Circuitos de Radio y Alta Frecuencia

Circuitos de Radio y Alta Frecuencia

LABORATORIO 2: MODULACIN AM

I.OBJETIVO:-Comprobar en forma prctica los principios de la modulacin y demodulacin AM -Anlisis espectral de sistemas de AM de doble banda y banda lateral-Determinacin del patrn XY e ndice de modulacin.II. FUNDAMENTO TERICO

MODULACIN ANALGICA O DE ONDA CONTINUA (CW)Es el proceso por el cual un parmetro de una seal senoidal de alta frecuencia se hace variar en forma proporcional al mensaje f(t). Con la modulacin los mensajes se trasladan a altas frecuencias permitiendo su transmisin por radiofrecuencia (RF) o su adaptacin al medio de transmisin.En todo proceso de modulacin se presentan las siguientes seales:a) Seal modulante. Seal moduladora o de Banda Base. Es la seal de informacin o mensaje a transmitir. En general es de bajas frecuencias y es limitada en banda mediante un filtro pasabajos. Ej. Las seales de laboratorio de un generador de seales, seales de audio producidas en una radioemisora, etc.b) Seal Portadora. Seal sinusoidal de alta frecuencia, dada por la forma de onda: fc(t) = A Sen(wct +). Usando esta seal se logra desplazar a frecuencias superiores la seal modulante.c) Seal Modulada. Seal de alta frecuencia que se obtiene de la variacin de la amplitud ( A ), frecuencia ( wc ) o fase ( ) de la seal portadora de acuerdo con las caractersticas de la seal moduladora. Es tpicamente la seal que se transmite. Entre las seales moduladas ms comunes tenemos: AM, FM, FSK, etc.d) Seal Demodulada. La demodulacin es el proceso mediante el cual se recupera la seal original de banda base o mensaje, a partir de la seal modulada. La seal demodulada es la seal resultante del proceso de demodulacin.

Importancia de la modulacin:La modulacin es muy importante en el desarrollo de sistemas de telecomunicaciones

Gracias a la modulacin es posible la radio comunicacin. En el medio aire se requieren antenas de aprox. /4 de tamao (= longitud de onda) para que la radiacin sea eficiente. Como en general las seales producidas por el hombre son de bajas frecuencias se necesitaran antenas de grandes dimensiones para su propagacin. Para transmitir un tono de voz de 4 KHz, se necesitara una antena de /4 = 18.75 km, irrealizable para la transmisin por radio. Sin embargo si usamos modulacin con una portadora de 1 MHz se necesitara antenas de /4 = 75m para transmitir el tono de voz de 4 KHz por radio frecuencia.:MODULACIN EN AMPLITUD (AM)Es el proceso por el cual se vara la amplitud de la seal portadora senoidal de alta frecuencia de acuerdo con la forma de onda de la seal modulante. Es la modulacin ms sencilla y fcil de entender. Su principal aplicacin es la radiodifusin AM comercial, que transmite seales de audio con una calidad aceptable, alcance regional y a frecuencias entre los 540 a 1600 KHz, rango en el cual se obtiene el mejor desempeo posible. En el siguiente esquema se puede observar lo descrito anteriormente:

En la experiencia del laboratorio, tanto nuestra seal modulante como nuestra portadora sern seales senoidales, las cuales sern obtenidas de un generador de seales. Se obtendrn, de esta forma, las siguientes formas de onda:

DEMODULACIN O DETECCIN DE AMProceso usado para recuperar la seal de informacin, a partir de cualquier tipo de seal AM modulada. Hay 2 tipos de deteccin:Demodulacin sncrona o coherente requiere en el receptor una portadora de frecuencia y fase totalmente sincronizada con la portadora del transmisor. Este tipo de deteccin es complejo y costoso por lo que slo se usa en la demodulacin de seales AM sin portadora presente.Demodulacin por deteccin de envolvente o no coherente no requiere en el receptor de una portadora sincronizada. Basta un dispositivo simple que detecte la envolvente de la seal modulada AM. Slo se usa en seales AM con portadora presente.

ndice de modulacin (m)Es uno de los parmetros ms utilizados en el anlisis de los sistemas AM con portadora presente. El ndice m expresa el grado de modulacin de la portadora y se define por la siguiente relacin:

Usando el modo XY con la seal modulante en X y la seal AM en Y, se obtiene el patrn XY con sus bases mayor y menor que miden D y d respectivamente. En el lmite de la deteccin por envolvente la seal AM es 100% modulada y el patrn XY se vuelve triangular.MODULADOR AM CONVENCIONAL1) Fije la fuente de poder en serie con el generador de audio a 4 V DC. Luego arme el circuito de la figura 1, fijando el potencimetro R1 en 10K. Usando el generador aplique una seal senoidal menor a 1 Khz y 2 Vpp y compruebe en el osciloscopio el funcionamiento del circuito (deber aparecer una onda modulada en amplitud a la salida del circuito). Apunte el valor de frecuencia elegido as como el grfico del resultado con valores de f y V obtenidos.

FIGURA 12) Retire la seal modulante y mida la amplitud y la frecuencia de la portadora a la salida. Grafique su forma de onda y espectro correspondiente.

3) Conecte la seal modulante y mida la amplitud y la frecuencia de dicha seal a partir de la portadora modulada a la salida. Grafique su forma de onda y espectro correspondiente

4) Grafique las formas de onda y el espectro de la seal modulada AM.

5)Si vara la amplitud de la seal modulante se observar como cambia la forma de onda y el patrn XY de la seal AM. Obtenga un valor de ndice de modulacin.

f =

D = 324 mV

d = 92mV

m = 0.557

6) Fije a 200 Hz la onda modulante y obtenga en forma prctica y terica la mnima frecuencia de portadora necesaria para una modulacin sin distorsin usando el potencimetro R1 de 100 K del pin 7.

f = 206 Hz

f = 19.03 Khz

7)Que observa grficamente en la salida al variar los siguientes parmetros:

o Variando la Frecuencia de Portadora:Variamos el ndice de modulacin y por ende variamos la envolvente.

o Variando la Amplitud de Portadora:Se sobremodula la seal AM, por lo tanto se debe regular para tener una buena seal AM.

o Variando la Frecuencia de la seal modulante: Varia la seal envolvente. o Variando la Amplitud de la seal modulante:Variamos el ndice de modulacin y se puede sobremodular.

DETECTOR DE ENVOLVENTE:

1) Ensamble el circuito de la figura 2 y acplelo a la salida AM del circuito de la Figura 1.

FIGURA 2

2) Obtener las formas de onda en los puntos: A, B. C y D

3) Retire el condensador C2, anote sus observaciones.____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

4) Que funciones cumplen los siguientes elementos: Diodo, C3, R2 y C2?Diodo: ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

C3: -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

R2: -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

C2: -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

6) Cambie el condensador C2 por un valor de 100 pF y observe la seal de salida demodulada. Qu ocurre? Repita este paso para valores de 0.1 uF y 0.5 uF------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

7) Vare la frecuencia de la portadora en el 1er circuito en todo el rango posible e indique qu distorsiones ocurren y a que valores de frecuencia de portadora.---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

8) Obtenga un m. > 1 (sobre modulacin) en el 1er circuito y observe que ocurre a la salida del detector. Anote y grafique.---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

9) Observaciones y conclusiones---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Ing. Sal Ruelas AlvaradoPgina 2