emisora portatil fm estereo jose eliseo giraldo zuluaga universidad
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emisora portatil fm estereo jose eliseo giraldo zuluaga universidad
EMISORA PORTATIL FM ESTEREO JOSE ELISEO GIRALDO ZULUAGA UNIVERSIDAD DEL VALLE FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA DE INGENIERIA ELECTRICA Y ELECTRÓNICA PROGRAMA DE INGENIERIA ELECTRÓNICA CALI 2001 EMISORA PORTÁTIL FM ESTEREO JOSE ELISEO GIRALDO ZULUAGA Trabajo de grado para optar el título de Ingeniero electrónico Director ING. FABIO GUERRERO UNIVERSIDAD DEL VALLE FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA DE INGENIERIA ELECTRICA Y ELECTRONICA PROGRAMA DE INGENIERIA ELECTRONICA CALI 2001 UNIVERSIDAD DEL VALLE FACULTAD DE INGENIERIA PROGRAMA DE PREGRADO EN NGENIERIA ELECTRÓNICA AUTOR: JOSE ELISEO GIRALDO ZULUAGA TITULO: EMISORA PORTÁTIL DE FM ESTEREO FACULTAD: INGENIERIA – EIEE PROGRAMA: INGENIERIA ELECTRÓNICA (3744) DIRECTOR: ING. FABIO GUERRERO GRUPO DE INVESTIGACIÓN: AREA DE COMUNICACIONES LINEA DE INVESTIGACIÓN: RADIODIFUSION, RF, FM DESCRIPTORES: PLL, EXCITADORES, MODULACON, GENERADOR DE ESTEREO, FM, RF, AUDIO COMPUESTO, ANTENAS, VCO OSCILADORES, MICROCONTROLADOR. RESUMEN Con la realización de este proyecto, se obtuvo una emisora portátil de FM estéreo de baja potencia, portadora programable en la banda comercial de FM, dotada de un microcontrolador y una interfase gráfica, para monitorear y controlar desde una computadora, algunas variables como voltaje, corriente, potencia, frecuencia y encendido. El equipo consta de dos módulos principales: El procesador de estéreo y el procesador de RF. El módulo procesador de estéreo maneja todas las señales de baja frecuencia, como los canales izquierdo (L) y derecho (D) que llegan de estudios, y entrega en su salida una señal compuesta, o banda base con los canales I+D, I-D y una portadora piloto de 19 Khz multiplexados en frecuencia. Los canales de audio pasan por filtros, compresores, redes de preénfasis y recortadores, que limitan sus valores de amplitud y frecuencia, garantizando en el transmisor una señal limpia, de alta calidad y una desviación máxima de frecuencia de ±75Khz, como lo determina la FCC (Comisión Federal de Comunicaciones). I El modulo procesador de RF esta conformado básicamente por un oscilador controlado por voltaje (VCO) que genera la señal de FM, un circuito sintetizador y PLL que controla la frecuencia portadora, varias etapas buffer de salida que aísla, filtra y amplifica la señal de FM antes de entregarla a la antena. y un microcontrolador que gobierna la frecuencia de operación e interconecta el sistema con una computadora. La interfase fue implementada en LAB VIEW, que es un software de instrumentación virtual de la National Instruments, por medio del cuál se obtuvo un entorno gráfico amigable, elegante y funcional. Las pruebas en laboratorio mostraron una señal limpia de armónicos y espurias, A pesar de ser un prototipo portátil y de baja potencia (un vatio), cumple con los mínimos estándares técnicos de un equipo profesional. Para lograr potencias mayores, solamente se requiere adicionar etapas amplificadoras de RF. Todo lo anterior, sumado al bajo costo de la inversión, hace de este prototipo, una pequeña estación de FM estéreo apta para ser instalada en barrios, comunas y colegios. II NOTA DE ACEPTACIÓN ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- __________________________ Fabio Guerrero Director tesis __________________________ Carlos Rafael pinedo Jurado ___________________________ Leandro Villa Jurado III DEDICATORIA A mis padres, faros inigualables que orientaron mi buen camino, ejemplos que me enseñaron el valor del esfuerzo y el sacrificio. A mi familia que nunca desfalleció en brindarme su integral apoyo. JOSE ELISEO IV AGRADECIMIENTOS Porque el fruto es el resultado del esfuerzo mutuo de muchas energías, expreso mis más sinceros agradecimientos a las siguientes personas: Al ingeniero Fabio Guerrero. Director de tesis y Director de la cátedra de Comunicaciones, por su decidida ayuda. Apoyo permanente y paciencia. A los ingenieros Rodrigo Martinez y Asfur Barandica, Profesores de la Universidad del Valle por su valiosa colaboración. Al ingeniero Jorge Gallego, amigo incondicional y compañero de batalla. A todos mis amigos: Victor Vélez, Donald Salazar, Juan José Grisales, Helmer Solarte, Gabriel Vallejo, Susana Penilla, y muchísimos otros que no alcanzo a mencionar, pero que siempre estuvieron conmigo, me dieron ánimo y apoyo para sacar adelante este proyecto. V CONTENIDO Pag 1. INTRODUCCIÓN 13 2. PRINCIPIOS Y CRITERIOS DE RADIO FM 16 2.1 LA SEÑAL DE RADIO 16 2.1.1 Modulación angular 19 2.1.2 Frecuencia modulada FM 20 2.1.3. Ancho de banda 25 2.1.4 FM estéreo 26 2.2. 28 CRITERIOS DE DISEÑO DE UNA ESTACION DE FM 2.2.1. Elección de la frecuencia 28 2.2.2. Estudios de producción 29 2.2.3. Procesamiento de audio 31 2.2.4. El transmisor 31 2.2.5. La antena 32 3. CONSTRUCCIÓN DEL MODULO GENERADOR DE ESTEREO 36 3.1. TARJETAS PROCESADORAS DE AUDIO 37 3.1.1. Red de preénfasis 38 3.1.2. Filtro pasabajos 40 VI 3.1.3. Circuitos compresores y limitadores 42 3.2. 44 TARJETA PROCESADORA DE ESTEREO 3.2.1. Red sumadora y restadora 44 3.2.2. Modulador balanceado 45 3.2.3. Oscilador local y divisor de frecuencia 47 3.2.4. Red sumadora final 47 3.3. FUENTE DE ALIMENTACIÓN 48 3.4. PRUEBAS Y PUESTA EN FUNCIONAMIENTO 49 4. CONSTRUCCIÓN DEL MODULO TRANSMISOR 53 4.1. ELECCIÓN DEL VCO 55 4.1.1. Diodo varicap 57 4.2. 59 PLL Y SINTONIZADOR DE FRECUENCIA 4.2.1. Preescalador y red divisora programable 59 4.2.2. Oscilador de referencia 62 4.2.3. Comparador de fase 63 4.3. 64 ETAPAS AMPLIFICADORAS DE RF 4.3.1. Amplificadores clase A 64 4.3.2. Amplificadores clase C 65 4.4. RED MATCH Y FILTRO DE SALIDA 67 4.5. LA ANTENA Y LINEA DE TRANSMISIÓN 68 4.6. FUENTE DE ALIMENTACION 70 4.7 PRUEBAS Y PUESTA EN FUNCIONAMIENTO 71 4.7.1 Pruebas de sintonización 72 4.7.2. Pruebas de desviación de frecuencia 73 4.7.3. Pruebas de armónicos 74 VII 4.7.4. Pruebas de ancho de banda 76 4.7.5. Medición de potencia 76 4.7.6. Medición de potencia reflejada 77 5. INTERFASE GRAFICA CON PC 79 5.1. HARDWARE DE LA INTERFAZ 80 5.1.1. El microcontrolador PIC16F877 81 5.1.2 El entorno de desarrollo 82 5.1.3. El integrado MAX232 83 5.2. PROGRAMA SERVIDOR 83 5.3. PROGRAMA CLIENTE 87 5.3.1. LABVIEW 87 5.3.2. Estructura del programa 88 6. CONCLUSIONES 89 7. RECOMENDACIONES 92 8 REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS 95 9 BIBLIOGRAFIA 97 ANEXOS 99 VIII LISTA DE FIGURAS Pág. Figura 1 Señal modulante, AM y FM 17 Figura 2 Frecuencia variante con el tiempo 20 Figura 3 Gráfica de la función de Bessel. (Jm) 24 Figura 4 Espectro de frecuencia del cálculo de ancho de banda 26 Figura 5 Espectro de frecuencia de la señal banda base 27 Figura 6 Antena de media onda 33 Figura 7 Patrón de radiación bidireccional 33 Figura 8 Antena planotierra 34 Figura 9 Patrón omnidireccional en tres dimensiones. 34 Figura 10 Vista general del módulo generador de estéreo 36 Figura 11 Tarjetas procesadoras de audio y de estéreo 37 Figura 12 Diagrama de bloques tarjeta generadora de audio 37 Figura 13 Triángulo de ruido a) Sin preénfasis 38 Figura 14 Red de preénfasis 39 Figura 15 Curvas de atenuación preénfasis y deénfasis 39 Figura 16 Filtro pasabajos Sayen-Key 40 Figura 17 Diagrama de bode filtro pasa bajos 40 Figura 18 Gráfica de transferencia compresor 42 Figura 19 Diagrama de bloques procesador de estéreo 44 IX b) Con preénfasis Figura 20 a) Sumador b) Restador 45 Figura 21 a) Espectro. b) Modulador 46 Figura 22 a) Señal moduladora. b) Señal modulada. 46 Figura 23 Diagrama del circuito oscilador 47 Figura 24 Filtro LC y red de protección 48 Figura 25 Panel frontal del módulo generador de estéreo 50 Figura 26 Panel posterior del módulo generador de estéreo 50 Figura 27 Vista interior del módulo generador de estéreo 52 Figura 28 Vista general de emisora 53 Figura 29 Arquitectura del transmisor de FM 54 Figura 30 Oscilador controlado por voltaje (VCO) 56 Figura 31 Curva de la capacitancia del diodo varicap. 58 Figura 32 Preescalador y red divisora de frecuencia 60 Figura 33 Oscilador de precisión 62 Figura 34 a) Buffer 65 Figura 35 Amplificador clase C 66 Figura 36 a) Red match. b) Etapa de monitoreo 67 Figura 37 Antena planotierra de ¼ 69 Figura 38 Circuito de regulación 70 Figura 39 Fuente de alimentación 70 Figura 40 Modulo transmisor de FM 71 Figura 41 Panel posterior del transmisor de FM 72 Figura 42 Carga Fantasma 72 Figura 43 Espectro de FM 74 Figura 44 a) Señal con armónicos b) Amplificador clase A b) Señal filtrada X 75 Figura 45 Medidor de estacionarias 78 Figura 46 Diagrama de bloques de la tarjeta de control 80 Figura 47 Diagrama de pines PIC 16F877 81 Figura 48 Programa principal del PIC 84 Figura 49 Programa LabView 88 Figura 50 Construcción de las bobinas 93 Figura 51 Manipulación de componentes 93 XI LISTA DE ANEXOS Pag. ANEXO A Tabla de frecuencias 99 ANEXO B Especificaciones técnicas 103 ANEXO C Listado de partes 104 ANEXO D Presupuesto 110 ANEXO E Programa del microcontrolador 112 ANEXO F: Diagrama del circuito PLL 120 ANEXO G Diagrama electrónico del transmisor 121 ANEXO H Arte del circuito impreso del transmisor 122 ANEXO J Lado de componentes del circuito impreso 123 ANEXO K Diagrama tarjeta procesadora de estéreo 124 ANEXO L Diagrama tarjeta procesadora de audio 125 ANEXO M Diagrama tarjeta de control 126 ANEXO N Panel frontal y diagrama de bloques de la interfaz 127 ANEXO P Data sheet Transistor 2N4427 128 ANEXO Q Data shet 74ALS74 130 ANEXO R Data sheet CD4016 132 ANEXO S Data sheet CD4060 134 XII Emisora portátil FM estéreo – Universidad del Valle 13 1. INTRODUCCIÓN Dentro de las nuevas políticas de descentralización del gobierno, se está promoviendo la creación de estaciones de radio comunales de FM de baja potencia, para ser operadas por comunidades organizadas sin ánimo de lucro, como juntas de acción comunal, pequeños poblados, comunas y colegios. La potencia de operación de estas estaciones está por el orden de un vatio para los colegios y hasta seis vatios para algunas comunas y poblados. La potencia, la frecuencia y las demás condiciones de operación son fijadas por el Ministerio de Comunicaciones, organismo gubernamental que regula el uso del espectro electromagnético y que vigila el cumplimiento de las normas y estándares de comunicaciones. Colombia se rige por las normas americanas de radiodifusión fijadas por la FCC (Comisión Federal de Comunicaciones). Buscando satisfacer la demanda de un nuevo mercado surgido a raíz de estas nuevas políticas, nació la idea de trabajar en el desarrollo de un prototipo de bajo costo, portátil y de alto desempeño que esté al alcance de estas comunidades, que por lo general disponen de pocos recursos y no están en condiciones de adquirir equipos sofisticados y costosos. Emisora portátil FM estéreo – Universidad del Valle 14 Se ha construido una pequeña emisora portátil de FM etéreo de baja potencia, que pretende satisfacer el mercado en este campo de las comunidades como pequeños poblados, comunas y colegios; ofreciendo un equipo con buena calidad de sonido y un nivel mínimo de interferencia, que está a la par de estaciones profesionales de radio. Se espera que este equipo sea de utilidad para medianas y grandes radiodifusoras quienes lo podrán utilizar como sistema de respaldo y de enlace en algunos casos de emergencia. Lo novedoso de este diseño es la integración de hardware y software obteniéndose un prototipo que se puede interconectar a una computadora personal, a través de un puerto serial, con una interfase gráfica muy amigable y funcional, que permite mostrar, el comportamiento de algunas variables y programar su frecuencia de operación. Con este proyecto se coloca la primera piedra para posibilitar el desarrollo de una red de radiodifusoras interconectadas, donde en un futuro se podrá ejercer labores de control monitoreo y supervisión, dentro de una red de gestión de telecomunicaciones (TDM). Por otra parte se pretende romper el paradigma entre los estudiantes de ingeniería electrónica y afines quienes experimentan cierto temor por emprender proyectos en el campo de radiofrecuencias, por considerar que estos son muy complicados, Emisora portátil FM estéreo – Universidad del Valle 15 costosos y que rara vez funcionan. Con este proyecto se ha mostrado que en la Universidad del Valle si existen los recursos técnicos y humanos que hacen posible que éste y muchísimos proyectos mas aplicados en el campo de RF sean una realidad. Emisora portátil FM estéreo – Universidad del Valle 16 2. PRINCIPIOS Y CRITERIOS DE RADIO FM 2.1. LA SEÑAL DE RADIO Una señal de radio es una onda electromagnética que viaja por el aire recorriendo grandes distancias y llevando una información impresa sobre ella; al igual que todas las señales, éstas tienen amplitud y frecuencia: La amplitud determina hasta qué punto la señal está oscilando, o sea, el nivel o la fuerza, se puede medir en Voltios (V) o Vatios (W). La frecuencia indica que tan rápido la señal está oscilando de un extremo al otro, invirtiendo permanentemente su polaridad, este cambio es medido en ciclos por segundo, su unidad es conocida como hertz. Las señales de radio tambien son conocidas como señales de RF (Radio frecuencia). Una señal de RF sin información se le llama Portadora, viaja por el aire como un vehículo vacío; una señal de radio con informacion se le llama RF modulada y equivale a un vehículo cargado que transporta alguna información que puede ser datos, voz, música, video, etc. Las maneras mas usuales de imprimir información en una portadora de RF son Modulación de Amplitud (AM) y Modulación de Frecuencia (FM): En AM la amplitud de la portadora está determinada en cada momento por la amplitud de la señal de audio o información Emisora portátil FM estéreo – Universidad del Valle 17 permaneciendo constante la frecuencia de la portadora. En FM la frecuencia de la portadora está determinada en cada momento por la amplitud de la señal moduladora, y la amplitud de la portadora permanece constante. La figura 1 muestra la señal de información, portadora, AM y FM. Figura 1: Señal modulante, FM, AM Existe una extensa clasificación de señales de radio de acuerdo al rango de frecuencias. Por ejemplo, las frecuencias entre 30 MHz y 300 MHz forman la banda de VHF, dentro de la cual está la banda de FM de radiodifusión comercial en el rango de 88.0 MHz. a 108.0 MHz. Cada frecuencia tiene una longitud de onda λ relacionada por la siguiente expresión: λ= Donde: c f (2.1) λ = Longitud de onda en metros c = Velocidad de la luz = 3x 10 8 m/s. Emisora portátil FM estéreo – Universidad del Valle 18 f = Frecuencia de la onda en Hz. Una onda de radio de FM con una frecuencia 100 MHz, tiene una longitud de tres metros, λ = 3 metros. La longitud de onda es utilizada en el cálculo de las antenas y en las líneas de transmisión. En cuanto a la modulación de FM, existen dos categorías: FM de banda ancha y FM de banda angosta (NBFM). La diferencia entre éstas, se da en la máxima desviación de frecuencia aceptable de la portadora cuando el transmisor se modula totalmente. Los radios de banda móvil usan NBFM con una desviación que puede alcanzar los 8 Khz. La FM de banda ancha se utiliza para la radiodifusión comercial; su desviación máxima normal es de ±75 Khz. La forma de controlar esta desviación, es restringiendo el nivel de la señal moduladora o banda base en el transmisor (TX), Si se utiliza una desviación muy alta, el espectro de frecuencia se extiende produciendo interferencia y sobrepasando el límite de banda permitido y si por el contrario se limita demasiado la desviación, en el receptor se percibe una señal pobre, con bajo volumen y muy limitada en frecuencia, afectando su fidelidad. Emisora portátil FM estéreo – Universidad del Valle 19 2.1.1 Modulación angular Una onda de radio se puede expresar por medio de una función senosoidal como la mostrada en la ecuación 2.2. φ (t ) = a(t ) cos[wc t + γ (t )] Donde (2.2) φ (t ) = Función de onda de radio a (t ) = Amplitud de la portadora wc = Frecuencia en radianes de la portadora γ (t ) = Angulo o desviación instantánea de fase Toda señal análoga de este tipo, tiene tres propiedades que puede variar: la amplitud ( a (t ) ), la frecuencia ( wc ) y la fase ( γ (t ) ). A la primera forma de variar se le denomina modulación de amplitud AM y a las dos ultimas, modulación Angular PM o simplemente modulación de FM.[2] La modulación de frecuencia FM y la modulación de fase PM, son ambas formas de modulación angular y se diferencian en cual de las dos características (frecuencia o ángulo) varíe directamente con la señal modulante. Emisora portátil FM estéreo – Universidad del Valle 20 2.1.2 Frecuencia modulada FM En la modulación de FM directa la frecuencia de la portadora varia proporcionalmente con la amplitud de la señal modulante, ver Figura 2. También existe el FM indirecto, el cual es obtenido a partir de un modulador de fase PM mediante el uso de un integrador para la señal modulante. Solo se hará énfasis en el modulador de FM directa.[1] Figura 2: Frecuencia variante con el tiempo Los cambios de frecuencia en la portadora se llaman desviación de frecuencia, si estos cambios son continuos, la onda resultante ya no es una frecuencia sencilla. Se mostrará que la forma de onda resultante, abarca la frecuencia de la portadora original (frecuencia de reposo) y un número infinito de pares de frecuencias laterales desplazada a ambos lados de la portadora, por un número entero de la frecuencia de la señal modulante. Emisora portátil FM estéreo – Universidad del Valle 21 La desviación instantánea de frecuencia, es el cambio instantáneo de fase de la portadora y se define como la primera derivada con respecto al tiempo de la desviación de fase instantánea, por lo tanto, la desviación de fase instantáneo es la primera integral de la frecuencia instantánea φ (t ) . Ver ecuación 2.3 φ (t ) = ∫ γ , (t )dt (2.3) Para una señal modulante de la forma mostrada en la ecuación 2.4 v m (t ) = Vm cos[wm t ] (2.4) Se tiene: [ ] φ (t ) = Vc cos wc t + ∫ KVm cos(wm t ) Donde (2.5) v m = Señal modulante wc = Frecuencia angular de la señal modulante en radianes wm = Frecuencia angular de la portadora en radianes Vm = Amplitud máxima de la señal modulante Vc = Amplitud máxima de la portadora K = Constante de amplificación del modulador Emisora portátil FM estéreo – Universidad del Valle 22 Al resolver la integral se tiene la expresión de la ecuación 2.6 ⎡ φ (t ) = Vc cos ⎢ wc t + ⎣ ⎤ KVm sen(wm t )⎥ wm ⎦ (2.6) En forma general se puede escribir la expresión que se muestra en la ecuación 2.7 φ (t ) = Vm cos[wc t + m cos(wm t )] (2.7) La ecuación 2.7, m representa la máxima desviación de fase, en radianes, llamado índice de modulación. Para una portadora modulada en frecuencia, el índice de modulación es directamente proporcional a la amplitud de la señal modulante e inversamente proporcional a su frecuencia como se muestra matemáticamente en la ecuación 2.8 y 2.9. m= KVm wm El término ∆f = KVm 2π (2.8) m= KVm 2πf m (2.9) KVm de la ecuación 2.9, es conocido como desviación de frecuencia ∆f 2π (2.10) Debido a que una señal modulante de frecuencia sencilla produce un número infinito de pares de frecuencias laterales, el ancho de banda es infinito, sin embargo, la mayoría de las frecuencias laterales son insignificantes en amplitud y Emisora portátil FM estéreo – Universidad del Valle 23 pueden ignorarse, permitiendo que en la practica se tenga un ancho de banda finito. En la ecuación 2.7, los componentes de frecuencias individuales que forman la onda modulada no son obvios. Sin embargo, las identidades de la función de Bassel están disponibles y se puede aplicar directamente a una función de este tipo, como se muestra en la ecuación 2.11. cos (α + m cos β ) = π⎞ ⎛ ∑α J (m ) cos⎜⎝α + nβ + n 2 ⎟⎠ α n=− n (2.11) Aplicado a una señal de FM, se tiene: φ (t ) = Vc α ⎡ ∑α J (m)cos⎢⎣w t + nw n=− n c m t+ π⎤ 2 ⎥⎦ (2.12) Al expandir la sumatoria resulta una serie infinita de términos con frecuencias laterales llamados armónicos, cada par desplazado de la frecuencia fundamental es un múltiplo de la frecuencia modulante, así se forman bandas laterales de primer orden, segundo orden, tercer orden, cuarto orden, etc. fc ± fm , fc ± 2 fm , fc ± 3 fm , fc ± 4 fm , etc.... (1.13) La magnitud de éstas frecuencias están determinados por los coeficientes J i . La tabla 1, muestra las funciones Bassel de primer clase para varios valores de índice de modulación. Note que a mayor índice de modulación, mayor es el número de bandas laterales, el ancho de banda es función del índice de modulación.[1] Emisora portátil FM estéreo – Universidad del Valle 24 Tabla 1: función Basell m J0 J1 J2 J3 J4 J5 J6 J7 J8 J9 J10 J11 J12 J13 J14 0.01 0.25 0.5 1.0 1.5 2.0 2.4 2.5 3 4.0 5.0 6.0 0.7 0.8 9.0 10.0 1.00 0.98 0.94 0.77 0.51 0.22 0 -0.05 -0.26 -0.40 -0.18 0.15 0.03 0.17 -0.09 -0.25 0.12 0.24 0.44 0.56 0.58 0.52 0.50 0.34 -0.07 -0.33 -0.28 0 0.23 0.25 0.05 0.03 0.11 0.23 0.35 0.43 0.45 0.49 0.36 0.05 -0.24 -0.03 -0.11 0.14 0.25 0.02 0.06 0.13 0.20 0.22 0.31 0.43 0.36 0.11 -0.17 -0.29 -0.18 0.06 0.01 0.03 0.06 0.07 0.13 0.28 0.39 0.36 0.16 -0.10 -0.27 -0.22 0.02 0.02 0.O4 0.13 0.29 0.36 0.35 0.19 -0.06 -0.23 0.01 0.01 0.05 0.13 0.25 0.34 0.34 0.20 -0.01 0.02 0.05 0.13 0.23 0.32 0.33 0.22 0.02 0.06 0.13 0.22 0.31 0.32 0.02 0.06 0.13 0.21 0-29 0.02 0.06 0.12 0.21 0.03 0.06 0.12 0.03 0.06 0.01 0.03 0.01 Las frecuencias laterales con amplitudes menores al 1% (0.01) no son importantes y por consiguiente no se tiene en cuenta. La Figura 3 muestra las curvas para las amplitudes relativas de la portadora y varios conjuntos de frecuencias laterales. Figura 3: Gráfica de la función de Bessel. (Jm) Emisora portátil FM estéreo – Universidad del Valle 25 2.1.3 Ancho de banda. Para el cálculo del ancho de banda mínimo requerido para pasar las bandas laterales significativas, que incluye aproximadamente el 98% de la potencia total de la onda, se hace uso de la regla de Carsón, la cual aproxima el ancho de banda de una onda de modulación angular, como el doble de la suma de la desviación de frecuencia pico y la máxima frecuencia modulante [2], tal como se muestra en la ecuación 2.14. B = 2[∆f + f m (max ) ] Donde: (2.14) ∆f = Máxima desviación de frecuencia f m (max ) = Frecuencia más alta de la señal modulante En la radiodifusión comercial de FM, la Federal Communications Comisión (FCC) de Estados Unidos, reglamentó el uso de frecuencias de portadoras espaciadas por intervalos de 200 Khz, en la banda de 88-108 Mhz, y fija la desviación de frecuencia pico en 75 Khz, este ancho permite la transmisión de material de audio de alta fidelidad. Supóngase que se toma una frecuencia portadora de fc =100 Mhz y una frecuencia moduladora f m =15 Khz (valor máximo típico para al frecuencia de audio en la transmisión de FM).[2]. Haciendo uso de la regla de Carson, se tiene: B = 2(∆f + f m ) = 2(75000 + 15000 ) = 180 Khz Emisora portátil FM estéreo – Universidad del Valle 26 En lo que se refiere a transmisión de audio típico, usualmente los programas no tienen tanto contenido en altas frecuencias. Para mantener restringido el ancho de banda, se reduce la amplitud máxima de la señal modulante antes de entrar al transmisor, a esta señal se le conoce como banda base o señal compuesta. Para un índice de modulación m=5, se tiene el espectro mostrado en la figura 4, El valor de los coeficiente es tomado de la tabla 1. Figura 4: Espectro de frecuencia del calculo de ancho de banda 2.1.4. FM estéreo. Para la transmisión en estéreo es necesario disponer de dos canales de audio: canal derecho (D) y canal izquierdo (I). El ancho de banda de cada canal de audio, es de 15 Khz, permitiendo abarcar la mayor parte de la banda audible. Estos se multiplexan (empaquetan) antes de ser enviados al transmisor. Para este fin, una red matricial genera dos señales: señal suma (I+D) y señal resta (I-D). La señal suma no sufrirá cambio de frecuencia, mientras que la señal resta (I-D) pasará por un proceso de desplazamiento de frecuencia, con un corrimiento de 38 Emisora portátil FM estéreo – Universidad del Valle 27 Khz, obteniéndose una submodulación de AM con portadora suprimida, con sus dos bandas laterales, tal como se ve en la figura 5. A este paquete se agrega una portadora piloto (tono) de 19 Khz, necesaria en el proceso de demodulación en el receptor. Como las señales anteriores ocupan un espectro de frecuencia diferente, estas pasan a una red sumadora sin que se mezclen, es decir, se pueden volver a separar, fenómeno este que ocurrirá en el receptor.[2] Figura 5: Espectro de frecuencia de la señal banda base El sistema Subsidiary Communications Authorization (SCA) permite a una estación comercial de FM añadir otro canal de radio además del monofónico y el estero.. Las transmisiones SCA no incluyen anuncios comerciales y se dedican a suscriptores que pagan una cuota, para música ambiental en fábricas, tiendas, consultorios médicos, oficinas, aeropuertos, centros comerciales, etc. El canal SCA usa FM de banda angosta, la frecuencia central de la subportadora suele ajustarse a 67 Khz, sin exceder en ningún momento los 75 Khz. Hoy en día el canal SCA tiene nuevos usos: Algunas estaciones modernas de FM utilizan este canal para enviar datos sobre la programación, títulos, horarios, eventos y estado Emisora portátil FM estéreo – Universidad del Valle 28 del tiempo entre otros, información esta, que se puede visualizar en algunos displays de los receptores modernos. En la transmisión estéreo sin SCA, el 10% de la desviación pico máxima se usa para la subportadora piloto de 19 Khz, dejando el 90% para dividir entre los canales estéreo (l-R) y ( L+R), que en todo momento permanecerán balanceados, cuando el uno tiene la amplitud máxima, el otro tiene amplitud mínima y viceversa. En el Capitulo 3 se ofrece una explicación mas detallada, sobre el proceso de multiplexación estéreo y generación de la señal banda base con sus respectivos circuitos. 2.2. CRITERIOS DE DISEÑO DE UNA ESTACION DE FM 2.2.1. Elección de la frecuencia La primera acción es encontrar un espacio libre en el espectro, de tal manera que no interfiera a otras estaciones, de esta tarea se ocupan los organismos reguladores de telecomunicaciones, en el caso de nuestro país el Ministerio de Comunicaciones, que es el ente administrador encargado de adjudicar los canales y de fijar los parámetros legales y técnicos como frecuencias, potencia de Emisora portátil FM estéreo – Universidad del Valle 29 transmisión, patrón de radiación, ubicación y altura de la antena, entre otros. Hacer uso del espectro electromagnético sin su debido permiso, es penalizable con multas, decomiso de equipos y hasta cárcel. Para la adjudicación de un canal para una estación de FM, se debe esperar a que el Ministerio de Comunicaciones haga una convocatoria pública y en su momento presentar una solicitud acompañada con un estudio técnico y financiero. Para el caso de las emisoras comunitarias, estas sólo se adjudican a comunidades organizadas sin ánimo de lucro, bajo ciertas restricciones de orden técnico y jurídico. Generalmente se autoriza el uso de equipos transmisores de baja potencia que puede oscilar de 1 a 300 vatios. 2.2.2. Estudios de producción En el estudio de producción se generan todas las señales de audio que alimenta el transmisor. Las señales procedentes de cada fuente como micrófonos, unidades de CD caseteras, DVD, enlaces, etc. son mezcladas y ecualizadas en una consola de producción, debiéndose tener extremo cuidado en no dejar degradar su calidad. Una señal distorsionada es muy difícil de restaurar con técnicas analógicas, por lo tanto, esta debe llegar muy limpia y sin distorsión a la etapa de transmisión. Emisora portátil FM estéreo – Universidad del Valle 30 Las paredes de la cabina de estudios deben estar provistas de un buen aislamiento acústico y su superficie debe ser de un material que absorba el eco. Una solución económica consiste en utilizar panales de huevos para recubrir las paredes de la cabina del locutor, obteniéndose muy buenos resultados con una mínima inversión. Para estudios profesionales se acostumbra insonorizar las paredes con poliuretano. En su diseño se deben tener en cuenta los ángulos de inclinación de las paredes, el acabado de las equinas y superficies; generalmente los pisos, paredes y techos son tapizados y las lámparas utilizan balastas electrónicas, las cuales se deben instalar en un sitio alejado de los estudios, para prevenir inducciones que causan ruido (HUM), el cableado interno debe estar muy bien blindado y las conexiones de audio se deben hacer en cable balanceado de 600Ω, los equipos deben de estar bien aterrizados y protegidos. El transporte de la señal de los estudios al transmisor, se hace por medio de un enlace que puede ser cable físico, haciendo uso de redes balanceadas de 600 ohmios o cables coaxiales mas conocidos como línea 500, o por medio de un transmisor auxiliar de baja potencia, usando antenas direccionales como la yagui uda [3]. Todo esto porque en la mayoría de las veces el transmisor se instala en las afueras de la ciudad, para evitar interferencias y para obtener una mejor ubicación de la antena, mejorando así la eficiencia de la transmisión. En el caso de las estaciones de baja potencia como la usadas en los colegios y pequeños poblados, por simplicidad y economía se opta por instalar en el mismo lugar los Emisora portátil FM estéreo – Universidad del Valle 31 estudios y el transmisor. Un sitio muy típico en los pueblos para ubicar la antena transmisora es la torre de la iglesia. 2.2.3 Procesamiento de audio Antes de entregar la señal de audio al transmisor es necesario realizarle un proceso de filtración, comprensión y empaquetado obteniéndose una única señal de banda base (señal compuesta) limitada en frecuencia y en amplitud, a fin de poder garantizar una desviación constante en el transmisor y hacer posible la transmisión en estéreo En el capítulo tres se describe con detalle el funcionamiento y la construcción de cada una de las etapas procesadoras de audio para una estación de radio de FM. 2.2.4. El transmisor A él llega la señal banda base y entrega en su salida una señal de radiofrecuencia para ser irradiada por la antena. El transmisor también conocido como excitador o modulador, es el encargado de generar la señal de FM. El corazón del transmisor lo constituye un oscilador de alta frecuencia, cuya frecuencia se desvía ante la acción de la señal moduladora (Banda Base), su funcionamiento está regulado por un circuito PLL (Phase Locked Loop) que corrige cualquier corrimiento indeseado de frecuencia y permite programar de manera digital la frecuencia de transmisión. En el capitulo cuatro se describe con Emisora portátil FM estéreo – Universidad del Valle 32 detalle el funcionamiento y la construcción de cada una de las etapas que conforma el procesador de RF o transmisor. 2.2.5. La antena Una antena se utiliza como la interfase entre un transmisor y el espacio libre o el espacio libre y el receptor. Una línea de transmisión se utiliza solo para interconectar eficientemente una antena con el transmisor o el receptor. Una antena acopla energía de la salida de un transmisor a la atmósfera terrestre, o de la atmósfera a un receptor. Una antena es un dispositivo recíproco pasivo, porque en realidad, no puede amplificar una señal, y recíproco porque las características de transmisión y recepción de una antena son idénticas. Existen muchas formas y diseño de antenas, cada una con características de propagación y ganancia especificas [1]. El mismo sitio de transmisión afecta la forma de radiación. Dependiendo del área que se tenga que cubrir se debe elegir un patrón de radiación que por lo general puede ser bidireccional, omnidireccional, o unidireccional. La antena más simple para VHF es conocida como antena dipolo de media onda: y ofrece un patrón de radiación bidireccional u omnidireccional según su ubicación. Esta antena consiste en dos varillas metálica dispuestas como se muestra en la Emisora portátil FM estéreo – Universidad del Valle 33 figura 6, con un cable de alimentación que sale del centro, su longitud es la mitad de la longitud de onda de la frecuencia de operación. Figura 6: Antena de media onda Un dipolo de media-onda usado verticalmente es omnidireccional, pero cuando se usa horizontalmente tiene una en forma de ocho como muestra la figura 7. Figura 7: Patrón de radiación bidireccional Otro tipo de antena es la planotiera, la cual consta de 5 elementos: el elemento central es el radiador de señal, mientras que los otros forman el plano tierra. En la Figura 8. se muestra como los elementos son ensamblados en un chasis formado Emisora portátil FM estéreo – Universidad del Valle 34 por un conector BNC, el elemento radiador esta soldado al centro del conector para ofrecer una buena resistencia mecánica. Figura 8: Antena planotierra Esta antena ofrece un patrón omnidireccional y una buena ganancia que se debe a que irradia la mayor parte de la señal en el plano horizontal, es decir es, muy poca la energía que se irradia hacia arriba. Su facilidad de construcción y su buen desempeño, la han convertido en una de las más utilizadas en transmisión de VHF. Figura 9: Patrón omnidireccional en tres dimensiones. Emisora portátil FM estéreo – Universidad del Valle 35 Otro aspecto para decidir es el tipo de polarización a utilizar, los principales son horizontal y vertical. Simplificando, se horizontalmente dice que una antena instalada produce radio ondas horizontales y así mismo una vertical produce ondas de este mismo tipo; igual fenómeno ocurre en el receptor, donde la polarización de la antena receptora debe coincidir con la antena transmisora para obtener el máximo nivel de señal. Por ejemplo si la emisión está dirigida a radioescuchas que se desplacen en vehículos, es preferible optar por una polarización vertical. La ubicación de la antena es decisiva. Esta se debe instalar en un lugar alto, que ofrezca una buena vista hacia los lugares donde se desean irradiar, por cuanto las ondas electromagnéticas de VHF presentan un comportamiento óptico, es decir, las ondas de radio en esta frecuencia viajan aproximadamente en línea recta, pudiendo encontrar obstáculos en su recorrido como edificaciones, montañas, árboles, etc. Emisora portátil FM estéreo – Universidad del Valle 36 3. CONSTRUCCIÓN DEL MODULO GENERADOR DE ESTEREO Para hacer posible la transmisión de audio estéreo y en alta calidad, es necesario que los canales de audio sean procesados para obtener una señal empaquetada compacta y limpia, la cual será aplicada al transmisor. Esta debe tener una amplitud uniforme que generalmente corresponde a 775 mV rms (0dB) y su frecuencia deberá estar limitada a 15 Khz, condición necesaria para obtener una desviación constante que en ningún caso podrá exceder ±75 Khz. Figura 10: Vista general del modulo generador de estéreo Para lograr este propósito, se construyeron cuatro tarjetas con sus respectivos circuitos como se muestra en la figura 11; estas son: dos tarjetas procesadoras de audio, una tarjeta procesadora de estéreo y una fuente de alimentación Emisora portátil FM estéreo – Universidad del Valle 37 Figura 11: Tarjetas procesadoras de audio y de estéreo 3.1 TARJETAS PROCESADORAS DE AUDIO Son dos tarjetas idénticas, cada una maneja un canal de audio (D e I) y están conformadas por los siguientes circuitos básicos: una red de preénfasis, un filtro pasabajos de segundo orden, un circuito compresor de audio y un circuito limitador. Todos estos circuitos están conectados en cascada como se muestra en la Figura 12. Seguidamente se hace una descripción de la función y la construcción de cada etapa. Figura 12: Diagrama de bloques tarjeta generadora de audio Emisora portátil FM estéreo – Universidad del Valle 38 3.1.1 Red de preénfasis En el triángulo de ruido mostrado en figura 13, se observa que en FM se da una distribución uniforme de ruido [1], pero cuando la señal se modula, el ruido también genera desviación de frecuencia, porque hace parte de la señal moduladora y desafortunadamente, se recupera en el receptor con mayor amplitud en las frecuencias altas; esto sucede por cuanto la misma amplitud a frecuencia mayor, produce mayor desviación de frecuencia en la portadora. Recordemos que la desviación de frecuencia depende de la amplitud y la frecuencia de la señal moduladora. Por todo lo anterior, las señales de información con niveles uniformes, tienen una relación de señal ruido no uniforme. Para compensar esto, las componentes de alta frecuencia de la señal moduladora son enfatizadas o aumentadas en amplitud, debiéndose realizar un proceso contrario en el receptor (deénfasis), para que la señal no se distorsione. Figura 13: Triángulo de ruido a) Sin preénfasis b) Con preénfasis Emisora portátil FM estéreo – Universidad del Valle 39 Esencialmente la red de preénfasis permite que las señales moduladoras de alta frecuencia, modulen la portadora a un nivel mas alto y por lo tanto produzcan mayor desviación de frecuencia, manteniendo una relación señal ruido uniforme. Figura 14: Red de preénfasis Una red de preénfasis es un filtro pasa-altos, es decir un diferenciador. En el diagrama de la Figura 14, R3 y C2 conforman la red de preénfasis, esta configuración fue implementada en las dos primeras tarjetas. La figura 15 ilustra el efecto causado por la red de preénfasis y el resultado de la señal final en el receptor, obsérvese que ésta llega con una amplitud constante, después de pasar por el preénfasis en el transmisor y luego por el deénfasis en el receptor. La frecuencia de corte (fc), donde el preénfasis empieza a actuar, es determinada por la constante de tiempo. τ = R3 C 2 . Figura 15: Curvas de atenuación preénfasis y deénfasis Emisora portátil FM estéreo – Universidad del Valle 40 Para el sistema americano de comunicaciones, a la banda FM comercial, se le ha fijado una constante de tiempo τ = 75 µs y una atenuación de –3bB, que corresponde a una frecuencia de corte de 2.1 Khz. wc = Donde 1 τ fc = 1 2πRC (2.1) τ = es la constante de tiempo y es igual a RC f c = Frecuencia de corte en Hz. wc = Frecuencia angular en radianes El valor de la resistencia R3 y el condensador C2, se calcula de tal manera que τ = R3 C 2 = 33x2,26 x 10 −6 ≅ 75 µs. Ver esquema de la Figura 14. 3.1.2 Filtro pasabajos Con el fin de evitar que se produzca una sobremodulación e impedir que la desviación exceda ±75 Khz, es necesaria la implementación de un filtro pasabajos que se encargue de limitar las señales de audio. Para el caso del FM estéreo, es necesario limitar cada canal de audio a 15 Khz; sonidos de frecuencias superiores son prácticamente imperceptibles por el oído humano y causan problemas de distorsión y sobremodulación, ya que podría ocurrir traslapamiento de frecuencias en el espectro de banda base. Emisora portátil FM estéreo – Universidad del Valle 41 Figura 16: Filtro pasabajos Sayen-Key En este proyecto, se utilizó un filtro pasabajos de segundo orden, conocido como filtro de Sallen-Key, en honor a sus inventores originales [4]. La Figura 16, muestra el diagrama correspondiente. Como se puede observar, la frecuencia de corte se ha calculado con un valor ligeramente por debajo ya que la pendiente es muy suave y se requiere una buena atenuación a frecuencias superiores a 15 Khz, La Figura 17 muestra la curva de atenuación aproximada obtenida en pruebas de laboratorio Figura 17: Diagrama de bode filtro pasa bajos Emisora portátil FM estéreo – Universidad del Valle 42 A continuación se presentan los cálculos para los componentes resistivos y capacitivos del filtro en cuestión. La expresión para la frecuencia de corte del filtro es: fo = 2π Donde: 1 R 19 . R 20 .Ca .Cb . (2.2) C a = C18 paralelo con C19 =220pf+220pf = 440pF Cb = C 21 paralelo con C 22 =220pf+220pf = 440pF R19 = 33 KΩ R20 = 33 KΩ Al sustituir los anteriores valores en 2.2, se tiene: fc = 10 9 2π 440 x 440 x33 x33 = 10.967 x10 3 Hz Se obtiene una frecuencia de corte de 10.96 Khz. Después de ésta frecuencia, el filtro presenta una atenuación equivalente a –40 dB/década. La Figura 16 muestra el circuito electrónico implementado en este proyecto. En el mercado existen filtros pasabajos de audio de estado sólido, pero su atenuación es muy alta, bebido a que son elementos pasivos [5]. 3.1.3 Circuitos compresores y limitadores A parte de limitar las señales en frecuencia, también es necesaria limitarlas en amplitud. Un compresor reduce el rango dinámico de la señal de salida, esto Emisora portátil FM estéreo – Universidad del Valle 43 significa que como la amplitud de la entrada varía por encima de un cierto rango, la amplitud de la salida varía, pero en una proporción menor. El gráfico de la Figura 18, muestra las características de comprensión con una relación 2.1. En este caso, con cada cambio en la amplitud de la entrada, la salida cambia sólo medio tanto. La línea punteada muestra una relación 1:1 (sin comprimir). Cuando una señal es muy débil aumenta su ganancia y cuando la señal es muy fuerte, su ganancia se diminuye, comportándose como un control automático de ganancia (AGC). Figura 18: Gráfica de transferencia compresor Un limitador mantiene el nivel de salida constante recortando los niveles altos o picos que generalmente es ruido. Sonidos con niveles muy altos producen desviaciones de frecuencias muy altas sobrepasando los valores permitidos y excediendo los anchos de banda autorizados, por esta razón se requiere de circuitos limitadores y compresores que garanticen un nivel adecuado de desviación sin producir interferencias. El anexo L muestra el diagrama del circuito completo de la tarjeta procesadora de audio y listado de materiales. Emisora portátil FM estéreo – Universidad del Valle 44 3.2 TARJETA PROCESADORA DE ESTEREO La tercera tarjeta procesa ambos canales y genera la señal compuesta donde van multiplexada la información del estéreo, es decir suministra la señal banda base para el transmisor.. Esta tarjeta está conformada por los siguientes circuitos: Una red matricial sumadora y restadora, un modulador balanceado, un oscilador local de 38 Khz, un divisor de frecuencia y una red sumadora final encargada de combinar las señales. La Figura 19 muestra el diagrama en bloques que conforma toda la tarjeta procesadora de estéreo. Figura 19: Diagrama de bloques procesador de estéreo 3.2.1 Red matricial sumadora y restadora Mediante arreglos diseñados con amplificadores operacionales [4], se suman y se restan los canales obteniéndose dos señales compuestas I+D e I–D. La señal Emisora portátil FM estéreo – Universidad del Valle 45 I+D conservará su frecuencia de audio, que en ningún caso podrá superar los 15 Khz. La señal I-D será modulada sobre una subportadora de 38 Khz, para que ocupe una banda diferente en el espectro de banda base. La Figura 20, muestra una configuración típica de circuitos sumadores y restadores implementada con amplificadores operacionales. Figura 20: a) Sumador b) Restador 3.2.2 Modulador balanceado Para efectos de multiplexación, la señal I-D debe sufrir un desplazamiento de frecuencia, esto equivale a realizar un proceso de modulación de AM (Amplitud modulada) con portadora suprimida y doble banda lateral, para ello se requiere un oscilador local de 38 Khz y un modulador balanceado. Al observar en un analizador de espectro la señal modulada se aprecia un patrón similar al mostrado en la Figura 21.a, en ésta se ve claramente las dos bandas laterales y la ausencia de portadora. Emisora portátil FM estéreo – Universidad del Valle 46 Figura 21: a) Espectro. b) Modulador La Figura 21.b ilustra el diagrama en bloque del modulador balanceado. En su construcción se emplearon swiches análogos de estado sólido incorporados en el circuito integrado CD4016, La portadora (38 Khz) sirve como señal de control para que los suiches conmuten, es decir, ante cada transición de la onda portadora los suiches se abren y se cierran provocando una mezcla de la señal modulante (I-D) y la portadora (oscilador de 38 Khz). Cada ciclo de la señal I-D queda fraccionado en 38.000 partes como se aprecia en la Figura 22b, por medio de una onda en el dominio del tiempo. a) b) Figura 22: a) Señal moduladora. b) Señal modulada. Emisora portátil FM estéreo – Universidad del Valle 47 3.2.3 Oscilador local y divisor de frecuencia Es un oscilador local de alta precisión el cual esta implementado con un cristal de 4.864 MHz [6] y el circuito integrado CD4060 que sirve de oscilador y divisor por 64, entregando por el pin 6 una onda cuadrada de 76 Khz, la cual es dividida en 2, por medio de un flip flop para obtener la frecuencia de 38Khz que requiere el modulador balanceado. Otro flip flop vuelve a dividir en 2 obteniéndose en el pin 14 una señal cuadrada de 19 Khz que sirve como portadora piloto, esta señal pasa por una red de filtros pasabajos para convertirla en una onda senosoidal, la cuál se suma en la etapa de salida. La Figura 23 muestra el diagrama de bloques. Figura 23: Diagrama del circuito oscilador 3.2.4 Red sumadora final Por último todas las señales deben agruparse en un solo paquete, esta labor la realiza una red matricial sumadora implementada con un amplificador operacional Emisora portátil FM estéreo – Universidad del Valle 48 sumador; las señales a sumar son: I+D, I-D modulada, y portadora piloto de 19 Khz. Como se puede notar cada señal comparte una banda de frecuencia diferente sin que se interfieran. De no ser así, ocurriría mezclas de canales y sería prácticamente imposible su recuperación en el receptor. 3.3 FUENTE DE ALIMENTACIÓN Se utilizó una fuente conmutada de 12 V a 1200 mA que ya viene armada y que fabrica la empresa TECH, bajo el modelo AD 1200. Se escogió esta fuente por sus excelentes características de regulación y filtrado, es pequeña, liviana, de bajo costo, muy estable y presenta niveles de rizado mínimos. La fuente de suministro es sin lugar a duda la parte de diseño de más cuidado en etapas de audio, ya que esta se puede convertir en una fuente de ruido e interferencia contaminando la señal moduladora. Figura 24: Filtro LC y red de protección Emisora portátil FM estéreo – Universidad del Valle 49 Para anular las componentes de alta frecuencia y otras señales indeseables que se introducen en la fuente de alimentación, fue necesario adicionar en la entrada de alimentación un filtro LC, construidos con un par de ferritas en serie y tres condensadores en paralelo de 0.1µF, 1.0 µF y 10µF. Como se ve en la figura 24. 3.4 PRUEBAS Y PUESTA EN FUNCIONAMINENTO Se ensamblaron todos los circuitos electrónicos sobre tarjetas diseñadas en fibra de vidrio; a su vez, todas estas tarjetas fueron instaladas en una caja metálica, provista de blindajes adecuados, con el fin de eliminar al máximo la interferencia; de igual manera, para el cableado entre las tarjetas se utilizó cable de 600 Ω, que es la impedancia adecuada para interconectar módulos de audio; se aseguró que todas las conexiones estuvieran bien soldadas, que no quedaran elementos sueltos o haciendo mal contacto. Al soldar los elementos sobre las tarjetas, se tuvo en cuenta que los terminales de éstos quedaran lo más corto posibles; esto con el fin de evitar capacitancias e inductancias parásitas. El panel frontal del módulo quedo conformado por los siguientes elementos; dos indicadores VU para la modulación de audio; dos leds que indican la saturación del sonido y, un interruptor general de encendido. La Figura 25 muestra una fotografía del panel frontal del equipo generador de estéreo. Emisora portátil FM estéreo – Universidad del Valle 50 Figura 25: Panel frontal del modulo generador de estéreo La parte posterior consta de los siguientes elementos; tres conectores tipo RCA hembra, dos para entrada de audio y uno para salida; un conector para batería y por último, un fusible general de alimentación. Ver figura 26. Figura 26: Panel posterior del modulo generador de estéreo Luego del ensamblaje, se realizaron dos tipos de pruebas; una de respuesta en frecuencia y otra de respuesta en amplitud. Para ambos casos se utilizó un generador de señales. La prueba de frecuencia se realiza de la siguiente manera: se aplica con el generador de señales, una onda de amplitud constante igual a 775 mV rms, que corresponden a 0 dB (unidades de decibeles de audio), haciéndose variar la frecuencia, se observa la respuesta en la salida, esto con el fin de verificar el Emisora portátil FM estéreo – Universidad del Valle 51 funcionamiento de los filtros pasabajos del modulo procesadores de audio. La Figura 17 muestra una grafica de respuesta aproximada a la obtenida en el laboratorio. La prueba de audio consiste en inyectar una señal de frecuencia constante (por lo general se usa 1Khz), variando la amplitud en el rango comprendido entre –12 dBu (170 mVrms), y 24 dBu (12 Vrms). El objeto de esta prueba es verificar el rango dinámico del compresor; la señal de salida no debe presentar mayores variaciones en su amplitud, ante cambios bruscos en la entrada. La gráfica de la Figura 18, muestra la relación de ganancia entre la entrada y la salida. Luego de estas pruebas se sigue con el procedimiento de ajuste. Se inicia con las tarjetas procesadoras de audio, colocando Vr1 de ambas tarjetas en la posición media (para cada tarjeta). Ver Figura 27. Una vez energizado el circuito, se conecta su salida al transmisor. Se aplica, una señal de audio de buena calidad, proveniente de un reproductor de CD, o casetera, que disponga de un metro indicador VU. Al encender el aparato, es necesario esperar unos cuantos segundos mientras éste se reinicia, ya que hay que dar tiempo a que carguen los condensadores que controlan la ganancia. Luego se activa la fuente de sonido, se ajusta su volumen hasta que el medidor VU señale 0 dB; en estas condiciones, se ajusta Vr1, de tal forma que el led segundo led LED2 de cada tarjeta de audio, parpadeé en el momento que se apliquen 0 dB. Ver figura 27. Vr1 proporciona un ajuste sensitivo para el circuito limitador. Ajustes bruscos a VR1 pueden causar Emisora portátil FM estéreo – Universidad del Valle 52 una gran reducción temporal de la ganancia. Si el audio aparece y desaparece, hay que esperar unos segundos mientras el limitador se reinicia. A continuación, se hace el ajuste para la tarjeta procesadora de estéreo. Primero, se hacen las conexiones respectivas al transmisor, se energiza y se le aplica una señal de audio a la entrada. Se llevan a la posición media los controles VrD y VrI del codificador (figura 27) y VRx del transmisor. Se aplica una fuente de audio estéreo de 0 dB. Seguidamente, se sintoniza en un radio FM en la frecuencia de la portadora. La fuente de audio debe estar en este momento “al aire”. El indicador de estéreo (piloto), debe estar encendido en el receptor de FM. Por último, se experimenta con los ajustes de VrD y VrL hasta obtener los niveles correctos de audio. Ver figura 27. Terminadas las pruebas se realizaron los acabados finales, como asegurar bien las tarjetas, ordenar los cables, retoque de conexiones, colocar amarras y tapar el equipo. Figura 27: Vista interior del modulo generador de estéreo Emisora portátil de FM estéreo – Universidad del Valle 53 3. CONSTRUCCIÓN DEL MODULO TRANSMISOR Esta es la parte más compleja del sistema. El transmisor, también llamado excitador, genera la señal de FM que se irradia en la antena y que se sintoniza en los receptores. Esta es la etapa más elaborada y de más cuidado, ya que se trabaja con altas frecuencia, lo cual hace sustancialmente más difícil el trabajo de ingeniería. Figura 28: Vista general de la emisora El corazón del transmisor lo constituye un oscilador controlado por voltaje VCO que recibe la señal de baja frecuencia (banda base), proveniente de los circuitos estudiados en el capítulo anterior, y entrega en su salida una señal de RF en el espectro de la banda de FM comercial. Este circuito como tal, ya es el transmisor, pero requiere de otros circuitos adicionales que le permiten programar su Emisora portátil de FM estéreo – Universidad del Valle 54 frecuencia de operación, dar estabilidad, y potencia necesarias para que la señal pueda ser irradiada por la antena con un nivel mínimo de interferencia y alto grado de calidad. Los circuitos adicionales a los cuales se hace referencia son: un sintetizador de frecuencia controlado por PLL, oscilador de referencia, circuitos buffer y aisladores, amplificadores de RF clase C, filtro pasabajos, redes match, y por supuesto un microcontrolador para la interfase con un PC, la Figura 29 muestra la arquitectura del transmisor. Figura 29: Arquitectura del transmisor de FM Emisora portátil de FM estéreo – Universidad del Valle 4.1. 55 ELECCIÓN DEL VCO Escoger el oscilador adecuado no fue tarea fácil, se probaron con varios prototipos hasta encontrar el que mejor se ajustaba a las necesidades y la disponibilidad de recursos. El principal problema que hubo que enfrentar fue la estabilidad, ya que se requería un oscilador senoidal puro, cuya frecuencia permaneciera constante ante las diferentes perturbaciones del medio, como temperatura, voltaje, campos externos, humedad y envejecimiento, entre otros. Pensar en un oscilador construido con cristal solucionaba el problema de la estabilidad, pero se generaba un nuevo problema; ¿cómo modular? Ya que la estabilidad misma no permitía el desvío de la frecuencia ante la presencia de la señal moduladora, y aún mas, ¿cómo cambiar la frecuencia de operación (portadora) cuando se requiriera? La solución a todo esto se logró con un circuito controlador de frecuencia de fase cerrada, mas comúnmente conocido con el nombre de PLL, que corrige automáticamente cualquier desviación indeseada de la frecuencia mediante la comparación que ejerce con un oscilador de cristal de alta precisión. Solucionado el problema de estabilidad, la tarea se redujo a encontrar una configuración adecuada que entregue un nivel de potencia constante, una señal Emisora portátil de FM estéreo – Universidad del Valle 56 senoidal muy pura, y que ofrezca facilidad para modular y cambiar su frecuencia. Se probó con más de una decena de circuitos diferentes, construidos con transistores bipolares, transistores unijuntura y circuitos integrados. A todos estos, se les realizaron varias pruebas tales como respuesta de frecuencia, modulación, estabilidad, armónicos, etc. Los mejores resultados se obtuvieron con arreglo de dos osciladores conectados en contrafase que en su conjunto entregan en su salida una frecuencia única y que satisface los requerimientos mínimos del diseño. Figura 30: Oscilador controlado por voltaje (VCO) El recuadro de las líneas punteadas de la Figura 30, encierra el circuito oscilador y todo el conjunta conforma el oscilador controlado por voltaje (VCO). Note que la señal de control es el resultado de la suma de la señal de error proveniente del control de frecuencia (PLL) y la señal banda base (moduladora). Emisora portátil de FM estéreo – Universidad del Valle 57 Este VCO (oscilador controlado por voltaje), está conformado por dos osciladores tipo Hardley conectados en contrafase. [4]. Cada oscilador funciona a la mitad de la frecuencia de trabajo y juntos sus frecuencias se suman. Este arreglo es muy favorable por cuanto se logra trabajar a la mitad de la frecuencia real, facilitando su implementación, haciendo menos críticos los componentes y ajustes y obteniéndose muy buen rendimiento. Otras configuraciones probadas pasaron la prueba de calidad, pero no resultaba muy práctica su implementación, ya que se dificultaba muestrear la señal de salida a la frecuencia de trabajo, necesaria para la implementación del lazo cerrado (PLL). Con este arreglo se puede muestrear directamente a la mitad de la frecuencia de trabajo (Fo/2), facilitando la implementación de toda la circuitería del control automático de frecuencia. 4.1.1. Diodo Varicap El diodo varicap es el dispositivo que hace posible la modulación, este al ser conectado en forma inversa, genera en su interior una barrera de potencial que crea un aislante o dieléctrico convirtiéndolo en un condensador variable, cuya capacitancia depende de su voltaje de polarización inverso aplicado en su juntura; en este caso, este voltaje es proporcionado por la señal de control [7], es decir, la señal de control hace variar la capacitancia del diodo varicap provocando desviación de la frecuencia del circuito oscilador. Como se puede ver en la Figura 30, la sección de modulación está comandada por dos diodos varicap polarizados inversamente, que forman parte del circuito Emisora portátil de FM estéreo – Universidad del Valle 58 tanque de los osciladores y por donde entra la señal moduladora. La frecuencia de éstos es función de la inductancia de las bobinas y, de las capacitancias formadas por los diodos varicap y el capacitor variable Cx, esta relación la muestra la siguiente ecuación: f= 1 2π L1 C1 donde C = C v . C f L T = L1 + L2 (3.1) Figura 31: Curva de la capacitancia del diodo varicap. En resumen, las variaciones en el voltaje de la señal moduladora, producen variaciones en la capacitancia y por consiguiente variaciones en la frecuencia, lo cual se traduce en una señal de salida modulada en frecuencia. Como se puede apreciar en la grafica de la Figura 31 un aumento de voltaje produce una disminución en la capacitancia, por lo cual cuando el nivel de la señal moduladora aumenta, la frecuencia también aumenta y viceversa. Emisora portátil de FM estéreo – Universidad del Valle 4.2. 59 PLL Y SINTONIZADOR DE FRECUENCIA Un sintetizador de frecuencia es un arreglo circuital que permite generar una gama de frecuencias que el usuario puede escoger a voluntad, para este caso nos estamos refiriendo a la banda comercial de FM que va desde 88.0 MHz hasta 108.0 MHz. El circuito que se describe en este proyecto maneja un rango un poco mayor, que va desde 85.0 MHz hasta 110 MHz en pasos de 100 Khz. La programación de la frecuencia se puede hacer desde una computadora conectada por un puerto serial al transmisor, o también se puede hacer desde un par de pulsadores ubicados en el panel frontal. Este equipo se diseñó con un rango mayor teniendo en cuenta que también podría ser usado como sistema de enlace a estudios, caso en el cual no es aconsejable utilizar un canal de la banda de FM comercial. La implementación del sintetizador de frecuencia esta basada en un circuito de lazo cerrado con una red de divisores programables de frecuencia, a partir de circuitos TTL [8], un comparador de fase, un oscilador de referencia y por supuesto el VCO, todo este conjunto forma un control automático de frecuencia, mas comúnmente conocido como PLL.[9]. 4.2.1. Preescalador y red divisora programable Para ejercer el control de la frecuencia es necesario un lazo de realimentación que cense la frecuencia de salida y la compare con una frecuencia de referencia de un Emisora portátil de FM estéreo – Universidad del Valle oscilador de alta precisión, 60 generándose un voltaje error que excita al VCO, haciendo que este corrija la frecuencia de trabajo Fo. (Frecuencia de salida del VCO). Debido a que la frecuencia de salida Fo es muy alta, se debe tomar una muestra por medio de un circuito divisor de frecuencia que entregue al sintetizador una frecuencia proporcional, pero mucho más baja, para no exceder los límites de velocidad de las familias lógicas (TTL, CMOS, etc). Al circuito que realiza este trabajo se le llama PREESCALADOR. Figura 32: Preescalador y red divisora de frecuencia En la Figura 32, podemos observar el preescalador que alimenta a un conjunto de divisores programables, los cuales dividen la señal hasta lograr una frecuencia fija de 25 Khz. El preescalador divide la señal por un factor constante P=4 y los Emisora portátil de FM estéreo – Universidad del Valle 61 divisores por un factor N que varia según la programación, obteniéndose en la salida del último divisor una frecuencia Fc, la cual entra al comparador de fase junto con la frecuencia de referencia Fr generada por un oscilador de alta precisión, la cual es de 25 Khz. La misión del PLL es velar porque siempre las dos entradas del comparador de fase tengan la misma frecuencia, es decir, Fc = Fr = 25 Khz. Finalmente en la salida de los divisores “siempre” vamos a tener una frecuencia constante Fc de 25 Khz. Dado que la muestra de frecuencia se toma de uno de los osciladores, esta tendrá una frecuencia Fo/2 (frecuencia de operación/2), recordar que la frecuencia de operación es el resultado de la suma de la frecuencia de los dos osciladores internos. Fc = F0 2P N que equivale a : F0 = 2 N PFc = 4 NFc (3.2) La frecuencia en la salida del transmisor o frecuencia de operación Fo, es función de una frecuencia constante Fc =25 Khz. y de los factores de división P y N. P también es constante y solo se puede variar N, es decir, la frecuencia de salida es función del valor del divisor programable de frecuencia. N, en otras palabras, este circuito se comporta como un multiplicador de frecuencia: Fo = NFc = N 25 Khz Del análisis anterior se concluye que teóricamente se puede obtener cualquier frecuencia, simplemente variando el factor de división N. Emisora portátil de FM estéreo – Universidad del Valle N 62 es una cantidad que se puede programar de forma digital mediante una combinación lógica de UNOS y CEROS, usando divisores o contadores, esto permite que se pueda programar la frecuencia de operación (Fo) en forma digital, permitiendo que el control se pueda hacer directamente por medio de un microcontrolador o manualmente mediante dip switchs. El esquema del anexo F muestra todos los circuitos que conforman el sintetizador de frecuencia o PLL. 4.2.2. Oscilador de referencia Toda la precisión y la estabilidad de la frecuencia del transmisor dependen directamente del oscilador de referencia, el cual debe entregar una frecuencia constante sin que sufra variaciones ante perturbaciones como temperatura, humedad, voltaje, campos externos, envejecimiento de los componentes y desajustes. Un leve corrimiento en su frecuencia, implica un desajuste considerable en la frecuencia de trabajo del transmisor, provocando que este interfiera en otros canales con las consecuencias que ya nos podemos imaginar. Figura 33: Oscilador de precisión Emisora portátil de FM estéreo – Universidad del Valle 63 En su implementación se utilizó un cristal de 4,6 MHz y el circuito integrado CD4060 que trae en su interior un oscilador y divisores de frecuencia, entregando en su salida una señal cuadrada de 25 Khz, simétrica, muy estable y precisa En la Figura 33 se observa el diagrama en bloques de las etapas del sistema oscilador. El hecho de utilizar un cristal de alta frecuencia, garantiza mayor confiabilidad en el diseño. Los cristales de alta frecuencia son más pequeños y tiene un corte más exacto. 4.2.3. Comparador de fase El comparador de fase es un circuito multiplicador análogo o modulador balanceado que proporciona en su salida una señal de dos componentes: una de frecuencia Fc – Fr y otra de Fc + Fr, siendo Fc y Fr las frecuencias de las señales aplicadas: Posteriormente se encuentra un filtro pasabajos que solo deja pasar la componente diferencial, que es proporcional a la diferencia de fase. La señal que se obtiene se llama voltaje de error y sirve para controlar el VCO. Cuando la frecuencia Fc tiende a estar por debajo de la frecuencia de referencia Fr =25 Khz, situación que equivale a estar disminuida la frecuencia del transmisor, se genera en la salida un voltaje de error positivo, haciendo que la frecuencia de trabajo o del transmisor aumente y caso contrario sucede cuando la frecuencia del transmisor tiende a subir, Fc tiende a ser mayor que Fr = 25 Khz, generándose en la salida del modulador un voltaje de error negativo que obliga al VCO disminuir su frecuencia. Toda esta acción se repite hasta que el sistema entra en ENGANCHE, Emisora portátil de FM estéreo – Universidad del Valle 64 es decir, el VCO se queda en una frecuencia estable, mas comúnmente conocida como frecuencia de operación o frecuencia de transmisión. Por esta razón, cualquier leve cambio en la frecuencia del VCO, es detectado por la bucla de control y corregida de inmediato. 4.3. ETAPAS AMPLIFICADORAS DE RF La señal que se genera en el circuito VCO es de muy bajo nivel, por el orden de los 50 mW, por lo cual es necesario elevar esta señal a un valor adecuado para ser entregado a la antena. Por otra parte, debe existir un aislamiento con las demás etapas, a fin de prevenir que estas afecten su frecuencia. Para este último objetivo se utilizan circuitos buffer o separadores. En la Figura 34a, el transistor TR5, forma un circuito aislador que entrega la señal de muestreo al preescalador. 4.3.1. Amplificadores clase A La primera etapa amplificadora que sigue al VCO corresponde a una configuración clase A [4], arreglo que es muy adecuado para las funciones que este circuito debe realizar, las cuales son; aislar el oscilador de las demás etapas y levantar el nivel de potencia al orden de 200 mW, presentando una ganancia aproximada de 6 dB. Esta configuración ofrece un rendimiento moderado pero un nivel de distorsión mínimo. Su característica más importante es su alta impedancia de entrada que permite un buen nivel de aislamiento entre el VCO y las etapas de salida. La Figura 34b, muestra el amplificador clase A usado en este proyecto. El elemento activo lo conforma el transistor 2N4427 que es un semiconductor Emisora portátil de FM estéreo – Universidad del Valle 65 especializado para el manejo de señales de radiofrecuencia, apto para trabajar en altas frecuencias, fácil de acoplar a redes match de 50 ohmios. Los amplificadores clase A maneja el rango completo de señal permitiendo una máxima excursión en ambos semiciclos, debido a que su punto de trabajo esta ubicado en el centro, para ello es necesario que la base este polarizada con un voltaje positivo en DC. La señal en su salida es una réplica muy exacta de la señal en la entrada, por eso se consideran muy lineales. Figura 34: a) Buffer b) Amplificador clase A 4.3.2. Amplificadores clase C La siguiente etapa de amplificación debe entregar una potencia por el orden de 1 W., equivalente a una ganancia de 7 dB. Para lograr este objetivo, se requiere una configuración de alto rendimiento y que soporte la potencia a la salida. Emisora portátil de FM estéreo – Universidad del Valle 66 Los amplificadores clase C se caracterizan por tener un rendimiento superior a los amplificadores clase A, manejar señales de potencias mayores, con el inconveniente de que generan muchos armónicos, ya que la señal sale distorsionada a raíz de la operación misma de este tipo de amplificador [10] La Figura 35 ilustra el arreglo del amplificador clase C utilizado en este proyecto, en este caso, también se utilizó el transistor 2N4427. El transistor en este caso, es el elemento más critico, cualquier transistor no funciona bien. No se recomienda intentar con replazos, ya que la red podría no quedar bien acoplada y sintonizada. . Figura 35: Amplificador clase C Un amplificador clase C se caracteriza por la ubicación en el origen del punto de trabajo, condición esta que obliga a que la señal sólo pueda excursionar en el rango del semiciclo positivo, recortando los semiciclos negativos. Esto sucede por la falta de polarización positiva en la base. La carga inductiva conectada al colector del transistor, crea el efecto de volante mediante la carga y descarga de la bobina y completando el semiciclo faltante. Para que esto se dé, la carga debe Emisora portátil de FM estéreo – Universidad del Valle 67 estar muy bien sintonizada dentro de la banda de frecuencia en que opera el amplificador. Por todo lo anterior, se explica la pérdida de linealidad de señal de salida, hecho que no afecta en nada la señal de información pues esta va impresa en la frecuencia y no en la amplitud. 4.4. RED MATCH Y FILTRO DE SALIDA Esta es la última etapa que antecede a la antena; como ya se mencionó, la señal sale con un contenido alto de armónicos, debido a efectos de amplificación. Dichos armónicos deben ser llevados a un nivel mínimo, para impedir que el transmisor interfiera en otras bandas. La red match de salida constituye un filtro pasabajos de tercer orden tipo π, con una frecuencia de corte calculada para 150 MHz, de tal manera que a partir del segundo armónico la señal sufra una atenuación considerable. Figura 36: a) Red match. Etapa de monitoreo Emisora portátil de FM estéreo – Universidad del Valle 68 La configuración para estos circuitos es un filtro tipo π de tercer orden, que ofrece una atenuación de 60 dB/década, después de la frecuencia de corte. [10]. La figura 36 ilustra la red match de 50 Ω, que conforma el filtro pasabajos de salida y una etapa de monitoreo que indica la presencia de señal. 4.5. LA ANTENA Y LINEA DE TRANSMISIÓN En el capítulo 2 se mencionaron dos tipos muy importantes de antenas y su uso. Para éste proyecto, se utilizó una antena omnidireccional tipo planotierra, la cual ofrece una muy buena ganancia del orden de cuatro dB y un patrón de radiación aproximadamente circular, lo que la hace muy útil para aplicaciones en radiodifusoras de FM de baja potencia. Esta antena presenta un nivel de ondas estacionarias muy bajo, alcanzando 1.3 unidades cuando se encuentra bien ajustada. Su construcción es muy sencilla y económica. La Figura 37 muestra las dimensiones y la disposición de los elementos. Par su construcción se utilizó un tubo de aluminio con un diámetro 1/3 de pulgada, el elemento radiador o elemento central tiene una longitud de 70 centímetros y termina en la parte superior en forma telescópica, permitiendo una leve variación de su longitud, para poder realizar ajustes y calibración de ondas estacionarias. Los demás elementos se construyeron en tubo de aluminio con un diámetro de ¼ de pulgada, cada elemento está cortado a 75 centímetros de longitud, con un doblez de 45 o a los 12 centímetros de la base. Todos los elementos se Emisora portátil de FM estéreo – Universidad del Valle 69 aseguraron sobre una base de PVC que sirve de soporte y aislante entre el elemento radiador y los demás elementos incluido el mástil que sostiene la antena Figura 37: Antena planotierra de ¼ En cuanto a la línea de transmisión [11], se ha utilizado un cable coaxial RG58, con una impedancia característica de 50 ohmios, la parte interna del cable se conectó directamente al elemento radiador y la malla o blindaje se conecto a los demás elementos que conforman el plano de tierra. Este tipo de cable utilizado es muy económico y funciona bien para equipos de muy baja potencia. Cuando se requiere aplicaciones con equipos de potencias mayores, se recomienda utilizar en su lugar otros cables de diámetro superior con características de pérdidas muy bajas, dieléctrico de muy buena calidad, un alto nivel de blindaje y que soporte la intemperie, como por ejemplo el cable RG8. Emisora portátil de FM estéreo – Universidad del Valle 4.6. 70 FUENTE DE ALIMENTACIÓN Todo el sistema esta alimentado con una fuente de 13.8 V y su consume no sobrepasa de medio amperio, sin embargo para garantizar una muy buena regulación y bajo nivel de rizado se ha diseñado una fuente para un amperio. La Figura 38 muestra el diagrama esquemático del circuito de regulación de 5V usado en la etapa de PLL y tarjeta de control Figura 38: Circuito de regulación Esta fuente está construida con un transformador Magom de 1 amperio y 15 Voltios (T1), usa un regulador de voltaje de 12 voltios (IC1) y para obtener los 13.8 V, se ha colocado tres diodos (D1, D2, D3) en serie en el pin de referencia del regulador como muestra la Figura 39; la resistencia Rs sirve para censar la corriente que consume el transmisor y su señal se entrega al microcontrolador a través del punto de prueba Is. Figura 39: Fuente de alimentación Emisora portátil de FM estéreo – Universidad del Valle 71 El sistema completo incluido el transmisor y el generador de estéreo permiten ser alimentados externamente con una fuente de 12 a 16 voltios, como por ejemplo una batería de automóvil, dándole al equipo portabilidad, flexibilidad y respaldo. 4.7. PRUEBAS Y PUESTA EN FUNCIONAMIENTO Se ensamblaron todos los circuitos electrónicos sobre tarjetas diseñadas en fibra de vidrio; a su vez, todas estas tarjetas fueron instaladas en una caja metálica, provista de blindajes adecuados, con el fin de eliminar al máximo la interferencia. En la caja se albergaron tres tarjetas a saber: tarjeta transmisora o excitador, tarjeta de control y fuente de alimentación. En el panel frontal se instaló un VU que muestra el porcentaje de modulación, un display que muestra la frecuencia, tres leds que indican el enganche del PLL y la existencia de potencia en la salida; cuenta también con dos pulsadores miniatura para programar la frecuencia, y por último, el interruptor de encendido. Figura 40: Modulo transmisor de FM Emisora portátil de FM estéreo – Universidad del Valle 72 En la parte posterior del módulo, se encuentran instalados, un conector tipo RCA hembra para la entrada de la señal de audio compuesta; un conector hembra tipo SO239, para la conexión de la antena; un conector DB-9, que se usa para la conexión con la computadora, a través del puerto RS-232; un conector para la batería y, finalmente dos fusibles de alimentación general. Figura 41: Panel posterior del transmisor de FM 4.7.1. Pruebas de sintonización Luego de ensamblado el módulo y de haber rectificado cuidadosamente todas las conexiones, se pasó a la parte de pruebas y calibración del mismo. Para iniciar estas pruebas, se instaló una antena fantasma, la cual consiste en una resistencia de 50 ohmios, que simula el comportamiento de una antena real, pero que no irradia, previniendo así ocasionar interferencias y molestias a los vecinos. Figura 42: Carga Fantasma Emisora portátil de FM estéreo – Universidad del Valle 73 La primera prueba consiste en comprobar el funcionamiento del sintetizador de frecuencia, para lo cual se utilizan inicialmente los dip switch para cambiar manualmente la frecuencia de la portadora, haciendo uso de la tabla de frecuencias que aparece en el anexo A. Por medio de un sintonizador digital, se escogen varios puntos libres en la banda de FM y se programan los dip switch de tal manera que la estación se sintonice en cada caso respectivamente. Para esto, es necesario ajustar la frecuencia de reposo a un valor medio de la escala, de tal manera que la portadora pueda excursionar hacia ambos lados. Una forma de hacer esto, es moviendo con un destornillador de plástico el capacitor variable TX, hasta que el led rojo comienza a parpadear por unos segundos, luego se apague y prende el led verde, indicando que ha ocurrido un enganche; una vez realizado este procedimiento, no es necesario volver a hacer este ajuste. Por último, se retiran los dip swicths y se instalan las correas conectores de la tarjeta de control y por medio de micro switchs o el computador se repite el proceso, con la ventaja de que en este caso ya no se requiere usar tablas. En todos los casos la frecuencia mostrada en el display, debe coincidir con la sintonizada en el receptor. 4.7.2. Pruebas de desviación de frecuencia El objetivo de este ajuste es obtener en el transmisor una desviación máxima de ±75 Khz, tal como lo exigen los estándares de comunicación. Para iniciar, se lleva a la posición media el potenciómetro VR1 ubicado en la tarjeta del Emisora portátil de FM estéreo – Universidad del Valle 74 modulador, que sirve para controlar el nivel de desviación de frecuencia, luego se aplica la señal del generador estéreo con su respectiva fuente de audio, se energiza el sistema y, se observa en el analizador de espectro la señal transmitida, ajustando el potenciómetro en cuestión, hasta que en el analizador se observe una gráfica similar a la mostrada en la Figura 43 . Figura 43: Figuras: Espectro de FM Si se sintoniza en un receptor, en él se debe escuchar una señal de alta calidad y en estéreo, por consiguiente, se debe activar el piloto indicador de FM estéreo. [12]. 4.7.3. Pruebas de armónicos El estado ideal de un equipo de transmisión es que solamente transmita en su frecuencia de operación; pero en la práctica se presentan alinealidades que introducen armónicos que causan interferencias en otras bandas. Para minimizar este efecto, se debe realizar un cuidadoso ajuste de los filtros pasabajos (las redes match) que acoplan las etapas amplificadoras. En este caso se hace Emisora portátil de FM estéreo – Universidad del Valle 75 mediante el uso del analizador de espectro, el cual se ajusta con un SPAN amplio (del orden de 1 GHz.); en el espectrograma solamente debe apreciarse una línea con suficiente amplitud que corresponda a la frecuencia fundamental y unas líneas muy pequeñas, casi puntos, para las bandas múltiples; en caso de que estas líneas no sean lo suficientemente pequeñas, se deben variar ligeramente las longitudes de las bobinas (L4, L5 y L6), que están a la salida del transmisor y sirven para ajustar la respuesta del filtro pasabajos. Este ajuste debe hacerse reiterativamente, hasta lograrse una amplitud mínima en los armónicos y una amplitud máxima en la fundamental. Hay que tener mucho cuidado de no tocar estas bobinas directamente con la mano, ya que podría deteriorar el transistor de salida y correr el riesgo de sufrir una fuerte descarga eléctrica. Todos estos ajustes se deben realizar con una carga fantasma y en ningún momento con la antena. Es recomendable que al momento de manipular cualquier elemento interno, se apague el transmisor. La Figura 44 muestra dos señales: la Figura a muestra un espectro con un contenido alto de armónicos; la Figura b presenta una señal que ha sido filtrada. Figura 44: a) Señal con armónicos b) Señal filtrada Emisora portátil de FM estéreo – Universidad del Valle 76 4.7.4. Pruebas de ancho de banda Para esta prueba se hizo uso de un generador de audio, calibrado para generar una señal de 15 Khz, la cual se aplica a ambos canales, con una amplitud de 0 dBu (775 mv rms). Mediante el analizador de espectro se observan todos los componentes de las bandas laterales, los cuales en ningún momento pueden exceder un ancho de banda superior a 200 Khz, tal como muestran las Figuras 43 y 44. 4.7.5. Medición de potencia Existen varios métodos para medir la potencia de salida del transmisor; dos de los más conocidos son: por medición directa de voltaje y, por medición con vatímetro. El primer método consiste en medir el voltaje en terminales de la antena fantasma (resistencia de 50 ohmios), con un osciloscopio de alta frecuencia. Conociendo el voltaje pico a pico, es posible establecer la potencia transmitida, mediante la siguiente expresión. 2 ⎛V ⎞ ⎟ ⎜ 2 2 V 2 ⎠ Vp ⎝ P= = = R R 100 (3.3) El segundo método consiste en utilizar un vatímetro de radio frecuencia, que se conecta en serie con la carga fantasma, el cual muestra directamente la potencia que está entregando el transmisor. Emisora portátil de FM estéreo – Universidad del Valle 77 Nunca se debe conectar el transmisor sin carga, ya que la energía no se irradia al medio, pero si se refleja hacia circuitos de salida deteriorando los transistores de potencia. Se debe tener extremo cuidado en mantener bien apretado los conectores, una conexión defectuosa puede ser muy perjudicial para el equipo y conlleva a desacople de la impedancia y por ende afecta la transmisión. 4.7.6. Medición de potencia reflejada No toda la potencia que genera el transmisor es irradiada por la antena; parte de ésta es reflejada nuevamente al transmisor como consecuencia de que el acople de impedancias entre el transmisor y la antena no es perfecto. Para medir la energía reflejada se utiliza un medidor de ondas estacionarias ROE. Una buena lectura debe estar por debajo de 1.5, el valor ideal es 1. Lecturas mayores a 4 unidades, indican una situación anormal de acoplamiento [13]. Para realizar esta medición, se debe instalar la antena real en serie con el medidor ROE; luego se energiza el circuito, se ajusta el control de referencia del medidor y se toma la lectura. Para disminuir el nivel de estacionarias, se debe ajustar el elemento radiador de la antena, variando ligeramente su longitud, como se puede ver en la Figura 37. Se recomienda utilizar un cable alimentador de buena calidad; que no tenga deformaciones o deterioros. Es necesario que este tenga la misma impedancia del transmisor y la antena, por lo general es de 50 ohmios (impedancia característica). Emisora portátil de FM estéreo – Universidad del Valle 78 Por otra parte la antena debe tener buena una altura, mínimo cinco veces la longitud de onda. Su ubicación es muy importante, no debe quedar muy cerca de otras antenas y debe estar totalmente libre de obstáculos. Figura 45: Medidor de estacionarias Por ultimo, terminados todos los ajustes, se hace una revisión final, se retocan conexiones, se aprietan bien todos los tornillos y elementos sueltos, se amarran con correitas plásticas los cables y se ordena todo. Nada debe quedar provisional. Antes de tapar el equipo, cerciorase de que no quede en su interior herramientas como destornilladores o algún elemento ajeno a los circuitos. Emisora portátil FM estéreo – Universidad del Valle 79 5. INTERFASE GRAFICA CON PC Uno de los objetivos planteados para el proyecto consistió en la posibilidad de monitorear y controlar algunas actividades de la emisora a través de un PC. De esta manera se desarrolló un software que puede interactuar con el hardware del sistema. El software desarrollado, está compuesto por dos programas principales, los cuales han sido llamados programa cliente y programa servidor, cada uno de los cuales interactúa en un medio diferente; el primero en el PC y el segundo en el equipo, estando ambos interconectados por medio de una interfaz de comunicaciones, a través del puerto serial de la computadora. Entre las tareas más importantes a realizar por el software, se destacan: el control del sintetizador de frecuencia del equipo; encendido y apagado; monitoreo de variables como la potencia de salida del transmisor, la corriente, el voltaje y la modulación, así como un despliegue digital y análogo que muestra el valor de la frecuencia programada. Emisora portátil FM estéreo – Universidad del Valle 80 5.1 HARDWARE DE LA INTERFAZ Para hacer posible estas facilidades, se construyó una tarjeta de control, la cual está basada en el microcontrolador PIC16F877; y consta un circuito manejador de la interfaz RS232 que permite las comunicaciones con el PC, un sistema de censado de las variables del transmisor como voltaje, corriente, potencia y modulación, y un pequeño panel frontal que contiene un display luminoso de tres dígitos y medio, un par de pulsadores, que permiten incrementar o decrementar la frecuencia de la portadora, y un interruptor para encender y apagar la emisora. La Figura 46, muestra el diagrama en bloques de la tarjeta de control, la cual esta instalada en el gabinete que contiene el transmisor Figura 46: Diagrama de bloques de la tarjeta de control Emisora portátil FM estéreo – Universidad del Valle 81 5.1.1 El microcontrolador PIC16F877 La razón por la cual se escogió este microcontrolador fue, su facilidad de manejo, disponibilidad de herramientas de desarrollo y, su arquitectura interna, que satisfacía los requerimientos del diseño. Entre sus características más importantes se encuentran: • Posee un conversor análogo digital de 10 bits y 8 canales multiplexados. • USART integrada para manejo de comunicación serial síncrona y asíncrona. Figura 47: Diagrama de pines PIC 16F877 Emisora portátil FM estéreo – Universidad del Valle • 82 Puertos que pueden ser programados independientemente como entradas o salidas, distribuidos en 33 pines. El puerto A y el puerto e se puede programar como entradas análogas. • Conjunto de 35 instrucciones fáciles de usar. • Memoria flash borrable eléctricamente. • Memoria EEPROM para el almacenamiento temporal de datos. • Amplio manejo de interrupciones. • Circuito de vigilancia (Watch Dog). • Velocidad de operación desde DC hasta 20 Mhz. • Cuatro timers internos. De las anteriores características hay que resaltar dos muy importantes, la primera es el hecho de poseer un conversor análogo a digital de 10 bits multiplexado en ocho canales que le permite un fácil y rápido censado de variables análogas con un mínimo de circuitería adicional y la segunda es la facilidad del manejo de la comunicación serial a través de una USAR interna haciendo muy simple y eficaz la interconexión con el PC. Por otra parte hay que destacar su bajo costo, su facilidad de manejo y su cómodo y asequible entorno de desarrollo. 5.1.2 El entorno de desarrollo Para la edición y el ensamble de los programas del microcontrolador se usaron las herramientas de edición, simulación y ensamble que ofrece Microchip a través de 83 Emisora portátil FM estéreo – Universidad del Valle un paquete aplicativo llamado MPLAB y que se obtiene en forma gratuita en internet [14]. Para la grabación del fitware se utilizó el programa EPICWIN y un quemador de PIC de construcción artesanal, tanto el programa como el circuito fueron obtenidos a través de Internet [15]. 5.1.3 El integrado MAX232 La comunicación con el PC está soportada a través de la interfase serial RS232, para ello se utilizó el circuito integrado MAX232, este dispositivo es el encargado de convertir los niveles de voltaje propios de la interfase, a niveles lógicos TTL, que son los requeridos por el PIC para su funcionamiento.[16], 5.2 PROGRAMA SERVIDOR El programa servidor es el que gestiona todas las funciones dentro del microcontrolador, permitiendo el funcionamiento de la tarjeta de control y la interconexión con el PC. El programa del microcontrolador está implementado así: un programa principal que consistente en una gran bucla que realiza los llamados a las rutinas, y varias rutinas de servicio que se encargan de explorar, refrescar los puertos y de Emisora portátil FM estéreo – Universidad del Valle 84 atender las solicitudes del programa principal. El siguiente algoritmo, ilustra la estructura del programa principal. Figura 48. Programa principal del PIC. A continuación se explicará la función de cada una de las rutinas mencionadas. • Rutina iniciar: Se encarga de inicializar todos los datos de los registros del PIC. Programa los puertos y define sus entradas o salidas, establece el Emisora portátil FM estéreo – Universidad del Valle 85 modo de transmisión asíncrono, rata de baudios (9600 bps), configuración del conversor análogo digital, definición de punteros. • Rutina encender: Consiste en una bucla que chequea permanentemente el estado del interruptor de encendido; cuando éste está cerrado, sale de la bucla, hace una lectura de la memoria EEPROM y, envía el código al sintetizador de frecuencia con el dato que encuentre almacenado en la memoria. Por otra parte, activa el relé de encendido, después de un pequeño retardo y finalmente retorna. • Rutina recibir: Es una bucla que chequea el dato enviado por el PC. Si al cabo de un tiempo no hubo transmisión, retorna. Almacena en un registro de recepción el dato enviado desde el PC. • Rutina análogo: Chequea el código enviado por el PC y elige el canal análogo a censar; hace un llamado a la subrutina de conversión y transmite al PC el dato del canal censado. • Rutina enviar: chequea el dato enviado por el PC y envía a éste, el dato de la frecuencia que está almacenado en el registro PLL, para su respectiva visualización. Emisora portátil FM estéreo – Universidad del Valle • 86 Rutina actpll: Verifica los pulsadores de incremento y decremento, al igual que las órdenes incrementar y decrementar que vienen del PC; según sea el caso, incrementa o decrementa el registro PLL. Hace un llamado a una rutina generadora de códigos para el sintetizador de frecuencia de la emisora y, envía el código al puerto respectivo. Genera el código para la visualización en el display, por medio de una rutina conversora de binario a decimal. • Rutina display: Se encarga de refrescar los dígitos del display con los datos generados en la rutina anterior. En cada llamado refresca un digito diferente, generándose un barrido o multiplexado, que ocurre a alta velocidad creando la sensación de que todos los dígitos están encendidos. • Rutina apagar: Chequea el estado del interruptor de encendido; si éste está abierto, realiza las siguientes funciones: Salvar en la memoria EEPROM el contenido del registro PLL, es decir, el dato de la frecuencia actual. Desenergiza el relé de encendido y envía a la posición de reset el microcontrolador. En caso de no haber orden de apagado, el programa retorna y continúa su ejecución normal. Emisora portátil FM estéreo – Universidad del Valle 87 5.3 PROGRAMA CLIENTE El programa cliente es el encargado de interactuar directamente con el usuario, constituyéndose en la interfaz gráfica que permite visualizar los datos en el PC, de una forma amigable para el operador y sobre todo, muy fácil de usar. Este programa está implementado en un paquete de instrumentación virtual de National Instruments, llamado LABVIEW. 5.3.1 LABVIEW Todo programa en LABVIEW está conformado por dos partes principales; el panel frontal y, el diagrama de bloques. El primero, constituye el tablero de control y visualización; es allí desde donde el usuario puede operar cambios en el circuito, así como observar los instrumentos virtuales que se han instalado. Ver la primera figura del anexo N El diagrama de bloques, constituye los códigos de programación en forma gráfica, o dicho de otra manera, “la circuitería virtual”. Este solamente debe estar disponible para el programador, ya que el cambio en una conexión altera el funcionamiento del instrumento virtual, alterando el programa. La segunda figura de el anexo N, muestra una parte del código de programación gráfica. Emisora portátil FM estéreo – Universidad del Valle 88 5.3.2 Estructura del programa El siguiente algoritmo ilustra la estrategia que se siguió en la elaboración del programa cliente. Cabe aclarar que cada instrucción en LABVIEW está representada en forma gráfica, pudiéndose realizar asignaciones de valor, iteraciones, toma de decisiones, etc, al igual que en un lenguaje de programación basado en texto. [17]. Figura 49. Programa LabView. 89 Emisora portátil FM estéreo – Universidad del Valle 6 • CONCLUSIONES En el producto de esta investigación aplicada se hizo acopio de nuevas tecnologías y componentes, que adaptándose a las ya existentes permitieron el desarrollo y la construcción de un prototipo portátil de emisora de FM estéreo de 1 Vatio, que se interconecta a través de una interfaz gráfica de control desde el PC y cumple con los estándares técnicos de radiodifusión. • Se obtuvo un modelo práctico mediante la experimentación e investigación en el manejo y adaptación de muchos circuitos propios y ya existentes, tales como osciladores, moduladores, filtros, amplificadores, sintetizadores y otros que son esenciales para todo sistema de comunicación. • Deja un precedente en la Universidad del Valle sobre el uso y manejo de equipos de laboratorio especializados en el campo de las telecomunicaciones, como el analizador de espectro, sintetizador de señales y osciloscopios de alta frecuencia, que han sido subutilizados pero que facilitan el desarrollo de futuros proyectos de este tipo. 90 Emisora portátil FM estéreo – Universidad del Valle • Se hizo uso práctico del microcontrolador PIC 16F877, y de las herramientas de programación, que posibilitan las labores de control e interconexión con el PC; con la ventaja que éste es un dispositivo asequible y de bajo costo, fácil de manejar y con un entorno de programación muy rico. • Con el diseño de la interfaz gráfica, se abren las posibilidades para que en futuros proyectos, se trabaje en mejoras como: Implementación de una red de emisoras controladas y monitoreadas desde una terminal (PC). Acceder al control del sistema por medio de Internet. Ejercer diagnóstico y control de la emisora desde la terminal PC. Utilizar el canal SCA para el envío de datos de información y de control, que se generan en los equipos y en los estudios de producción. • Con este proyecto se ofrece una solución eficaz y económica a un vació tecnológico que se daba en las comunidades organizadas, carentes de recursos para tener un medio de comunicación social propio, que abordara sus particularidades culturales en perímetros reducidos, sin asumir riesgos de calidad y de largos y costosos trámites de importación, además de garantía en soporte técnico local. Con este aporte se permite la accesibilidad de estas comunidades a una tecnología actualizada ajustable a sus propias necesidades. y 91 Emisora portátil FM estéreo – Universidad del Valle • La portabilidad convierte al equipo en una excelente herramienta como recurso técnico para cadenas radiales comerciales, para casos de emergencias ante fallas del transmisor principal o temporadas de mantenimiento, acoplándose con facilidad a las necesidades de frecuencia de cada una de las emisoras que componen el sistema. • Con el diseño del producto final se obtuvo un sistema modular, tipo rack, expandible de acuerdo a las necesidades de operación, que permiten la adición de nuevos módulos como amplificadores de potencia, filtros pasabajos, unidades de enlace, sistemas de respaldo, etc. que optimizan el uso del espacio y la eficiencia del sistema. • Al desarrollar esta investigación aplicada se logró el enriquecimiento de ideas para diseñar propuestas que cubrirían otras necesidades ya existentes y futuras en el mercado, como la utilización del canal SCA para la transmisión de señales de control aplicables en otros sistemas, transmisión digital y telemetría, sistemas de sonorización, ayudas didácticas, sistemas de enlace, sistemas de comunicación para atención y prevención de desastres y muchos más. Emisora portátil FM estéreo – Universidad del Valle 92 7. RECOMENDACIONES • En el diseño de los circuitos impresos se debe disponer de superficies amplias para las masas y blindajes, hacer lo más corta posible la conexión entre los puntos, evitar ángulos bruscos entre las pistas, Para altas frecuencias se recomienda trabajar con componentes de montaje superficial. Así se minimizan las inductancias y capacitancias parásitas • En frecuencias bajas, las inductancias y las capacitancias parásitas no tienen mayor implicación, pero al trabajar con frecuencias altas, hace crítico el manejo de los circuitos, los componentes son más difíciles de conseguir y se requiere una mayor exactitud, por lo tanto, se deben evitar conexiones demasiado largas que pueden ser vistas como un circuito abierto, debido al efecto inductivo y pistas muy juntas o dieléctricos malos pueden ser vistos como un corto debido al efecto capacitivo. Un aislante puede convertirse en un conductor por efectos de capacitancia y un conductor puede convertirse en un aislante por efecto de inductancia. • Los dispositivos que generen calor, como resistencias y transistores de potencia, deben quedar debidamente alejados de los condensadores, para evitar que su calentamiento sequen sus dieléctricos. Emisora portátil FM estéreo – Universidad del Valle • 93 Las bobinas deben quedar lo suficientemente separadas o enfrentadas en ángulos de 90 grados, para contrarrestar los efectos de inductancia mutua. Al enrollar las bobinas, debe hacerse como se muestra en la figura 50, de otra manera las pistas de circuito impreso que queden debajo, son cortadas por el campo magnético induciendo corrientes parásitas. Figura 50: Construcción de las bobinas • Ser muy cuidadosos en la manipulación de semiconductores tipo CMOS; evitando tocar sus terminales, utilizando un cautín aterrizado y no trabajar con ropa de lana, exponer por poco tiempo el dispositivo al calor del cautín, utilizar una manilla antiestática, mantener el circuito guardado en la cubierta especial antiestática. Existen en el mercado herramientas especializadas para la manipulación de estos elementos, como la que se muestra en la figura 51. Figura 51. Manipulación de componentes Emisora portátil FM estéreo – Universidad del Valle • 94 Sobre la manipulación de los componentes de RF, se debe tener mucho cuidado cuando se manejan niveles de potencia apreciables, ya que la radio frecuencia puede ocasionar quemaduras y descargas eléctricas, poniendo en peligro la integridad física del operario. En ningún momento, se debe tocar directamente las salidas de señales como antenas, o manipular las bobinas y elementos con la mano. • Para realizar ajustes se debe utilizar destornilladores de plástico adecuados, porque los metálicos alteran las condiciones de funcionamiento del sistema, haciendo que el ajuste sea impreciso y ponen en peligro los componentes. Cuando se hagan ajustes en el transmisor se debe utilizar una antena fantasma, a fin de evitar interferencias y, en ningún momento se debe aplicar potencia al equipo sin antena. • Muchos de los circuitos que aparecen en el diseño se pueden simplificar más, mediante el uso de circuitos integrados especiales. Esto no se realizó debido a que en el mercado local es muy difícil su adquisición, pero es recomendable que para futuros proyectos se agoten los esfuerzos para trabajar con estos circuitos. Emisora portátil FM estéreo – Universidad del Valle 95 8. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS [1]. TOMASI, Wayne. Sistemas de comunicaciones electrónicas. Prentice Hall. 1996. [2]. STREMLER, F.G. Introducción a los sistemas de comunicación. AddisonWesley Iberoamericana. 1993. [3]. http://www.northcountryradio.com/ [4]. MALVINO, Albert paul. Principios de electrónica. Mc Graw Hill. 1989. [5]. http://www.epanorama.net/ [6]. Saber Electrónica. Editorial América S.A. No. 19. Pág. 64. [7]. Saber Electrónica. Editorial América S.A. No. 28. Pág. 76. [8]. Electrónica práctica Resistor. Editorial América S.A. 1994. Nos. 3 y 7. Emisora portátil FM estéreo – Universidad del Valle 96 [9]. Saber Electrónica. Editorial América S.A. No. 27. Pág. 48. [10]. Motorola Inc. RF Aplication Reports, manual de referencia. HB215/D, vol 1. 1995. [11]. MANDL, Matthew. Principios de las comunicaciones electrónicas. Marcombo. 1982. [12]. TEKTRONIX, Spectrum Analyser, user Manual. [13]. Manual de manejo del analizador de espectro, [14]. www.microchip.com [15]. www.melabs.com [16]. www.maxim.com [17]. Manuales del curso de LabView. Universidad del Valle. Emisora portátil FM estéreo – Universidad del Valle 97 9 BIBLIOGRAFÍA HORESTEIN, Mark N. Microelectrónica: Circuitos y dispositivos. Prentice Hall. 1997. LIMANN, Otto. Fundamentos de radio. Editorial Marcombo. 1989. ZBAR, Paul. Prácticas de electrónica. Editorial Marcombo. 1985. Microchip. Embedded Control Handbook, vol. 1. 1993. CAMPELL, Joe. Comunicaciones Serie. Amaya multimedia S.A. 1987. LATHI, B. P. Ingeniería Electrónica vol. 4. Editorial Interamericana. 1986. 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TABLA DE FRECUENCIAS DIP SWICH DIP SWITCH (SW1 y SW2) MHz 87.5 87.6 87.7 87.8 87.9 88.0 88.1 88.2 88.3 88.4 88.5 88.6 88.7 88.8 88.9 89.0 89.1 89.2 89.3 89.4 89.5 89.6 89.7 89.8 89.9 90.0 90.1 90.2 90.3 90.4 90.5 90.6 90.7 90.8 90.9 91.0 91.1 91.2 91.3 91.4 91.5 91.6 91.7 91.8 91.9 1 ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON 2 ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON 3 OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF 4 OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF 5 ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF 6 OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON 1 OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON 2 ON ON ON ON ON ON OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF 3 OFF OFF OFF OFF OFF OFF ON ON ON ON ON ON ON ON OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF ON ON ON ON ON ON ON ON OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF ON ON ON ON ON ON ON 4 ON ON OFF OFF OFF OFF ON ON ON ON OFF OFF OFF OFF ON ON ON ON OFF OFF OFF OFF ON ON ON ON OFF OFF OFF OFF ON ON ON ON OFF OFF OFF OFF ON ON ON ON OFF OFF OFF 5 OFF OFF ON ON OFF OFF ON ON OFF OFF ON ON OFF OFF ON ON OFF OFF ON ON OFF OFF ON ON OFF OFF ON ON OFF OFF ON ON OFF OFF ON ON OFF OFF ON ON OFF OFF ON ON OFF 6 ON OFF ON OFF ON OFF ON OFF ON OFF ON OFF ON OFF ON OFF ON OFF ON OFF ON OFF ON OFF ON OFF ON OFF ON OFF ON OFF ON OFF ON OFF ON OFF ON OFF ON OFF ON OFF ON 100 Emisora portátil FM estéreo – Universidad del Valle 92.0 92.1 92.2 92.3 92.4 92.5 92.6 92.7 92.8 92.9 93.0 93.1 93.2 93.3 93.4 93.5 93.6 93.7 93.8 93.9 94.0 94.1 94.2 94.3 94.4 94.5 94.6 94.7 94.8 94.9 95.0 95.1 95.2 95.3 95.4 95.5 95.6 95.7 95.8 95.9 96.0 96.1 96.2 96.3 96.4 96.5 96.6 96.7 96.8 96.9 97.0 97.1 97.2 97.3 97.4 97.5 97.6 97.7 97.8 97.9 98.0 98.1 ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF ON ON ON ON ON ON ON ON ON OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON OFF OFF OFF OFF OFF ON OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF ON ON ON ON ON ON ON ON OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF ON ON ON ON ON ON ON ON OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF ON ON ON ON ON ON ON ON OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF ON ON ON ON ON OFF ON ON ON ON OFF OFF OFF OFF ON ON ON ON OFF OFF OFF OFF ON ON ON ON OFF OFF OFF OFF ON ON ON ON OFF OFF OFF OFF ON ON ON ON OFF OFF OFF OFF ON ON ON ON OFF OFF OFF OFF ON ON ON ON OFF OFF OFF OFF ON ON ON ON OFF OFF ON ON OFF OFF ON ON OFF OFF ON ON OFF OFF ON ON OFF OFF ON ON OFF OFF ON ON OFF OFF ON ON OFF OFF ON ON OFF OFF ON ON OFF OFF ON ON OFF OFF ON ON OFF OFF ON ON OFF OFF ON ON OFF OFF ON ON OFF OFF ON ON OFF OFF ON OFF ON OFF ON OFF ON OFF ON OFF ON OFF ON OFF ON OFF ON OFF ON OFF ON OFF ON OFF ON OFF ON OFF ON OFF ON OFF ON OFF ON OFF ON OFF ON OFF ON OFF ON OFF ON OFF ON OFF ON OFF ON OFF ON OFF ON OFF ON OFF ON OFF ON OFF ON 101 Emisora portátil FM estéreo – Universidad del Valle 98.2 98.3 98.4 98.5 98.6 98.7 98.8 98.9 99.0 99.1 99.2 99.3 99.4 99.5 99.6 99.7 99.8 99.9 100.0 100.1 100.2 100.3 100.4 100.5 100.6 100.7 100.8 100.9 101.0 101.1 101.2 101.3 101.4 101.5 101.6 101.7 101.8 101.9 102.0 102.1 102.2 102.3 102.4 102.5 102.6 102.7 102.8 102.9 103.0 103.1 103.2 103.3 103.4 103.5 103.6 103.7 103.8 103.9 104.0 104.1 104.2 104.3 ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON OFF OFF OFF ON ON ON OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF ON ON ON ON ON ON ON ON OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF ON ON ON ON ON ON ON ON OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF ON ON ON ON ON ON ON ON OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF ON ON ON OFF OFF OFF ON ON ON ON OFF OFF OFF OFF ON ON ON ON OFF OFF OFF OFF ON ON ON ON OFF OFF OFF OFF ON ON ON ON OFF OFF OFF OFF ON ON ON ON OFF OFF OFF OFF ON ON ON ON OFF OFF OFF OFF ON ON ON ON OFF OFF OFF OFF ON ON ON ON OFF OFF ON ON OFF OFF ON ON OFF OFF ON ON OFF OFF ON ON OFF OFF ON ON OFF OFF ON ON OFF OFF ON ON OFF OFF ON ON OFF OFF ON ON OFF OFF ON ON OFF OFF ON ON OFF OFF ON ON OFF OFF ON ON OFF OFF ON ON OFF OFF ON ON OFF OFF ON OFF ON OFF ON OFF ON OFF ON OFF ON OFF ON OFF ON OFF ON OFF ON OFF ON OFF ON OFF ON OFF ON OFF ON OFF ON OFF ON OFF ON OFF ON OFF ON OFF ON OFF ON OFF ON OFF ON OFF ON OFF ON OFF ON OFF ON OFF ON OFF ON OFF ON 102 Emisora portátil FM estéreo – Universidad del Valle 104.4 104.5 104.6 104.7 104.8 104.9 105.0 105.1 105.2 105.3 105.4 105.5 105.6 105.7 105.8 105.9 106.0 106.1 106.2 106.3 106.4 106.5 106.6 106.7 106.8 106.9 107.0 107.1 107.2 107.3 107.4 107.5 107.6 107.7 107.8 107.9 108.0 ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF ON ON ON ON ON OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF ON ON ON ON ON ON ON ON OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF ON ON ON ON ON ON ON ON ON OFF OFF OFF OFF ON ON ON ON OFF OFF OFF OFF ON ON ON ON OFF OFF OFF OFF ON ON ON ON OFF OFF OFF OFF ON ON ON ON OFF OFF OFF OFF OFF ON ON OFF OFF ON ON OFF OFF ON ON OFF OFF ON ON OFF OFF ON ON OFF OFF ON ON OFF OFF ON ON OFF OFF ON ON OFF OFF ON ON OFF OFF OFF ON OFF ON OFF ON OFF ON OFF ON OFF ON OFF ON OFF ON OFF ON OFF ON OFF ON OFF ON OFF ON OFF ON OFF ON OFF ON OFF ON OFF ON OFF Emisora portátil FM estéreo – Universidad del Valle 103 ANEXO B: ESPECIFICACIONES TÉCNICAS Las especificaciones técnicas fueron tomadas en laboratorio mediante el uso del generador de señales, osciloscopio, analizador de espectro y datashet de los circuitos integrados. Procesador de audio Nivel mínimo de entrada: Entrada máxima: Preénfasis: Nivel de salida: Respuesta en frecuencia: Relación señal a ruido: Distorsión: Tiempo de respuesta: Indicadores: Alimentación: Plugs de audio: 170 mVrms, -12 dB 12 Vrms, +24 dB 50 µs, 75 µs o ninguno 775 mVrms, 0 dB 30 Hz – 15 Khz. relativo al preénfasis -80 dB Menor que 0.2% Menor a 1 ms 3 leds y un metro 11 – 16 V de DC regulado Todos de tipo RCA Procesador de estéreo Alimentación: Nivel de entrada de audio: Razón señal a ruido de audio: Respuesta de audio: Distorsión de audio: Sobremodulación cruzada: Señal piloto de sintonía: 12 Voltios Dc 775 mVrms ajustables mayor de 70 dB 30 Hz a 15 Khz. +/- 0.5 dB mejor de 0.5% en 0 dBu 35 dB 19 Khz. Transmisor excitador: Suministro de potencia Consumo de corriente Potencia de salida Nivel de entrada - línea de audio Relación señal a ruido Respuesta de audio Señal piloto Banda de transmisión Desviación de frecuencia Control de frecuencia 13.8 voltios DC 350 mA 1 W a 100Mhz. 775 mV ajustable Mayor de 45 dB +/- 0.5 dB (30 Hz. A 15 Khz.) 19 Khz. FM: 88.0 Mhz a 108.0 Mhz +- 75 Khz Con microcontrolador y PLL Interfase de usuario Microcontrolador Velocidad Protocolo de comunicación Resolución de conversión Canales análogos Tiempo de conversión Velocidad De transmisión y recepción Software Compatibilidad Sistema operativo PIC16F877 10 Mhz RS232 10 bits 8 20 µseg. 9600 baudios Lab View ( National Instruments) PC 486 o superior Windows 95 o superior Alimentación 5 V DC Emisora portátil FM estéreo – Universidad del Valle ANEXO C: LISTADO DE PARTES Transmisor FM 1W R1 R2 R3 R4 R5 R6 R7 R8 R9 R10 R11 R12 R13 R14 R15 R16 R18 R19 R20 R21 R22 R23 R24 R25 R26 R27 R28 R29 R30 R31 R32 R33 R34 R35 R36 R37 R38 R39 R40 R41 R42 R43 R44 R45 R46 R47 R48 R49 R50 R51 R52 R53 R54 R55 R56 R57 47 27K 8.2K 10K 3.3K 100K 6.8K 3.3K 3.3K 120 120 68K 68K 22K 15K 330 22K 15K 150 330 150 22 6.8K 10 4.7K 33 150 1.5K 270 22 1K 1.5K 1.5K 1.5K 1.5K 1.5K 1.5K 1.5K 1.5K 1.5K 1.5K 1.5K 1.5K 1.5K 1.5K 1.5K 1.5K 470 100K 1.5K 4.7K 1.5K 10K 22K 1.5K 5.6K 104 Emisora portátil FM estéreo – Universidad del Valle R58 R59 R60 R61 R62 R63 R64 R65 R66 R67 VR1 C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 C8 C9 C10 C11 C12 C13 C14 C15 C16 C17 C18 C19 C20 C21 C22 C23 C24 C25 C26 C27 C28 C29 C30 C31 C32 C33 C34 C35 C36 C37 C38 C39 C40 C41 C42 C43 C44 C45 C46 C47 C48 C49 C50 C51 C52 C53 C54 C55 C56 C57 C58 C59 12K 12K 47K 5.6K 2.2K 270 560 33 56 15 10K variable 100 pf 1800 pf 100 pf 10 electrolítico 16v 47 electrolítico 16v 68 pf 68 pf 22 pf 15 pf 1000 pf 1000 pf 15 pf 15 pf 22 pf 1000 pf 22 pf 1000 pf 1000 pf 0.01 uf 1000 pf 0.01 uf 1000 pf 220 electrolítico 16v 1000 pf 47 pf 47 electrolitico 16v 47 pf 100 pf 1000 pf 0.01 uf 1000 pf 0 pf 47 pf 22 pf 1.8 pf .8 pf 1000 pf 0.1 uf 220 electrolitico 16v 0.01 uf 0.01 uf 0.01 uf 1000 pf 0.1 uf 0.1 uf 0.1 uf 0.1 uf 0.1 uf 0.1 uf 0.1 uf 1000 pf 100 pf 33 pf 0.22 uf 0.1 uf 0.01 uf 0.22 uf 0.0047 uf 0.01 uf 105 Emisora portátil FM estéreo – Universidad del Valle C60 C61 VC1 VC2 VC3 TR1 TR2 TR3 TR4 TR5 TR6 TR7 TR8 TR9 TR10 TR11 IC1 IC2 IC3 IC4 IC5 IC6 IC7 IC8 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 ZD1 ZD2 VCD1 LED1 LED2 LED3 L1 L2 L3 L4 L5 L6 XTAL1 SW1 SW2 FB1 FB2 FB3 FB4 FB5 SKT1 SKT2 10 2 1 220 uf 220 uf 40 pf 65 pf 65 pf BC558 BF494 BF494 BF494 BF494 2N4427 2N4427 BC548 BC558 BC548 BC548 74ALS74 74LS193 74LS193 74LS193 74LS76 74LS86 4060B 7805 1N4001 1N4148 1N4148 1N4148 1N4148 1N4148 1N4148 7V5 ZENER 7V5 ZENER KV1310 VARICAP 5mm LED AMARILLO 5mm LED VERDE 5mm LED ROJO 6 x 2 vueltas 6mm d. BOBINA 4 vueltas 6mm d. BOBINA 4 vueltas 5mm d. BOBINA 4 vueltas 5mm d. BOBINA 6 vueltas 6mm d. BOBINA 6 vueltas 6mm d. BOBINA 6.4 MHz 6 DIP switch 6 DIP switch 5 vueltas FERRITA 5 vueltas FERRITA 1 vueltas FERRITA 5 vueltas FERRITA 5 vueltas FERRITA PCB phono socket SO-239 Con tornillos, tuercas, y arandelas CONECTOR ANTENA Terminales tipo espadin Disipador tubular PLL PCB Tarjeta impresa. Procesador de estéreo R1 R2 R3 R4 R5 R6 R7 R8 R9 R10 47R 47R 100K 47K 4.7K 4.7K 47K 100K 1.2M 1.2M 106 Emisora portátil FM estéreo – Universidad del Valle R11 R12 R13 R14 R15 R16 R17 R18 R19 R20 R21 R22 R23 R24 R25 R26 R27 C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 C8 C9 C10 C11 C12 C13 C14 C15 C16 C17 C18 C19 C20 C21 C22 C23 C24 C25 VR1 VR2 XTAL IC1 IC2 IC3 IC4 3 2 100K 4.7k 1K 27K 27K 4.7K 4.7K 4.7K 47K 27K 100R 100R 100K 4.7K 4.7K 4.7K 4.7K 100pF 100pF 10uF 10uF 1nF 1nF 100nF 100pF 220uF 100pF 68pF 1nF 1nF 100nF 1.8nF 100pF 33pF 1.8nF 1nF 10uF 220pF 1.8nF 220pF 1.8nF 1.8nF 10 K 10 K 4.864 MHZ 4060 4013 4016 TLO74 RCA Terminal espadin Procesador de audio R1 R2 R3 R4 R5 R6 R7 R8 R9 R10 R11 R12 R13 R14 R15 47R 270K 33K 10K 1K8 1K 1K 3K9 100K 68K 47R 47R 4K7 39K 47K 101 101 10 UF 16V 10 UF 16V 102 102 101 101 220 UF 16V 101 68 102 102 100K 100 182 101 33 182 102 10UF 16V 221 182 221 182 182 VARIABLE VARIABLE 4060B 4013B 4016B TL074 16 PIN 14 PIN 14 PIN 14 PIN 107 Emisora portátil FM estéreo – Universidad del Valle R16 R17 R18 R19 R20 R21 R22 R23 R24 R25 R26 R27 R28 R29 R30 R31 R32 R33 R34 R35 R36 R37 R38 R39 R40 R41 R42 R43 R44 R45 R46 R47 R48 R49 R50 R51 R52 DI D2 D3 D4 D5 IC1 IC2 VR1 FB1 FB2 FB3 FB4 TR1 TR2 TR3 IC3 LED1 LED2 LED3 J1 C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 C8 C9 C10 C11 C12 C13 4K7 4K7 27K 33K 33K 10K 47K 1K 680R 680R 680R 680R 680R 680R 27K 1K 4K7 1K 2M 270R 270R 680K 4K7 4K7 4K7 22K 1K 39K 33K 1K5 2K2 680R 1K5 680R 100K 47R 100K 1N4148 1N4148 1N4148 1N4148 1N4148 TL074 TL074 2K2 1T 1T 1T 1T BC548 BC548 2N3819 78L82 5mm 5mm 5mm 3 Vias 100P 1n5 2n2 1U 1N 1N 220U 1N 1N 220U 1N 1N 1000U 1 Vuelta ferrita 1 Vuelta ferrita 1 Vuelta ferrita 1 Vuelta ferrita Amarillo Amarillo Rojo 101 152 222 1 UF 63V 102 102 220UF 16V 102 102 220UF 16V 102 102 1000UF 10V 108 Emisora portátil FM estéreo – Universidad del Valle C14 C15 C16 C17 C18 C19 C20 C21 C22 C23 C24 C25 C26 C27 C28 C29 C30 C31 C32 C33 C34 C35 C36 C37 C38 2 1 1 2 1 0.5m 220U 220UF 16V 220U 220UF 16V 100P 101 1N 102 220P 221 220P 221 10U 10UF 16V 220P 221 220P 221 100P 101 100N 100K 100 1N 102 1N 102 1N 102 1N 102 1N 102 1N 102 1N 102 680N 680NK 100 10U 10UF 16V 1U 1UF63V 100P 101 100P 101 1N 102 10U 10UF 16V Conectores RCA hembra Portafusibles tipo clip Fusible 100 mA Terminales pin Tarjeta impresa No 20. Cable rojo y negro potencia Tarjeta de control de la interfase gráfica R1x5 R2 R3 R4x8 P1 C1x2 C2x5 Q1x5 IC1 IC2 IC3 XTAL Dx4 RELE Db9 CON1 CON2 S1 SS2 S3 1 1 1 2 1m 1 5 1 2.2 O 100Ω 10KΩ 120Ω 100KΩ Resistencia variable trimer 22pf 10µf 50V electrolítico 2N2222 PIC16F877 74LS47 MAX232 10 Mhz Display de ánodo común 12 V tipo miniatura sencillo Conector interfase RS232 Conector hembra y macho 6 pines Interruptor de encendido tipo neón Pulsador miniatura NA Plaqueta circuito impreso Terminales espadín Conector hembra y macho 3 pines Conector hembra macho 2 pines Cable vehículo No. 22 Base Dip 40 Bases Dip 14 Base Dip 16 109 Emisora portátil FM estéreo – Universidad del Valle ANEXO D: PRESUPUESTO Generador de estéreo: 20 Condensadores electrolíticos 90 Condensadores cerámicos 130 Resistencias 4 Potenciómetros 12 Circuitos integrados 6 Transistores 16 Otros semiconductores (Diodos, leds, etc) 1 Cristal 3 Plaqueta impresa 1 Fuente de conmutada 2 Indicadores VU 3 Conectores RCA 4 Juego de fusibles 1 Caja metálica Misceláneos (cable, tornillos, terminales, etc) Total $ 16.000 $ 18.000 $ 13.000 $ 4.000 $ 60.000 $ 6.000 $ 4,900 $ 5.000 $ 150.000 $ 30.000 $ 10.000 $ 3.000 $ 6.000 $ 15.000 $ 20.000 --------------$ 360.000 Transmisor 60 10 70 1 1 8 4 5 1 15 1 1 2 3 15 2 1 2 1 1 1 Total Condensadores electrolíticos Condensadores cerámicos Resistencias Potenciómetros Trimer Circuitos integrados Transistores Transistores especiales Diodo varactor Otros semiconductores (Diodos, leds, etc) Transformador Cristal Plaqueta impresa Pulsadore y suyches Inductancias Conectores (antena, RCA) Indicadores VU Juego de fusibles Caja metálica Misceláneos (cable, tornillos, terminales, etc) Antena (Aluminio, conectores, base, etc) $ 12.000 $ 8.000 $ 7.000 $ 1000 $ 3000 $ 64.000 $ 5.000 $ 120.000 $ 15.000 $ 15.000 $ 10.000 $ 5.000 $ 120.000 $ 6.000 $ 30.000 $ 4 000 $ 10.000 $ 3.000 $ 15.000 $ 20.000 $ 50.000 ---------------$ 523.000 110 111 Emisora portátil FM estéreo – Universidad del Valle Interfase 15 Resistencias 4 Potenciómetros de precisión 4 Condensadores 8 Condensadores electrolíticos 1 Microcontrolador 2 Circuitos integrados 5 Transistores 2 Otros semiconductores 1 Cristal 1 Relé 2 Plaqueta impresa 3 Conectores DB9 Misceláneos (bases, terminales, cables, etc) Total $ 1.500 $ 12.000 $ 1.000 $ 8.000 $ 53.500 $ 7.000 $ 4.000 $ 1.000 $ 5.000 $ 3.000 $ 80.000 $ 6.000 $ 20.000 --------------$ 202.000 Gran total 30 % Envío e imprevistos Total sin mano de obra $1.085.000 $ 325.000 ---------------$1.410.500 ========= Emisora portátil FM estéreo – Universidad del Valle ANEXO E: PROGRAMA DEL MICROCONTROLADOR ;INTERFASE EMISORA DE FM ESTEREO ;TESIS DE GRADO INGENIERIA ELECTRONICA ;ESCRITO Y DISENADO POR:JOSE ELISEO GIRALDO ;Septiembre 30 del 2001 ;Genera los codigos DIP SWICH ;muestra en display la frecuencia, incrementa, decrementa, prende y apaga ;transmite y recibe datos del PC ;Escribe y lee en la EEPROM ;FM6.ASM VERSION 3.0 *GRAN BUCLA FINAL DE PRUEBA* ;INTERACTUA CON LAB VIEW fm5.vi ;=================================== ;*******PROGRAMA PRINCIPAL********** ;=================================== LIST P=16F877 RESET ORG 0 ;Vector de reset GOTO INICIO ORG 4 INTER RETFIE ;Vector de interrupciones ORG 10 ;Posicion de inicio del programa ;---------------------------------------------------------------------------------INICIO CALL INICIAR ;Valores iniciales DEFAULT CALL ENCEND ;Espera orden de encendido BUCLA CALL RECIBIR ;Recibe un dato del PC (RCREG) CALL ANALOGO ;Averigua si hay solicitud de canal, digitaliza y lo transmite CALL ACTPLL ;Averigua si hay solicitud de cambio.INCREMENTA o DECREMENTA CALL ENVIAR ;Envia al PC la frecuencia PLL CALL ACTPLL ;Verifica y nejecuta solicitud de pulsadores y PC CALL DISPLEY ;Refresca el display, muestra frecuencia CALL APAGAR ;Apaga cuando se pulsa ON de nuevo GOTO BUCLA ;Termina la bucla principal ;********** FIN PROGRAMA PRINCIPAL***************************************************** ;------------SIGUEN LAS RUTINAS---------;****** ACTPLL *************************** ;Actualiza la frecuencia, incrementa y decrementa PLL, BCD, DIP SWIC ;****** ACTPLL *************************** ;Actualiza la frecuencia, incrementa y decrementa PLL, BCD, DIP SWIC ACTPLL BTFSS PORTC,INC GOTO INCREM BTFSS PORTC,DEC GOTO DECREM BTfSC RCREG,INC GOTO INCREM BTFSC RCREG,DEC GOTO DECREM RETURN DECREM DECF PLL,1 GOTO SALIR INCREM INCF PLL,1 SALIR CALL PLLOUT CALL PLLDISP CALL BCD CLRF PORTB ;Tecla INC oprimida? ;SI: esta oprimida incrementar PLL ;Tecla DEC oprimida? ;SI: esta oprimida decrementar PLL ;Hay solicitud del PC para incrementar ;SI, incrementar PLL ;Hay solicitud del PC para decrementar ;SI: decrementar PLL ;NO: No hay ninguna solicitud retorna ;Genera los codigos de los DIP SWICH ;Genera los codigos para el DISPLAY ;Rutina que convierte a BCD ;Apaga display 112 Emisora portátil FM estéreo – Universidad del Valle CALL DELAY RETURN ;REBOTE ELIMINAR REBOTE ;=================PLLOUT=================================== ;Genera las frecuencias (numero N de los divisores) DIP SWUCH ;Saca los datos por PORTD y PORTE PLLOUT BCF STATUS,RPO MOVLW 03 MOVWF PLLH MOVLW OFSET MOVWF PLLL MOVF PLL,0 ADDWF PLLL,1 BTFSC STATUS,C INCF PLLH,1 MOVF PLLL,W MOVWF PORTD MOVF PLLH,W MOVWF PORTE RETURN ;Valor inicio tabla ;=====================PLLDISP=========================== ;Genera los codigos BINARIOS para mostrar frecuencia ;Simplemente incrementa en uno el codigo generado por PLLOUT PLLDISP MOVF PLLH,W MOVWF PLLHI MOVF PLLL,W MOVWF PLLLO MOVLW 01 ADDWF PLLLO,1 BTFSC STATUS,C INCF PLLHI,1 RETURN ;Carga PLLHI con PLLH ; ;Carga PLLLO con PLLL ;Suama 1 a PLLLO ;Hay carry? ;SI: incremente PLLHI ;NO: Dejelo como estava y salga ;============= RUTINA DE CONVERSION BCD================= ;Recibe dato en hexadecimal de dos bytes ;lo regresa en formato decimal para desplegar ;------------MILES-----------BCD BCF STATUS,RPO CLRF MILES CLRF CENTE CLRF DECE CLRF UNIDAD INI1 CALL RESTA1 BTFSS STATUS,C GOTO CIEN INCF MILES,1 GOTO INI1 ;------------CENTENAS--------CIEN MOVLW 0E8 ADDWF PLLLO,1 BTFSC STATUS,C INCF PLLHI,1 MOVLW 03 ADDWF PLLHI,1 ;---------------------INI2 CALL RESTA2 BTFSS STATUS,C GOTO DIES INCF CENTE,1 GOTO INI2 ;-------------DECENAS--------DIES MOVLW 64 ADDWF PLLLO,1 ;---------------------INI3 MOVLW 0A SUBWF PLLLO,1 ;Resta 10 decimal 113 Emisora portátil FM estéreo – Universidad del Valle BTFSS STATUS,C GOTO UNI INCF DECE,1 GOTO INI3 ;-------------UNIDADES-------UNI MOVLW 0A ADDWF PLLLO,W MOVWF UNIDAD RETURN ;-----RUTINA DE RESTA1----RESTA1 MOVLW 0E8 SUBWF PLLLO,1 BTFSS STATUS,C GOTO RESUL1 MOVLW 03 SUBWF PLLHI,1 RETURN RESUL1 MOVLW 04 SUBWF PLLHI,1 RETURN ;Dio positiva la resta ;Negativa salga ;Positiva Cuente ;-----RUTINA DE RESTA2-----RESTA2 MOVLW 64 SUBWF PLLLO,1 BTFSS STATUS,C GOTO RESUL2 RETURN RESUL2 MOVLW 01 SUBWF PLLHI,1 RETURN ;==============DISPLEY=============== ;Enciende los cuatro digitos del displey para mostrar la ;frecuencia.Encada llamado refresca un digito diferente DISPLEY BCF STATUS,RPO DECF CONTA,1 ;Decrementa el contador BTFSS STATUS,Z ;Mostrar digito de MILES? GOTO CE ;NO. Resultado no es cero MOVLW 04 ;SI: CONTA=04 MOVWF CONTA ;Regresa el contador a su valor inicial MOVF MILES,W BTFSC STATUS,Z ;Salta si MILES no es cero COMF MILES,W ;Si MILES es cero no se muestra en display MILES=FF ANDLW 0F IORLW 80 MOVWF PORTB ;Muestra el digito de MILES RETURN CE MOVLW 01 SUBWF CONTA,W BTFSS STATUS,Z ;Mostrar digitos de CENTENAS? GOTO DI ;NO MOVF CENTE,W ANDLW 0F IORLW 40 MOVWF PORTB ;Muestra el digito de CENTENAS RETURN DI MOVLW 02 SUBWf CONTA,W BTFSS STATUS,Z ;Mostrar digito de DECENAS? GOTO UN MOVF DECE,W ;NO. Resultado no es cero ANDLW 0F IORLW 20 ;SI: Habilita el tercer digito MOVWF PORTB ;Muestra el digito de DECENAS RETURN UN MOVF UNIDAD,W ANDLW 0F IORLW 10 ;Habilta el cuarto digito MOVWF PORTB ;Muestra el digito de UNIDADES RETURN ;Y termina 114 Emisora portátil FM estéreo – Universidad del Valle ;-------RUTINA DE ENCENDIDO-------ENCEND BCF STATUS,RPO BTFSC PORTC,ON GOTO ENCEND CALL DISP_ON CALL REEPROM CALL PLLOUT CALL PLLDISP CALL BCD CALL DELAY CALL DELAY CALL DELAY BCF STATUS,RPO BSF PORTC,RELE RETURN ;Tecla ON orpimida? ;NO; espere hasta que se oprima la tecla ON ;SI: Inicia secuencia de encendido ;Lee configuracion de la EEPROM PLL = EEPROM ;Genera los codigos de los DIP SWICH ;Genera los codigos para el display ;Convierte a formato decimal el codigo del displaly ;RETARDO PARA ELIMINAR REBOTE ;Enciende el rele......... ;-------RUTINA DE APAGAR......... APAGAR BTFSS PORTC,ON RETURN BCF STATUS,RPO CLRF PORTB BCF PORTC,RELE CALL DISP_OF CALL WEEPROM GOTO RESET ;CONSULTA EL PULSADOR ;Apaga........ ;Guardar dato en la EEPROM PLL = EEPROM ;Reset ;****** RUTINA DE RETARDO ***************** DELAY TRES DOS UNO MOVLW MOVWF MOVLW MOVWF MOVLW MOVWF DECFSZ GOTO DECFSZ GOTO DECFSZ GOTO RETURN VALOR1 REG1 VALOR2 REG2 VALOR3 REG3 REG3 UNO REG2 DOS REG1 TRES ;------ DELAY ----------------DELAY1 MOVLW 160 MOVWF RETARDO BIT NOP NOP DECFSZ RETARDO GOTO BIT RETURN ;Genera un retardo de 320 uS ;Guarda en retardo el valor 160 ;No hace nada, quema un ciclo ;No hace nada, quema un ciclo ;Salta si termina la cuenta ;en caso contrario regresa ;----------REEPROM----------;Lee en la memoria EEPROM REEPROM BSF STATUS,RP1 BCF STATUS,RPO MOVLW 00 MOVWF EEADR BSF STATUS,RPO BCF EECON1,EEPGD BSF EECON1,RD BCF STATUS,RPO MOVF EEDATA,W BCF STATUS,RP1 MOVWF PLL RETURN ;banco 2 ;Direccion de la EEPROM ;banco 3 ;Establece modo memoria de datos ;inicia la lectura de la EEPROM ;banco 2 ;Guarda en W el dato ;Banco 0 ;Guarda el dato en PLL 115 Emisora portátil FM estéreo – Universidad del Valle ;---------WEEPROM-----------WEEPROM BSF STATUS,RP1 BCF STATUS,RPO MOVLW 00 MOVWF EEADR BCF STATUS,RP1 BCF STATUS,RPO MOVF PLL,W BSF STATUS,RP1 BCF STATUS,RPO MOVWF EEDATA BSF STATUS,RPO BCF EECON1,EEPGD BSF EECON1,WREN BCF INTCON,GIE MOVLW 055H MOVWF EECON2 MOVLW 0AAH MOVWF EECON2 BSF EECON1,WR BSF INTCON,GIE CALL DELAY BCF EECON1,WREN BCF STATUS,RPO BCF STATUS,RP1 RETURN ;--------DISP_ON------------;Muestra mensaje cuando enciende DISP_ON RETURN ;--------DISP_OFF-----------;Muestra mensaje cuado apaga DISP_OF RETURN ;banco 2 ;Direccion de la EEPROM ;banco 0 ;banco 2 ;banco 3 ;Establece modo memoria de datos ;inicia la escritura de la EEPROM ;Desabilita interrupciones ;xxxxx ;xxxxx ;xxxxx ;xxxxx ;xxxxx ;Habilita interrupciones ;Deshabilita la escritura ;banco 0 ;Pendiente ;Pendiente ;******* CONVER ************************************* ;Averigua el canal a sensar y lo transmite ANALOGO BCF STATUS,RPO ;Banco 1 BTFSS RCREG,CANAL ;Hay solicitud canal ADC? RETURN ;No hay solicitud de canal y retorna MOVLW 0E7H ; 1 1 1 0 0 1 1 1 Mascara para abrir espacio para dos bits ANDWF ADCON0,1 ;Libera slot para meter dato de canal MOVLW 18H ; 0 0 0 1 1 0 0 0 Mascara para insertar dos bits ANDWF RCREG,W ;Separa el data util y lo carga en W IORWF ADCON0,1 ;Incrusta el dato del canal a sensar CALL CONVER ;Llama al convertidor A/D MOVF ADRESH,W ;REVISAR.................... MOVWF TXREG ;Prepara dato a transmitir CALL TRANSMI ;REVISAR.................... RETURN ;Digitaliza los canales sensados CONVER BCF STATUS,RPO ;Banco 0 BSF ADCON0,ADON ;Se activa el ciclo de muestreo CALL DELAY1 ;Retardo de 320 uS BSF ADCON0,GO ;Se pone en marcha la conversion VERIF CALL DISPLEY BTFSS PIR1,ADIF ;Salta cuando termine la conversion GOTO VERIF ;en caso contrario regresa a VERIF BCF PIR1,ADIF ;Limpia la bandera de fin de conversion RETURN ;****** RECIBIR ********************************** ;Recibe datos del PC RS232 RECIBIR MOVLW MOVWF TRES_ MOVLW MOVWF DOS_ MOVLW MOVWF VALOR4 REG1 VALOR5 REG2 VALOR6 REG3 116 Emisora portátil FM estéreo – Universidad del Valle UNO_ BCF STATUS,RPO BSF RCSTA,CREN CALL DISPLEY BTFSC PIR1,RCIF RETURN DECFSZ REG3 GOTO UNO_ DECFSZ REG2 GOTO DOS_ DECFSZ REG1 GOTO TRES_ RETURN ;Banco 0 ;Inicia la recepcion ;Preguntar si ya termino la recepción ;****** TRANSMI *********************************** ;Transmite datos al PC RS232 TRANSMI BSF STATUS,RPO BSF TXSTA,TXEN VERITX CALL DISPLEY BSF STATUS,RPO BTFSS TXSTA,TRMT GOTO VERITX BCF STATUS,RPO RETURN ;Banco 1 (TXSTA) ;Iniciar transmision ;Salta cuando termine la transmision ;En caso contrario espera (regresa a VERITX) ;Banco 0 ENVIAR BTFSC RCREG,CANAL ;Hubo solicitud de canal....... RETURN ;SI, No enviar frecuencia MOVF PLL,W ;No, Si enviar frecuencia MOVWF TXREG ;Coloca la frecuencia en TXREG CALL TRANSMI ;REVISAR ......Envia la frecuencia al PC RETURN ;******* RUTINA INICIO ****************************** ;Reiniciliza registros, puertos, y modos INICIAR BSF MOVLW MOVWF CLRF MOVLW MOVWF CLRF CLRF BCF MOVLW MOVWF CLRF CLRF CLRF CLRF CLRF STATUS,RPO 3f TRISA TRISB 87 TRISC TRISD TRISE STATUS,RPO 04 CONTA PORTA PORTB PORTC PORTE RCREG ;Puerto A como entradas ;para conversores A/D ;Puerto B como salidas (DISPLEYS) ;1 0 0 0 0 1 1 1 87 Displays ;RX, TX, -, -, RELE, DEC, INC, ON REVISAR........ ;Puerto D como salidas (DIP SWICH): 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, ;Puerto E como salidas (DIP SWICH): 9, 10, 11 ;Inicializa el contador de displey en 4 ;-------CONFIGURACION COMUNICACION SERIAL ASINCRONICA BSF BCF BCF BCF BCF BCF STATUS,RPO TXSTA,SYNC TXSTA,BRGH TXSTA,TX89 STATUS,RPO RCSTA,RC89 ;Banco 1 ;Modo asincrono ;Modo asincrono, velocidad baja ;Se transmiten solo 8 bits ;Banco 0 ;No se tiene en cuenta la paridad para la recepcion ;Tener en cuenta esta última instrucción. No hay seguridad ;-------CONFIGURACION DE VELOCIDAD A 9600 BAUDIOS---BSF STATUS,RPO MOVLW 0FH MOVWF SPBRG ;Banco 1 ;10 Mhz, 9600 baudios ;Rata de baudios ;-------SELECCION PINES Tx y Rx---------------------BCF STATUS,RPO ;Banco 0 117 Emisora portátil FM estéreo – Universidad del Valle BSF RCSTA,SPEN ;Pines: RC6=Tx, RC7=Rx ;-------ACTIVACION DE INTERRUPCIONES----------------BCF STATUS,RPO BSF INTCON,GIE ;Habilitacion general de las interrupciones BCF PIR1,TXIF ;Limpiar bandera de transmision BSF STATUS,RPO ;Banco 1 BSF PIE1,TXIE ;Habilitar bandera de transmision BSF PIE1,RCIE ;Habilitar bandera de recepcion BCF PIE1,RCIF ;Limpiar bandera de recepcion ;------ CONFIGURACION DEL CONVERSOR A/D --------------BSF STATUS,RPO ;Banco 1 MOVLW 02H MOVWF ADCON1 ;Puerto A analogo, puerto E digital BSF PIE1,ADIE ;Habilitar bandera del conversor ADC BCF STATUS,RPO ;Banco 0 BCF PIR1,ADIF ;ojo, revisar Limpiar bandera conversion BSF ADCON0,ADCS1 ;Estos dos bits configuran el tiempo de conversión BCF ADCON0,ADCS0 ;a fosc/32 BCF ADCON0,5 RETURN ;============================ EQUIVALENCIAS ======================= ;--------------------BITS-------------------------------------C EQU 0 ;Bit indicador de acareo (STATUS) Z EQU 2 ;Bit indicador de cero (STATUS) W EQU 0 RPO EQU 5 ;Bit selector de banco (STATUS) RP1 EQU 6 ;Bit selector de banco ON EQU 0 ;RC0 TECLA DE OFF-ON INC EQU 2 ;RC1 TECLA PARA INCREMENTAR LA FRECUENCIA DEC EQU 1 ;RC2 TECLA PARA DECREMENTAR LA FRECUENCIA RELE EQU 3 ;RC3 RELE DE ENCENDIDO OFF EQU 0 ;1=OFF Bit para encender y apagar desde el PC CANAL EQU 5 ;1=SOLICITUD DE CANAL A/C (RCREG) SYNC EQU 04H ;Bit modo de transmision (TXSTA) <0:asincr 1:sincr> BRGH EQU 02H ;Bit modo y velocidad de transmision (TXSTA) TX89 EQU 06H ;Bit 6 que selecciona transmision de 8 o 9 bits TXD8 EQU 00H RC89 EQU 06H RCD8 EQU 00H PCFG0 EQU 00H PCFG1 EQU 01H ;bit configuracion canales analogos (ADCON1) PCFG2 EQU 02H ;Bit configuracion canales Analogos (ADCON1) SPEN EQU 07H ;Bit para escoger los pines TX y Rx del registro (RCSTA) GIE EQU 07H ;Bit de habilitacion general de las interupciones (INTCON) GO EQU 02H ;Bit inicio conversion TXIF EQU 04H TXEN EQU 05H TXIE EQU 04H TRMT EQU 01H ;....... ADIF EQU 06H ADIE EQU 06H ADON EQU 00H RCIE EQU 05H RCIF EQU 05H SREN EQU 05H CREN EQU 04H ADCS1 EQU 7H ;.... ADCS0 EQU 6H ;.... EEPGD EQU 7 ;Bit modo memoria EEPROM WREN EQU 2 ;Bit habilitador de escritura EEPROM WR EQU 1 ;Bit de inicio de escritura EEPROM RD EQU 0 ;Bit de inicio de lectura EEPROM ;---------------------REGISTROS-----------------PORTA EQU 5 TRISA EQU 85 PORTB EQU 6 TRISB EQU 86 118 Emisora portátil FM estéreo – Universidad del Valle PORTC EQU 7 TRISC EQU 87 PORTD EQU 8 TRISD EQU 88 PORTE EQU 9 ADRESH EQU 1EH INTCON EQU 0BH PIR1 EQU 0CH PIE1 EQU 8CH SPBRG EQU 99H TRISE EQU 89 RCREG EQU 1AH RCSTA EQU 18H TXREG EQU 19H TXSTA EQU 98H ADCON0 EQU 1F ADCON1 EQU 9F EEDATA EQU 10CH EEADR EQU 10DH EECON1 EQU 18CH EECON2 EQU 18DH STATUS EQU 3 REG1 equ 30 REG2 equ 31 REG3 equ 32 VALOR1 equ 30 VALOR2 equ 40 VALOR3 equ 40 VALOR4 EQU 15 VALOR5 EQU 15 VALOR6 EQU 15 RETARDO EQU MILES EQU 35 CENTE EQU 36 DECE EQU 37 UNIDAD EQU 38 PLL EQU 39 PLLH EQU 3A PLLL EQU 3B PLLLO EQU 3C PLLHI EQU 3D OFSET EQU 3E CONTA EQU 3F RETARDO EQU END ;Registro control de interrupciones ;Registro define rata de baudios ;Registro configura el modo de recepcion ;Registro configura modo de transmision ;Almacena el dato pra la EEPROM ;Direccion del dato de la EEPROM ;Registro de control de la EEPROM ;Registro de control ;......... ;......... ;......... ;........Tiempo 1 ;........Tiempo 2 ;........Tiempo 3 ;........Tiempo 4 ;........Tiempo 5 ;........Tiempo 6 20 ;MILLARES ;CENTENAS ;DECENAS ;UNIDADE ;..............35C: PLL=0 fREC=86.0 MHZ ;ORGANIZAR......... ;ORGANIZAR........ 20 ;Valor a sumar......... ;...............DISPLEY ;.............. 119 Emisora portátil FM estéreo – Universidad del Valle ANEXO F: Diagrama del circuito PLL 120 Emisora portátil FM estéreo – Universidad del Valle ANEXO G: Diagrama electrónico del transmisor 121 Emisora portátil FM estéreo – Universidad del Valle ANEXO H: Arte del circuito impreso del transmisor 122 Emisora portátil FM estéreo – Universidad del Valle ANEXO J: Lado de componentes del circuito impreso 123 Emisora portátil FM estéreo – Universidad del Valle ANEXO K: Diagrama tarjeta procesadora de estéreo 124 Emisora portátil FM estéreo – Universidad del Valle ANEXO L: Diagrama tarjeta procesadora de audio 125 Emisora portátil FM estéreo – Universidad del Valle ANEXO M: Diagrama tarjeta de control 126 Emisora portátil FM estéreo – Universidad del Valle ANEXO N: Panel frontal y diagrama de bloques de la interfaz 127 Emisora portátil FM estéreo – Universidad del Valle ANEXO P: DATA SHEET TRANSISTOR 2N4427 128 Emisora portátil FM estéreo – Universidad del Valle 129 Emisora portátil FM estéreo – Universidad del Valle ANEXO Q: DATA SHEET 74ALS74 130 Emisora portátil FM estéreo – Universidad del Valle 131 Emisora portátil FM estéreo – Universidad del Valle ANEXO R: DATA SHEET CD4916 132 Emisora portátil FM estéreo – Universidad del Valle 133 Emisora portátil FM estéreo – Universidad del Valle ANEXO S: DATA SHEET CD4060 134 Emisora portátil FM estéreo – Universidad del Valle 135