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.
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.
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:
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.
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)]
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.
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.
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:
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.
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
No hay comentarios:
Publicar un comentario