- Radio.
Radio
Presentación
Explicación de un receptor AM FM
http://electronicacompleta.com/lecciones/reparacion-de-radios-amfm/
Suma de señales senoidales. Teorema de Fourier.
Representación del espectro del rango destinado a AM y distribución de sus canales
En España cada canal de onda media tiene un ancho de banda de 9 KHz. Banda base de 4,5 khz. 120 canales.- 526,5 - 1606,5 / 9 = 120
Radio AM (onda media) = 526,5 kHz - 1606,5 kHz (MF)
Distribución de frecuencias en España.
Frecuencias utilizables en la Onda Media europea (en kHz)
| 531 | 540 | 549 | 558 | 567 | 576 | 585 | 594 | 603 | 612 | 621 | 630 |
| 639 | 648 | 657 | 666 | 675 | 684 | 693 | 702 | 711 | 720 | 729 | 738 |
| 747 | 756 | 765 | 774 | 783 | 792 | 801 | 810 | 819 | 828 | 837 | 846 |
| 855 | 864 | 873 | 882 | 891 | 900 | 909 | 918 | 927 | 936 | 945 | 954 |
| 963 | 972 | 981 | 990 | 999 | 1008 | 1017 | 1026 | 1035 | 1044 | 1053 | 1062 |
| 1071 | 1080 | 1089 | 1098 | 1107 | 1116 | 1125 | 1134 | 1143 | 1152 | 1161 | 1170 |
| 1179 | 1188 | 1197 | 1206 | 1215 | 1224 | 1233 | 1242 | 1251 | 1260 | 1269 | 1278 |
| 1287 | 1296 | 1305 | 1314 | 1323 | 1332 | 1341 | 1350 | 1359 | 1368 | 1377 | 1386 |
| 1395 | 1404 | 1413 | 1422 | 1431 | 1440 | 1449 | 1458 | 1467 | 1476 | 1485 | 1494 |
| 1503 | 1512 | 1521 | 1530 | 1539 | 1548 | 1557 | 1566 | 1575 | 1584 | 1593 | 1602 |
Separación de canales en AM y FM.
Recepción AM - FM. Radio tráfico.
Un modulador de AM es un aparato no lineal con dos señales de entrada: a)una señal portadora de amplitud constante y de frecuencia única y b)la señal de información. La información “actúa sobre” o “modula” la portadora y puede ser una forma de onda de frecuencia simple o compleja compuesta de muchas frecuencias que fueron originadas de una o más fuentes. Debido a que la información actúa sobre la portadora, se le llama señal modulante. La resultante se llama onda modulada o señal modulada.
Problemas de AM - Emisor
Contesta las siguientes cuestiones siguendo el tutorial:
Tenemos un transmisor AM DSBFC en donde una señal de 10 KHz modula a una portadora de 200 KHz.
La señal moduladora tiene 6 Vpm y la señal portadora 10 Vpc
1.- Qué significa DSBFC.
2.- Dibuja separadamente la señal portadora y la moduladora.
3.- Dibuja en un diagrama de bloque la etapa de modulación, indicando las expresiones matemáticas de las señales entrantes y saliente.
4.- Dibuja la portadora ya modulada.
5.- Dibuja el espectro de frecuencia de la portadora ya modulada. Indica como se llama cada una de las señales.
6.- Calcula el ancho de banda total.
7.- Pasa los valores de pico de las señales a valores eficaces (rms)
8.- Calcula el coeficiente y el porcentaje de modulación mediante la expresión m = Vpm / Vpc
9.- Calcula el porcentaje de modulación mediante la siguiente expresión e indica en el dibujo los valores marcados con flecha.
10.- Calcula la amplitud de pico de la frecuencia lateral inferior y superior.
11.- Escribe los valores de frecuencia y amplitud en el diagrama de espectro siguiente:
12.- Suponemos que el transmisor de AM tiene una carga de 50 ohmios. Calcula la potencia de la señal portadora.
Calcula la potencia de la banda lateral inferior y superior. Calcula la potencia total.
13.- Escribe en el siguiente gráfico los valores de potencia de la portadora y de las bandas laterales.
14.- Calcula el porcentaje de modulación si la señal moduladora tuviese 0,5 Vpm. Calcula la potenia total.
15.- Calcula el porcentaje de modulación si la señal moduladora tuviese 1,5 Vpm. Calcula la potencia total.
16.- Calcula el porcentaje de modulación si la señal moduladora tuviese 2 Vpm. Comenta qué pasaría.
17.- Realiza el modulador del apartado 1 en un simulador de circuitos y captura los valores de las señales en un osciloscopio y en el analizador de espectro.
18.- Ahora en vez de una señal moduladora, vamos a tomar que la modulación la produce una banda entre 100 Hz y 3 KHz.
Dibuja el espectro de frecuencias indicando valores. Calcula el ancho de banda.
Simulación de un emisor AM DSBFC
La modulación en AM DSBFC la produce un circuito mezclador (es un dispositivo no lineal). Esta mezcla no es la suma de la portadora más la moduladora, ya que es distinto una suma que una mezcla.
Realiza el siguiente circuito.
El modulador se encuentra en: Sources / Signal_Voltage_Sources / AM_Voltage
Modulación AM con un transistor
Modulador con un Transistor.
He cambiado Simular / Configuración de simulación interactiva / Paso de tiempo máximo 1e-006
Inconveniente de la AM.
- Consume mucha potencia ya que tiene que transmitir la portadora y las dos frecuencias laterales.
- La información se envía duplicada ya que en cada frecuencia lateral está la información que queremos enviar.
- Debido a que debe transmitir las dos bandas laterales consume mucho ancho de banda.
Ventajas.
- Los circuitos son de fácil construcción.
- Se utiliza actualmente en radio OM y televisión digital terrestre en UHF.
- Es un sistema muy utilizado.
19.- Ejercicio. Compara un mezclador como el utilizado en AM con un sumador de frecuencias.
Modulador equilibrado. Producto de modulación. Modulador balanceado. Double Side Band – Suppressed Carrier. Doble banda lateral y portadora suprimida.
http://personales.unican.es/perezvr/pdf/CH5ST_Web.pdf
Este tipo de modulador no transmite la portadora, solo las dos bandas laterales.
De esta manera no se consume la potencia de la portadora.
El receptor debe tener un circuito oscilador que "fabrique" la portadora para "unirla" a las dos bandas laterales. Esta portadora debe tener la misma frecuencia y fase que la del transmisor. Para esto es necesario que la emisora envíe una señal piloto que el receptor sepa interpretar para producir la frecuencia de la portadora.
Ventajas
- Consume menos potencia.
Inconvenientes
- Necesita un circuito para recuperar la portadora.
- Sigue teniendo un ancho de banda grande, como la AM DSBFC.
El producto de modulacion o modulador equilibrado lo realiza un circuito multiplicador.
Simulación de un emisor AM DSBSC
Mediante un programa simulador de circuito, realiza un DSB-SC, cuya frecuencia portadora sea de 10 Vpc y 200 KHz y la señal moduladora 1 Vpm y 10 KHz. La relación de modulación será 0,6.
El producto de modulación lo obtenemos en: Sources / Control_Function_Block / Multipiier
Fíjate que en la señal del osciloscopio la señal cambia de fase cuando la señal moduladora pasa de positivo a negativo o viceversa.
La amplitud de la señal obtenida es igual que el de la señal moduladora.
Este tipo de modulación se utiliza para modular R-Y y B-Y en la televisión color. También se utiliza en sistemas de modulación QAM Y QPSK en televisión digital.
Banda lateral Única. BLU. Single Side Band. SSB.
En este caso, mediante un modulador equilibrado se obtiene las dos bandas laterales sin la portadora. En otra etapa mediante un filtro se anula una de las bandas laterales. Solo se transmite una banda lateral (no se transmite ni la portadora ni la otra banda lateral).
Ventajas
- Consume menos potencia.
- Utiliza la mitad del ancho de banda que las modulaciones anteriormente vistas.
Inconvenientes
- El transmisor debe aportar una señal piloto para que el receptor pueda "fabricar" la portadora.
- Necesita un filtro de corte muy abrupto para eleminar una banda y no a la otra. El filtro suele ser LC, cerámico o de cristal.
Es complicado utilizar ese filtro que debe tener una gran Q. Para mejorar el sistema se hace doble conversión, con el objeto de separar las bandas.
Simulación de un emisor AM SSB
Al circuito realizado en el ejercicio anterior añádele un filtro para que solo pase la banda lateral superior.
f = 1 / (2 * PI * Raíz (LC))
210 kHz = 1 / (2 * PI * Raíz (L * 22 nF)) He tomado 22 nF luego L = 26,1 microH
Observamos que solo pasa la banda superior, la banda inferior disminuye bastante.
Modulación con banda vestigial
Se utiliza en televisión, es una modulación en AM, pero se transmite la banda lateral superior y una parte de la banda laterial inferior (vestigial). Esto se hace debido a que es complicado crear filtros de corte abrupto. El filtro del receptor que reciba la señal deberá tener en cuenta que parte de la señal viene duplicada, así que esa parte se amplificará menos.
Se observa que la parte izquierda del filtro ammplifica menos que la derecha, ya que la señal de menos frecuencias llegan duplicadas.
Receptor de AM
Las señales de radio frecuencias llegan a la antena del receptor.
El receptor en la entrada un circuito de sintonía basado en una bobina con un núcleo de ferrita y un condensador variable, que solo deja pasar la frecuencia sintonizada.
Esta señal deberá ser demodulada y amplificada, pero hay un problema, resulta que la gama de frecuencias de OM que se captan está comprendida entre los 535 KHz y 1605 KHz, y es complicado realizar un decodificador y amplificador que trabaje con esa gama de frecuenca por igual en toda la gama.
Para solventarlo se recurre a un principio llamada superheterodino que consiste en cambiar la frecuencia sintonizada a una de 455 KHz, de manera que nuestro demodulador y amplificador solo trabajará en las proximidades de esa frecuencia sea cual sea la emisora seleccionada.
Para pasar de cualquier frecuencia a 455 KHz se utiliza un mezclador y un oscilador local, de manera que siempre la frecuencia del oscilador local menos la de la emisora seleccionada es de 455 KHz. Esta frecuencia se denomina Frecuencia Intermedia.
Por ejemplo:
| 531 | 540 | 549 | 558 | 567 | 576 | 585 | 594 | 603 | 612 | 621 | 630 |
| 986 | 995 | 1004 | 1013 | 1022 | 1031 | 1040 | 1049 | 1058 | 1067 | 1076 | 1085 |
Como vemos en los valores del ejemplo de arriba la diferencia entre la señal sintonizada y la del oscilador local siempre es de 455 KHz.
Cuando sintonizamos una emisora, mediante un condensador hacemos que el filtro solo deje pasar esa frecuencia y a la vez otro condensador que cambia a la vez que el anterior modifica la frecuencia del oscilador local.
El circuito que "cambia" la frecuencia de la emisora captada por la F.I. se llama mezclador. Este circuito es no lineal, es un mezclador distinto al de una mesa mezcladora de audio o un sumador-mezclador que son circuitos lineales.
Ejercicios de AM y FM en inglés.
Estudio más detallado del emisor de Amplitud Modulada. Frecuencias laterales.
Para estudiar la AM vamos a seguir este tutorial...
Suma
En el punto 1, tenemos la SUMA de las dos señales. La suma es distinta de una modulación.
La modulación se realiza en un elemento no lineal como es un diodo o un transistor.
La suma es simplemente añadir un valor más otro que se producen en el mismo tiempo, es una operación lineal. Los mezcladores de sonido son dispositivos lineales.
Vemos la señal del punto 1 en el osciloscopio.
Es la suma de las dos señales.
Modulación.
En el punto 2 tenemos la modulación, pero esta modulación además de la portadora y señales laterales, también contiene a la moduladora y a otros múltiplos de las sumas de la portadora y moduladora.
En el osciloscopio observamos la señal en el punto 2, se observa una modulación pero además existen otras componentes que dan esa forma.
En el gráfico de abajo se ve el circuito que estamos realizando y su análisis de espectro.
Se observa la frecuencia moduladora, la portadora, las señales laterales y a la derecha un múltiplo de la portadora y señales laterales, existen más múltiplos de esas tres señales pero cada vez con menos nivel.
Filtro
El filtro pasa banda LC solo deja pasar la portadora y las señales laterales, eliminando a la moduladora y los múltiplos que se crean.
Al eliminar esas frecuencias obtenemos la señal en AM como indica el osciloscopio.
En nuestro caso obtenemos esta señal cerrando el interruptor.
Abajo tenemos el análisis de espectro. Se observa que solo está la portadora y las señales laterales y prácticamente ha desaparecido las otras señales.
Configuración del analizador de espectro.
Diferencia entre un modulador y un mezclador en AM.
- La señal moduladora de 2 KHz modula a una portadora de 1000 KHz en la emisora. Creando dos señales laterales:
una de 998 KHz y otra de 1002 KHz.
- En el receptor se mezcla la frecuencia del oscilador de 1500 KHz con la señal recibida (998:1000:1002). Creando dos bandas laterales: una alrededor de 500 KHz (1500 - 1000 = 500 KHz)
otra alrededor de 2500 KHz (1500 + 1000 = 2500 KHz)
- En el emisor está el modulador. En el receptor el mezclador.
- Un mezclador y un modulador actúan con el mismo principio, los dos modulan.
- El mezclador suele tener un circuito tanque LC para eliminar las frequencias no deseadas. El modulador básico no suele tener tanque LC.
- En el modulador la frecuencia portadora y la moduladora están alejadas (1000 KHz y 2 KHz), las señales laterales creadas en la modulación están próximas a la portadora (998:1000:1002). En la transmisión con doble banda lateral y portadora sirven todas las señales (lateral:portadora:lateral)
- En el mezclador la frecuencia portadora y las moduladorea están próximas (1500 KHz y 1000 KHz), las bandas laterales creadas en la mezcla están lejos de la portadora ( 500:1500:2500). En la recepción se utiliza la banda lateral inferior, en nuestro caso la de 500 KHz.
Eso se obtiene mediante un filtro pasa banda centrado en 500 KHz.
- Al sintonizar una emisorra cambia la frecuencia del oscilador local y la frecuencia portadora de la emisora deseada para que la diferencia entre la frecuencia del oscilador local y la de la portadora de la emisora siempre sea 500 KHz en el caso del ejemplo (455 KHz en el caso real)
- El mezclador sirve para pasar cualquier frecuencia de la emisora a 455 KHz. De esta manera es más sencillo realizar la demodulación y la amplificación de la señal.
- Un mezclador debe tener un filtro pasabanda para que solo deje pasar la Frecuencia Intermedia (FI).
- Si tuviesemos que trabajar con toda la gama de frecuencias de portadoras que ofrece la Onda Media, necesitaríamos amplificadores que amplificaran por igual todas las frecuencias comprendidas entre 526,5 KHz y 1606,5 KHz, es complicado realizar amplificadores y demoduladores con ese ancho de banda, por eso todas las emisoras de cualquier frecuencia que llegan al receptor se pasan a la Frecuencia Intermedia, esto es 455 KHz, con un ancho de banda de unos 9 KHz, ya que ese ancho de banda es pequeño y fácil de demodular y amplificar todas sus frecuencias por igual.
- Cuando captamos sonidos para transmitirlos en AM, solo nos interesa frecuencias comprendidas entre 300 Hz y 4,5 KHz (mayores de esa frecuencia son señales agudas que no se retransmiten, AM está destinada principalmente a emitir voz). Esta gama de frecuencia cuando modula a una portadora crea dos bandas laterales de 4,5 KHz cada una, en total 9 KHz.
Detectores de AM
Una vez que tenemos la señal en FI debemos obtener la señal moduladora, para ello se utilizan detectores. El más simple sería un diodo y un grupo RC
La señal roja sería la moduladora o envolvente.
La constante de tiempo debe cumplir
fmax_moduladora = 1 / 2 * PI * R * C * m
m es el índice de modulación.
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Frecuencia Modulada
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http://www.profesores.frc.utn.edu.ar/electronica/ElectronicaAplicadaIII/Aplicada/Cap06FM1-2.pdf
En todos los casos la señal en banda base modula
en frecuencia a la portadora, con ∆f = 75 kHz.
• Mono: BW 2 (75 + 15) = 180 kHz
• Estéreo: BW 2 (75 + 53) = 256 kHz
• Estéreo con RDS: BW 2 (75 + 57) = 264 kHz
• Máximo: BW 2 (75 + 76) = 302 kHz
• Generalmente el ancho de banda puede ser algo
inferior al teórico. Aún así, la interferencia de los
canales adyacentes es relevante.
• Canales en la banda 87,5 a 108 MHz, cada 100 kHz.
Separación mínima de 3 canales en la misma zona
geográfica.
BANDA DE FM: 87,7 - 108 kHz
– n: número de canal 1 n 67
– “Raster” 0,1 MHZ
– Frecuencias portadoras
fp = 87,7 + 0,3·(n -1) MHz
Forma de expresar la frecuencia portadora (carry)
vc(t) = Vc sen(2fm t) = 10 sen(2500000t) donde 10 V es el valor máximo y 500000 Hz es la frecuencia.
Forma de expresar la frecuencia moduladora
vm(t) = Vm sen (2fc t) = 5 sen (21000t) donde 5 V es el valor máximo y 1000 Hz es la frecuencia.
Sensibilidad de desviación, es la cantidad de frecuencia moduladora que cambia según la amplitud de la señal moduladora
K = 4 KHz/V significa que por cada voltio de amplitud de la moduladora, la portadora cambia 4 KHz
Índice de modulación
m = K * Vm
Otra forma de expresar el índica de modulación
m = ? fp / fm
Problema/Solución
1.- Determine la desviación de frecuencia pico (f) y el índice de modulación (m) para un modulador de FM con una sensitividad de desviación K1 = 5 kHz/V y una señal modulante vm(t) = 2 cos(22000t)
K = 5 kHz/V
Vm = 2 V
m = 5 * 2 = 10
Porcentaje de modulación.
El porcentaje de modulación simplemente es la relación de la desviación de frecuencia realmente producida a la
máxima desviación de frecuencia permitida por la ley establecida en forma porcentual.
Problema/Solución
2.- Realiza el siguiente ejercicio. Los resultados están en...
Teoría sobre FM
Una señal FM tiene una desviación de frecuencia de 3 kHz y una frecuencia moduladora de 1 kHz. Su potencia
total PT es 5 W, desarrollada a través de una carga resistiva de 50 ohms. La frecuencia portadora es de 160 MHz.
(a) Calcule el voltaje de señal RMS VT.
(b) Calcule el voltaje RMS a la frecuencia de la portadora y cada uno de los tres primeros pares de bandas laterales.
(c) Para los primeros tres pares de bandas laterales, calcule la frecuencia de cada banda lateral.
(d) Calcule la potencia a la frecuencia de la portadora y a cada una de las frecuencias de bandas laterales determinadas en el
inciso (c).
(e) Determine qué porcentaje de la potencia de señal total representan los componentes descritos antes.
(f) Trace la señal en el dominio de la frecuencia, como se vería en el analizador de espectro. La escala vertical debe ser la
potencia en dBm y la escala horizontal la frecuencia.
Determinación del número de bandas laterales significativas,
Demodulador de FM
FM_VOLTAGE
Oscilador Controlado por Tensión (Voltage Control Oscillator - VCO)
Es un oscilador en donde su frecuencia depende de una tensión suministrada en un terminal del circuito.
En el ejemplo del dibujo al aumentar la tensión en la entrada aumenta la frecuencia del oscilador.
Se le ha aplicado una señal triangular alterna de 5 Vp, y se le ha sumado una tensión de -5 Vcc.
Este VCO actúa como modulador de frecuencia. según la señal aportada en su entrada así emite una frecuencia.
Simulador de FM
El generador de señal se encuentra en Sources / Signal_Voltage_Sources / FM_Voltage
Se observa los distintos armónicos que se generan con este tipo de modulación.
Detector de fase
Un detector de fase es un circuito al cual le entran dos señales. En su salida tenemos un nivel proporcional a la diferencia de fase de esas dos señales.
En el dibujo observamos una señal senoidad con fase 0º y otra con fase 50º. En el osciloscopio de la derecha observamos un nivel en la línea roja que indica la diferencia entre las dos fases.
Cambia la fase del segundo oscilador a otros grados y observa como cambia el nivel de salida.
Si las señales tienen la misma fase, el nivel de diferencia de fase es cero. Con este circuito podemos detectar si dos señales están o no en fase y cual es su diferencia.
En la salida del XOR aparecen una serie de pulsos de anchura y separación dependiente de la diferencia de fase.
Esos pulsos los convertimos a señal contínua mediante el filtro pasa bajo RC.
PLL
- Como sintonizador de frecuencias (multiplicador).
- Como modulador de FM. En la característica V-F del PLL. Si le aplicamos
una tensión V1, nos dará una frecuencia f1. Pero si ahora le añadimos una
moduladora, las distintas amplitudes de ésta nos darán unas variaciones de la
frecuencia de la portadora.
- Como sintonizador de receptores para no perder la frecuencia sintonizada.
- En la modulación FSK (Práctica 1) a un nivel lógico cero nos dará una
frecuencia. Ejemplo. Introduce en la pata 9, mediante un generador, un nivel de
continua (offset) y superpuesta una señal cuadrada.
- Decodificadores de tonos. A cada tono tendremos un nivel de tensión en el
filtro. Utilizando un comparador podremos activar distintos números de un
teléfono, por ejemplo
Para llevar a cabo la demodulación de la señal DSB, el receptor debe tener un conocimiento exacto de la frecuencia y la fase de la portadora y esto no suele ocurrir. Sin embargo estos parámetros pueden ser estimados de forma muy precisa en el receptor por dispositivos llamados PLL’s. (lazos de enganche de fase, Phase Locked Loops), de forma que es posible realizar detección coherente casi óptima. El Lazo de Costas es un tipo particular de PLL que estudiaremos más adelante.
1.4.1 DESCRIPCIÓN GENERAL DEL FUNCIONAMIENTO DE UN PLL
Un PLL tiene 3 componentes básicos: un detector de fase, un filtro paso bajo y un VCO.
El VCO es un oscilador (Voltaje Controlled Oscilator) que produce una señal periódica cuya frecuencia puede variar alrededor de una cierta frecuencia f0, proporcionalmente a la tensión aplicada externamente v2(t). La frecuencia f0 es la frecuencia de libre oscilación del VCO, a la que oscila cuando v2(t) =0. Cuando el lazo está enganchado a una señal periódica de entrada, el VCO oscila exactamente a la recuencia de dicha señal de entrada.
Cuando el PLL está enganchado (es decir, en funcionamiento estable), el detector de fase genera una señal v1(t) de muy baja frecuencia, con una frecuencia que es función de la diferencia de fases entre las señales de entrada al sistema vin(t) y de salida del VCO v0(t). Un detector de fases común está formado por un multiplicador. Esta señal atraviesa el filtro F(f) y se aplica a la entrada del VCO. Si la frecuencia de la señal de entrada empieza a aumentar ligeramente, la diferencia de fases entre la señal del VCO y la de entrada comenzará a crecer. Se producirá un cambio en la frecuencia de control del VCO de tal forma que se lleve al VCO a oscilar hacia la misma frecuencia de la señal de entrada. Por tanto, el lazo se mantiene enganchado a la frecuencia de entrada. La tensión de control del VCO será proporcional a la frecuencia de la señal de entrada, por lo que esta configuración es útil en la demodulación de señales FM. El rango de frecuencias para el cual el lazo es capaz de mantenerse enganchado (es decir, es capaz de seguir la frecuencia de la señal de entrada) se conoce como Margen de enganche. En apartados siguientes estudiaremos con más detalle el funcionamiento del PLL en condiciones de enganche.
En el proceso de captura, el lazo pasa de una situación de no enganche, en la que el VCO se encuentra oscilando a la frecuencia de libre oscilación f0, a engancharse a la frecuencia de la entrada. Cuando se aplica a la entrada del PLL una señal oscilando a una frecuencia próxima a la frecuencia f0 el enganche puede producirse, o no, dependiendo de ciertas condiciones. El proceso de captura es de naturaleza no lineal, y se explicará de forma cualitativa.
Supongamos que el lazo está abierto entre el filtro y el VCO, y que se aplica a la entrada una señal periódica de frecuencia próxima (pero no igual) a f0. La salida del detector de fase será una senoide de frecuencia la diferencia de ambas frecuencias, y la misma señal tendremos a la salida del filtro paso bajo (v2(t)), con la correspondiente ganancia. Si cerramos bruscamente el lazo, y aplicamos v2(t) a la entrada del VCO, la frecuencia de v0(t) variará sinusoidalmente, alrededor de f0 con v0(t) encontrándose alternativamente más próxima y más alejada de la frecuencia de entrada. La salida del detector de fase, será una ‘cuasi-sinusoide’ cuya frecuencia es la diferencia entre la del VCO y la de entrada. Cuando la frecuencia del VCO se aleja de la de entrada, la frecuencia de la sinusoide aumenta. Cuando la frecuencia del VCO se acerca a la de entrada, disminuye. La forma presente a la salida del detector de fase se muestra en la figura siguiente.
Como puede observarse, se produce una asimetría durante este proceso de captura, que introduce una componente continua que desplazará la frecuencia media de salida del VCO hacia la frecuencia de entrada, haciendo disminuir gradualmente la diferencia entre ambas. Una vez que el sistema se engancha, la diferencia de frecuencias se hace cero, y únicamente tendremos una señal continua a la salida del filtro (debida a la diferencia de fases entre las señales de entrada al PLL y de salida del VCO).
El rango de captura del lazo es el rango de frecuencias de entrada alrededor de la frecuencia central para el cual el lazo se enganchará partiendo de una situación de no enganche. El tiempo de captura es el tiempo requerido para realizar la captura. Ambos parámetros dependen de la ganancia del lazo y del ancho de banda del filtro.
El objetivo del filtro es eliminar componentes interferentes resultantes del proceso de detección de fase. También proporciona memoria al lazo cuando se pierde momentáneamente el enganche debido a un transitorio interferente. La reducción del ancho de banda del filtro mejora por tanto el rechazo a las señales fuera de banda, pero al mismo tiempo decrementa el rango de captura y aumenta el tiempo de captura.
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