atenuador de potencia

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Microondas Atenuador de Potencia Página 1 Atenuador de Potencia Integrantes: Sergio Valarezo Alexander Santos 1. Introducción El presente trabajo consiste en el cálculo de los elementos pasivos (Resistencia) de un circuito en T de un atenuador de potencia. Los atenuadores son componentes que reducen la potencia de la señal, en una cantidad previamente prefijada, absorbiendo o reflejando parte de su energía y disipándola en forma de calor. [1] 2. Objetivos Calcular los valores nominales de R1 y R2 para obtener una atenuación de 20dB Diseñar un circuito atenuador que no dependa de la frecuencia (netamente resistivo). El circuito visto desde la entrada tiene que tener una impedancia de entrada de 50 ohmios y visto desde la carga de 50 ohmios. Simular el circuito atenuador (en T) en el software de simulación AWR Desing Environtment con los valores de resistencias encontrados. 3. Marco teórico Los atenuadores que reducen la potencia por efecto Joule se conocen como atenuadores disipativos. Entre las propiedades del atenuador debe estar la adaptación de las puertas de entrada y salida. De igual modo, un atenuador ideal no debe introducir cambios o distorsión de fase en el sistema en el cual se inserta. [1] [] [ ] La operación básica de un acoplador direccional se muestra en la figura 1, en la cual se muestra el símbolo usado para un acoplador direccional y la definición de sus puertos. La potencia suministrada al puerto 1 es acoplada al puerto 3 (el puerto acoplado) con el factor de acoplamiento | | , mientras que el resto de la potencia de entrada es entregada al puerto

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Page 1: Atenuador de Potencia

Microondas

Atenuador de Potencia Página 1

Atenuador de Potencia

Integrantes: Sergio Valarezo

Alexander Santos

1. Introducción

El presente trabajo consiste en el cálculo de los elementos pasivos (Resistencia) de un circuito en T

de un atenuador de potencia. Los atenuadores son componentes que reducen la potencia de la

señal, en una cantidad previamente prefijada, absorbiendo o reflejando parte de su energía y

disipándola en forma de calor. [1]

2. Objetivos

Calcular los valores nominales de R1 y R2 para obtener una atenuación de 20dB

Diseñar un circuito atenuador que no dependa de la frecuencia (netamente

resistivo).

El circuito visto desde la entrada tiene que tener una impedancia de entrada de 50

ohmios y visto desde la carga de 50 ohmios.

Simular el circuito atenuador (en T) en el software de simulación AWR Desing

Environtment con los valores de resistencias encontrados.

3. Marco teórico

Los atenuadores que reducen la potencia por efecto Joule se conocen como atenuadores disipativos. Entre las propiedades del atenuador debe estar la adaptación de las puertas de entrada y salida. De igual modo, un atenuador ideal no debe introducir cambios o distorsión de fase en el sistema en el cual se inserta. [1]

[ ] [

]

La operación básica de un acoplador direccional se muestra en la figura 1, en la cual se muestra el símbolo usado para un acoplador direccional y la definición de sus puertos. La potencia suministrada al puerto 1 es acoplada al puerto 3 (el puerto acoplado) con el factor de acoplamiento | |

, mientras que el resto de la potencia de entrada es entregada al puerto

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Microondas

Atenuador de Potencia Página 2

2 (el puerto cruzado) con el coeficiente | | . En un acoplador direccional ideal,

no se entrega potencia al puerto 4 (el puerto aislado). [4]

Figura 1. Símbolos usados para acopladores direccionales y sus puertos. [4]

4. Diseño

Figura 2. Circuito atenuador resistivo en T

La figura 2 muestra la configuración en T del atenuador resistivo, en el cual la entrada y la salida

están acopladas con una impedancia Zo, y es el radio del voltaje de salida al voltaje de entrada.

Tabla 1. Parámetros ABCD de algunos circuitos de dos puertos de interés. [2]

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Atenuador de Potencia Página 3

En la tabla 1 se encuentra la configuración del circuito en T para encontrar los valores de los

Parámetros ABCD.

De la tabla 1 para una red de un circuito en T se tiene:

Tabla 2. Conversión entre parámetros de redes de dos puertos. [3]

Debido a que el puerto 4 (a2) se encuentra aislado, se calcularan la potencia en los puertos 2 (b1)

y 3 (b2), para los cuales se obtendrán los parámetros y .

Convirtiendo los parámetros ABCD a parámetros S utilizando la tabla 2 se tiene:

Para :

(

) (

)

(

)

(

) (

)

(

)

𝐶

𝑅 𝐷

𝑅

𝑅 𝐴

𝑅

𝑅

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Atenuador de Potencia Página 4

Para :

*(

) (

) (

) (

)+ *(

) (

)

(

)+

*(

) (

)+ *(

) (

)

(

)+

*(

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*(

)+ * (

)+

* (

)+

[

]

[

]

𝑍𝑜

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Atenuador de Potencia Página 5

(

)

(

) (

)

Reemplazamos el valor de R1 en la ecuación de R2 anterior:

(

)

(

)

[ ]

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Microondas

Atenuador de Potencia Página 6

Con una atenuación de 20 dB se tiene transformar , entonces:

Con los valores de atenuación ( ) y con una impedancia de entrada de entrada de 50

ohmios ( ) obtenemos los valores de R1 y R2:

Para R1:

Para R2:

4.1 Simulación

En la figura 2 se encuentra el diseño del circuito resistivo en T del atenuador, con los valores de

y , con estos valores se tiene:

Page 7: Atenuador de Potencia

Microondas

Atenuador de Potencia Página 7

Figura 3. Atenuador resistivo en AWR

La figura 4. Muestra la salida de atenuación para el circuito resistivo en T, el cual según las

grafica se encuentra en -20 dB.

Figura 4. Atenuación a -20dB

4. Conclusiones

Para obtener de una forma sencilla el cálculo de los valores de R1 y R2, nos

basamos en el texto base para obtener los parámetros ABCD de nuestra

configuración del circuito en T.

Como se pudo observar, la atenuación del circuito simulado en AWR es de

exactamente

-20 dB, por lo que los parámetros de diseño del atenuador y de los valores R1 y R2

son los óptimos.

En lo que respecta a la configuración del circuito en T, nos pudimos dar cuenta

que para una atenuación de 20 dB los valores de R1 y R2 son nominales, es decir,

que según cálculos y simulaciones previas realizadas, estos valores de R1 y R2 son

los más exactos.

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Microondas

Atenuador de Potencia Página 8

La resistencia que se encuentra en la entrada y en la salida son iguales debido a la

reciprocidad y a la simetría del circuito.

5. Referencias

[1] Microondas 3º ITT-ST _ Tema 2: Circuitos pasivos de Microondas [En línea disponible en]

<http://agamenon.tsc.uah.es/Asignaturas/it/caf/apuntes/Tema2_2p.pdf> [Consulta del 1 de

Diciembre del 2013]

[2] Pozar, David M. - Microwave engineering/David M. Pozar.-3rd ed. - ISBN 0-471-44878-8 (cloth)

_ Capitulo 4 – Analisis de Redes de Microondas_ Pagina 185 _ Tabla 4.1

[3] Pozar, David M. - Microwave engineering/David M. Pozar.-3rd ed. - ISBN 0-471-44878-8 (cloth)

_ Capitulo 4 – Analisis de Redes de Microondas_ Pagina 187 _ Tabla 4.2

[4] Pozar, David M. - Microwave engineering/David M. Pozar.-3rd ed. - ISBN 0-471-44878-8 (cloth)

_ Capitulo 7 –Divisores de Potencia y Acopladores Direccionales_ Pagina 313 _ Figura 7.4- Simbolo

de acopladores direccionales y su distribución de potencias.