Básicamente la modulación consiste en que un parámetro (la onda portadora) cambie el 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 las frecuencias que son producidas por un transductor, las cuales no requerimos adaptadas para ser enviadas a través del medio deseado, es decir, que la señal no está siendo modulada para su transmisión.
Banda base : Se dice que la señal esta en banda base cuando nos referimos a la señal del mensaje sin modular, por lo tanto el ancho de banda es de el mensaje puro.
Ancho de banda de señal : Se dice que la señal esta en ancho de banda de señal una vez modulada por lo tanto ahora el ancho de banda corresponde a la señal modulada.
Banda de paso del canal : La cual depende exclusivamente del tipo de canal de transmisor que se utiliza.
La funcion de la modulacion consiste en modificar la señal del mensaje para poder transmitirla por medio de un canal hacia el lugar del destino.
En el caso de la modulacion de amplitud se utilizan dos señales:
1° señal denominada portadora cuya frecuencia debe ser superior a la frecuencia del mensaje.
2° la señal del mensaje es la que yo deseo transmitir.
Para realizar este proceso lo que se hace es modificar la amplitud de la señal portadora utilizando la amplitud de la señal del mensaje.
Graficos de las distintas señales de modulacion AM:
Coeficiente de modulacion y porcentaje de modulacion:
El coeficiente de modulacion se utiliza para describir la cantidad de cambios de amplitud en la señal de AM se identifica con la letra de "m", se calcula como :
la em es el cambio en valor pico de la amplitud en la señal de salida de am(volts).
ec: valor pico de la amplitud portadora.
Distribución de Voltaje:
Distribución de Potencia :
Transmisor de alto nivel :
Transmisor de bajo nivel :
Recepción de AM :
Sección de Radio Frecuencia : Es la cual se encarga de detectar, limitar y amplificar la señal que tengo en la entrada de los receptores, por lo tanto me permite recepcionar sin ningun inconveniente de a un solo canal.
Mezclador/convertidor : Su función es convertir la señal de radio frecuencia a frecuencias intermedias de dicha señal.
Seccion de frecuencia intermedia : Esta compuesta por amplificadores y filtros pasa bandas por lo que su funcion es de selectividad y amplificacion.
Detector de am : Su funcion es demodular la señal para recuperar la fuente de mensaje.
Sección de audio : Dicha sección se encarga de recomponer la señal del mensaje para que a la salida del receptor la señal del mensaje sea útil.
Fuentes de Ruido :
Ruido Térmico :
K= constante de Boltzmann
T = temperatura en grados Kelvin
B = ancho de banda
R = resistencia
---> Potencia de ruido
Te = T (F - 1)
| |___ Factor de ruido
|___________ Temperatra equivalente de ruido
Relación señal ruido
SINAD = señal + ruido + distorsión
Recepción de AM
Parámetros del Rx :
Selectividad : Es la capacidad que tiene el receptor de aceptar una determinada banda de frecuencias y despertar otras bandas de frecuencia.
|
|__________ Factor figura
Mejora del B
|
|__________ Mejora del ancho de banda
La mejora del ancho de banda es cuando se produce el ancho de banda del receptor y por lo tanto el ruido térmico y se calcula.
Mejora del Bw :
NF = 10 log BI
|______ mejora de "F"
F = figura de ruido
Sensitividad-sensibilidad : Es la capacidad que tiene el receptor de producir una señal de nivel importante teniendo en la entrada una muy pequeña señal.
Rango dinamico : Es la diferencia en decibeles (dB) entre la mínima señal que necesito a la entrada del receptor para que este la distinga y la maxima señal de salida que le puede colocar para que provoque una distorsión en la señal de salida. Dicho de otra forma es el limite entre la minima y maxima de la señal que puedo colocar a la entrada del receptor.
La fidelidad : Es la capacidad del receptor de producir a la salida una republica exacta de la señal de mensaje.
Distorsión de fase : La cual se debe a que los filtros en o cerca de la frecuencia de corte tienen distintos ángulos de fase.
Gráfico :
Distorsión de amplitud : La cual se debe a que los amplificadores que componen al receptor no tienen la misma ganancia.
Distorsión de frecuencias : La cual se debe a la presencia de frecuencias en el receptor las cuales no estaban al momento de transmitir la señal del mensaje.
TRABAJO PRÁCTICO Nº3
Objeto:
El objeto del presente trabajo práctico es :
FEV : 20mV/Div
FEH : 500nS/Div
4) Introducir al modulador AM( pata 1 (MC1496) una señal modulante vm(t) con un generador de funciones, senoidal de amplitud 200mVpp y frecuencia 200Hz. Graficar la señal con el osciloscopio. Completar los factores de escalas del osciloscopio utilizadas en la medición.
FEV : 50mV/Div
FEH : 500us/Div
Medir el índice 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 índice de modulación m en porcentaje aplicando la fórmula.
Vmáx = 1.2 V
Vmín = 650 mV
Ecuación simplifcada de la señal modulada, Vam (t):
V am(t) = 50Vp sen (2π 100Hz x t)+[15 sen (2π x 200Hz x t) ]x[sen(2π x 1000Hz 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.
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)]
Porcentaje (m): 30%
Ecuación simplificada de la señal modulada : Vam (t):
En el caso de la modulacion de amplitud se utilizan dos señales:
1° señal denominada portadora cuya frecuencia debe ser superior a la frecuencia del mensaje.
2° la señal del mensaje es la que yo deseo transmitir.
Para realizar este proceso lo que se hace es modificar la amplitud de la señal portadora utilizando la amplitud de la señal del mensaje.
Graficos de las distintas señales de modulacion AM:
la em es el cambio en valor pico de la amplitud en la señal de salida de am(volts).
ec: valor pico de la amplitud portadora.
Distribución de Voltaje:
Distribución de Potencia :
Transmisor de alto nivel :
Transmisor de bajo nivel :
Recepción de AM :
Sección de Radio Frecuencia : Es la cual se encarga de detectar, limitar y amplificar la señal que tengo en la entrada de los receptores, por lo tanto me permite recepcionar sin ningun inconveniente de a un solo canal.
Mezclador/convertidor : Su función es convertir la señal de radio frecuencia a frecuencias intermedias de dicha señal.
Seccion de frecuencia intermedia : Esta compuesta por amplificadores y filtros pasa bandas por lo que su funcion es de selectividad y amplificacion.
Detector de am : Su funcion es demodular la señal para recuperar la fuente de mensaje.
Sección de audio : Dicha sección se encarga de recomponer la señal del mensaje para que a la salida del receptor la señal del mensaje sea útil.
Fuentes de Ruido :
- Externo - (fuera del circuito)
- Interno - (interno al circuito)
Ruido Térmico :
K= constante de Boltzmann
T = temperatura en grados Kelvin
B = ancho de banda
R = resistencia
Te = T (F - 1)
| |___ Factor de ruido
|___________ Temperatra equivalente de ruido
Relación señal ruido
SINAD = señal + ruido + distorsión
Recepción de AM
Parámetros del Rx :
Selectividad : Es la capacidad que tiene el receptor de aceptar una determinada banda de frecuencias y despertar otras bandas de frecuencia.
|
|__________ Factor figura
Mejora del B
|
|__________ Mejora del ancho de banda
La mejora del ancho de banda es cuando se produce el ancho de banda del receptor y por lo tanto el ruido térmico y se calcula.
Mejora del Bw :
NF = 10 log BI
|______ mejora de "F"
F = figura de ruido
Sensitividad-sensibilidad : Es la capacidad que tiene el receptor de producir una señal de nivel importante teniendo en la entrada una muy pequeña señal.
Rango dinamico : Es la diferencia en decibeles (dB) entre la mínima señal que necesito a la entrada del receptor para que este la distinga y la maxima señal de salida que le puede colocar para que provoque una distorsión en la señal de salida. Dicho de otra forma es el limite entre la minima y maxima de la señal que puedo colocar a la entrada del receptor.
La fidelidad : Es la capacidad del receptor de producir a la salida una republica exacta de la señal de mensaje.
Distorsión de fase : La cual se debe a que los filtros en o cerca de la frecuencia de corte tienen distintos ángulos de fase.
Gráfico :
Distorsión de amplitud : La cual se debe a que los amplificadores que componen al receptor no tienen la misma ganancia.
Distorsión de frecuencias : La cual se debe a la presencia de frecuencias en el receptor las cuales no estaban al momento de transmitir la señal del mensaje.
TRABAJO PRÁCTICO Nº3
Objeto:
El objeto del presente trabajo práctico es :
- Comprender y analizar el proceso de modulación.
- Utilizando un circuito práctico de un modulador AM implementado con el circuito integrado MC 1496 analizar su funcionamiento y determinar el índice de modulación de AM utilizando el osciloscopio en modo Y-T / X-Y.
- Analizando el contenido armónico de las señales moduladas y determinar el índice de modulación en el dominio de la frecuencia. Medir del ancho de banda del canal de transmisión.
- Medir la señal modulada en el dominio de la frecuencia con analizador y en analizar los resultados desde el punto de vista energético del contenido armónico de la potencia.
- Analizar los resultados obtenidos a la entrada y a la salida del sistema cuando es transmitida una señal en banda vocal modulada en amplitud.
Instrumentos a utilizar :
El alumno deberá especificar todas las características técnicas del instrumental utilizado en el desarrollo del presente trabajo práctico.
Desarrollo Práctico :
1) Armar el circuito de un modulador de AM implementado con el circuito integrado MC 1496.
2) Conectar la fuente de alimentación de VCC +12, VEE -8 y verificar la polarización del circuito complementando la siguiente tabla :
3) Introducir a l modulador AM (C4) una señal portadora vp(t) con un GRF, senoidal de amplitud 100mVpp y frecuencia 1000Hz. Graficar la señal con el osciloscopio. Completar los factores de escala del osciloscopio utilizadas en la medición.Desarrollo Práctico :
1) Armar el circuito de un modulador de AM implementado con el circuito integrado MC 1496.
2) Conectar la fuente de alimentación de VCC +12, VEE -8 y verificar la polarización del circuito complementando la siguiente tabla :
FEV : 20mV/Div
FEH : 500nS/Div
4) Introducir al modulador AM( pata 1 (MC1496) una señal modulante vm(t) con un generador de funciones, senoidal de amplitud 200mVpp y frecuencia 200Hz. Graficar la señal con el osciloscopio. Completar los factores de escalas del osciloscopio utilizadas en la medición.
FEV : 50mV/Div
FEH : 500us/Div
Medir el índice 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 índice de modulación m en porcentaje aplicando la fórmula.
Vmín = 650 mV
Ecuación simplifcada de la señal modulada, Vam (t):
V am(t) = 50Vp sen (2π 100Hz x t)+[15 sen (2π x 200Hz x t) ]x[sen(2π x 1000Hz 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
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
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 utilizados en el punto 5 . Para efecturar esta medición deberá colocar en el canal X del osciloscopio 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 (m): 30%
V am= 100mVp sen (2 1 MHz t)+[0.03 sen(2π x 5000Hz x t)x[sen(2π x 1MHz x t)
7)Apague el generador de la señal modulantante y conecte analizador a la salida del modulador sobre una carga normalizada. Variando P1 grafique el espectro obtenido de la portadora sin modulación. Completar las escalas utilizadas en la medición.
El espectro de am con las bandas laterales :
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.
La amplitud no cambia , lo que cambia es la posicion de las bandas laterales.
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 de 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 ejercicio sera realizado en el término de las placas, los diseños son los siguientes :
MODULADOR DE AM
PREAMPLIFICADOR
10) Redacte las conclusiones finales del TP haciendo una síntesis sobre los resultados obtenidos en el mismo.
En esta actividad pudimos aprender a medir con el osciloscopio introduciendo la señal portadora y modulante en la entrada, medimos y observamos la señal modulada, también medimos las tensiones máximas y mínimas y la señal portadora.
