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TEEL – 4204 Lab Comunicaciones II
Experimento ADS #2 – Propagación De Ondas A Través De Un Medio Sin Pérdidas
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Fecha:__________________
Objetivo: Construir un modelo de una línea de transmisión sin pérdidas que permita
observar cómo varía la amplitud máxima de la onda en función de la coordenada espacial
de desplazamiento.
Procedimiento:
1. Construya el siguiente circuito:
Un generador AC con amplitud de 100 V, ángulo de referencia 0 grados, con
resistencia interna de 50 ohms, y operando a 1 G Hz alimenta una línea de
transmisión ideal sin pérdidas de 4 terminales (TLIN4) con impedancia característica
de 50 ohms. Un double click del mouse sobre el icono del generador le permitirá
definir la frecuencia a 1 G Hz. La resistencia interna del generador se representará
usando una resistencia externa al generador de 50 ohms.
Edite las propiedades de esta línea de transmisión de forma que el largo eléctrico,
representado por la variable E, sea la variable Z expresada en grados. 360 grados
corresponde a un largo de onda completo. Por lo tanto, al especificar los grados
estamos especificando el largo de la línea de transmisión en fracción de largo de
onda.
Coloque en el esquemático otra línea de transmisión igual que la anterior. Edite las
propiedades de esta segunda línea de transmisión de forma que el largo eléctrico sea
360 – Z.
Conecte entre las 2 líneas de transmisión un “current probe”.
Termine esta segunda línea de transmisión en una resistencia de carga de 50 ohms.
Al tener 2 líneas de transmisión, una de largo Z y otra de largo 360 – Z, y con un
current probe entre ellas, en realidad estamos midiendo la corriente en una sola línea
de transmisión en función del desplazamiento Z desde el generador.
Como Z es una variable, es necesario declararla. Para ello busque el icono de VAR en
el esquemático. Edite dicho icono de forma que la variable sea Z y que su valor
inicial sea 360.0 .
De la paleta de simulation AC escoja el controlador básico (i.e. la tuerca amarilla).
Edite el controlador y:
a. Seleccione una sola frecuencia de 1 G Hz (i.e. Frequency, Single point, 1
GHz).
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b. En la pestaña de Display marque las opciones de sweep var, start, stop, step.
c. Usando el mouse y desde el esquemático defina sweep variable=”Z”,
start=360, stop=0, step=-0.1 .
No olvide conectar a ground el terminal negativo del generador, y el terminal
remanente de la resistencia de carga.
En este circuito en particular, para evitar error numérico durante la simulación,
también será necesario conectar un ground entre los dos terminales que unen las dos
líneas de transmisión.
Dele save a su esquemático. Siempre es recomendable darle save al esquemático
antes de correr la simulación para evitar que si la aplicación del ADS falla, no pierda
el esquemático.
2. Simule su circuito.
3. Si todo salió bien y no tiene errores, prosiga. De lo contrario regrese y haga un debug.
4. Haga un copy and paste de su esquemático al archivo en MS Word que constituirá su
informe de laboratorio.
5. Abra la pantalla de data display. Escoja la opción de gráfica en coordenadas
rectangulares. Haga la gráfica de la magnitud de la corriente registrada por el current
probe contra Z. Esto es, seleccione I_Probe1.i, luego seleccione Add vs., luego
Magnitude, y finalmente Z. La gráfica mostrará cómo varía la magnitud o amplitud de
la corriente a lo largo de la línea de transmisión.
6. Use el mouse para editar el valor máximo y el valor mínimo del eje vertical de la
gráfica. Asigne 1.1 como valor máximo de la magnitud de corriente, y -1.1 como
valor mínimo.
7. Agrande su gráfica, tanto en tamaño como el font para que se distingan los números
en ambos ejes. Asígnele el siguiente título a su gráfica: Variación de amplitud de
corriente contra posición en grados para RL=50 ohms. Haga que el trazo de la curva
sea más grueso. Haga un copy and paste al archivo en MS Word que constituirá su
informe de laboratorio.
8. Desde el Data Display defina la ecuación lambda = Z/360. La variable lambda
representa la distancia desde la resistencia de carga en fracción de largo de onda, y Z
representa la distancia en grados desde la resistencia de carga.
9. Haga la gráfica de la magnitud de la corriente registrada por el current probe contra
lambda. Agrande su gráfica, tanto en tamaño como el font para que se distingan los
números en ambos ejes. Asígnele el siguiente título a su gráfica: Variación de
amplitud de corriente contra posición en largos de onda para RL=50 ohms. Haga
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que el trazo de la curva sea más grueso. Haga un copy and paste al archivo en MS
Word que constituirá su informe de laboratorio.
10. Repita todo el anterior procedimiento (i.e. pasos 4 al 9) excepto que ahora utilizará
una resistencia de carga de 100 ohms, que en los títulos de las gráficas deberá indicar
que la resistencia de carga es 100 ohms en vez de 50 ohms, y que deberá reajustar las
escalas verticales.
11. Archive en su cuenta su esquemático y los resultados del Data Display. Puede
necesitarlos para futuros experimentos y para los exámenes.
12. Incluya en su informe los siguientes componentes:
a. Su nombre y el de sus compañeros en la estación de trabajo.
b. Número del experimento (i.e. ADS #2) y título del experimento.
c. Objetivo del experimento.
d. Diagrama o esquemático del circuito montado para el caso de la resistencia de
carga de 50 ohms.
e. Diagrama o esquemático del circuito montado para el caso de la resistencia de
carga de 100 ohms.
f. Gráfica de la magnitud o amplitud de la corriente medida por el current probe
contra Z para la resistencia de carga de 50 ohms.
g. Gráfica de la magnitud o amplitud de la corriente medida por el current probe
contra lambda para la resistencia de carga de 50 ohms.
h. Gráfica de la magnitud o amplitud de la corriente medida por el current probe
contra Z para la resistencia de carga de 100 ohms.
i. Gráfica de la magnitud o amplitud de la corriente medida por el current probe
contra lambda para la resistencia de carga de 100 ohms.
j. Contestación a las siguientes preguntas:
¿A qué se debe la diferencia entre las 2 gráficas obtenidas? Explique el
comportamiento observado.
¿Cuál es la separación, en grados y en fracción de largo de onda, entre dos
máximos consecutivos?
¿Cuál es la separación, en grados y en fracción de largo de onda, entre dos
mínimos consecutivos?
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¿Cuál es la separación, en grados y en fracción de largo de onda, entre un máximo
y un mínimo adyacente?
k. Cerciórese que las gráficas están debidamente identificadas con un título, con los
ejes correctos, con el font agrandado, y con el trazo ensanchado.
13. Imprima y/o archive el informe para sus records.
14. Envíe una copia de su informe de laboratorio a la siguiente dirección de correo
electrónico: ricardo.mediavilla@upr.edu. No olvide incluir los nombres de todos los
estudiantes en su estación de trabajo.