Reporte Transmisor Am

UNIVERSIDAD POLITCNICA DEL CENTRO

Modulaciones analgicas Pgina 1

INTRODUCCIN

Hoy en da el poder enviar o recibir informacin a travs de algn dispositivo es

de suma importancia para mantener comunicacin con las personas y con el

exterior, existen muchas formas de poder hacerlo pero en particular la

transmisin de una seal modulada en amplitud que es una forma de

modulacin poco costosa pero de baja calidad que se usa para emisiones

comerciales de seales de audio y video. El siguiente trabajo muestra el

proceso de cmo realizar un transmisor de seales de amplitud modulada (AM)

en doble banda lateral (DBL), su comportamiento visto desde el osciloscopio,

partiendo desde el anlisis terico, las ecuaciones matemticas implementadas

hasta los dispositivos utilizados y el porqu; cabe mencionar que para

comprender mejor este articulo el marco terico ser de gran ayuda durante el

desarrollo del mismo as como el uso de imgenes para ilustrar mejor los

resultados obtenidos. Es importante sealar con anterioridad que en esta

prctica en particular no se obtuvieron los resultados esperados pero est

comprobado que el circuito es funcional y realiza la operacin para el cual fue

diseado.

OBJETIVO

El objetivo general de sta prctica es ver el comportamiento de una seal

modulada en amplitud haciendo uso del anlisis matemtico para el diseo del

filtro pasa-banda empleado en el circuito transmisor asi como del oscilador y

hacer una evaluacin de los resultados obtenidos.



MARCO TERICO

Amplitud modulada (AM)

La modulacin en amplitud (AM) , es el proceso de cambiar la amplitud de una

seal portadora de frecuencia relativamente alta, en proporcin con el valor

instantneo de la seal modulante o moduladora (informacin).

Los moduladores de AM son dispositivos no lineales, con dos entradas y una

salida. Una entrada es una sola seal portadora de alta frecuencia y amplitud

constante, y la segunda est formada por seales de informacin, de frecuencia

relativamente baja, que puede tener una sola frecuencia, o ser una forma

compleja de onda, formada a su vez por muchas frecuencias.

La envolvente de AM

Aunque hay varias clases de modulacin de amplitud, la que probablemente se

usa con ms frecuencia es la AM de portadora de mxima potencia y doble

banda lateral (DSBFC, doubl sideband full carrier). A este sistema se le llama

tambin AM convencional o simplemente AM. A la forma de salida de un

modulador de AM se le llama con frecuencia envolvente de AM.

Espectro de frecuencias y ancho de banda de AM

Un modulador de AM es un dispositivo no lineal. En consecuencia, hay

mezclado no lineal, y la envolvente de salida es una onda compleja formada por

un voltaje de CD, la frecuencia de la portadora y la suma (fc + fm) y diferencia (fc

- fm) de las frecuencias, es decir, los productos cruzados. Las frecuencias de

suma y diferencia estn desplazadas respecto a la frecuencia de la portadora

una cantidad igual a la frecuencia de la seal moduladora.



MODULACIN EN DOBLE BANDA LATERAL

La modulacin en doble banda lateral (DBL), en ingls Double Side Band (DSB),

es una modulacin lineal que consiste en modificar la amplitud de la seal

portadora en funcin de las variaciones de la seal de informacin o moduladora.

La modulacin en doble banda lateral equivale a una modulacin AM, pero sin

reinsercin de la portadora.

Expresin matemtica de una seal DBL considerando la seal portadora cmo:

La seal modulada en DBL responde a la siguiente ecuacin:

dnde x(t) es la seal de informacin (mensaje), y VDBL(t) la seal modulada

en DBL.

Se trata pues, de multiplicar la seal moduladora y la seal portadora de forma

que obtenemos una seal cuya envolvente es directamente la seal de

informacin multiplicada por la amplitud de la portadora. Espectralmente, esto

equivale a convolucionar las dos seales, por tanto desplazar el espectro de la

seal moduladora centrndolo en la frecuencia de la portadora, positiva y

negativa. Esto implica que el ancho de banda de la seal DBL es, como en AM,

el doble del ancho de banda del mensaje.



Figura 1. Generacin de AM

Figura 2. Espectro de frecuencias de una onda AM de DSBFC

Bibliografa: Sistemas de Comunicaciones Electrnicas, autor: Wayne Tomasi, CUARTA edicin.



FILTRO ELECTRNICO

Un filtro elctrico o filtro electrnico es un elemento que discrimina una

determinada frecuencia o gama de frecuencias de una seal elctrica que pasa

a travs de l, pudiendo modificar tanto su amplitud como su fase.

Filtro pasa-banda

Los filtros activos se diferencian de los filtros comunes, en que estos ltimos

son slo combinacin de resistencias, capacitores e inductores. En un filtro

comn, la salida es de menor magnitud que la entrada.

En cambio los filtros activos se componen de resistores, capacitores y

dispositivos activos como Amplificadores Operacionales o transistores.

En un filtro activo la salida puede ser de igual o de mayor magnitud que la entrada.

Figura 3. Filtro activo pasa banda con Amplificador Operacional

El filtro Pasa Banda tiene la siguiente curva de respuesta de frecuencia. Dejar

pasar todas las tensiones de la seal de entrada que tengan frecuencias entre la

frecuencia de corte inferior f1 y la de corte superior f2. Las tensiones fuera de este

rango de frecuencias sern atenuadas y sern menores al 70.7 % de la tensin de

entrada.

Figura 4. Curva de respuesta de un filtro pasa banda.

Bibliografa: PRINCIPIOS DE CIRCUITOS ELECTRICOS, autor: Floyd, OCTAVA edicin



DESARROLLO TERICO Y SIMULACIN

A continuacin se mostraran los pasos realizados en la elaboracin del transmisor

y una descripcin de cada uno de ellos, comenzando con la simulacin en

Multisim 11 que al hacer las mediciones los resultados fueron los esperados, la

seal de salida era una seal modulada en amplitud como se muestra en la figura

6.

Figura 5. Diagrama esquematico

Figura 6. Seal AM en DBL simulada en Multisim 11



ETAPAS DEL CIRCUITO

OSCILADOR: el oscilador que se implement para la prctica fue uno de los ms

comunes, el timer 555 configurado en modo astable, la descripcin de la

practica mostraba el uso de este oscilador aunque este mismo fue la causa del

problema por el cual las seales obtenidas no fueron las deseadas, ya que en el

manejo de frecuencias altas suele alterar su comportamiento a la salida con

desvariaciones. Este pequeo circuito oscilador tambin fue calculado mediante

la ecuacin del modo astable.

Ecuacion del oscilador 555 en modo astable

Sustitucin de valores propuestos

La frecuencia obtenida es la que se utiliz como seal portadora del circuito.

SUMADOR: Es el primer Amplificador operacional configurado como sumador en

el cual entra una seal moduladora que puede ser variada entre 1 a 10 KHz y

es obtenida a la salida para entrar a la siguiente etapa del circuito.

MULTIPLICADOR: En el circuito multiplicador entra la seal del sumador (seal

moduladora) y tambin el tren de pulsos enviado por el oscilador (seal

portadora) para ser multiplicadas y entrar as a la ltima etapa.

CD4066: El integrado en s, es un cudruple interruptor Bilateral, diseado para

la transmisin o multiplexado de seales digitales o analgicas, puedes

considerarlo como un interruptor de conmutacin, cada uno de los interruptores

dispone de un pin de control y dos pines de entrada/salida, en este caso

selecciona las seales para ser introducidas al filtro pasa-banda.



FILTRO PASA-BANDA: es la ltima etapa del circuito y la que conllev un anlisis

ms minucioso ya que el ancho de banda requerido tena que estar a +5 KHz y

-5 KHz de la frecuencia de la seal portadora. Las ecuaciones utilizadas fueron

las siguientes:

Sustitucin de valores correspondientes



DESARROLLO PRCTICO

Despus del desarrollo terico se procedi llevarlo al desarrollo fsico utilizando

primeramente una protoboard para el montaje de los dispositivos, el material

empleado fue el siguiente:

4 resistencias de 10k

1 resistencia de 100

1 resistencia de 5.6k



2 capacitores de 100pF

1 capacitor de 250pF

3 OpAmp TL081

1 Timer 555

1 HCF4066( genrico del CD4066)

1 osciloscopio

1 generador de funciones

1 fuente ATX con voltajes variables

Figura 7. Resultados obtenidos mostrados en el osciloscopio



RESULTADOS

Como se mencion anteriormente, los resultados obtenidos en esta prctica no

fueron los esperados debido a muchos factores asociados con el circuito;

deducir una causa exacta del problema sera precipitado sin embargo durante el

desarrollo influy que la seal portadora generada por el timer no era estable,

otro factor relacionado pudo deberse a la fuente ATX que despus de las

pruebas finales se hizo una medicin con el osciloscopio directamente a sus

terminales y lo que arroj fue que la tensin entraba con ruido lo que afect

durante el procesamiento de la seales aunado a que la protoboard no era

recomendable para el desarrollo de esta prctica.

Como segunda alternativa opt por soldar los componentes a una placa

perforada sin volver a obtener los resultados esperados pero en este caso la

respuesta mejor bastante contrario al uso de la protoboard, en la imagen que

mostraba el osciloscopio se vea como la seal era modulada sin embargo tena

un barrido a mitad de un ciclo de la seal que no era ideal para una buena

transmisin por lo que se descart nuevamente.

Finalmente realic un diseo en PCB del circuito e imprim sobre una placa para

volver a soldar los componentes y los resultados tampoco eran los esperados,

de igual manera que con la placa perforada la imagen en el osciloscopio

mostraba un barrido de la seal por lo que se concluy la prctica sin tener

xito.

Figura 8. Diseo en PCB Wizard



Figura 9. Circuitos realizados



CONCLUSIONES

La transmisin de seales en AM es de suma importancia en las

comunicaciones radiofnicas o de televisin sin embargo llevarlo a cabo es un

reto de diseo y anlisis ya que puede llegar a presentar problemas como los

que se expusieron en este reporte.

Aunque los clculos realizados puedan estar bien y la simulacin arroje buenos

resultados el desafo final ser la prctica que es donde se pone a prueba todo

lo elaborado con anterioridad. Las seales de salida pueden variar en cada

circuito aun siendo similares los dispositivos empleados porque fue algo que

pude constatar con otros compaeros; quizs suerte, quizs un buen anlisis, lo

que s es cierto es que presenta variantes.

Es recomendable usar cualquier otro tipo de oscilador que soporte altas

frecuencias porque propiciar que la multiplicacin de las seales moduladora y

portadora no presenten problemas, mientras que el uso de una fuente

conmutada propia tambin sera ideal para no generar ruidos as como usar

placas perforadas o impresas.

Se entiende que en la modulacin en doble banda lateral la seal moduladora

es la que modifica el comportamiento de la seal portadora en base en su

amplitud suprimiendo la seal portadora a la salida,

La principal ventaja de la modulacin DBL respecto la modulacin AM es que

toda la potencia de la seal moduladora se emplea en la transmisin de la

informacin, de modo que la relacin seal-ruido en recepcin ser mayor.



BIBLIOGRAFAS

Libro: Sistemas de comunicaciones electrnicas, Wayne Tomasi, 4ta

edicin.

Libro: Principios de circuitos elctricos, Floyd, 8va edicin.

Libro: Fundamentos y electrnica de las comunicaciones, Enrique Sanchis,

coord, 3ra edicin.

http://telecomunicacionesunerg.blogspot.mx/2008/06/modulacin-

modulacin-en-doble-banda.html

http://www.youtube.com/watch?v=Mrd-PODtEQ8

Reporte Transmisor Am

Documents

Transcript of Reporte Transmisor Am