DR 27/09/2011 - Clase 5 - Antena y filtro de sintonía

Ya conocemos las etapas que tendrá nuestro receptor de onda media. Así pues, nos ponemos manos a la obra para construir las diferentes partes. Empezamos con la antena de barra de ferrita y el filtro de sintonía. Esta etapa nos permite captar la señal que recibimos de los centros emisores y aplicar un filtrado paso banda para quedarnos con la señal a la frecuencia que nos interesa. Para captar la señal de los centros emisores usaremos una antena de barra de ferrita. Para aplicar el filtrado paso-banda utilizaremos un circuito RLC.

Para empezar hemos estudiado el comportamiento de un circuito RLC. El esquema es el siguiente:

 

Si estudiamos la respuesta en frecuencia de este circuito, vemos que es de la siguiente manera:

• Para wc = 0, tenemos un circuito abierto (L: cortocircuito y C: circuito abierto), así Vout = Vin.

• Para wc -> ∞, tenemos un cortocircuito (L: cortocircuito y C: circuito abierto), así Vout = 0v.

• Para wc = 1/sqrt(LC), tenemos un pico de resonancia con amplificación (1/R)*sqrt(L/C) y desfase de -π/2

Este pico de resonancia es posible solo si (1/R)*sqrt(L/C) > 1, en caso contrario tendríamos un filtro paso-bajo. El ancho de banda se calcula como Bw = R/L. Para usar este tipo de filtro a nuestro favor para realizar un filtrado paso-banda nos podemos ayudar de un condensador variable que nos permita variar el pico de resonancia y así poder seleccionar la frecuencia que nos interesa. 

Ya sabemos como realizar nuestra primera etapa con componentes eléctricos, antes de seguir adelante vamos a compactar nuestro diseño: tanto la antena de barra de ferrita como el filtro rlc comparten un elemento en común, un inductor. Así pues, es posible compactar la dos etapas en una sola mediante el circuito RLC. Así el inductor a la vez trabaja como antena y como parte del filtro. El modelo circuital equivalente es un conjunto de fuente de tensión inducidas por la antena junto con un circuito RLC serie.

Con todo esto, ahora calculamos los valores que vamos a necesitar para conseguir que nuestro filtro capte señales entre los 550Khz y 1.6 Mhz. Para ello conseguimos los valores siguientes: L = 250 µH y C entre 30 pF y 350 pF. Para empezar, como será difícil conseguir una espira de las características que necesitamos, nosotros mismos la construiremos. Así pues, acabamos la clase cuando empezamos a construir nuestra bobina devanando 60 espiras sobre una superficie de cartón, montada en un núcleo de ferrita.