Bn ec0908 filtros
0 recomendaciones41 vistas
Este documento describe los filtros pasivos de radiofrecuencia. Explica las funciones de un filtro pasivo de RF, que permiten el paso de una banda de frecuencia con baja atenuación (banda de paso) y producen alta atenuación en otra banda (banda eliminada). También describe los diferentes tipos de respuesta en amplitud y tiempo de retardo de los filtros Butterworth, Chebyshev, Chebyshev inverso y elíptico. Finalmente, cubre temas como el diseño de filtros, las transformaciones de frecuencia, los prototipos de filtros paso
![Electrónica de Comunicaciones Curso 2009/2010
Filtros Pasivos de RF 3
Funciones de filtrado
Tipo de respuesta Función de Transferencia Circuito Paso-Bajo
1Butterworth
(maximalmente plano)
n
F 22
2
1
1
ωε+
=
Chebyshev
(Rizado constante en
la banda de paso)
( )[ ]
( )[ ] 1sicoshcosh)(T
1ωsicoscos)(T
)(T1
1
1
1
22
2
>=
<=
+
=
−
−
ωωω
ωω
ωε
n
n
F
n
n
n
Chebyshev Inverso )(T2 ωs
11010
−=
Rizado
ε
5
Chebyshev Inverso
(Rizado constante en
la banda eliminada)
)(T)(T
)(T
222
2
ω
ω
ωε
ω
s
nsn
n
F
+
=
Elíptico
(Rizado constante en
la banda de paso y en
la banda eliminada)
∏= −
−
+
= n
k k
km
F
1
22
22
2
2
1
1
1
ωω
ωω
ωε
Funciones de filtrado.
Respuesta en amplitud.
50
20
25
30
35
40
45
L(dB)
Butterworth
Elíptico
Chebyshev inverso
Chebyshev
6
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4
0
5
10
15
ω’
Elíptico](https://image.slidesharecdn.com/bnec0908-filtros-180701110137/85/Bn-ec0908-filtros-3-320.jpg)
Bn ec0908 filtros
- 1. Electrónica de Comunicaciones Curso 2009/2010 Filtros Pasivos de RF 1 Capítulo 8 Filtros pasivos de RFFiltros pasivos de RF Funciones de un filtro pasivo de RF Permite el paso con baja atenuación dePermite el paso con baja atenuación de una banda de frecuencia: Banda de Paso (Pass Band) Produce una alta atenuación en otra banda de frecuencia: Banda Eliminada (Stop Band) 2 (Stop Band) No se especifica la atenuación en las Bandas de Transición
- 2. Electrónica de Comunicaciones Curso 2009/2010 Filtros Pasivos de RF 2 Esquemas de bandas L(dB)L(dB) Banda de paso Atenuación en la BE Banda espuria 3 f Banda eliminada Banda eliminada de paso Rizado en la BP Atenuación en la BP Especificaciones Función de transferencia H(ω)Función de transferencia H(ω) Banda o bandas de paso Atenuación máxima en la banda de paso Rizado en la banda de paso Tiempo de retardo en la banda de paso 4 Rizado en el tiempo de retardo Banda o bandas eliminadas Atenuación mínima en la banda eliminada
- 3. Electrónica de Comunicaciones Curso 2009/2010 Filtros Pasivos de RF 3 Funciones de filtrado Tipo de respuesta Función de Transferencia Circuito Paso-Bajo 1Butterworth (maximalmente plano) n F 22 2 1 1 ωε+ = Chebyshev (Rizado constante en la banda de paso) ( )[ ] ( )[ ] 1sicoshcosh)(T 1ωsicoscos)(T )(T1 1 1 1 22 2 >= <= + = − − ωωω ωω ωε n n F n n n Chebyshev Inverso )(T2 ωs 11010 −= Rizado ε 5 Chebyshev Inverso (Rizado constante en la banda eliminada) )(T)(T )(T 222 2 ω ω ωε ω s nsn n F + = Elíptico (Rizado constante en la banda de paso y en la banda eliminada) ∏= − − + = n k k km F 1 22 22 2 2 1 1 1 ωω ωω ωε Funciones de filtrado. Respuesta en amplitud. 50 20 25 30 35 40 45 L(dB) Butterworth Elíptico Chebyshev inverso Chebyshev 6 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 0 5 10 15 ω’ Elíptico
- 4. Electrónica de Comunicaciones Curso 2009/2010 Filtros Pasivos de RF 4 Funciones de filtrado. Respuesta en tiempo de retardo. 5 τ(s) 2 3 4 ( ) Butterworth Chebyshev Chebyshev inverso Elíptico 70 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 0 1 2 ω’ Prototipo Butterworth paso bajo g g Banda de paso 0<ω’<1n F 22 2 1 1 ωε+ = Orden g1 g2 g3 g4 g5 g6 g7 g8 g9 g10 g11 1 2.0000 1.0000 2 1.4142 1.4142 1.0000 3 1.0000 2.0000 1.0000 1.0000 4 0 7654 1 8480 1 8480 0 7654 1 0000 g0 g1 g2 g3 g4 g5 g6 Banda eliminada ω’>ω’1 Rizado en la banda de paso R=3dB Pérdidas en la banda de paso F(ω’1)dB 1 ωε+ 110 10 )( −= dBR ε 8 4 0.7654 1.8480 1.8480 0.7654 1.0000 5 0.6180 1.6180 2.0000 1.6180 0.6180 1.0000 6 0.5176 1.4142 1.9320 1.9320 1.4142 0.5176 1.0000 7 0.4450 1.2470 1.8020 2.0000 1.8020 1.2470 0.4450 1.0000 8 0.3902 1.1111 1.6630 1.9620 1.9620 1.6630 1.1111 0.3902 1.0000 9 0.3473 1.0000 1.5320 1.8790 2.0000 1.8790 1.5320 1.0000 0.3473 1.0000 10 0.3129 0.9080 1.4142 1.7820 1.9750 1.9750 1.7820 1.4142 0.9080 0.3129 1.0000
- 5. Electrónica de Comunicaciones Curso 2009/2010 Filtros Pasivos de RF 5 Prototipo Butterworth paso bajo Respuesta en frecuencia L(dB) 50 60 70 80 90 100 ( ) 2 3 4 510 9 -1 -0.5 0 0.5 1 1.5 0 10 20 30 40 Log(ω’-1) n=1 1.1'=ω 2'=ω 11'=ω 101'=ω Prototipo Chebyshev paso bajo Rizado=0.5dB Banda de paso 0<ω’<112 F = Elemento Orden g1 g2 g3 g4 g5 g6 g7 g8 g9 g10 g11 1 0.6986 1.0000 2 1 4029 0 7071 1 9841 g0 g1 g2 g3 g4 g5 g6 Banda eliminada ω’>ω’1 Rizado en la banda de paso RdB Pérdidas en la banda de paso F(ω’1)dB )(T1 22 ωε n F + = 110 10 −= Rizado ε 10 2 1.4029 0.7071 1.9841 3 1.5963 1.0967 1.5963 1.0000 4 1.6703 1.1926 2.3661 0.8419 1.9841 5 1.7058 1.2296 2.5408 1.2296 1.7058 1.0000 6 1.7254 1.2479 2.6064 1.3137 2.4758 0.8696 1.9841 7 1.7273 1.2583 2.6381 1.3444 2.6381 1.2583 1.7273 1.0000 8 1.7451 1.2647 2.6364 1.3590 2.6964 1.3389 2.5093 0.8796 1.9841 9 1.7504 1.2690 2.6678 1.3673 2.7230 1.3673 2.6678 1.2690 1.7504 1.0000 10 1.7543 1.2721 2.6754 1.3725 2.7392 1.3806 2.7231 1.2458 2.5239 0.8842 1.9841
- 6. Electrónica de Comunicaciones Curso 2009/2010 Filtros Pasivos de RF 6 Chebyshev paso bajo Rizado=0.5dB Respuesta en frecuencia L(dB) 10 50 60 70 80 90 100 ( ) 2 3 45 10 11 -1 -0.5 0 0.5 1 1.5 0 10 20 30 40 Log(ω’-1) n=1 2 Transformación de frecuencia. Tipo Frecuencias de transición Función de transformación Transformada de L serie Transformada de C paralelo Paso ω1 ω ω '= L g Ri = 0 C gi =Bajo ω ω = 1 L = 1ω C R = 0 1ω Paso Alto ω1 ω ω ω '= 1 C g Ri = 1 0 1ω L R gi = 0 1ω Paso Banda ω1 y ω2 ω ω ω ω ω ' = − ⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ 1 0 0 w ω ω ω0 1 2= w = −ω ω ω 2 1 LC serie L g R w C w g R i i = = 0 0 0 0 ω ω LC paralelo L wR g C g R w i i = = 0 0 0 0 ω ω 12 ω0 Banda Elimi- nada ω1 y ω2 ω ω ω ω ω '= − ⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ w 0 0 ω ω ω0 1 2= w = −ω ω ω 2 1 0 LC paralelo L g wR C g wR i i = = 0 0 0 0 1 ω ω LC serie L R g w C wg R i i = = 0 0 0 0 ω ω
- 7. Electrónica de Comunicaciones Curso 2009/2010 Filtros Pasivos de RF 7 Transformación de frecuencia L(dB) L(dB)L(dB) ( ) 13 f f0 f1 f3 Diseño de filtros 1 S fij l álib d d1. Se fija el gálibo deseado 2. Se transforma del gálibo a paso bajo normalizado (Tabla 8.2) 3. Se selecciona el tipo de filtro: Butterworth, Chebyshev.. 4. Se diseña el filtro paso bajo normalizado (Apéndice 8.1) 5. Se transforman componentes: 1 Desnormalización de frecuencia (Tabla 8 2) 14 1. Desnormalización de frecuencia (Tabla 8.2) 2. Conversión de L y C a redes LC (Tabla 8.2) 3. Transformación de impedancias respecto de generador y carga 6. Diseño del filtro de cavidades a partir de las redes LC
- 8. Electrónica de Comunicaciones Curso 2009/2010 Filtros Pasivos de RF 8 Ejemplo 8.1 Chebyshev paso bajo Rizado=0.5dB L(dB) 10 50 60 70 80 90 100 ( ) 2 3 45 10 54.6dB 15 -1 -0.5 0 0.5 1 1.5 0 10 20 30 40 Log(ω’-1) n=1 2 31.4dB 8.8dB Cavidades más frecuentes Tipo de Cavidad Margen de frecuencia Factor de calidad Otros factores o comentarios Circuitos LC 1MHz a 1GHz 104 a 102 Q limitado por las bobinas Circuitos LC (Integrados de 1GH a 10GH 102 a 10 Bobinas y capacidades impresas en el AsGa(Integrados de microondas) 1GHz a 10GHz 102 a 10 en el AsGa Cristal de Cuarzo 100kHz a 100MHz 106 a 104 Muy estables Cerámicas de OAS (SAW) 10MHz a 1GHz 106 a 104 Muy estables Filtros fijos Resonadores en Líneas planas 100MHz a 10GHz 103 a 10 Fáciles de construir Compatibles con otros circuitos Resonadores en Líneas coaxiales 100MHz a 10GHz 104 a 102 Fáciles de construir, poco estables con la temperatura Cavidades en Guía 1GHz a 100GHz 105 a 103 Poco estable con la temperatura 16 Cavidades en Guía de Onda 1GHz a 100GHz 10 a 10 Poco estable con la temperatura Cavidades Dieléctricas 1GHz a 20 GHz 105 a 103 Muy estables Reducido tamaño Diodos varactores 10MHz a 20 GHz 102 a 10 Sustituyen a la capacidad en circuitos LC o como capacidad de ajuste Cavidad YIG 100MHz a 10GHz 104 a 103 Variable con el campo magnético de polarización
- 9. Electrónica de Comunicaciones Curso 2009/2010 Filtros Pasivos de RF 9 Filtros de alta frecuencia. Cavidades En muchos casos no podemos trabajar conEn muchos casos no podemos trabajar con elementos discretos L y C El elemento de diseño es la cavidad resonante. Es frecuente trabajar con cavidades cuando: La frecuencia es muy alta: Cavidades en guía, Cavidades dieléctricas etc. 17 Cuando el filtro es muy selectivo: Cavidades de cuarzo o cerámicas Cuando necesitamos elementos variables. Parámetros de un filtro de cavidad ⎧ X Elemento resonante serie ( ) ( )( )⎪ ⎪ ⎩ ⎪ ⎪ ⎨ ⎧ = ⎟ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎜ ⎝ ⎛ ⎟⎟ ⎠ ⎞ ⎜⎜ ⎝ ⎛ −+= ⇒ ⎪ ⎭ ⎪ ⎬ ⎫ = = = 0 0 0 0 0 0 0 0 2 1 1 0 ω ω ω ω ω ω ω ω ω ω ω X X d d j Q XZ RLQ CLX LC 0 X 0ωCavidad resonante Cerca de la resonancia se puede 18 Cerca de la resonancia se puede caracterizar con 0 X 0ω QX y, 00ω ( ) ( )( ) 4444 34444 21 serieCavidad X d d 2 X 0X 0 0 0 0 ω ω ω ω = =ω
- 10. Electrónica de Comunicaciones Curso 2009/2010 Filtros Pasivos de RF 10 Parámetros de un filtro de cavidad Elemento resonante paralelo ( ) ( )( ) ⎪ ⎪ ⎩ ⎪ ⎪ ⎨ ⎧ ω =ω ω ⎟ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎜ ⎝ ⎛ ⎟⎟ ⎠ ⎞ ⎜⎜ ⎝ ⎛ ω ω − ω ω +=ω ⇒ ⎪ ⎭ ⎪ ⎬ ⎫ ω= = =ω ω 0 0 0 0 0 0 0 0 Y2 Y d d j Q 1 YY GCQ LCY LC1 0 Cavidad resonante • Cerca de la resonancia se puede 19 • Cerca de la resonancia se puede caracterizar con QyY, 00ω ( ) ( )( ) 4444 34444 21 paraleloCavidad B d d 2 B 0B 0 0 0 0 ω ω ω ω = =ω 0 B 0ω Modelo de filtro de cavidades acopladas. GG Inversor J01 Resonador paralelo B1 Inversor J12 Resonador paralelo B2 Inversor J23 Resonador paralelo B3 Inversor J34 GbGa 1 1 1 1 01 + + + === nb nn ii ii a wbG J bb wJ wbG J 20 1 1, 1 1, 10 01 + + + + nn nn ii ii gggggg L C d dB b == = 0 )( 2 0 ωωω ωω
- 11. Electrónica de Comunicaciones Curso 2009/2010 Filtros Pasivos de RF 11 Elementos de acoplo Esquema Constante de inversión Tipo de Cavidades Comentarios -C C -C J=ωC Paralelo Banda Ancha De uso muyy frecuente -C C -C K=1/ωC Serie Banda Ancha -L -L L J=1/ωL Paralelo Banda Ancha Poco utilizado por tener inductancias lt 21 muy altas K L1 L2 J=1/ωM=1/ωK(L1L2)1/2 k=ωM L1 y L2 deben formar parte de los circuitos resonantes. Paralelo Serie Banda muy ancha Muy utilizado Z0 L=λ/4 J=1/Z0 K=Z0 Paralelo Serie Banda estrecha Utilizado en filtros de microondas Ejemplo de filtro de cavidad 22
- 12. Electrónica de Comunicaciones Curso 2009/2010 Filtros Pasivos de RF 12 Ejemplo de filtro de cavidad Guia de Onda Cavidad Acoplo por IrisEntrada Salida 23 Efecto de las pérdidas Atenuación en la banda de pasoAtenuación en la banda de paso Limitación de la atenuación máxima en la banda eliminada ∑ = = n 1i i i 0 wQ g 344dBL .)( ( )L dB L Q L n ⎛ ⎜ ⎞ ∑( ) 20 10 4 24 Reducción de la pendiente entre bandas ( )L dB Log g wQ Log g gi i i n ∞ = + = − ⎝ ⎜ ⎠ ∑( ) 20 1010 1 10 0 1
- 13. Electrónica de Comunicaciones Curso 2009/2010 Filtros Pasivos de RF 13 Preguntas de Test P8.1 Los cristales de cuarzo permiten la construcción de filtros de banda muy estrecha por su alto factor de calidad pero están limitados aproximadamente a la banda:alto factor de calidad, pero están limitados aproximadamente a la banda: a) 1kHz a 100kHz b) 100kHz a 100MHz c) 1MHz a 1000MHz d) 10MHz a 10GHz P8.2 Las pérdidas por disipación en la banda de paso de un filtro paso banda: a) Aumentan al aumentar el factor de calidad de los resonadores. b) Aumentan al aumentar el número de etapas del filtro. c) Aumentan al aumentar el ancho de banda relativo del filtro. 25 ) d) Aumentan al disminuir la frecuencia central del filtro. P8.3 Si se quiere un filtro paso banda de banda muy estrecha en una frecuencia central de 15GHz utilizaremos: a) Componentes LC de alto factor de calidad. b) Cristales de cuarzo de alta frecuencia. c) Cavidades en guía de onda metálica. d) Circuitos integrados monolíticos de AsGa. Preguntas de Test P8.4 Las pérdidas por disipación en la banda de paso de un filtro paso banda... a) Son inversamente proporcionales al factor de calidad de los elementos resonantesa) Son inversamente proporcionales al factor de calidad de los elementos resonantes. b) Aumentan al aumentar el número de etapas del filtro. c) Aumentan al disminuir del ancho de banda relativo del filtro. d) Todos los anteriores son ciertos. P8.5 Actualmente se está investigando en filtros de microondas con materiales superconductores porque: a) Son filtros que generan poco ruido. b) Son filtros de muy bajas pérdidas. c) Non insensibles al pulso electromagnético en explosiones nucleares. 26 ) p g p d) Tienen tamaños muy pequeños. P8.6 Un filtro SAW (Onda Acústica Superficial) utiliza cerámicas piezoeléctricas y funciona en la banda de: a) 50 GHz a 200 GHz. b) 10GHz a 50GHz. c) 2GHz a 10GHz d) 0.1 GHz a 2 GHz.
- 14. Electrónica de Comunicaciones Curso 2009/2010 Filtros Pasivos de RF 14 Preguntas de Test P8.7 Las cavidades en guía de onda no se suelen utilizar para construir filtros en frecuencias inferiores a 1GHz porque:inferiores a 1GHz porque: a) Tienen muchas pérdidas en la banda de paso. b) Su tamaño es muy grande. c) No existen guías de onda en frecuencias tan bajas. d) Sólo se utilizan en circuitos integrados de microondas. P8.8 Los resonadores LC se utilizan poco para hacer filtros de microondas porque: a) Son muy pequeños y tienen muchas pérdidas. b) Son muy grandes para los sistemas modernos de reducido tamaño. c) Las bobinas de microondas necesitan núcleos de ferrita. 27 ) d) Los condensadores de microondas varían mucho con la temperatura. Preguntas de Test P8. 9 Las transformaciones de frecuencia (descritas en el apartado 8.2) tienen por objeto: a) Construir filtros para altas frecuencias utilizando componentes de bajas frecuenciasa) Construir filtros para altas frecuencias utilizando componentes de bajas frecuencias. b) Considerar el efecto pelicular en los diseños. c) Simplificar el diseño de los filtros transformándolos en filtros paso bajo. d) Simplificar el diseño de los filtros transformándolos en filtros paso bajo con frecuencia de corte normalizada. P8.10 Si se diseña un filtro paso banda a partir de un filtro normalizado: a) Las L serie se transforman en C paralelo y viceversa. b) Las L se transforman en asociaciones LC serie y las C en asociaciones LC paralelo. c) Las L serie se transforman en L paralelo. 28 ) p d) Las L se transforman en C y viceversa.
- 15. Electrónica de Comunicaciones Curso 2009/2010 Filtros Pasivos de RF 15 Ejercicio 8.4 El transmisor de un radioenlace para televisión analógica en la banda de 11 GHz permite trasmitir 12 canales en cada sentido con modulación en frecuencia (FM) y con multiplexación por12 canales en cada sentido con modulación en frecuencia (FM) y con multiplexación por división en frecuencia (FDM). La banda base de la señal de televisión es de 5.5MHz y se modula en FM con una desviación máxima de frecuencia de 7MHz. La separación entre portadoras es de 40MHz. En el diseño del transmisor se plantean dos alternativas que deben obtener una potencia total de salida de 50w. Canal 1 Modul. FM O ador Amp. de Potencia Filtro de canal Canal 1 Modul. FM Osc Filtro de canal 29 Canal n Modul. FM Osc. F1 Osc. F1 Osc. Osc. f=F2+40 f=F2+40n Combinador-atenua Filtro de salida Canal n Modul. FM Osc. F1 Osc. F1 Osc. Osc. f=F2+40 f=F2+40n Filtro multiplexor Amp. de Potencia Ejercicio 8.4 1. Determine la banda ocupada por canal. ¿Cuál es la misión del filtro de canal posterior a la conversión? P l l f i i t di F1 it filt dProponga un valor para la frecuencia intermedia F1 que permita un filtrado cómodo de la señal antes y después de la conversión. ¿Qué valor deberá tener F2 para que la frecuencia portadora del canal más bajo sea de 10515 MHz? 30
- 16. Electrónica de Comunicaciones Curso 2009/2010 Filtros Pasivos de RF 16 Ejercicio 8.4 2. La primera solución forma la señal completa en niveles bajos de potencia y requiere un amplificador de potencia lineal para asegurar que no existe i t d l ióintermodulación. Determine el punto de cruce de la intermodulación de tercer orden (PI3) a la salida del amplificador para que la relación entre potencia de señal y productos de intermodulación (S/I) a la salida sea mejor de 30dB en el caso peor. (Suponga el filtro de salida sin pérdidas) 31 Ejercicio 8.4 3. La segunda solución permite amplificadores no lineales de alto rendimiento, pero el filtro multiplexor puede ser difícil de construir en guía de onda. D t i l ú d t i l filt d d l i h dDetermine el número de etapas necesarias para el filtro de cada canal si ha de rechazar el canal adyacente 20dB. Estime la atenuación que impone cada filtro si el factor de calidad de las cavidades utilizadas es de 3000. (Suponga un Chebyschev de rizado 0.5dB y utilice las gráficas adjuntas) 32
- 17. Electrónica de Comunicaciones Curso 2009/2010 Filtros Pasivos de RF 17 Ejercicio 8.4 4.- Estime el rendimiento total del transmisor en cada uno de los dos casos suponiendo que las etapas previas a las de potencia tienen un consumo total de 30 w. Haga las suposiciones que crea conveniente sobre los rendimientos parciales de los amplificadores de potencia. ¿Qué solución elegiría? 33 Respuesta en frecuencia del filtro Chebyschev 100 L(dB) 5 10 30 40 50 60 70 80 90 2 3 45 34 -1 -0.5 0 0.5 1 1.5 0 10 20 30 Log(ω’-1) n=1 Respuesta de atenuación en la banda atenuada del filtro de Chebyschev Rizado=0.5dB
- 18. Electrónica de Comunicaciones Curso 2009/2010 Filtros Pasivos de RF 18 Problema 3: Sept. 2007 Se quiere analizar un sistema transceptor (transmisor y receptor) deq p ( y p ) Bluetooth para comunicaciones inalámbricas entre ordenadores portátiles. El sistema propuesto está basado en el circuito integrado ML7050LA de OKI Semiconductors, y su esquema de bloques es el siguiente: ML7050LA DEMOD BB (RX) ML7050LA DEMOD BB (RX) 35 PLL Modulador FSK BB (TX)PLL Modulador FSK BB (TX) Problema 3: Sept. 2007 El funcionamiento del dispositivo es el siguiente: el sistema tiene unap g única antena y un único filtro que funcionan tanto en transmisión como en recepción. • El conmutador de salida del circuito ML7050LA selecciona la rama de transmisión o la de recepción. • El receptor es superheterodino siendo el primer elemento un amplificador de bajo nivel de ruido (LNA), al que le sigue un mezclador con rechazo de banda imagen (IRM). A continuación están el filtro de frecuencia intermedia y el amplificador de i i bl L ñ l d il d l l d t d l 36 ganancia variable. La señal de oscilador local de entrada al mezclador IRM la genera el propio PLL de la rama de transmisión, activando el conmutador de la rama de transmisión. • El transmisor es homodino, y consta de un modulador FSK basado en un VCO estabilizado con un PLL sintetizador de frecuencia, un amplificador de baja señal y un amplificador de potencia.
- 19. Electrónica de Comunicaciones Curso 2009/2010 Filtros Pasivos de RF 19 Prob. 3: Sept. 2007: Cadena tx. Los datos generales del sistema son: • Banda de paso del filtro de entrada: 2 4 a 2 5 GHz• Banda de paso del filtro de entrada: 2.4 a 2.5 GHz • Frecuencias portadoras: 2402 a 2480 MHz con saltos de 1 MHz. Nótese que en transmisión y en recepción se utiliza la misma banda de frecuencia. • Frecuencia intermedia: 2 MHz • El sistema de espectro ensanchado funciona en modo salto de frecuencia con una velocidad de salto de 1600 saltos/sg Cuando el sistema funciona en transmisión el PLL modulador FSK genera una 37 Cuando el sistema funciona en transmisión, el PLL modulador FSK genera una señal de -30 dBm de potencia. El sistema está compuesto por un amplificador de baja señal, un amplificador de potencia y el filtro de salida. Además existen dos conmutadores en la cadena que se pueden considerar sin pérdidas. El filtro de salida es de Chebysev de ε=0.5 dB, cuya frecuencia central es de 2450 MHz y tiene un ancho de banda de 100 MHz Prob. 3: Sept. 2007: Cadena tx. 1 Calcule el número de etapas para conseguir un rechazo de 45 dB a la1. Calcule el número de etapas para conseguir un rechazo de 45 dB a la frecuencia de 2 GHz. Calcule las pérdidas añadidas en la banda de paso de dicho filtro, si el factor de calidad de los resonadores es igual a 200. ¿Es posible alcanzar esta atenuación de 45 dB con el filtro diseñado? (4p) 2. Si la potencia de salida del sistema Bluetooth es de 20 dBm y el mezclador de la cadena receptora necesita un oscilador local de -10 dBm de potencia para su correcto funcionamiento, calcule las ganancias de los dos amplificadores. Indique también cuál es el punto de compresión a 1 dB de 38 ambos amplificadores. (3p) 3. Justifique qué tipo de amplificador de potencia utilizaría, y estime el rendimiento del sistema transmisor incluyendo el filtro de salida, sabiendo que el consumo del PLL modulador FSK y del primer amplificador es de 10 mW. (3p)
- 20. Electrónica de Comunicaciones Curso 2009/2010 Filtros Pasivos de RF 20 Prob. 3: Sept. 2007: Cadena tx. 100 L(dB) 10 40 50 60 70 80 90 2 3 45 39 -1 -0.5 0 0.5 1 1.5 0 10 20 30 Log(ω’-1) n=1