especificaciones del analizador se dice que la máxima potencia de entrada es 30dBm. a) ¿Se puede conectar directamente la emisora de radio al analizador de espectros? ¿Por qué? No, porque la potencia del analizador no es la misma que nuestra radio emisora FM.

b) En caso negativo, ¿cuál sería el atenuador mínimo que tendríamos que utilizar? Un atenuador de 3 dBm.

2.- En la última página de esta unidad se encuentra el catálogo de un atenuador. Examínalo y rellena la siguiente tabla: Nombre del fabricante Modelo Valor de atenuación Impedancia Máxima potencia Máxima frecuencia Tipo de conector Valor máximo de VSWR. Nombre del fabricante Modelo Valor de atenuación Impedancia Máxima potencia Máxima frecuencia Tipo de conector Valor máximo de VSWR

HUBER+SUHNER 5906.17.0004

6 dB 50 Ω 500 Watt 6 GHz N plus (macho) / N jack (hembra) 1.35

3.- Para el atenuador del ejercicio anterior, ¿cuál será el valor de VSWR para una aplicación que trabaja a una frecuencia de 1.2GHz? 1.15

Ejercicios______________________________________________________________ 1.- Se dispone de una carga ficticia con las siguientes características: DC- 30MHz 50Ω 25W VSWR 1.1 Indica si se podría utilizar para comprobar la instalación de los siguientes sistemas. En caso negativo, razona tu respuesta: a) Emisora de banda ciudadana de 5W Sí.

b) Emisora de radio FM de 50W No, porque no está dentro del rango de potencia permitida.

c) Emisora de radio FM de 20W Sí.

d) Emisora de televisión UHF de 50W No, porque no está dentro del rango de potencia permitida.

2.- Se dispone de una emisora de radio FM conectada a un medidor de ondas estacionarias, el cual a su vez está conectado mediante una línea de transmisión a una carga ficticia. Al medir las ondas estacionarias, obtenemos un valor de ROE de 2.5. ¿Qué significa esto? Que la relación entre el Valor máximo y el Valor mínimo de la amplitud de voltaje es de 2.5

Ejercicios______________________________________________________________ 1.- Se dispone de un filtro paso bajo de 10kHz de frecuencia de corte. Dibuja la forma de onda y el espectro de las señales de entrada y salida del filtro, para los siguientes casos de señales de entrada: a) Señal senoidal de 5kHz

b) Señal senoidal de 20kHz

c) Señal cuadrada de 4kHz

2.- ¿Qué indica el factor de calidad Q de un fi ltro? Informa sobre lo selectivo que es un filtro.

3.- ¿Cuáles son las diferencias entre un filtro activo y un filtro pasivo? - Los filtros activos necesitan una tensión de corriente para su propio funcionamiento y además pueden amplificar la banda de frecuencias de paso.

4.- Contesta las siguientes preguntas, relacionadas con los filtros notch: a) ¿Qué es un filtro notch? Es un filtro que se utiliza para eliminar bandas de frecuencias muy concretas.

b) ¿En qué se diferencia con un filtro elimina banda? En que la frecuencia de corte inferior y superior en el filtro notch son más concretas.

c) Dibuja su respuesta en frecuencia

5.- Indica tres aplicaciones de los filtros en el campo de las radiocomunicaciones. 

Limitar el ancho de banda de una señal.



Sintonizar un canal.



Eliminar ruido y señales no deseadas.

6.- Busca en Internet al menos tres aplicaciones de los filtros fuera del campo de las radiocomunicaciones. - Para proteger los componentes de repentinos picos de alta frecuencia. -Reducir la cantidad de distorsión armónica que se alimenta en la red de energía. -Circuitos de audio o instrumentos sísmicos.

Ejercicios______________________________________________________________ 1.- ¿Qué es el factor de acoplamiento de un acoplador direccional? Es la relación entre la potencia que se inyecta en el puerto de entrada y la potencia que aparece en el puerto acoplado.

2.- ¿Cuál es la principal aplicación de un acoplador direccional? Monitorizar la señal que envía un transmisor de una estación base de telefonía móvil a una antena, sin necesidad de interrumpir la conexión entre ambos.

3.- Se dispone de un acoplador direccional con un acoplamiento de 6dB y unas pérdidas de inserción de 0.5dB. Si en el puerto de entrada se inyecta una potencia de 2W, calcula la potencia en dBm que aparecerá en el puerto de salida y en el puerto acoplado. Puerto de salida: 26.5 dBm Puerto acoplado: 27 dBm

4.- El acoplador del ejercicio anterior se utiliza en el siguiente montaje. Si una vez puesto en marcha el sistema se mide en el analizador de espectros una potencia de 27dBm para la frecuencia de transmisión, indica cuál es la potencia real con la que está emitiendo el transmisor, expresándola en W. 0.5 Watts

5.- Dibuja el esquema del montaje que habría que realizar para obtener la respuesta en frecuencia de una antena utilizando un generador de radiofrecuencia, un analizador de espectros y un acoplador direccional.

Ejercicios_____________________________________________________________ 1.- ¿Cuál es la diferencia entre un acoplador direccional y un acoplador bidireccional? Que el acoplador bidireccional está compuesto por dos líneas en sentidos opuestos, y así poder obtener muestras de la potencia directa y la reflejada al mismo tiempo.

2.- ¿Es posible convertir un acoplador bidireccional en un acoplador direccional? Si la respuesta es afirmativa, ¿cómo podría hacerse? Si, quitando el factor de acoplamiento.

3.- Se quiere medir la respuesta en frecuencia de una antena. Para ello se cuenta con un generador de radiofrecuencia, un analizador de espectros, una carga fantasma y el acoplador bidireccional de la fotografía. Dibuja las conexiones entre el resto de los equipos y el acoplador para medir correctamente la respuesta en frecuencia de la antena.

Ejercicios______________________________________________________________ 1.- ¿Qué es un divisor de potencia y cuáles son sus principales aplicaciones? Es un elemento pasivo que reparte por igual la potencia de entrada entre sus diferentes salidas, con la misma fase en todas ellas.

Principales aplicaciones:  

Dividir una señal de RF en señales más pequeñas. Distribuir la potencia de transmisión entre los diferentes elementos del sistema radiante.

2.- ¿Qué ventajas proporciona un divisor de potencia Wilkinson frente a un divisor formado por una simple unión en T? 

Un perfecto acoplamiento entre todos los puertos.



Que los puertos de salida estén aislados entre sí.

3.- Dibuja el esquema eléctrico de un divisor Wilkinson básico.

4.- ¿Qué problema presenta un divisor Wilkinson básico? ¿Cómo se soluciona dicho problema? - Presenta el problema de que tiene un ancho de banda bastante estrecho. - Se puede mejorar ampliando el número de etapas.

5.- Un divisor Wilkinson también puede funcionar de forma inversa como un sumador de potencia, pero ¿qué condiciones deben cumplir las señales de entrada para que el funcionamiento como sumador sea correcto? Que las señales de salida deben de ser iguales tanto en amplitud como en fase.

Ejercicios____________________________________________________________ 1.- ¿Cuál es la diferencia entre un divisor de potencia de dos salidas y un acoplador híbrido 3dB? Que el acoplador híbrido además de repartir la potencia de entrada entre el puerto de salida y el puerto acoplado, genera un desfase entre ambos.

2.- ¿Cuál es la aplicación típica de los acopladores híbridos 3dB? Sumar señales para obtener una señal de mayor potencia.

3.- La siguiente figura muestra el esquema del proceso de amplificación de una señal de radiofrecuencia, en la que la señal de entrada de 10dBW es dividida inicialmente con acopladores híbridos, posteriormente cada porción de la señal es amplificada 30dB, y finalmente las salidas de los amplificadores se suman con acopladores híbridos. Indica cuál sería la potencia de la señal de salida que se aplica

a la antena, así como las potencias y las fases de las señales de salida de cada acoplador. 280 dBW

Ejercicios______________________________________________________________ 1.- ¿Cuál es la diferencia entre un circulador y un aislador? En que el circulador es un dispositivo no recíproco y el aislador simétrico.

2.- ¿Por qué se dice que un circulador es un dispositivo no recíproco? Porque el resultado que se obtiene de señal inyectada en cada puerto es diferente.

3.- Utilizando un acoplador direccional, un circulador y una carga fantasma, dibuja el esquema de un montaje que permita medir la potencia directa emitida por un transmisor y además protegerlo de las ondas reflejadas por la antena

Ejercicios_____________________________________________________________ 1.- ¿Qué es un diplexor y cuál es su principal aplicación? - Es un componente pasivo que realiza la multiplexación en frecuencia de las señales que entran por dos puertos, obteniendo la señal multiplexada en el tercer puerto. - Su principal aplicación es permitir que dos dispositivos compartan el mismo canal de comunicación.

2.- ¿Cuál es la diferencia entre un diplexor con un combinador de potencia? En que los puertos de un diplexor son selectivos en frecuencia, mientras que los de un combinador no.

3.- ¿Cuál es la principal aplicación de los diplexores en las instalaciones de telecomunicaciones en viviendas? Juntar la señal de televisión por satélite proveniente de la antena parabólica con la señal de TDT.

4.- ¿Por qué los diplexores que se utilizan en las instalaciones de telecomunicaciones en viviendas permiten el paso de la corriente continua hacia uno de sus puertos? Para poder mandar desde el sintonizador de satélite la tensión de 13V o 18V y así seleccionar la polarización vertical o horizontal en el LNB.

Ejercicio final_________________________________________________________ Indica a cuál de los elementos estudiados en esta unidad se refieren cada una de las siguientes afirmaciones: a) Se comporta como una antena perfecta, pero no radía la energía sino que la transforma en calor. Carga fantasma.

b) Se utiliza para eliminar un conjunto de frecuencias muy concretas. Filtro notch.

c) Permite dividir la potencia de entrada manteniendo todos los puertos acoplados entre sí, sin provocar desfase entre las salidas. Divisor de potencia.

d) Permite obtener una muestra de la potencia directa y de la potencia reflejada. Acoplador bidireccional.

e) Divide la potencia de entrada entre sus dos salidas, provocando un desfase de 90º entre ambas. Acoplador híbrido 3dB.

f) Se utiliza para proteger a los equipos transmisores de la potencia reflejada por una antena. Circulador.

g) Permite la comunicación bidireccional a través de una única línea de transmisión.

Duplexor.

h) Se utiliza en las instalaciones de telecomunicaciones en viviendas para juntar las señales de TVSAT y TDT por una única línea de transmisión. Diplexor.

i) Permite conectar un transmisor averiado a una carga fantasma, y uno que funciona a la antena. Carga fantasma.

j) Se utiliza para limitar el ancho de banda de una señal. Filtro paso banda.

k) Permite obtener una muestra de la potencia de salida de un equipo sin desconectarlo de la línea de transmisión. Acoplador direccional.

l) Entrega en su salida la señal resultante de multiplexar las señales de entrada. Diplexor.