mezcladores exposición

8/20/2019 Mezcladores Exposición

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Mezcladores

Integrantes

Pérez Kevin

Tovar Máximo


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Índice

Definición Mezclador ideal Mezclador real

Parámetros de diseño Ganancia Distorsión Aislamiento Ancho de Banda Factor de Ruido

Clasificación de los mezcladores Según su ganancia Según la estructura usada en la implementación

Mezcladores pasivos Mezcladores activos Tabla comparativa Bibliografía


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Definición

Un mezclador de frecuencias suma o resta a la banda de frecuencias de la señal de e(VRF), centrada en la frecuencia f RF , un valor de frecuencia constante de val

denominado frecuencia del oscilador local, para obtener una señal centrada frecuencia f IF, o frecuencia intermedia.

Los mezcladores, son dispositivos no lineales, cuyas características pueden ser difedependiendo de los dispositivos particulares empleados. Independientemente de característica de transferencia de un mezclador puede expresarse como:

= ( + 1 + 2) (1)

1 = 1 cos 1 (2)

2 = 2 cos 2 (3)

= ( + 1 cos 1 + 2 cos 2) (4)


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Parámetros de diseñoGanancia

Es el grado en que la señal de salida, desplazada en frecuencia, se amplifica o atenúa. En ede que la potencia de la señal de salida sea mayor a la potencia de la señal de entrada sede ganancia de conversión, típico de los mezcladores activos definidos mas adelante, en een que la potencia de la señal de salida sea menor a la potencia de la señal de entrada se de pérdidas de conversión, típico de los mezcladores pasivos, ambas se rigen por la mecuación :

⋰ = 10 log

(5)


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Parámetros de diseñoGanancia

Compresión de ganancia:En los mezcladores activos la ganancia deconversión tiene un comportamiento lineal, peroconforme la potencia de entrada se incrementaesta ganancia entrará en compresión yfinalmente en saturación.

En la figura, la señal deseada corresponde a larecta de pendiente 1 (45º) y ordenada al origenG, la ganancia, o pérdida de conversión, en dB. Elpunto en el que la ganancia se desvía1 dB de larespuesta lineal ideal se denomina Punto deCompresión de 1dB y resulta una forma simplede caracterizar la no-linealidad de un circuitoque es, además, fácilmente medible.

Fig. 5. Gráfica de ganancia tí

mezclador activo [1]


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Parámetros de diseñoDistorsión

Distorsión por intermodulación (IMD): Las molestias que suelen producirse al m(batirse) dos ondas de frecuencias cercanas se llama intermodulación. Es uindeseado intrínseco de las transmisiones por ondas electromagnéticas. La forma con ello es evitar que dos emisores potentes emitan en frecuencias cercanas y a lespacios cercanos.

Distorsión armónica: Es el resultado del mezclado de armónicas de las señales dgeneradas por el mezclador, estos productos de distorsión tienen frecuencias Donde y representan el orden de armónicas.


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Parámetros de diseño Aislamiento

Representa la cantidad de “fuga” o “paso de alimentación” entre los puertos del mSea la frecuencia en el puerto de RF. la del oscilador local y la del pEntonces el aislamiento en el puerto RF en es la cantidad en que la señal delexcitación se atenúa cuando se mide en el puerto de RF. El aislamiento en el puerto es la cantidad en que la señal de nivel de excitación se atenúa cuando se mide en el pu

Ancho de BandaEn función del ancho de banda cabe distinguir entre dos tipos de mezcladores:• Banda estrecha: se caracterizan porque utilizan filtros para separar bandas sin

se solapen. Son mezcladores de un solo componente y se suelen utilizar en aplicconsumo o muy alta frecuencia.

• Banda ancha: Utilizan circuitos híbridos para separar bandas y pueden combicomponentes. Son más complejos y con mejores presentaciones que los estrecha. Se suelen utilizar en aplicaciones profesionales hasta microondas.


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Parámetros de diseñoFactor de Ruido

Recordando que la relación señal/ruido (en inglés Signal to noise ratio SNR o S/N) como la proporción existente entre la potencia de la señal que se transmite y la potruido que la corrompe. Este margen es medido en decibelios.

Se expresa como el cociente entre la relación Señal a Ruido a la entrada y a la salida. más cercano sea a la unidad, mejor será el mezclador.

=

≥ 1 (6)

El mezclador posee el factor de ruido más alto en toda la cadena de recepción.


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Clasificación de los mezcladoresSegún su ganancia

Según la estructura usada en la implementación

• Mezcladores Pasivos: Utilizan diodos como dispositivos de mezcla.

• Mezcladores Activos: Utilizan dispositivos con ganancia.

• Mezcladores Conmutados: En los que la amplitud de la señal del oscilador o bienmayor que la requerida por el mezclador o es una señal pulsante, rectangular.

•

Mezclador simple: Se utilizan en diseños a muy altas frecuencias. Solo se utiliza un no lineal como mezclador de señal.

• Mezclador equilibrado: Se utilizan dos o más mezcladores simples conectados a tracircuitos híbridos.

• Mezclador doblemente equilibrado: Emplea cuatro elementos no lineales combinadforma que consigue eliminar los productos de mezcla correspondientes a todos losarmónicos pares tanto de la señal de RF como del oscilador local.


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Mezcladores pasivosPresentan una ganancia de conversiónen dB menor que cero. En este caso sedice que tienen pérdidas de conversión.

Dentro de este grupo se engloba a todoslos mezcladores a diodos y algunosmezcladores con FETs.

Configuración más comúnLa configuración de un mezclador

simple es la más común porque utilizanun único componente de mezcla.Aunque estos mezcladores tienen variaslimitaciones serias, son usados enmuchos sistemas (especialmente enmicroondas y rango de frecuencias deondas milimétricas) por su simplicidad

de diseño y su adecuada realización.

Fig. 3. Mezclador simple con un diod

= cos (7)

= cos 8

0 = 2 9

0 =

2cos + + cos


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la ganancia de conversión en dB esmayor que cero. Dentro de este

grupo se engloban la mayoría demezcladores diseñados contransistores tanto BJTs como FETs.

Fig. 6. Circuito básico de un mezclador activo [4]

Mezcladores activos

La unión base-emisor del transisto

polariza para funcionamiconmutado en la región no limediante una señal del OL de ampgrande.Este tipo de circuito es semejante empleados en la porción frontal dreceptores de radio.

Fig. 7. Mezclador activo con transistor bi


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- Las señales de RF y LO se puedenaplicar a puertas separadas lo quemejora el aislamiento.

- Tiene menos ganancia deconversión. La distorsión es menor.

Fig. 8. Mezclador simple con FET de doblepuerta [1]

Mezcladores activos

Un voltaje aplicado a esta segundpuede usarse para controlar d

efectiva la transconductancidispositivo y por tanto la ganaPuesto que la señal RF y la de LO sen puertas separadas que tiencapacidad muy baja entre elmezcladores FETs tienen un aisLO-RF muy bueno (en el orden de

mejores características de intermod

Fig. 9. Mezclador simple con FET puerta [1]


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Tabla 1. Comparación entre mezcladores según su elemento principal [3]

9. Tabla comparativa

MEZCLADORES Diodos Schottky FET'S BJT's

Frecuencia máxima 1000 GHz 50 GHz 200 MHz Ganancia

-3 a -10 dB

. 5 a 10 dB

. 10 a 20 dB

Figura de ruido 3 a 10 dB

. 5 a 10 dB

. 10 a 15 dB

Tecnología Si/AsGa AsGa Si

Aplicaciones Circuitos Híbridos deMicroondas

1p: CI microondas

2p: Componentesdiscretos

Circuitos integrad


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• [1] Constantino Pérez Vega, “Sistemas de Telecomunicación”, Universidad de Ca2007. ISBN 978-84-8102-454-8.

• [2] Oscar M. Santa Cruz “Materia anual de 5° Año de Ingeniería Electrónica”, FacuRegional Córdoba, disponible en:http://www.profesores.frc.utn.edu.ar/electronica/ElectronicaAplicadaIII/Aplica09Mezcladores.pdf

• [3] Curso 2009-2010 Universidad Politécnica de Madrid, grupo de radiación, disen: http://www.gr.ssr.upm.es/docencia/grado/elcm/actual/pdf/BN_EC0906-Me

• [4] MÁRQUEZ G. ROSSANA M., USTARIZ P. RONALD A. ELABORACIÓN DE UN MATEDUCATIVO TEÓRICO-PRÁCTICO PARA EL LABORATORIO DE DISEÑO DE CIRCUCOMUNICACIONES, 2015.

• [5] D.M. Pozar. “Microwave Engineering”, Wiley India, 2012. ISBN 978-0-470-631

Bibliografía

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