Dispositivos pasivos RF
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Introducci贸n Dispositivos de radiofrecuencia Redes de acople Redes de amplificaci贸n Redes oscilantes Redes de circuitos portadores Redes de enganche Bloques de radiofrecuencia
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Introducción Al abordar la realización de sistemas de comunicaciones, la utilización de redes de radiofrecuencia y/o microondas tanto activos como pasivos, son muy sensibles en su elección. Toda red o dispositivo depende de la frecuencia, de la excitación, del ruido, de señales interferentes, e inclusive del los materiales y elementos que se utilizan en la realización de los impresos etc. Junto a la fundamentación teórica, los modelos de diseño e implementación de dichas redes, se requieren además de herramientas de software y de instrumentación para minimizar los tiempos. jpoveda@udistrital.edu.co
Dispositivos de radiofrecuencia Elementos pasivos Reactivos Inductivos capacitivos
Resistivos
Elementos activos Diodos Transistores BJT CMOS jpoveda@udistrital.edu.co
Reactivos – inductancias Los elementos reactivos son elementos que responden a los cambios de frecuencia, también reaccionan a los cambios de señal presentes en la entrada. Las inductancias se generan a partir de bobinas y cavidades, estas reaccionan al paso de la corriente y el parámetro inductivo varia con los cambios de frecuencia. Para radiofrecuencia se utilizan alrededor de 1 Ghz. son aceptables las bobinas. Para frecuencias superiores las cavidades son elementos optimo para obtener inductancias. jpoveda@udistrital.edu.co
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Reactivos – inductancias - bobinas ● Las bobinas se construyen con un conductor enrollado de
n espiras, en la cual, cuando más bajas son las frecuencias se requiere de un mayor diámetro y numero de vueltas ● En las bobinas de rf es importante el interior del embobinado, o núcleo, el cual debe ser de materiales dieléctricos como el aire o la ferrita para altas frecuencias. ● Las bobinas variables tienen un núcleo de ferrita que se atornillan para variar el campo magnético y con ello la inductancia. jpoveda@udistrital.edu.co
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Reactivos – inductancias - bobinas La construcción de las bobinas se realiza con cable esmaltado y obedece a múltiples ecuaciones según sus autores y/o fabricantes, pero ninguna es completamente precisa. Para núcleo de aires estas son algunas Inductancia de bobina circular, en nH. Inductancia de bobina circular, en nH Formula Nagaoka
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Reactivos – inductancias - bobinas Para elevar la inductancia de las bobinas, se les coloca núcleo de ferrita, el cual aumenta 4 veces o mas de su equivalente en aire. Las formulas para encontrar la inductancia con núcleo de ferrita, se estandarizo con un AL, que es dado por los fabricantes y esta dado en nH/n2 . Según el fabricante Amidon, para el núcleo de anillo de ferrita T37-2 , AL, tiene un valor de 40 nH/n2 , para 10 vueltas el valor de inductancia es de 4 υH.
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L=AL*n2
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Reactivos – bobinas – circuito equivalente El circuito equivalente de una bobina es variado, en teoría el mas común es
Aunque algunos fabricantes tienen su modelos (Coilcraft)
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Reactivos – bobinas – tipos Bobinas de núcleo de aire para frecuencias medias y altas. Modelo del fabricante “Coilcraft”. Tipo Maxi Tipo Spring-air
Tipo Midi
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Tipo Mini 2 Dispositivos de radiofrecuencia
Reactivos – bobinas – tipos Bobinas de núcleo de aire para frecuencias medias y altas. Modelo del fabricante “Coilcraft”. Tipo Chip
Tipo potencia jpoveda@udistrital.edu.co
Tipo superficial 2 Dispositivos de radiofrecuencia
Reactivos – bobinas – tipos -trasnformador Transformador Tipo Banda ancha
Modelo del fabricante “Coilcraft”. Tipo Transformador típico rf
Modelo del fabricante “Coilcraft”. Tipo Transformador de microcinta
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Reactivos – Capacitivos Igual que las inductancias, de acuerdo a su frecuencia de trabajo, los capacitores tienen varias formas de construcción. Hay capacitores para bajas, medias y altas frecuencias, también denominados condensadores. De igual manera para frecuencias muy altas se utilizan las cavidades. o Los dispositivos capacitivos son elementos pasivos que tiene la capacidad de almacenar energía en forma de energía eléctrica. o Los condensadores están constituidos por dos placas metálicas, separadas por un dieléctrico. o De igual manera que las bobinas, hay formulas que describen su parámetro principal que es la capacitancia o
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Reactivos – Capacitivos La ecuación que describe la capacitancia de un condensador corresponde a:
C = 0.224 K A / t El circuito equivalente que aproxima el comportamiento de un condensador real es
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Reactivos – condensadores – tipos Modelo del fabricante “AVX”. Tipo matricial
Tipo mini-superficial
Tipo superficial
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Reactivos – condensadores – tipos
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Reactivos – condensadores – tipos - murata
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Resistivos – resistencias Los elementos resistivos típicos son las resistencia, las mas conocidas son las de baja frecuencia que se utilizan en polarización. Son construidas de carbón, arcilla, metálica enrollada, etc. Otro tipo de resistencia son las de banda ancha, denominadas cargas.
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Resistivos – resistencias - carga Las cargas son terminaciones, o cargas de prueba que tienen una impedancia constante (real) en un rango de frecuencia amplio. Las cargas generalmente vienen en terminaciones en forma de conectores de los tipos mas conocidos de alta frecuencia. Otra forma de carga son las terminaciones de potencia, denominadas “cargas fantasmas (load dummy)�. El cual se utiliza para hacer pruebas de los transmisores simulando una antena de potencia.
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Resistivos – resistencias - Terminaciones Son dispositivos que se colocan a las salidas de equipos de altas potencias de rf y microondas. La impedancia de la terminación debe coincidir con la del equipo.
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Otros –Conectores y cables Son dispositivos que permiten interconectar bloque. Donde las salidas y entradas deben ser estándares físicos y eléctricos.
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Otros–Conectores y cables Sondas de rf, son conectores con extensiones de cables de altas frecuencias
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Otros –Atenuadores Son dispositivos que disminuyen la potencia de entrada en un factor de k dBs.
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