Laboratorio de simulación de
Circuitos Resonantes.
Circuitos resonantes con carga y sin carga.
En la presente sección vamos a validar el funcionamiento de un circuito resonante con
carga y sin carga (circuito ideal).
Primeramente, vamos a diseñar un circuito resonante (modelo real) como se muestra en
la Fig 1, como hemos visto en las clases haciendo. Tome en cuenta para ello un que:
𝑅𝑠 = 𝑅𝐿 = 50Ω
𝑄𝐶𝑅 = 20
𝑄𝐿 = 60
Fig 1
Cada grupo tendrá una frecuencia de resonancia específica. En la tabla 1.
Seguido a esto, arme un circuito resonante IDEAL como el que se muestra en la Fig 2.
Fig 2
En este circuito se desprecian la resistencia de carga RL y la resistencia de pérdidas del
inductor Rp. Utilice al menos 4 decimales para los valores de los inductores y capacitores
calculados en el primer circuito resonante.
Obtenga la respuesta de ambos circuitos resonantes, asegúrese que ambas respuestas
tengan la misma frecuencia de resonancia, caso contrario ajuste (TUNE) el valor de los
inductores o capacitores.
Una vez que ambos circuitos resonantes tengan la misma respuesta (frecuencia de
resonancia).
1. Determine lo siguiente y responda:
El factor Q en ambos circuitos resonante.
¿Coinciden con el valor Qcr que se utilizó el diseño?
¿Calcule el error de medición del factor Q del circuito resonante?
2. Realice las siguientes gráficas.
Obtenga una gráfica entre el factor Q del circuito resonante (Qcr) en función de la
resistencia de carga (RL). Para esto haga uso de los valores de RL como se muestra en el
vector RL= [50 100 200 500 1k 10k 50k 100k 500k 1M]Ω.
Obtenga una gráfica entre la ganancia en dB (pico más alto de la respuesta del circuito
resonante) del circuito resonante (Qcr) en función de la resistencia de pérdida del inductor
Rp. Para esto haga uso de los valores que se muestran en el vector Rp = [1 10 20 50 100
1k 10k 100k 500k 1M] Ω.
¿El factor Qcr es proporcional a la resistencia de carga, es decir, si seguimos aumentando
la resistencia de carga el factor Q seguirá aumentando? Explique su respuesta.
¿Explique cómo afecta la resistencia de pérdida del inductor Rp en la ganancia del circuito
resonante?
Laboratorio de simulación de
Acopladores de carga.
Comparación de acopladores de impedancia.
En donde, ambos acopladores son capaces de bloquear el componente DC desde la fuente
hasta la carga. Obtenga las respuestas de los parámetros de Reflexión S11 y S21 de ambos
circuitos para acoplar una resistencia de fuente Rs=75Ω y una resistencia de carga
Rl=1500Ω. Cada grupo tendra una frecuencia de acoplo específica la cual se muestra en
la Tabla 1
ACOPLADOR L QUE NO PERMITE EL PASO DC
SIMULACIÓN
ACOPLADOR PI QUE NO PERMITE EL PASO DC
SIMULACIÓN
3. Determine lo siguiente y responda:
¿Qué circuito tiene un parámetro de reflexión menor?
El Acoplador L tiene un parámetro de reflexión de -61.15dB
¿Qué circuito tiene un parámetro de transmisión mayor?
El acoplador L tiene un parámetro de transmisión de -3.334e-06dB
4. Realice las siguientes gráficas.
Obtenga una gráfica del parámetro S11 en función de la resistencia de carga RL para los
dos acopladores. Para lo cual deberá realizar un barrido de la resistencia de carga como
se muestra en el vector RL= [10 50 75 150 250 500 1k 2k 5k 10k 15k]Ω.
Acoplador L No DC
RL
10
50
75
150
250
500
1K
2K
5k
10k
15k
S11
-0.1158
-0.5791
0.869
-1.742
-2.922
-6.018
13.97
16.91
5.379
-2.626
-1.744
150
250
500
1K
2K
5k
10k
15k
-1.745
-2.925
-6.026
-13.99
-16.86
-5.37
-2.623
-1.741
Acoplador Pi No DC
RL
S11
10
-0.1159
50
-0.5798
75
0.8701
Obtenga una gráfica del parámetro S21 en función de la resistencia de carga RL para los
dos acopladores. Para lo cual deberá realizar un barrido de la resistencia de carga como
se muestra en el vector RL= [10 50 75 150 250 500 1k 2k 5k 10k 15k]Ω.
Acoplador L NO PASO DC
RL
10
50
75
150
250
500
1K
2K
5k
10k
15k
S21
-15.89
-9.127
7.415
4.809
3.101
-1.25
0.1776
0.08935
1.486
3.431
4.806
Acoplador Pi NO PASO DC
RL
S21
10
-15.79
50
-9.032
75
150
-4.804
250
-3.097
500
-1.247
1K
-0.1767
2K
-0.09044
5k
10k
15k
-1.49
-3.436
-4.811
-7.41
CITAS
CIRCUITOS RESONANTES
Clavero Yebra, R., & Cassinelli, N. Análisis y comparación de topologías de circuitos resonantes
de potencia para calentamiento inductivo de nanopartículas magnéticas.
@article{claveroanalisis,
title={An{\'a}lisis y comparaci{\'o}n de topolog{\'\i}as de circuitos
resonantes de potencia para calentamiento inductivo de
nanopart{\'\i}culas magn{\'e}ticas},
author={Clavero Yebra, Rub{\'e}n and Cassinelli, Nicol{\'a}s}
}
Cred, S. T. S. C. Unidad de aprendizaje Diseño de circuitos de radiofrecuencia Sem Tipo
Seriación Carga Cred.
@article{credunidad,
title={Unidad de aprendizaje Dise{\~n}o de circuitos de
radiofrecuencia Sem Tipo Seriaci{\'o}n Carga Cred},
author={Cred, Sem Tipo Seriaci{\'o}n Carga}
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Márquez, A. K. A. (2015). Oscilador resonante de onda rotatoria en tecnología CMOS
(Doctoral dissertation, Instituto Nacional de Astrofísica Óptica y Electrónica).
@phdthesis{marquez2015oscilador,
title={Oscilador resonante de onda rotatoria en tecnolog{\'\i}a CMOS},
author={M{\'a}rquez, Ana Karen Armenta},
year={2015},
school={Instituto Nacional de Astrof{\'\i}sica {\'O}ptica y
Electr{\'o}nica}
}
ACOPLADORES
INFORMACIÓN GENERAL:
José, S. G., & Javier, P. R. Consideraciones de diseño de acopladores de antena tipo T para
estaciones de radiodifusión AM.
@article{joseconsideraciones,
title={Consideraciones de dise{\~n}o de acopladores de antena tipo T
para estaciones de radiodifusi{\'o}n AM},
author={Jos{\'e}, Sol{\'\i}s G and Javier, P{\'e}rez R}
}
ACOPLADOR EN L :
Salazar Sarabia, V. X., & Muñoz Alejandro, S. A. (2018). Estudio y diseño de circuitos
híbridos (acopladores direccionales con elementos pasivos LC) en rango de frecuencias
menores a 100MHz (Bachelor's thesis, Quito).
@mastersthesis{salazar2018estudio,
title={Estudio y dise{\~n}o de circuitos h{\'\i}bridos (acopladores
direccionales con elementos pasivos LC) en rango de frecuencias menores
a 100MHz},
author={Salazar Sarabia, Victor Xavier and Mu{\~n}oz Alejandro,
Sa{\'u}l Andr{\'e}s and others},
type={{B.S.} thesis},
year={2018},
school={Quito}
}
ACOPLADOR LY Pi:
Navarro Castillo, J. P. (2016). Diseño y optimización de estructuras de adaptación basadas
en acoplamientos para sistemas inalámbricos.
@article{navarro2016diseno,
title={Dise{\~n}o y optimizaci{\'o}n de estructuras de adaptaci{\'o}n
basadas en acoplamientos para sistemas inal{\'a}mbricos},
author={Navarro Castillo, Juan Pablo and others},
year={2016}
}
RED ACOPLO L:
Ricardo, A., & Guerrero Anderson, D. Diseño de una Red de Adaptación de Impedancia.
@article{ricardodiseno,
title={Dise{\~n}o de una Red de Adaptaci{\'o}n de Impedancia},
author={Ricardo, Aguilar and Guerrero Anderson, D}
}
