CURSO 2017/18
Objetivos
En este laboratorio los alumnos tienen la oportunidad de comprobar prácticamente el funcionamiento de los diversos circuitos y subsistemas electrónicos involucrados en los sistemas de comunicación en canales paso banda: moduladores, mezcladores, amplificadores, osciladores, PLLs, demoduladores, etc....
Las prácticas se realizan sobre módulos diseñados específicamente con fines didácticos por profesores de la ETSIT. Sobre ellos, los alumnos comprueban o miden los parámetros o los efectos correspondientes de los fenómenos implicados bajo estudio. Conceptos teóricos como ancho de banda, factor de calidad, índice de modulación, productos de intermodulación, desviación de frecuencia, distorsión, enganche, etc, se visualizan directamente con el osciloscopio o analizador de espectros o se calculan fácilmente a partir de la medidas realizadas en el puesto de trabajo. El analizador de espectros permite observar el espectro de las señales (con y sin modulación), la presencia de armónicos y espurias, medir características de los moduladores, de filtrado, ruido, etc y los fenómenos de enganche y seguimiento en un PLL.
Estructura del laboratorio. Grupos.
El laboratorio dispone de 18 puestos de trabajo más uno adicional del profesor. Está pensado para puestos de dos personas, por lo que la cabida por turno es de 36 personas (hasta 38). El número de turnos se ajusta a la demanda según datos de matrícula. La asignación de alumnos a los diferentes turnos se realizará a través de la plataforma Moodle durante las primeras semanas del semestre.
La formación de parejas en los diferentes turnos y puestos se realiza una vez formados los turnos, antes del comienzo efectivo de las prácticas. En cualquier caso, se ofrece una cierta flexibilidad para poder cambiar de turno si existen puestos libres para ello. Este cambio de turno puede ser completo (para todo el semestre) y realizarse a principio del curso o de forma puntual para una práctica concreta.
Las clases de laboratorio son de duración máxima de cuatro horas y todas las prácticas tendrán una introducción teórica en aula de 1h al comienzo de las mismas. El aula para la introducción teórica es el A120: de 15 a 16 horas en los turnos de tarde y de 9 a 10 horas en los turnos de mañana.
A lo largo del curso se establecerán unos turnos abiertos para la finalización de apartados concretos de las distintas prácticas que no hayan podido terminarse en el turno correspondiente.
Memorias de las prácticas
En esta misma página se encuentran disponibles los ficheros pdf y doc correspondientes a los resúmenes de montajes y medidas así como los guiones de las distintas prácticas (introducción teórica + manual de laboratorio). El alumno deberá llevar consigo una versión impresa de dicho manual para anotar en la misma los resultados de los distintos apartados.
La parte correspondiente al guión de la práctica más el test correspondiente incluido al final del mismo, convenientemente rellenos, deberán ser entregados al profesor al inicio de la práctica siguiente, un ejemplar por puesto de laboratorio. La memoria deberá estar editada, no aceptándose memorias escritas a mano sobre el manual vacío impreso.
PROGRAMA
Primera práctica: EL ANALIZADOR DE ESPECTROS
Este instrumento es esencial para la caracterización de señales en el dominio de la frecuencia. Tras comprobar el funcionamiento básico del aparato, se miden señales moduladas en AM, FM, señales de radiodifusión, señales pulsadas y se utiliza como demodulador de alguna de ellas.
Información adicional
- Manejo básico de la frecuencia central y el span del analizador
- Medida de ancho de banda y demodulación de señales FM
- Medida de señales pulsadas y demodulación de señales AM
Segunda práctica: MODULACIONES ANALOGICAS y DIGITALES
Se hace uso de un modulador I/Q para generar señales AM, DBL y BLU. Se caracterizan las señales en el dominio del tiempo y de la frecuencia. Las señales anteriores se demodulan con un demodulador I&Q o de envolvente.
Usando el mismo modulador el alumno generará y caracterizará señales ASK, BPSK, QPSK, FSK (en el osciloscopio y el analizador de espectros). En el modulador comprobará la generación del código, la constelación, el ancho de banda de la señal modulada sin filtrar y filtrada. En el demodulador observará el efecto del canal comprobando la deformación de la constelación y el efecto de la interferencia entre símbolos sobre el di:agrama de ojo.
Información adicional
Moduladores I/Q (Analog Devices): típicamente usados en Frecuencia Intermedia para un proceso de mezcla posterior, aunque cada vez más se usan como conversores directos (desde banda base a RF)
- Generación y medida de señales AMG
- Generación y medida de señales BLU
- Generación y medida de señales FM
- Montaje para la generación de modulaciones digitales
- Diagramas de Ojo
- Constelaciones en banda base y frecuencia intermedia
Esquemas Eléctricos
Tercera práctica: LAZOS DE ENGANCHE EN FASE Y SINTETIZADORES DE FRECUENCIA
Esta práctica tiene especial interés dado el gran campo de utilización de los osciladores enganchados en fase. En ella se comparan parámetros de distintos tipos de osciladores poniendo de manifiesto la necesidad de un lazo enganchado en fase. Se comparan tres tipos de detectores de fase y se miden los parámetros propios de un PLL: la función de transferencia (ancho de banda, frecuencia propia y factor de amortiguamiento), el margen de enganche y seguimiento y el tiempo de enganche. Además se comprueba su funcionamiento como modulador-demodulador de frecuencia y de fase. Por último, se monta un sintetizador de frecuencias y se comprueba el funcionamiento de sus divisores fijos y programables así como las características propias del sintetizador. El uso del analizador de espectros resulta especialmente aconsejable en esta práctica.
Presentación de clase (pdf)
Introducción teórica y manual de laboratorio (pdf)
Introducción teórica y manual de laboratorio (doc)
Información adicional
PLLs comerciales
Página de Analog Devices: Plls y sintetizadores de división entera y fraccional. Síntesis Digital Directa (DDS)
Freescale: Nota de aplicación
Hittite: PLLs de microondas (con VCO integrado)
Diseños ETSIT (GMR)
- Margen de enganche y seguimiento
- PLL como demodulador de FM
- PLL como modulador de fase y sintetizador de frecuencias
Esquemas Eléctricos
Cuarta práctica: TRANSCEPTOR SUPERHETERODINO
Aquí el alumno estudia los diferentes bloques del transmisor, obteniendo la característica amplitud-frecuencia (ganancia y ancho de banda) del amplificador de frecuencia intermedia y el de radiofrecuencia. También comprueba el correcto funcionamiento del oscilador local y del conversor de frecuencias.
Además, se determinan las características propias del receptor: sensibilidad (figura de ruido), selectividad, banda de paso, rechazo de la señal imagen y de la señal de FI. También se mide el margen de funcionamiento del CAG y se comprueba el funcionamiento del conjunto transmisor-receptor (transceptor).
Presentación de clase. Resumen de montajes (pdf).
Introducción teórica y manual de laboratorio (pdf).
Introducción teórica y manual de laboratorio (doc).
Información adicional
UP y DOWN-CONVERTERS
Diseños ETSIT (GMR)
- Respuesta en amplitud de un subsistema
- Componentes espectrales a la salida de un mezclador
- Control automático de ganancia
- MDS. Medida de la figura de ruido
Esquemas Eléctricos
