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I MACROEVENTO DE LAS REDES DE INVESTIGACIN 2015 FCNM-UNFV
Anlisis y demostracin de oscilaciones electromagnticas aplicadas ala implementacin de transmisores
Jos Carlos Snchez Soto, Alejandra Ayulo Cumpalli, Bryan Laguna Tello, iriam
!ste"ani Ames#uita Jauregui, $orita Salazar %ojas&'ni(ersidad )acional *ederico +illareal *-sica La.oratorio $e *-sica Agustino Jirn %io Chepe
%!S'!)
En el presente trabajo se muestra el anlisis e implementacin de un circuito transmisor defrecuencia modulada (FM), el cual est conformado por tres etapas que son: acoplamiento,amplificacin de la seal acoplada; y transmisin ,donde se transmite la onda electroman!ticaconformada por un oscilador "#$ "a onda electroman!tica que se transmite contiene informacinque es modulada en su frecuencia$ %e muestra el anlisis a detalle, en de cada etapa, as'como las ecuaciones ocupadas$ ambi!n se muestra el circuito implementado, y su
comportamiento sen la composicin de la antena$*asicamente nuestro trabajo consistio en anali+ar cada una de las etapas y obserar como secomporta la seal el!ctrica -asta que llea a la antena y por un poceso de transduccin la sealel!ctrica se transforma en una onda electromanetica en donde se anali+o para diferentesmateriales asi se mostro cual de ellos era el material mas efectio$
AST%ACT
.n t-is paper t-e analysis and implementation of a transmitter circuit of frequency modulation (FM),/-ic- consists of t-ree staes are s-o/n: couplin coupled sinal amplification; and transmission,/-ere t-e electromanetic /ae consists of an "# oscillator is transmitted$ -e electromanetic/ae t-at is transmitted contains information t-at is modulated in frequency$ -e detailed analysis
in eac- stae and busy equations$ -e implemented circuit and t-eir be-aior is also s-o/n byt-e composition of t-e antenna$
*asically our /or0 consisted of analy+in eac- of t-e staes and /atc- t-e electrical sinalbe-aes until it reac-es t-e antenna and for 1ursin #are 2rocess transducin t-e electrical sinalis transformed into an electromanetic /ae /-ere . /as analy+ed for different materials t-ats-o/ed t-at /-ic- of t-em t-e most effectie material /as$
/& 0)T%1$'CC02)
3$ En nuestro pa's se tienetransmisores de FM, 4M y de la
5, que actualmente soncoordinadas y diriidas por el.62 cuya presidenta es la %ra$Mar'a "uisa Mlaa, el #onsejo#onsultio de 6adio y eleisines un rano autnomo y pluralde carcter consultio cuyo fin esafian+ar el desarrollo de la radioy teleisin en el 2er, !steconsejo consultio est presididopor la %ra$ 6osa Mar'a 4lfaroMoreno$
7$ 8oy en dia las randes emisorastoman en cuenta la potencia desu onda electroman!ticatrabajando con nieles muy
eleados de potencia sin tomaren cuenta el material de suantena$
3& A)T!C!$!)T!S
9$ &urante el silo . el -ombrecarec'a de tener unacomunicacin mejor, sinembaro con el desarrollo de laeor'a de Ma/ell delelectromanetismo, se pudo
lorar una comunicacin aproimidad $#on esto
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aparecieron los primerostransmisores que tras sersometidos a arias pruebas sefueron perfeccionando$
4& 1BJ!T0+1S5
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diferencial parcial
denominada ecuacin de onda$
El dispositio que dise para
producir ondas
electroman!ticas consist'a endos barras metlicas del mismo
tamao alineadas y muy
primas por uno de sus
etremos y que terminaban en
una bola metlica por el otro$
C$ &onde nosotros llearemos a;
donde debemos tomar en cuenta
la constante del tiempoC=RC
7K$ 1e
t
RC
VC(t)=
31. &onde obtendr'amos una
rafica aproimandamente de la
siuiente manera :
73$
77$
7L$ Fiura (C)$79$ 6epresentacin rfica del
circuito A6#B3 2ara el circuito A"#B$En este caso
debemos saber que el circuito A"#B es un
oscilador $El #ircuito "# tambi!n se le
denomina circuito resonante es uncircuito formado por una bobina" y
un condensador el!ctrico#$ En el
circuito "# -ay una frecuencia para la
cual se produce un fenmeno
de resonancia el!ctrica, a la cual se
llama frecuencia de resonancia, para la
cual la reactancia inductia (parte
imainaria de la impedancia de la
bobina) es iual a la reactancia
capacitia (parte imainaria de laimpedancia del condensador) (
https://es.wikipedia.org/wiki/Ecuaci%C3%B3n_de_ondahttps://es.wikipedia.org/wiki/Bobinahttps://es.wikipedia.org/wiki/Condensador_el%C3%A9ctricohttps://es.wikipedia.org/wiki/Resonancia_el%C3%A9ctricahttps://es.wikipedia.org/wiki/Frecuencia_de_resonanciahttps://es.wikipedia.org/wiki/Ecuaci%C3%B3n_de_ondahttps://es.wikipedia.org/wiki/Bobinahttps://es.wikipedia.org/wiki/Condensador_el%C3%A9ctricohttps://es.wikipedia.org/wiki/Resonancia_el%C3%A9ctricahttps://es.wikipedia.org/wiki/Frecuencia_de_resonancia7/25/2019 Paper Terminado
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)$ 2or lo tanto,
laimpedanciaser m'nima e iual a
laresistencia -mica$7 2ara la obtencin de diferencia de
potencial de cada transistor se usaronlos clculos anali+ando la+o por pa+o$
7$
37. Etapa nro 1 (amplificacin de
la seal elctrica)
38.Para la d!"r"#$a d"%&'"#$al "# "l 'ra#(('&r)a("-)a(" (" *(a+
3,.V))R)) I))/V)"/R5 I"2
0.L*"4& %ara la #'"#(dad d"$&rr"#'" "# la )a(" *(a&(+
1.I)Ie
+1 ..3
2.D" 2 "# 3 (" &)'*6&+
3.I"
VbbVbe
R5+ R3
+1
2.80x0.7
4.67 k+4.67
101
0.1A
.V) V)" / I"
5.V)0.7/100 0.1 A
.V)0.716
7.Para la #'"#(dad "# "l$&l"$'&r *(a&( la (4*"#'"!&r*la+
8.I$ +Ib 0.05A
,.V"109 0.1 A
50.V".16
51. Para "l6&l'a:" "# "l $&l"$'&r *(a&(
52. V$I$ R$126
53. V$.056
5.
55.Etapa n 2( creacion de la
onda portadora)
5. Para "lS"4*#d& 'ra#(('&r+
https://es.wikipedia.org/wiki/Impedanciahttps://es.wikipedia.org/wiki/Resistencia_el%C3%A9ctricahttps://es.wikipedia.org/wiki/Impedanciahttps://es.wikipedia.org/wiki/Resistencia_el%C3%A9ctrica7/25/2019 Paper Terminado
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57. R))
4.7k x 2.2k
4.7 k+2.2k 2,89
58. I"2
Vb2 Vbe2
1k+2498 / 9 v0.7 v
1k+2498 /
3.22A
5,. I)23.22mA
100+1 0.3
A
0. V)2V)"2/19I"20.7/19 3.22A
1.V)23.,26
2.IC2 I)2100 0.3
30 A
3.V"219 3.22 V 3.226
.V$2V$$,6
5.V$",6-3.226 5.786
.P30 A
5.7860.17M;
7.Para la l'*d d" d" daa%l$a&(
8.6
es#!em$tico
76.
77. Fi!ra (4) diarama por %lo#!es
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funcionan con amplificadores
como lo muestra nuestro
diarama de bloques&'. Fi!ra (4).
/& 9& AT!%0AL!S 8!T1$1S
=3$ En el presente proyecto
empleamos una metodolo'a
cient'fica (obseracin,
eperimentacin y conclusiones),
buscamos primer luar en el
internet de como pod'amos
desarrollar un transmisor,
posteriormente empe+amos a
construir , y lueo empe+amoslas pruebas para comprobar su
eficiencia ; la eidencia se
muestra en unas fotos que nos
tomamos con respecto a la
eperimentacin, y finalmente
concluimos las tipos de ondas
que eist'an en nuestro trabajo y
as' como tambi!n -allar su
frecuencia en este caso de la
N$M$
=7$ 2ara dic-o proyecto nosotros
requerimos de los siuientes
materiales:
7roto.oard$Es en donde armaremos
nuestros circuitos y colocaremos la
antena y as' como tambi!n un micrfono=L$
%esistores de car.n$#on ellos
armaremos circuitos A6#B, dentro del
circuito son un total de CK y con
resistencias de 3 6esistencias C0 C6esistencia C9O C 6esistencia $=0 3
6esistencias CKO 3 6esistencias L$
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transistor, esta etapa se caracteri+a por
ser donde la seal de nuestra o+
aumenta para alcan+ar un olumen
mimo en el receptor$
7$ En este paso es armar la etapa de latransicin y que est formado por un
circuito A"#B, colocamos el inductor y el
capacitor ariable en paralelo, lo -acemos
para que se produ+ca una onda
electroman!tica oscilante y que parte de
esta onda E$M$ sala atrees de la antena
para que esas seales lleuen al emisor,
la caracter'stica principal del transmisor es
donde se produce la onda
electroman!tica y se la onda portadora yla onda de audio
L$ #olocamos el pequeo micrfono en la
parte inicial del transmisor para que reciba
las ondas sonoras9$ #olocamos la antena cerca del circuito
A"#B, para que puedan salir las ondas
electroman!ticas$ #olocamos una fuente cerca del circuito
A6#B, para enerar corriente el!ctrica y as'
tambi!n un capo el!ctrico y un campo
man!ticoK$
0
5
10
15
20
Grafca N1
Distancia vs Material de la ante
Material de la antena
Distancia (metros)
>C$ &educimos que podemos -allarla ener'a que iaja del trasmisor
al receptor usando solamente la
ecuacin de Einstein>3$ %e lle tambi!n a una rfica
terica de la onda portadora
sen su frecuencia para
CKKM-+
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>7$
GrDierencia de
Tie mpo
Dierencia d
F3&C1)CL'S01)!S>9$4l termino de este proyecto se
lleo a las siuientes
concluciones:U 2ara la obtencion de un sonido
nitido y sin interferencias es
necersaria la modulacion del
inductor del circuito inductio Vcapasitio$
U "a antena, su diseo y
composicion , es un factor
eperimental importante en la
buena emision de ondas
electromaneticas$U "a ausencia de dispositios
electronicos y antenas nos
permitio obtener el resultado
esperado al sintoni+ar frecuenciasreuladas por el condensador
ariable$U "a onda electromanetica emitida
en condiciones faorables es
recepcionada a 3Kmetros de la
ubicacin del transmisor$G El aluminio y el latn son los
mejores conductores para la
emisin de las ondas
electroman!ticas
F4&F@&AH%A$!C00!)T1S>=$ 4radecemos al ayudante de la
facultad, el personal ANscarB por
brindarnos la llae de la-abitacin asinada para los
f'sicos y as' como tambi!n como
el profesor 6ub!n *runa y #esar
"o+ano por asesorarnos a como
deb'amos -acer el proyecto$
FF& %!*!%!)C0ASU ICJ %ears y Wemans0y, f'sica
uniersitaria ol$ 3,
decimoseunda edicin, editorial
persoon , M!ico 3KK>U I3J Marcelo 4lonso y Ed/ard j$
finn,f'sica olumen .. campos y
ondas,edicin en espaol, fondo
educatio enteramericano,cumanX
C>
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CC9$CC$
CC$
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C37$
C3L$
C39$
C3$
127.