Lineas de transmisión

En esta entrada dejamos el link con un trabajo el cual contiene todo lo que pudimos encontrar sobre lineas de transmisión

http://www.mediafire.com/?m9bqc00oazc7b1r

T P N° 3

Modulación AM

Modulación: Básicamente la modulación consiste en que un parámetro (la onda portadora) cambie de valor de acuerdo con las variaciones de la señal moduladora, la misma es la información que queremos transmitir.

Modulación de Amplitud consiste en modificar la amplitud de una señal de alta frecuencia (denominada portadora), en función de una señal de baja frecuencia (denominada moduladora), la cual es la señal que contiene la información que se desea transmitir.


Cuando hablamos de banda base nos referimos a la frecuencias que son producidas por un transductor, las cuales no requerimos adaptarlas para ser enviadas a travez del medio deseado, es decir, que la señal no esta siendo modulada para su transmisión

Banda base: Se habla de señal en banda base cuando se designan los mensajes emitidos. la banda ocupada se encuentra comprendida entre la frecuencia 0, o un valor muy cercano a este, y una frecuencia máxima Fmax.

Ancho de banda de la señal: El ancho de banda de la señal en banda base es la extensión de las frecuencias sobre las que la señal tiene una potencia superior a cierto limite. Generalmente, este limite Fmax a -3dB, que corresponde a la mitad de la potencia máxima. El ancho de banda se expresa en Hz, kHz o MHz.

Espectro de una señal: se habla de espectro de una señal para designar la distribución en frecuencia de su potencia. Se habla también de densidad espectral de potencia, DSP, que es  el cuadrado del modulo de la transformada de Fourier de esta señal.

Banda de paso del canal: El canal de transmisión puede se, por ejemplo, una linea bifilar trenzada, un cable coaxial, una guía de ondas, una fibra óptica o, simplemente, el aire. Es evidente que ninguno de estos soportes esta caracterizado con la misma banda de paso. La banda del canal no debe confundirse con la distribución espectral de la señal en banda base.

Señal portadora: Su frecuencia es superior a la del mensaje.

Coeficiente de modulación y porcentaje de modulación: El coeficiente de modulación se utiliza para describir la cantidad de cambios de amplitud en la señal de AM. Lo identificamos con la letra "m"

m = Em / Ec

En donde "Em" es el cambio en valor pico de la amplitud en la señal de salida AM

Además siendo "Ec" valor pico de la amplitud de la portadora.

Distribución de potencia en AM

Pc = (Ec^2) / 2 * Rl

Donde Pc es la potencia de la portadora, Ec tensión pico de la portadora y Rl resistencia de carga

Potencia de las bandas: Pusb = Pisb = (m^2 * Pc) / 4

Potencia total de banda lateral: Psbt = (m^2 * Pc) * / 2

Potencia total de banda AM:   Pt = Pc + Pusb + Pisb

                                                   Pt = Pc + (m^2 * Pc) / 2

Transmisor de alto nivel

Transmisor de bajo nivel

Recepción de AM

Resolución del Trabajo Practico N°3

1) Armar el circuito de un modulador Am implementando con el circuito integrado MC 1496.

2) Conectar la fuente de alimentación de VCC +12, VEE -8V y verificar la polarización del circuito completando la siguiente tabla.

3) Introducir al modulador AM (C4) una señal portadora vp (t) con un GRF, senoidal de amplitud 100 mVpp y frecuencia 1000 kHz. Graficar la señal con el osciloscopio. Completar los factores de escalas del osciloscopio utilizadas en el medición.

FEV:  20   mV/Div

FEH:  500  ns/Div

4) Introducir al modulador AM (pin 1 MC 1496) una señal modulante vm (t) con un generador de funciones, senoidal de amplitud 200 mVpp y frecuencia 200 Hz. Graficar en la cuadricula la señal con el osciloscopio. Completar los factores de escalas del osciloscopio utilizadas en la medición.

FEV:  50  mV/Div

FEH:  500  us/Div

Medir del indice de modulación de AM utilizando el osciloscopio en modo Y-T. Graficar la señal obtenida a la salida del modulador con el osciloscopio. Completar los factores de escalas del osciloscopio utilizadas en la medición. Calcular el indice de modulación m en porcentaje aplicando la formula:

Vmax = 1,2 V

Vmin = 650 mV

Finalmente con los valores medidos escriba la ecuación simplificada de la señal modulada, Vam (t)
 V am (t) = 50 Vp sen (2π 1000 hz x t) + [ 15 sen ( 2π x 200 hz x t) ] x [sen (2π x 1000 hz x t)]



5) Modicar la señal modulante vm (t) del generador de funciones, senoidal de amplitud 200 mVpp y frecuencia 5000 Hz. Graficar en la cuadrícula la señal con el osciloscopio. Completar los factores de escalas del osciloscopio utilizadas en la medición.

FEV:   100  mV/Div

FEH:   100   s/Div


Medir del indice de modulación de AM utilizando el osciloscopio en modo Y-T. Gráficar la señal obtenida a la salida del modulador con el osciloscopio. Completar los factores de escalas del osciloscopio utilizadas en la medición.

Vmax = 1,2 V
Vmin = 300 mV


Finalmente con los valores medidos escriba la ecuación simplificada de la señal modulada, Vam (t)


V am= 50 Vp sen (2π 1000 hz x t) + [ 30 sen (2π x 5000 hz x t) x [sen (2π x 1000 hz x t)]

6) En este punto analizaremos las características de la modulación AM utilizando patrones trapezoidales utilizando el osciloscopio y los mismos valores de señales utilizadas en el punto 5. Para efectuar esta medición deberá colocar en el canal X del oscilospio la señal modulante y en el canal Y la señal modulada en amplitud, seleccione en el instrumento el modo X-Y. Varíe el preset P1 y realice por lo menos 2 mediciones del índice de modulación de AM. Completar los factores de escalas del osciloscopio utilizadas en la medición. Calcular el índice de modulación m.

Porcentaje del coeficiente m: 30%

Finalmente con los valores medidos escriba la ecuación simplificada de la señal modulada. Vam (t).

V am= 100 mVp sen (2π 1 MHz t) + [ 0.03 sen (2π x 5000 hz x t) x [sen (2π x 1 Mhz x t)]

7) Apague el generador de la señal modulante y conecte analizador a la salida del modulador sobre carga normalizada. Variada P1 grafique el espectro obtenido de la portadora sin modulación. Completar las escalas utilizadas en la medición.

Frecuencia de expansión:     KHz/Div

Resolución de BW:  1    KHz.

Nivel de referencia:      20    dBm.

Medición de la portadora sin modulación:     5    dBm

Medición de la portadora sin modulación:    3,16    mW


8) Conecte nuevamente el generador de modulante con la señal utilizada en el punto 5. Graficar el espectro obtenido a la salida del modulador con el analizador. Completar las escalas utilizadas en la medición.

Frecuencia de expansión:      KHz/Div

Resolución de BW:    1   Khz

Nivel de referencia:  20   dBm

Calcular el índice de modulación m en porcentaje aplicando la fórmula:

m%=200 x 10 ^x[dB]/20

                                                         

m% = 56,36

Donde:

 x [dB] = Nivel de pot. de laterales en dBm - Nivel de pot. de portadora en dBm.

Medición con analizador

X [dB] = -11

m%= 56,36

Determine el valor de potencia total en W y en dBm de la señal transmitida. A partir de los valores obtenidos de potencia determine el valor del rendimiento o eficiencia de modulación del sistema.

9) Reemplazar el GAF por el micrófono y verificar la modulación de voz sin distorsión sobre un receptor de AM comercial. Como recomendación trate de sintonizar el receptor a una frecuencia en la cual no se esté transmitiendo un programa, y calibrar la frecuencia portadora a ese valor. Analizar los resultados obtenidos a la entrada y a la salida del sistema cuando es transmitida una señal en banda vocal modulada en amplitud.

Este punto se realizara una vez que tengamos terminada la placa cuyos diseños son los siguientes:

10) Redacte las conclusiones finales del TP haciendo una síntesis sobre los resultados obtenidos en el mismo.

 En este trabajo práctica pudimos observar el funcionamiento de un transmisor de nivel bajo, haciendo pruebas con el mismo, introduciendo las correspondientes señales (portadora y modulante), para que sea posible el proceso de modulación. Pudimos medir con el osciloscopio, la señal de salida modulada y medir
el coeficiente m de la misma señal y los Vmax y Vmin. Con el analizador de espectro, observamos la señal portadora, con sus correspondientes bandas laterales (inferior y superior). Luego seguiremos poniendo mas mediciones cuando tengamos la placa realizada

TP N° 1

1) Analizando el espectro radioeléctrico en nuestro país


a) Calcular la longitud de onda de las radios 1070 KHz, y 630 KHz y clasificarlas en qué banda de frecuencia opera.

1070KHz = λ(lamba) = 280 M ---> HF

63KHz = λ(lamba) = 476.2 M ---> HF

b) De acuerdo a las reglamentaciones vigentes en nuestro país cual es el rango de frecuencias de operación de la radio AM.

El rango de frecuencia usado en AM en la argentina es desde 550 a 1600 kHz

c) Investigue si hay transmisiones de radio AM (radiodifusión) en otras bandas.

Banda ciudadana, banda aérea
http://radioaficionado.wordpress.com/2008/08/10/%C2%BFque-es-la-banda-aerea-y-%C2%BFque-frecuencias-utiliza-la-banda-aerea/

d) Calcular la longitud de onda para una radio de FM que transmite en 102.3 MHz clasificarlas en qué banda de frecuencia opera.

102.3 MHz = λ(lamba) =2.93 M ----> UHF

e) De acuerdo a las reglamentaciones vigentes en nuestro país cual es el rango de frecuencias de operación de la radio de FM.

El rango de frecuencia usado en FM en la argentina es desde 88 a 108 MHz

2) Analizando el espectro radioeléctrico en nuestro país

a) Averiguar la frecuencia portadora de video de canal 11, calcular la longitud de onda y clasificarla.

La frecuencia a la que trabaja canal 11 esta compredida entre 198 - 204 MHz

Su longitud de onda es:

λ = 3x108/200x106=1.5

Esta onda es de tipo: UHF

b) Realice una tabla de distribución de los canales de TV por aire de acuerdo a las reglamentaciones vigentes en nuestro país.

Los canales de aire del 2 al 13 tienen las mismas frecuencias en todos los paises, si no fuera así los receptores de TV tendrían que ser dedicados.Cada canal ocupa 6MHz:

Canales:

2>> 54 - 60 MHz

3>> 60 - 66 MHz

4>> 66 - 72 MHz

5>> 76 - 82 MHz

6>> 82 - 88 MHz

7>> 174 - 180 MHz

8>> 180- 186 MHz

9>> 186 - 192 MHz

10>> 192 - 198 MHz

11>> 198 - 204 MHz

12>> 204 - 210 MHz

13>> 210 - 216 MHz

c) Si una emisión de un sistema de transmisión de datos tiene una longitud de onda de 29.5 mm:

d) ¿a que frecuencia opera su transmisor?

El transmisor opera a los 10.17 GHz

e) ¿a que banda de frecuencia pertenece dicha transmisión?

Esta transmisión pertenece a la banda de frecuencia: EHF

3) De acuerdo a las reglamentaciones vigentes en nuestro país determine el rango de frecuencias que opera la telefonía móvil, a que banda del espectro radioeléctrico corresponde, y cuánto vale para cada uno de estos valores su longitud de onda (considerar para el calculo los limites de cada banda).

Las diferentes frecuencias a la cual operan los telefonos movil son: 850/900/1800/1900
y la longitud de onda de cada una es de:

λ = 3x108/850 = 356

λ = 3x108/900 = 333

λ = 3x108/1800 = 166

λ = 3x108/1900 = 158

espectro radioelectrico: http://www.vidadigitalradio.com/el-espectro-radioelectrico/

4) Un generador de tensión, provee 10 Vpp entre sus terminales. Calcular los valores en dBm, dBi y dBmV cuando se coloca sobre el mismo:

a) Una resistencia de 75

b) Una resistencia de 150

c) Una resistencia de 600

d) Una resistencia de 50

e) Una resistencia de 300

f) Una resistencia de 1000

Reistencia	dBm	dBu	dBmV	Fc
75	25.23	16.2	1.77	9.03
150	22.22	16.2	1.77	6.02
600	16.2	16.2	1.77	0
50	26.27	16.2	1.77	10.7
300	19.2	16.2	1.77	3
1000	18.4	16.2	1.77	2.2

Vpp = 10V

5) En un circuito sumador se introducen 2 señales con niveles de potencia de P1 = 6 dBm y P2 = 12 dBm respectivamente.

V(t) = V sen (wt + φ ) + Vsen (wt + φ )

a) Indicar el nivel de potencia resultante a la salida del sistema.

dbm = 10 log P/1mw
P1 = 3.98 mW
P2 = 15.85 mW
Ps = 19.83 mW
dbm = 42.97

b) Si las frecuencias de cada una de ellas es f1 = 2 KHz y f2 5 KHz, representar en el dominio del tiempo la señal ressultante

V(t) = Vsen (12.56k x t + φ) + Vsen (31.42k x t + φ)

6) Indicar en cada caso si los cuadripolos de la figura son un atenuador o un amplificador, con su correspondiente valor de ganancia en veces y dB.

G veces	G db
6	15.56	Amplificador
1.29	2.21	Amplificador
0.375	- 4.52	Atenuador

7) Indicar los valores en dbr para los puntos A, B, C y D de la siguiente figura cuando se tiene en el origen un tono de: 

a) -3 dBm

Pa = 0.5 mW
Pa = 0 dBr

Pb = 2 mW
Pb = 6 dBr

Pc = 1 mW
Pc = -3.01 dBr

Pd = 100 mW
Pd = 23.01 dBr

b) 4 dBm

Pa = 2.51 mW
Pa = 0 dBr

Pb = 10 mW
Pb = 6 dBr

Pc = 5.01 mW
Pc = 3 dBr

Pd = 510 mW
Pd = 23.07 dBr

8) Dado el siguiente sistema determinar:

a) La ganancia de la primera etapa G1 en dB.

G1 = 6 dB = 3.61 veces

b) La potencia de salida Po en W y en dBm. 


Po =12.58 mW = 11 dBm