Manual Actualizado de Lab. Medios de TX. (1) (1)

8/16/2019 Manual Actualizado de Lab. Medios de TX. (1) (1)

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MANUAL DE LABORATORIO

MEDIOS DE TRANSMISION

UNIVERSIDAD FERMIN TOROVICE-RECTORADO ACADEMICO

FACULTAD DE INGENIERIA

FACULTAD: INGENIERIA ESCUELA: INGENIERA EN TELECOMUNICACIONES

REALIZADA POR : ING. EMILY CARDENASING. HEDDY LU GIMENEZING. MARIA ALEJANDRA ROJAS

FECHA: LAPSO 2010/04


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INDICE

Práctica No. 1

Funcionamiento de los equipos de Laboratorio……………………….. 3

Práctica No. 2

Utilización del Puente Reflectométrico………………………………….. 9

Práctica No. 3Utilización de la Línea Ranurada.………………………………………..

Práctica No. 4

Verificación y Transformación de Impedancias……………………..... ..16

Práctica No. 5

Introducción a la Radio Propagación …………………………………..

Práctica No. 6

Introducción a la Fibra Óptica ………………………………………….


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PRACTICA Nro. 1

TITULO DE LA PRACTICA: FUNCIONAMIENTO DE LOS EQUIPOS DEL

LABORATORIO.

OBJETIVOS

1. Conocer y aplicar las normas de Seguridad de los Equipos a ser utilizados en

este laboratorio.

2. Estudiar las características, modo de operación y usos de los equipos.

PRE-LABORATORIO

1. Mencione los usos principales de cada uno de los equipos listados a

continuación:

Generador de RF mod. LAG.

Medidor de campo mod. FSM/LA.

Medidor de tensión y corriente mod. VI/LA.

Puente reflectométrico y sus terminaciones.

Línea Ranurada.

Balun 1:4 y 1:1.

Multímetro analógico.

Línea Bifilar

Línea Balanceada

Dipolos


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2. Investigue y analice los siguientes conceptos (incluya fórmulas matemáticas

cuando las haya):

a. Impedancia característica e impedancia de carga

b. Coeficiente de Reflexión

c. Relación de onda estacionaria

d. Onda directa y onda reflejada

COMPONENTES Y EQUIPOS A USAR :

Equipos:Generador de RF. Mod. LAG

Medidor de campo. Mod. FSM/LA

Detector de tensión y corriente. Mod. VI/LA

Puente Reflectométrico

Línea Ranurada

Balun

Multímetro analógico.Líneas y cables

Dipolos.

ACTIVIDADES DE LABORATORIO

EXPERIENCIA No. 1.- Generador de RF. Mod. LAG

Instrucciones:

1. Lea y discuta las características técnicas del equipo descritas a continuación:

Alimentación: 190-230 Vca o 110 Vca

Potencia de salida: 2,5 W (máx)


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Impedancia de salida: 75 ohm

Conectores: BNC

Frecuencímetro en salida: resolución de 0,1 MHz

Banda de Frecuencia: de 469,5 MHz a 853,5 MHz

Frecuencias de salida: escalones de:

a. 20 MHz de 469,5 a 669,5 MHz

b. 8 MHz de 669,5 a 733,5 MHz

c. 20 MHz de 733,5 853,5 MHz

2.

Compare el panel frontal del equipo con el diagrama mostrado a continuación

e identifique los controles.

3. Compruebe que el equipo se encuentre conectado adecuadamente antes de

encenderlo.

4. Encienda el equipo, ¿Qué frecuencia indica el Generador?

5. ¿Qué sucede cuando pulsamos las teclas UP y DOWN? ¿Cuáles son los

valores máximos y mínimos de frecuencia?


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6. Apague y encienda nuevamente el equipo. ¿Qué frecuencia se indica?, ¿Qué

significa lo anterior?

7. Alcance el límite superior de la banda pulsando UP. Una vez alcanzado este

valor, pulse nuevamente la tecla UP. ¿Qué sucede?

8. Repita el mismo procedimiento con la tecla DOWN. ¿Qué sucede?

9. Pulse UP y DOWN simultáneamente. ¿Qué sucede?

EXPERIENCIA No. 2.- Medidor de campo. Mod. FSM/LA

Está constituido por una antena de medida regulable en longitud, un detector de

tensión y un indicador de diodos LED.

Entradas:

Conector IEC (para antena de medida)

Conector BNC

Conector para el carga de baterías

Mandos: Interruptor de encendido y regulador de sensibilidad fina

Sensibilidad x1 y x10

I ndicadores:

LED de encendido (intermitente cuando la batería desciende por debajo

de +7,5 V).

10 LED para indicación de la intensidad de campo.

Instrucciones:

1. Explique el procedimiento para la recarga de baterías empleando el Generador

de RF.


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EXPERIENCIA No. 3.- Detección de Tensión y Corriente. Mod. VI/LA

Entradas:

Conector para el carga de baterías

Mandos:

Interruptor de encendido y regulador de sensibilidad

Medidor de corriente (I) o tensión (V)

I ndicadores:

LED de encendido (intermitente cuando la batería desciende por debajo

de +75 V)

10 LED para indicación de la intensidad de campo.

Instrucciones:

1. Explique el procedimiento para la recarga de baterías empleando el Generador

de RF.

EXPERIENCIA No. 4.- Puente Reflectométrico.

Instrucciones:

1. ¿Por cuáles elementos esta compuesto el puente reflectométrico?

2. ¿Qué sucede cuando Zn = Zx? ¿Qué sucede cuando Zn es diferente a Zx?

3. Dibuje el puente reflectométrico.


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EXPERIENCIA No. 5.- Línea ranurada.

Instrucciones:

1. Según sus conocimientos anteriores, una línea coaxial está compuesta de dos

conductores concéntricos y un material aislante entre ellos. Con base en su

observación, ¿cuál es el aislante entre los 2 conductores de la línea ranurada?

2. ¿Qué condiciones se deben cumplir para que no exista onda reflejada?

3. Trate de observar las sondas. Encontrará una rectilínea y otra en forma de

bucle, de las cuales una mide tensión y la otra corriente, ambos valores

proporcionales al valor de los campos. ¿cuál es el campo asociado en cada

caso?

4. Verifique las conexiones del milivoltímetro en cada una de las sondas y la del

medidor de campo a través del conector BNC de la sonda.

5. Dibuje la línea ranurada con sus dimensiones.

EXPERIENCIA No. 6.- Balun.

Instrucciones:

1. Si la impedancia Zo de la línea de alimentación para nuestras experiencias de

laboratorio es de 75 ohm, ¿Cuánto vale Z en el BALUN 1:4?

2. ¿Cómo son Zo y Z para el BALUN 1:1?

EXPERIENCIA No. 7.- Multímetro Analógico.

Instrucciones:

1. Explique la distribución de las escalas del multímetro analógico que se

emplea en el laboratorio.


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EXPERIENCIA No. 8.- Líneas y Cables

Instrucciones:

1. Identifique 3 diferencias significativas entre las Líneas Bifilares y mencione la

relación entre ellas.

2. Señale las longitudes de los diferentes cables coaxiales presentes en cada una

de las maletas.

EXPERIENCIA No. 9.- Dipolos

Instrucciones:

1. Defina Dipolos.

2. Mencione y explique 4 tipos de dipolos.

POST-LABORATORIO

1. ¿Cuáles son las frecuencias generadas por el Generador de RF?

2. ¿Qué tipo de modulación utiliza el Generador de RF? ¿Por qué?

3. ¿De que manera se puede calcular la tensión producida por el Generador

de RF?

4. ¿Qué información puede suministrar el puente reflectométrico?

5. ¿Para qué es utilizada la línea ranurada?

6.

Enuncie las diferencias y similitudes del Balun 1:1 y 1:4.


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PRACTICA Nro 2

TITULO DE LA PRACTICA: UTILIZACION DEL PUENTE

REFLECTOMETRICO

OBJETIVOS

1. Estudiar el funcionamiento del Puente Reflectométrico y su aplicación en la

medición de tensión en la línea.

2. Comprobar el uso del ALC (Control Automático de Ganancia) del Generador

de RF.

3.

Observar el efecto del control HI/LOW del Generador de RF.

4. Observar el efecto de la longitud de la línea sobre la potencia recibida en un

sistema de comunicación.

5. Realizar medidas panorámicas utilizando para tal fin un osciloscopio.

PRE-LABORATORIO

1. Investigar definición, características y usos del Puente Reflectométrico y el

Generador de RF.

2. Indagar los efectos que producen las líneas sobre las señales que se transmiten

a través de ellas.

3. Investigue los valores de atenuación que presentan los diferentes tipos de

líneas de transmisión empleadas en comunicaciones. ¿En qué unidades se

miden estos valores? . Escriba la relación entre las mismas.

4. Investigue acerca del Coeficiente de Reflexión.


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5. Señale el uso de los osciloscopios para el análisis de señales.

6. Para una tensión máxima de salida del Generador E=600 mV y Zn=75 ohm,

calcule el valor de Vzn, Vzx, Vd, SWR y RHO en la figura No. 1, para

valores de Zx=50 y 100 ohm. ¿Qué sucede cuando Zx=Zn, Zx=0 y Zx=∞?

Sea E la tensión producida por el generador, las tensiones en Zn y Zx son :

Para cargas puramente resistivas:

; si Zx>Zn ; si Zx


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COMPONENTE Y EQUIPOS A USAR :

Componentes:

Adaptadores BNC-BNC de impedancia de 75ohm.

Terminaciones de diferentes valores de impedancias.

Cables coaxiales.

Equipos:

Generador de RF


Multímetro

Osciloscopio


EXPERIENCIA No. 1.- Utilización del Puente reflectométrico

Instrucciones:

1. Con el adaptador BNC-BNC de impedancia 75 Ohm, conecte el Generador en

la entrada del reflectómetro marcada INPUT (figura). La salida marcada OUT

se conecta al multímetro analógico.


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2. Sustituya el conector BNC-BNC por el cable de 20 metros, manteniendo

la misma frecuencia, según el diagrama de conexión mostrado a

continuación:

3. Energice el Generador RF. ¿Cuál es el valor medido en el voltímetro? ¿Es

mayor o menor que Vi?.

4. Calcule la pérdida efectiva del cable:

5. Varíe ahora la frecuencia al límite inferior y al límite superior. Anote losvalores de voltajes medidos. Calcule en esta oportunidad las pérdidas para

estas frecuencias.

6. ¿Qué sucede con el voltaje cuando disminuye o aumenta la frecuencia?.

7.

¿Qué relación existe entre la frecuencia de operación y la atenuación delcable?.

mdBcable Longitud

V

Vi Log

Pérdidas metros

//

*2020


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EXPERIENCIA No. 4.-

Instrucciones:

1. Realice el montaje de la figura:

Montaje de los equipos

3. Coloque el osciloscopio en modo cc y ubique la línea de cero en laextremidad inferior de la pantalla. Predisponga el generador a la frecuencia

central de 701,5 MHz. Inserte en ZL la terminación de cortocircuito (demodo que toda la potencia generada se refleje).

4. Quite el cortocircuito y coloque en su lugar ZL=75 Ohm.

5. El trazo en la pantalla representa ahora el nuevo valor de la potencia reflejadaal variar la frecuencia. La razón frecuencia por frecuencias entre las 2

tensiones, la que se acaba de medir y la de referencia obtenida en 2, es el

coeficiente de reflexión de la carga de 75 Ohm conectada a la línea. ¿Para

este caso la carga y la línea se encuentran adaptadas? ¿Qué debería ocurrir?¿Cuál debe ser el valor del RHO? ¿Concuerda con los resultados obtenidos,

por qué?

6. Repita la actividad anterior conectando ZL=50 Ohm y luego ZL=100 Ohm


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POST-LABORATORIO

1. Explique ¿Por qué el puente está en condiciones o no de determinar si la

impedancia incógnita es inferior o superior a la impedancia de referencia?

2. Identifique las causas por las cuales en la actividad 6 de la Experiencia N°1

ocurre esa diferencia.

3.

Realice un cuadro con los diferentes valores de carga colocados, en donde sevean reflejados los valores de la señal reflejada y de reflexión obtenidos

durante la actividad


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PRACTICA Nro 3

TITULO DE LA PRACTICA: UTILIZACION DE LA LINEA RANURADA

OBJETIVOS

1. Estudiar la operación de la línea ranurada.

2. Aplicar los diferentes usos de la línea ranurada y los parámetros que pueden

obtenerse a través de ella.

PRE-LABORATORIO

1. Indague las características y usos de la Línea Ranurada.

2. Repase los conceptos de longitud de onda así como la ecuación que la

relaciona con la frecuencia de la señal, ¿son directa o inversamente

proporcionales?

3. ¿Qué son los máximos y los mínimos? ¿Aparecen como consecuencia de qué?


Componentes:

Adaptador BNC-BNC de impedancia de 75ohm.


Cables coaxiales.

Equipos:

Generador de RF


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Multivoltímetro

Línea Ranurada


EXPERIENCIA No. 1.- Medición de tensión y corriente.

Instrucciones:

1.

Regular en el valor máximo la potencia de salida del Generador sintonizado

en las frecuencias más bajas (509,5 MHz).

2. Conectar la salida del Generador en un extremo de la línea ranurada

empleando el cable de 75 ohm y 1 metro de longitud.

3. Terminar con 75 ohm la extremidad libre de la línea ranurada, de este modo

la línea estará cerrada en su impedancia característica (75 ohm).

4. Conectar en la salida de la sonda de tensión un voltímetro cc. Anote los

valores medidos.

5. Conecte de igual forma el medidor de campo. Describa la experiencia.

EXPERIENCIA No. 2.- Medida de la Relación de Onda Estacionaria.

Instrucciones:

1. Siguiendo con el montaje anterior, con el voltímetro en la sonda de voltaje,

mueva el carro de la línea ranurada, ¿el valor medido varía o se


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mantiene?¿qué debería ocurrir tomando en cuenta que el valor de la carga y la

impedancia característica es el mismo?

2. Reemplace la terminación de la línea de 75 Ohm con la de 50 Ohm y mida la

tensión a lo largo de la línea. ¿Qué observa?

3. Mida el valor máximo y el valor mínimo que encuentre a lo largo de la línea.

Anote sus resultados.

4. Calcule la SWR:

5. Repita desde (2) hasta (4) con la terminación de 100 Ohm.

EXPERIENCIA No. 3.- Medida de Longitud de la Onda y Obtención de la

frecuencia

Instrucciones:

1. Coloque nuevamente la terminación de 50 Ohm y mida la distancia entre un

máximo y el siguiente o entre un mínimo y el siguiente. Multiplique esta

distancia por 2 (Debido al factor de escala de la línea) y calcule la frecuencia:

Donde c es solo un poco menor que la velocidad de la luz por ser aire el

medio entre los 2 conductores. c=3*10exp8 (m/s).

¿Este valor coincide con la frecuencia de operación del generador?

minV V SWR MAX

)(

)/()(

m

smc Hz f


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2. Mida la distancia entre máximo y mínimo. ¿Cuántas longitudes de onda

representa? NOTA: La distancia entre máximo y mínimo debe ser de 1/4λ.

¿Por qué?

3. Mida la tensión en el extremo de la carga, ¿es un máximo o un mínimo? Mida

la tensión a una distancia de 1/4 λ ¿es un máximo o un mínimo?

4. Repita 3 con la carga de 100 ohm.

5. ¿Qué puede concluir de 3 y 4?

NOTA: todas las medidas anteriores pueden realizarse con la sonda de corriente en

lugar de la sonda de tensión, teniendo en cuenta que con carga resistiva, máximos y

mínimos de corriente corresponderán respectivamente a mínimos y máximos de

tensión.

EXPERIENCIA No. 4.- Medida en corto circuito y circuito abierto

Instrucciones:

1. Coloque la terminación de corto circuito como carga de la línea.

2. Mida la tensión y la corriente empezando por el extremo de la carga y cada ¼

de la longitud de onda (busque valores intermedios en caso de necesitarlo),

grafique los valores con respecto a la longitud de onda.

3. Coloque la terminación de circuito abierto y repita 2.

POST-LABORATORIO

1. ¿Cómo puede ud. distinguir que la carga es mayor o menor que la impedancia

característica de la línea?


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2. ¿Qué se observa cuando la línea está cerrada en cortocircuito y abierta en circuito

abierto?

3. ¿ Qué tipo de efectos puede producir un circuito abierto o un corto circuito en la

línea?.

4. Dibuje un gráfico en donde representa los máximos y mínimos de la señal

analizada denotando la longitud de onda en cada caso. ¿Qué se puede concluir del

gráfico?


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PRACTICA Nro 4

TITULO DE LA PRACTICA: VERIFICACION Y TRANSFORMACION DE

IMPEDANCIAS

OBJETIVOS

1. Observar el uso y aplicaciones del BALUN.

2. Verificar la Impedancias de las líneas bifilares incluidas en el equipo.

3. Transformar impedancias.

PRE-LABORATORIO

1. Repase lo estudiado en la práctica 1 sobre las líneas bifilares y sus

características.

2. Repase lo estudiado anteriormente sobre el transformador de impedancias o

BALUN

3. Repase los conceptos de longitud de onda así como la ecuación que la

relaciona con la frecuencia de la señal.

4. Calcule la impedancia característica Zo para líneas con las siguientes

dimensiones:

a. Separación entre los conductores D= 7mm, diámetro de los

conductores d=6mm.


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b. Separación entre los conductores D= 30mm, diámetro de los

conductores d=3mm.

Donder es la constante dieléctrica relativa (en este caso r =1 ya que el dieléctrico

es el aire)


Componentes:



Cables coaxiales.

Equipos:Generador de RF


Multivoltímetro

Balun 1:1 y 1:4

Tramos de línea

d

D Zo

r

2log

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EXPERIENCIA No. 1.- Verificación de Impedancias

Instrucciones:

1. Conecte el generador, el puente reflectométrico y el transformador (BALUN

1:4) como en la figura No. 1:

Figura No. 1: Diagrama de Conexiones

2. Cierre los terminales del BALUN con una resistencia de 300 Ohm y observe

la medida ¿Qué sucede?

3. Cierre los terminales del BALUN con la línea de 300 Ohm cerrada a su vez

con la resistencia de 300 Ohm, observe la medida. ¿Qué sucede?

4. Predisponga el generador de RF para las frecuencias más bajas y conéctelo

directamente al BALUN 1:4. Inserte la terminación de corto circuito al final


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de la línea, cerque el medidor de tensión – corriente a uno de los 2

conductores y desplácelo a lo largo del mismo. ¿Qué observa?

5. Repita el mismo procedimiento para la línea de 75Ohm empleando el

BALUN 1:1

EXPERIENCIA No. 2.- Transformación de impedancias

Instrucciones:

1. Realice las conexiones necesarias para medir una tensión de 300 mV en la

salida del generador de RF (solo con la terminación de 75 Ohm).

2. Conecte en Zx el cable de 50 Ohm (en el que debe haber colocado el conector

BNC hembra – hembra) y de largo aproximado de 43 cm, que corresponde

aproximadamente a tres medias longitudes de onda para una frecuencia de

alrededor de 700 MHz. Este valor toma en cuenta el factor de velocidad en el

cable para el calculo de la Longitud de onda, que es de aproximadamente

0.66, así:

f

cac 66,066,0


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Figura No. 2: Diagrama de conexiones

3. Conecte la terminación de 75 Ohm y varíe la frecuencia en torno a los 700

MHz para obtener una lectura mínima en el voltímetro. Esto significa que a

dicha frecuencia nos encontramos en condiciones de adaptación también si la

línea y la carga tienen impedancias diferentes.

4. Ahora emplearemos un tramo de línea como transformador de impedancias.

Para ello conecte el cable de 75 Ohm y 153 cm de largo, correspondiente a5,25 longitudes de onda (es decir, un múltiplo de Lambda/4) en torno a los

680


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MHz

Figura No. 3: diagrama de conexiones

5. Bajo estas condiciones la impedancia al otro extremo vale:

Si comparamos esta Zo con una resistencia de 100 Ohm conectada en la

puerta de Zn del puente, tendremos una SWR de 1:1,12 en lugar de 2:1 que se

obtendría con la impedancia de 50 Ohm conectada directamente, es decir, sin

línea interpuesta.

6.

Inserte ahora como Zn la terminación de 100 Ohm, deje abierto Zx y regule lasalida para 300 mV de lectura a 685,5 MHz.

7. Conecte como Zx la terminación de 50 Ohm, la lectura deberá ser entorno a

1/3 del valor anterior, correspondientes a una SWR de 2:1.

11250

56252

Zi Zt Zo


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8. Inserte ahora la terminación 50 Ohm al final del cable de 153 cm. La lectura

es inferior a la anterior, por lo tanto lo es también la SWR.

9. Anote sus resultados y observaciones.

POST-LABORATORIO

1. Discuta con sus compañeros de laboratorio los resultados obtenidos y realice un

cuadro comparativo de la actuación del balun 1:1 y del 1:4.

2. ¿Qué pasa con las señales en presencia de ondas estacionarias?

3. ¿Cómo se pueden hacer transformaciones de impedancia?.


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PRACTICA Nro 5

TITULO DE LA PRACTICA: PATRÓN DE RADIACIÓN

OBJETIVOS

1. Emplear antenas para irradiar campos en espacio libre.

2. Observar y medir cualitativamente los campos generados por la antena.

3. Detectar campo a distancia empleando el medidor de campo.

PRE-LABORATORIO

1. Definición y características de la Antena Espiral.

2. Concepto de Patrón de Radiación.

3. Investigue como ocurre la propagación de los campos electromagnéticos en el

espacio libre.

4. Describa como es el Patrón de Radiación de la Antena Espiral.

5. Repase lo estudiado anteriormente acerca del medidor de tensión y corriente.


Componentes:



Cables coaxiales.


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Equipos:

Generador de RF


Multivoltímetro

Antena Espiral

Soporte para antenas


EXPERIENCIA No. 1.

Instrucciones:

1. Realice el montaje de la figura:

COLOCAR AQUÍ LA FIGURA

2. Una vez conectados los componentes, predisponga el generador para las

frecuencias mas bajas y para la máxima potencia (ALC OFF).3. Acerque el medidor de Tensión y Corriente y observe las medidas

correspondientes para ambos parámetros. ¿En qué parte de los brazos de la

antena espiral se presentan máximos y mínimos de la corriente?

4. Realice de nuevo el paso anterior tomando en consideración para esta

oportunidad una distancia relativa entre usted y el montaje. ¿Qué observa?

¿Qué relación guardan con las medidas de corriente?

5. Ahora predisponga el generador para trabajar en las frecuencias más altas y

repita todos los pasos anteriores.

6. Ahora vamos a utilizar el medidor de campo, a través del cual vamos a

observar el patrón generado por dicha antena. Anote sus observaciones.

¿Corresponde el patrón obtenido al investigado para este tipo de antenas?


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7. Dibuje el patrón obtenido.

POST-LABORATORIO

1. Concluya junto a su compañero si se cumple con los objetivos de la práctica.

2. ¿En que influye la cantidad de brazos que tiene la antena espiral en cuanto a laformación del patrón de radiación de la misma?

3. Relación entre el voltaje y la corriente en la antena.


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NORMAS DE SEGURIDAD PARA OPERAR LOS EQUIPOS

Luego de haber quitado el embalaje, colocar a un lado todos los accesorios

cuidando que no se pierdan y cerciorándose de la integridad del equipo y de

que éste no presente daños visibles.

Antes de conectar el equipo a la red eléctrica, verifique que los cables estén

conectados debidamente.

Los cables de alimentación deberán ser conectados de manera tal que no

puedan ser pisados o aplastados por objetos.

El equipo consta de hendiduras y aperturas para la ventilación a objeto de

garantizar el funcionamiento confiable del mismo y protegerlo contra

recalentamiento, por lo que éstas no deben ser obstruidas ni cubiertas.

Con la finalidad de amparar la seguridad del operador y el buen

funcionamiento del equipo, deberán respetarse las siguientes condiciones:

Temperatura ambiente: entre 0 y 45ºC

Humedad relativa entre 20% y 80%

Evite cambios bruscos de estos parámetros así como vibraciones e impactos.

La limpieza debe realizarse con un paño suave y seco para la limpieza del

armazón y panel sinóptico. No deben usarse jamás insecticidas, productos

químicos o disolventes.

En caso de derrame de líquidos o penetración de objetos en el interior del

equipo, desconecte de inmediato el cable de alimentación y pida asesoría

especializada antes de encenderlo nuevamente.

APENDICE B


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LINEAS DE TRANSMISIÓN Y ANTENAS.

MOD. LA/EV

El módulo Mod. LA/VE es uno de los modelos de la serie Sistemas de

Transmisión, el cual está constituido por módulos experimentales, entrenadores y

otros equipos que permiten la implementación de cursos teórico-experimentales sobre

el estudio de todas la nociones, las tecnologías y los aparatos utilizados en los

sistemas de transmisión modernos.

Este equipo permite analizar los aspectos característicos y aplicativos de las

líneas de transmisión:

Adaptación de impedancias.

Propagación de señales a lo largo de líneas de transmisión.

Y Otros temas.

El sistema consta de: Transmisor de RF, componentes para la realización de

líneas de transmisión, componentes para mediciones en líneas de transmisión, puente

reflectométrico, medidores de intensidad de campo y de tensión y corriente a lo largode los componentes de línea, Maletín que contiene instrumentos y componente.

Entre los aspectos que integran la formación del módulo se tiene impedancia

característica, tipos de líneas, adaptación de impedancia, desadaptación de

impedancia, efectos de la desadaptación: onda estacionaria, adaptación de impedancia

con transformador en cuarto de onda, velocidad de propagación, factor de velocidad

de línea y medida de las pérdidas de una líneas.

Características técnicas:

1. Transmisor de RF: Frecuencias programables en la banda UHF,

Potencia: 1.5W máxima regulable con control de nivel automático,

Impedancia de salida de 75 Ohm, Modulación de amplitud a 1000Hz,

etc.


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2. Puente reflectómetro: Frecuencia de funcionamiento : 1-860MHz,

Impedancia de 75 Ohm y amplificador sintonizado de ganancia

variable.

3. Medidor de intensidad de campo: Indicador de barra de led,

alimentado con baterías recargables, etc.

4. Medidor de tensión y corriente: Indicador de barra de led y alimentado

con baterías recargables, etc.

5. Medidor de ROE.

6. Línea ranurada: Impedancia de 75 Ohm, longitud 44 cm., contiene 2

sondas para la medida de tensiones y 2 sondas para la medida de

corrientes.

7. Líneas balanceadas de 300 y 75 Ohm.

8. Líneas coaxiales : Trozos de cable coaxial a 75 y 50 Ohm, de ¼ y ½

(lambda).

9. Sistema de soporte de las antenas con base graduada para la medida de

diagramas de irradiación.

10.

Transformador balanceado /desbalanceado 4:1 ( 300/75 Ohm).11. Transformador balanceado /desbalanceado 1:1.

12. Maletin porta-componentes.

13. Alimentación: 230Vac (110Vac bajo pedido-50/60Hz).

GENERADOR DE RF (Mod. LAG)


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El generador permite la realización de experiencias con antenas y líneas en la

gama UHF.

Las frecuencias utilizadas están sintonizadas entorno al centro-banda de

701.5MHz, frecuencia en la que el instrumento se predispone automáticamente para

el encendido.

Una vez alcanzado el límite de banda, la exploración se para temporalmente,

para luego comenzar de nuevo por el extremo opuesto.

La salida del generador es mantenida constante (+/-1 dB) mediante un circuito

ALC(Automatic level control) que interviene antes de una resistencia de carga de

75Ohm, la que constituye por lo tanto la impedancia de salida del generador.

La variación de la potencia de salida con la manopla del panel es de alrededor

de 60dB. La modulación cuadrada permite la utilización de un voltímetro de c.a. para

efectuar las medidas de campo o de señal.

El carga baterías suministra dos corrientes constantes de +/-10 mA en

condiciones de cargas las baterías de niquel-cadmio utilizadas para el medidor de

campo, el medidor de I-V y el amplificador del puente reflectométrico.

El “Sweep” incorporado realiza una exploración casi lineal de

aproximadamente +/-15 MHz entorno a la frecuencia del centro-banda planteada

mediante los pulsadores del panel.

Entre las características del dispositivo tenemos:

Alimentación: 190-230 Vca o 110 Vca

Potencia de salida: 1,5 W (máx)

Impedancia de salida: 57 ohm

Conectores: BNC

Frecuencímetro en salida: resolución de 0,1 MHz

Banda de Frecuencia: de 469,5 MHz a 853,5 MHz

Frecuencias de salida: escalones de:

a. 20 MHz de 469,5 a 669,5 MHz

b. 8 MHz de 669,5 a 733,5 MHz


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c. 20 MHz de 733,5 a 853,5 MHz

Figura No. 1: Panel Frontal

MEDIDOR DE CAMPO (Mod. FSM/LA)

Esta constituido por una antena de medida regulable en longitud, un detector

de tensión y un indicador de diodos LED.

Entradas:

o Conector IEC (para antena de medida)

o Conector BNC

o Conector para el carga Baterías

Mandos:

o Interruptor de encendido y regulador de sensibilidad fina

o Sensibilidad x1 y x10


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Indicadores:

o LED de encendido (intermitente cuando la batería

desciende por debajo de +7,5V)

o 10 LED para indicación de la intensidad de campo

DETECTOR DE TENSIÓN-CORRIENTE (Mod. VI/LA)

Está constituido por una sonda de corriente, una sonda de tensión, un detector

y un indicador de diodos LED

Entradas:

o Conector para el carga baterías

Mandos:

o Interruptor de encendido y regulador de sensibilidad

o Medidor de corriente (I) o tensión (V)

Indicadores:

o LED de encendido (Intermitente cuando la tensión de la

batería desciende por debajo de +7,5 V)

o 10 LED para indicación de nivel de corriente o tensión.

PUENTE REFLECTOMÉTRICO

El puente está compuesto primordialmente, como se puede observar en la

figura, por dos resistencias de 75 Ohm, la impedancia conocida Zn y la impedancia

incógnita Zx; los condensadores C1 y C3 son de valor idéntico y reactancia

despreciable en altas frecuencias.


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Figura No. 2: Diagrama eléctrico

Como se observa en el esquema eléctrico, el puente es simétrico, es decir,

todos sus componentes del lado izquierdo son del mismo valor que sus componentes

en el lado derecho, a excepción de las impedancias Zn y Zx.

El puente suministra una medida de la razón entre las impedancias Zn y Zx

bajo una forma de tensión continua que, aunque se intercambien será la misma ya que

el desbalance es el mismo.

Si Zx es dejado abierto la Vzn es igual a la mitad de la tensión suministrada al

generador, Vzx es igual a la tensión del generador y por lo tanto Vd=Vzx/2. Si Zx

está en corto circuito Vzx=0 y Vd es todavía igual a la mitad de la tensión del

Generador.

Si a Zx se le reemplaza por una línea adaptada, la señal que entra en el puente

ve solo la impedancia terminal, por lo tanto el puente está en equilibrio; si en cambio

la línea no está adaptada, la tensión reflejada es medida por el voltímetro ya que se

suma a la incidente.

El valor máximo de Vout es el obtenido con el corto circuito o con el circuito

abierto, es decir con el desbalanceamiento máximo del puente y es igual a la mitad de

la tensión producida por el generador (Vout=E/2).


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LINEA RANURADA

La línea ranurada es un tramo de línea coaxial con una ranura delgada al

interior de conductor exterior. A través de esta ranura es posible introducir una sonda

en la zona entre los 2 conductores que componen el cable coaxial para observar el

comportamiento de los campos electromagnéticos en el interior de la línea.

La presencia de ondas estacionarias determina una variabilidad de los valores

de tensión y corriente a lo largo de la línea, mientras que en ausencia de onda

reflejada tensión y corriente permanecen “idealmente” invariables a lo largo de la

línea

Normalmente el efecto de la variación de la tensión y la corriente a lo largo de

una línea coaxial no es posible evaluarlo sino variando la frecuencia, lo que

determina una variación de la longitud de onda y por lo tanto el punto de medida se

encuentra a una distancia eléctrica, es decir, expresada en función de la longitud de

onda, variable con respecto a la posición en el extremo de la línea. Sin embargo con

la línea ranurada se puede obrar con frecuencia fija.

Con la línea ranurada se miden directamente tensión y corriente en las distintas

secciones de una línea coaxial, ya que a través de la línea ranurada se accede al

campo eléctrico y magnético interpuesto entre los dos conductoras que constituyen la

línea coaxial.

Por lo tanto, en presencia de ondas estacionarias son visibles los máximos y los

mínimos de la tensión( o de la corriente); la distancia entre un máximo y el mínimo

adyacente es igual a un cuarto de la longitud de onda: factor de velocidad de la línea

es igual a 1, ya que el dieléctrico es aire.

Midiendo la distancia entre dos mínimos y multiplicándola por dos, y conocido el

factor de velocidad, es posible recabar, en el caso de que fuera desconocida, la

frecuencia de la señal aplicada en la línea

La razón de Onda estacionaria es igual a la razón entre el valor máximo y el

mínimo; en efecto, en correspondencia del máximo se suman los valores (de tensión o


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de corriente) de la onda directa y de la onda reflejada, mientras que en

correspondencia del mínimo se restan.

Si la onda reflejada no existe, tensión y corriente son constantes en toda la línea y

su razón es igual al valor de impedancia característica Zo; la razón de onda

estacionaria vale por lo tanto 1.

BALUN 1:4

El BALUN (BALanced to UNbalanced) 1:4 o transformador de impedancias

está constituido por un trozo de línea de 70 ohm de media longitud de onda de largo

conectado como en la figura.

Figura No. 3: BALUN 4:1


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Si a través de la línea de impedancia Zo se aplica una tensión V conectando

una carga Z como en la figura No. 3, la potencia aplicada es disipada de la carga

completamente, es decir la línea está adaptada si Z=4.Zo, así, Pg = Pz. Esto es cierto

solo a la frecuencia en la que la longitud eléctrica de la línea en “U” es igual a media

longitud de onda; en la práctica, la transformación es aún suficientemente buena en

una banda de alrededor del 25% de la frecuencia central, esto es, desde 470 a 800

MHz.

La frecuencia de centro-banda es de alrededor de 650MHz; el funcionamiento

por lo tanto es suficientemente bueno desde 470MHz hasta alrededor de 800Mhz.

BALUN 1:1

El BALUN 1:1 se emplea para contrarrestar el efecto pelicular por el que la

corriente de alta frecuencia fluye por la superficie de un conductor, afectando el

campo magnético en el cable coaxial, generando una irradiación espúrea.

Figura No. 4: BALUN 1:1


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La frecuencia de centro-banda es de alrededor de 450Mhz y el funcionamiento es

bueno desde 300MHz hasta alrededor de 600MHz.

LINEA BIFILAR

Una línea bifilar está constituida por dos conductores, normalmente

cilíndricos y paralelos entre sí, sumergidos en un dieléctrico que se supone sea

perfectamente isótropo, es decir uniforme en todas sus direcciones.

La impedancia en una línea bifilar sumergida en un dieléctrico se rige por la

siguiente ecuación:

Zo = (276/er )*log (2*D/d)

Donde: D es el intereje de los dos conductores, d es el diámetro de los conductores

mismos y er la constante dieléctrica relativa.

La impedancia característica aumenta en la línea bifilar por dos razones:

Aumento de la distancia entre los conductores.

Reducción del diámetro de los conductores.

El límite de la línea bifilar realizable en aire está constituido por la igualdad entre

el intereje y el diámetro de los conductores.

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