DR 04/10/2011 - Clase 7 - Adaptación de la siguiente etapa

Tenemos ya montada y medida nuestra antena de barra de ferrita. Hemos visto que la L que hemos medido es válida para los márgenes de frecuencias que nos interesan y que para altas frecuencias surge el llamado efecto pelicular que aumenta considerablemente la resistencia de nuestra bobina, lo que hace empeorar la selectividad del filtro.

Aún con todo esto tenemos un segundo problema que afecta a nuestro filtro: debemos corregir la adaptación de la siguiente etapa. El próximo sistema de nuestro receptor es un amplificador que amplificará la señal recibida para que a la entrada del detector de envolvente se garanticen como mínimo 0.3 volts. Este amplificador tiene una resistencia de entrada que empeora la selectividad de nuestro filtro paso banda. El modelo circuital considerando la resistencia de entrada seria el siguiente:

Ya hemos visto que no podíamos corregir el efecto pelicular, pero esta resistencia de entrada si que la podemos corregir y conseguir que su efecto sea mínimo para el paso-banda. Para ello necesitamos que sea muy grande, es decir que su comportamiento se aproxime por un circuito abierto. Para ello usaremos un transformador.

El transformador es un dispositivo que convierte la energía eléctrica alterna de un cierto nivel de tensión, en energía alterna de otro nivel de tensión, por medio de interacción electromagnética. Está constituido por dos o más bobinas de material conductor. La única conexión entre las bobinas la constituye el flujo magnético común que se establece en el núcleo.

Este dispositivo nos aporta la siguiente propiedad: Una resistencia, R, en el secundario es vista desde el primario como n²·R. Donde n es la relación entre las espiras del primario y del secundario n = Np/Ns. El único inconveniente es que disminuye la eficacia de la antena en 1/n. Con todo esto, nuestro objetivo es dotar a nuestra bobina con un devanado secundario de 10 espiras tal que n = 6 y podamos multiplicar la resistencia de entrada del amplificador por 36. Así pues dotamos a nuestra bobina de un devanado secundario:

Ahora el modelo circuital de la primera etapa es:

Después de haber construido nuestro transformador vamos a verificar experimentalmente que funciona lo que hemos construido. Para ello vamos a montar el siguiente circuito:

Visualizaremos en el osciloscopio la tensión Vo1 con ayuda de una sonda (recordemos que la sonda atenúa por 10 una señal) para perturbar lo menos posible el circuito y la tensión Vo2. Para visualizar la segunda tensión no será necesaria la sonda ya que cuando usamos un transformador un condensador visto des de el primario es el mismo valor dividido por n², por tanto la capacidad parásita se reduce drásticamente. Con el generador de funciones buscaremos el pico de resonancia y en ese punto calcularemos lo siguiente:

• Valor de L, despejamos de fr = (1/(2*π))*1/sqrt((100 + 12)*L*10⁻¹²)
• Relación primario secundario: n = V01*10/V02

En el pico de resonancia hemos visualizado lo siguiente:

Hemos calculado los parámetros L y n hemos obtenido lo siguente:

• L = 318 µH (en el centro de la barra de ferrita
• n = 6.6

Los resultados son sensatos concuerdan con lo que nos esperábamos. Así pues, ya tenemos realizada la primera etapa. Ya tenemos construida nuestra antena de barra de ferrita junto con el filtro de sintonía y un transformador para adaptar la siguiente etapa.