Está dedicado a estudiantes de Ingeniería de Telecomunicación e Ingeniería Electrónica y a todas aquellas personas que busquen los conocimientos necesarios para iniciarse en el diseño de sistemas de radiocomunicaciones. Incluye gran parte de los temas relativos al diseño de sistemas y estudio de los circuitos integrados de RF. Esta tecnología es una parte importante en la actual revolución de la telefonía sin hilos, (telefonía móvil celular y comunicaciones por satélite).
PROLOGO
CAPÍTULO 1. Introducción a los sistemas de radiofrecuencia
1.1. Modulación de portadoras
1.2. Diagrama de un sistema de radiofrecuencia
1.3. Parámetros de diseño
El espectro radioeléctrico
Potencia de emisión
Sensibilidad
Distorsión e interferencias
1.4. Sistemas analógicos y sistemas digitales
1.5. El entorno docente de la electrónica de RF
1.6. Organización del libro
1.7. Bibliografía
CAPÍTULO 2. Procesos de distorsión y ruido en RF
2.1. Características de la distorsión
2.2. Distorsión lineal
Distorsión de amplitud
Linealidad de fase. Medios dispersivos
Ecos y reflexiones múltiples
2.3. Distorsión no lineal. Modelo polinómico
Saturación y distorsión armónica
Intermodulación de tercer orden con dos tonos
Procesos no lineales en cascada
Intermodulación de tercer orden con N tonos
2.4. Distorsión no lineal en señales moduladas
Transmodulación
Conversión AM-PM
Ruido generado por un dipolo
Ruido en un cuadripolo
Ruido equivalente de una cadena de cuadripolos
Ejercicios propuestos
CAPÍTULO 3. Osciladores
3.1. Principio de funcionamiento de un oscilador
3.2. Parámetros característicos de un oscilador
Frecuencia. Margen y forma de síntonía
Estabilidad de un oscilador
Potencia, rendimiento y nivel de armónicos
Pulling
Pushing
Deriva de frecuencia con la temperatura
Espectro de ruido. Estabilidad a corto plazo
Estabilidad a largo plazo
3.3. Ruido de fase de un oscílador. Modelo de Leeson
3.4. Tipos de osciladores
Osciladores LC
Osciladores de cristal de cuarzo
Oscilador de resonancia serie
Oscilador de resonancia paralelo
3.5. Osciladores controlados por tensión (VCO)
Oscilador controlado por varactor
Apéndice 3.1. Especificaciones del diodo varactor MV104
Ejercicios propuestos
CAPÍTULO 4. Lazos enganchados en fase (PLL)
4.1. Introducción
Aplicaciones
Frecuencia y fase instantáneas
4.2. Estudio de un PLL ideal
Detector de fase ideal
Filtro del bucle
VCO ideal
Funciones de transferencia del lazo
4.3. Especificaciones
Procesos de enganche
Respuesta en régimen permanente
Respuestas transitorias
Filtrado del ruido de fase
4.4. Influencia del filtro
PLL de orden 1
PLL de orden 2 tipo 1
PLL de orden 2 tipo 2
4.5. Detectores de fase
Multiplicador analógico
Detector digital de onda cuadrada
Detector digital biestable
Detector digital de fase frecuencia
Bomba de carga
Ejercicios propuestos
CAPÍTULO 5. Sintetizadores de frecuencia con PLL
5.1. Definiciones
5.2. Sintetizador básico
5.3. Configuraciones de sintetizadores
Sintetizador con divisor programable
Sintetizador con divisores fijo y programable
Sintetizador con divisor de doble módulo
Sintetizador con mezclador
5.4. Ruido de fase en sintetizadores
5.5. Filtrado de la frecuencia de referencia
5.6. Circuitos integrados sintetizadores
5.7. Otros sintetizadores
Apéndice 5.1. Especificaciones de los sintetizadores LMX2315/LMX2320/LMX2325
Ejercicios propuestos
CAPÍTULO 6. Mezcla y conversión de frecuencia
6.1. El mezclador básico
6.2. Especificaciones de un mezclador
Frecuencia de funcionamiento
Pérdidas de conversión
Impedancias nominales y adaptación
Aislamiento
Mezclas espunas
Ruido de un mezclador
6.3. Dispositivos utilizados como mezcladores
Diodos de barrera Schottky
Diodos varactores
Transistores bipolares
Transistores de efecto de campo
6.4. Circuitos mezcladores
Mezclador simple
Mezclador equilibrado
Mezclador doblemente equilibrado
Mezclador con rechazo de imagen
Ejercicios propuestos
CAPÍTULO 7. Amplificadores de RF
7.1. Parámetros de un amplificador de RF
Función de transferencia
Impedancias nominales. Reflexión
Banda de trabajo
Temperatura de ruido. Figura de ruido
Banda de ruido
Estabilidad
Respuesta no lineal de un amplificador
7.2. Amplificadores sintonizados
Circuito de sintonía simple
7.3. Amplificadores multietapa de sintonía simple
Amplificadores de sintonía fija
Amplificadores de sintonía escalonada
7.4. Amplificadores de banda ancha
Amplificadores realimentados
Amplificadores distribuidos
7.5. Amplificadores de potencia
7.6. Amplificadores de potencia lineales
Amplificadores clase A
Amplificadores clase B
7.7. Amplificadores no lineales
Amplificadores clase C
Amplíficadores clase C saturados
Amplificadores de alto rendimiento
Amplificadores clase D
Amplificadores clase E
Apéndice 7.1. Ecuaciones de la ganancia de un amplificador
Apéndice 7.2. Circuitos de adaptación
Ejercicios propuestos
CAPÍTULO 8. Filtros pasivos de RF
8.1. Tipos de filtro. Respuesta en frecuencia
8.2. Transformación de frecuencia
8.3. Filtros de cavidades
Diseño de filtros de cavidades
Cavidades más utilizadas
8.4. Efectos de las pérdidas en el filtrado
Apéndice 8.1. Funciones de atenuación en filtros paso bajo
Apéndice 8.2. Ecuaciones de diseño de filtros de cavidades
Ejercicios propuestos
CAPÍTULO 9. Modulación y demodulación lineal
9.1. Modulación de Amplitud (AM)
Modulación AM por mezcla
Modulación AM con amplificadores de ganancia variable
9.2. Modulación en Doble Banda Lateral (DBL)
9.3. Modulación en Banda Lateral única (BLU)
Modulación en BLU por desfasaje
Modulación en BLU por filtrado
9.4. Modulación I&Q
9.5. Modulación con señales digitales
Modulación ASK
Modulación QAM
9.6. Detección AM
Detección de envolvente
Detección coherente de AM
9.7. Detección DBL
9.8. Detección BLU
9.9. Detección I&Q
9.10. Detección de señales digitales
Detección ASK con detector de envolvente
Detección ASK con detector coherente
Detección QAM
9.11. Recuperación de reloj
Apéndice 9.1. Especificaciones de moduladores y demoduladores I&Q
Ejercicios propuestos
CAPÍTULO 10. Modulación y demodulación de fase y frecuencia
10.1. Procesos de modulación no lineal
10.2. Modulación de fase
Modulación con varactor
Modulador Armstrong
Distorsión en modulación de fase
Modulación de fase con PLL
10.3. Modulación de frecuencia
Modulación indirecta de frecuencia
Modulación con VCO
Estabilización con PLL
10.4. Modulación PSK
Modulación BPSK
Codificación BPSK diferencial
Modulación QPSK
10.5. Modulación FSK
Moduladores FSK lineales
Moduladores FSK digitales
10.6. Demodulación FM
Detección FM por discriminador
Circuitos limitadores
Discriminadores de FM
Detector de FM de cuadratura
Desfasadores con células RLC
Desfasador con línea de retardo
Demodulación FM con PLL
10.7. Demodulación PM con PLL
10.8. Demodulación FSK
Detector FSK no coherente
Detector FSK coherente
10.9. Demodulación PSK
Demodulador para PSK diferencial
Bucle elevador al cuadrado
Bucle de Costas para demodulación PSK
Bucle de Costas para demodulación QPSK
Apéndice 10.1. Modulador FM BH1414 ROHM
Ejercicios propuestos
CAPÍTULO 11. Transmisores
11.1. Tipos de transmisores
Transmisores homodinos o de modulación directa
Transmisores heterodinos
11.2. Parámetros característicos
Frecuencia de transmisión
Señal en banda base
Tipo y profundidad de modulación
Ancho de banda
Emisiones no deseadas
Potencia de emisión
Rendimiento
Fidelidad
11.3. Niveles de potencia en el transmisor. Control automático de ganancia
Ejercicios propuestos
CAPÍTULO 12. Receptores
12.1. Tipos de receptores
Receptor homodino
Receptor superheterodino
Receptor de doble conversión de frecuencia
12.2. Frecuencias interferentes
12.3. Elección de la frecuencia intermedia
12.4. Selectividad de un receptor
12.5. Ruido en un receptor
12.6. Sensibilidad de un receptor
12.7. Margen dinámico de un receptor
12.8. Control automático de ganancia
Circuitos para control de polarización
Atenuadores a diodo
Apéndice 12.1. Transceptor de radioaficionados MARK-V (YAESU)
Apéndice 12.2. Transceptor superheterodino W-CDMA
Ejercicios propuestos
EJERCICIOS
1. Sintetizador de frecuencias
2. Modulación lineal
3. Detector de FM
4. Transmisor
5. Receptor 1
6. Receptor 2
7. Diseño del sistema de televisión digital por satélite DVB-S
SOLUCIONES A LAS PREGUNTAS DE TEST
ACRÓNIMOS
ÍNDICE
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