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ELECTRÓNICA AVANZADA V – PRÁCTICAS CON ORCAD – BLOQUE 2
Bloque 2
Receptor IR
Receptor de infrarrojos
Los fotodiodos receptores empleados en las comunicaciones ópticas, en particular en las no
guiadas de infrarrojos, son dispositivos semiconductores que entregan a su salida una corriente
variable en función del flujo luminoso que reciben. Para su posterior procesado es necesario
convertir las señales de corriente a voltaje, amplificarlas y filtrarlas para eliminar ruidos.
En las Figuras 1, 2 y 3 se muestra una captura esquemática del receptor, así como los puntos
donde se deben colocar los markers de voltaje. Las fuentes de corriente representan la entrada
de señal, una vez convertida de flujo de luz a flujo de electrones.
Figura 1: Primera parte del receptor de IR
Figura 2: Segunda parte del receptor de IR
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ELECTRÓNICA AVANZADA V – PRÁCTICAS CON ORCAD – BLOQUE 2
Figura 3: Tercera parte del receptor de IR
Simulación a realizar
El estímulo de este circuito es la pareja de fuentes de corriente I1 e I2. Una de ellas es una
fuente IAC, necesaria para obtener el diagrama de Bode del circuito, y la otra una fuente
transitoria IPULSE que genera una señal de corriente cuadrada de 10 kHz de frecuencia y 1 µA
de amplitud. Los parámetros de esa fuente son:
• I1=0
• I2=1uA
• TD=0
• TR=1n
• TF=1n
• PW=0.05m
• PER=0.1m
La primera simulación a realizar es un diagrama de Bode con la respuesta en frecuencia del
circuito. Para este análisis se emplearán markers de dB y fase (Pspice Æ Markers Æ Advanced
Æ dB Magnitude of Voltage/Phase of Voltage), y a la salida se medirá el retardo de grupo
(Group Delay of Voltage). Las frecuencias de inicio y final de la simulación serán 1 Hz y 10
MHz, con 100 puntos por década. Como recordatorio, en PSPICE el prefijo para “mega” es
“meg”, no “M”, que se interpreta como “mili”.
La segunda simulación es un transitorio (Transient) de duración (Run to Time) 10 ms con un
paso máximo (Maximum Time Step) de 1 us, descartando los 9 ms iniciales (Start Saving Data
After: 9m). Los markers a emplear en este caso son de voltaje en los puntos indicados, y uno de
corriente a la salida de la fuente si se cree conveniente.
Análisis de resultados
1. ¿Qué etapas se pueden encontrar en el receptor?
2. ¿Qué tipo de etapa amplificadora forman los transistores? ¿Cuál sería el valor ideal de
resistencia de entrada para un amplificador de ese tipo? ¿Qué unidades tiene la ganancia
desde la entrada hasta el punto Out1?
3. Para frecuencias medias, ¿qué ganancia aportan las últimas dos secciones?
4. Captura y comentario del diagrama de Bode: frecuencia de corte inferior, ganancia en
banda plana, banda de interés.
5. Retardo de grupo: definición y comentarios de las gráficas obtenidas. ¿Por qué es
importante que sea nulo en la banda de interés?
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Filtro paso alto
Para caracterizar el receptor por completo, se hará un breve estudio del filtro que contiene. Con
el fin de simplificar las simulaciones, se recomienda copiar el filtro en un proyecto de OrCAD
nuevo y añadirle las fuentes de continua (VDC) y de alterna (VAC) necesarias para la
simulación, como se ve en la Figura 4:
Figura 4: Filtro paso alto presente en el receptor
Para caracterizar este filtro en frecuencia, se ha de realizar una simulación de tipo AC Sweep,
utilizando como entrada una fuente VAC con amplitud 1 V, y colocando a la salida markers de
magnitud en dB (dB Magnitude of Voltage) y fase (Phase of Voltage). La simulación tiene que
barrer las frecuencias desde 1 Hz hasta 100 MHz (recordad que el prefijo de PSPICE para
“mega” es “Meg”), con 200 puntos por década.
En vista de los resultados de la simulación, comentar:
• Tipo de filtro, frecuencia de corte aproximada y orden del filtro. ¿Qué relación tiene el
orden con la atenuación en la banda rechazada?
• Capturar el diagrama de Bode, dibujando por separado las gráficas de magnitud y fase.
• ¿A qué se debe la atenuación en frecuencias altas?
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