REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA UNIVERSIDAD FERMIN TORO DECANATO DE INGENIARIA CABUDARE ESTADO LARA
PRACTICA No 3 DE COMUNICACIONES COMUNICACIONES ANALOGICAS (MODULACÍON DE AMPLITUD Y ANALISIS DE ESPECTRO)
Integrantes: Mujica Isaac # 20.016.227 Lamazares Jormarys # 22.333.343 Hernández Leonel #23.849.768 Cabudare, 18/06/2014
Introducción La siguiente practica tiene como finalidad conocer las características y parámetros de la señal modulada en AM, la cual en su proceso cambia la amplitud de la señal portadora que posee una frecuencia alta de acuerdo con la amplitud de la señal moduladora que es la información que se transmite, con la modulación en amplitud la información se imprime sobre la portadora en la forma de cambios de amplitud. La modulación de amplitud es una forma de modulación relativamente barata y de baja calidad de modulación que se utiliza en la radiodifusión de señales de audio y video. Controlar el funcionamiento del modulador de un modulador de amplitud, y así mismo poder visualizar y analizar por medio de los equipos, como es el espectro de cada una de las señales (portadora, moduladora y modulada) y poder observar que sucede cuando aumentamos su amplitud y frecuencia, cuando está saturada o sobremodulada la señal modulada. Todo esto se podrá llevar a cabo por la estructura que nos ofrece la práctica, que son tres experiencias donde se debe seguir las instrucciones que se indican, donde la primera se corresponde a verificar el funcionamiento del modulador, en la segunda observar la linealidad del modulador y en la tercera poder visualizar el espectro de la señal AM (amplitud).
Objetivos: 1. 2. 3. 4.
Reconocer los principales parámetros de la señal modulada en amplitud. Controlar el funcionamiento de un modulador de amplitud. Realizar mediciones características en un modulador de amplitud. Analizar el espectro de una señal modulada en amplitud.
Pre-Laboratorio: 1. Investigue y Estudie el Análisis de Fourier. El análisis de Fourier es elemental para entender el comportamiento de las señales de sistemas. Este es el resultado de que los senosoidales son eigenfunciones de sistemas lineales variantes en el tiempo (LTI). Si pasamos cualquier senosoidal a través de un sistema LTI, obtenemos la versión escalada de cu alquier sistema senosoidal como salida.
2. Defina el término de Modulación en amplitud. La modulación en amplitud consiste exactamente en modular la amplitud de la onda portadora con la amplitud de la onda moduladora. La señal que obtenemos después de una modulación en amplitud recibe el nombre de señal modulada.
3. Defina Índice de Modulación en amplitud y como se puede calcular en el laboratorio. El índice de modulación es una relación sin unidad y se utiliza sólo para describir la profundidad de la modulación lograda para una señal modulada en amplitud y frecuencia dada. Es el proceso de cambiar la amplitud de una portadora de acuerdo con las variaciones de amplitud de la señal moduladora. La envolvente de la portadora es la información transmitida, y podremos verla en los semiciclos positivos y negativos de la portadora. El porcentaje en que la señal moduladora cambia la portadora senoidal es conocido como el índice de modulación.
Donde
y
son la amplitud del mensaje y la amplitud de la portadora, respectivamente.
4. Investigue y Estudie los diagramas de bloques relacionados con la modulación AM
Equipos a Utilizar: Módulo MCM21/VE… Comunicaciones analógicas II Osciloscopio. Generador de Señales.
Actividades de Laboratorio: Experiencia No 1: Funcionamiento del modular Instrucciones: En esta primera experiencia se utilizó el circuito BALANCED MODULATOR 1, que se encuentra en el módulo MCM21, donde se aplicó a la salida del CARRIER TP/ una señal senusoidal con una amplitud aproximadamente de 1 Vpp, y de frecuencia aproximadamente 450 KHz; esta señal la sacamos del generador interno que posee el módulo VCO2. Luego aplicamos a la entrada SIGNAL una señal sinusoidal de amplitud aproximadamente de 0.5 Vpp y frecuencia de aproximadamente 1 KHz. Posteriormente se giró el timmer CARRIER NULL en sentido directo, para desbalancear el modulador y obtener en la salida una señal AM de portadora no suprimida, y el LEVEL en la posición intermedia. Después de los pasos anteriores se conectó el osciloscopio en las entradas del modulador TP7 y TP8 para detectar la señal portadora que nos da el generador interno VCO2 y la señal moduladora que nos da el generador externo, el cual podemos observar en las imágenes siguientes:
La señal portadora es la que vemos reflejada de color amarillo y la señal moduladora es la que vemos reflejada de color azul.
Por otra parte desplazamos la sonda TP7 a TP9
Variando la amplitud de la señal moduladora y siguiendo las condiciones que nos indicaba la práctica que era el porcentaje de modulación inferior al 100%. Del 100% al superior 100%, para luego variar la frecuencia y la forma de onda de la señal moduladora para controlar las variaciones correspondientes de la señal modulada. Por ultimo en esta experiencia se varió la amplitud de la señal moduladora, y notamos que la señal modulada resulta estar saturada o en sobre modulación como puede observar en la siguiente imagen:
Experiencia No 2: Linealidad del Modulador Instrucciones: En la experiencia No 2 se colocó 1 Vpp de portadora y 0.5 Vpp de la modulara y se preajusto el osciloscopio en X-Y para conectar el TP8 al eje X y la señal moduladora TP9 al eje Y En la pantalla del osciloscopio observamos un trapecio, el cual suministra el desarrollo de la envoltura de la señal modula en función de la moduladora.
Luego aumentando la amplitud de la señal modulada, observamos cómo se visualiza la saturación y la sobremodulación de la señal modulada.
Experiencia No 3: Espectro de señal de AM. Instrucciones: En esta experiencia se utilizó en BALANCED MODULATOR 1. Y como portadora la señal generada por un generador externo y la señal moduladora por un generador externo para luego seguir las siguientes instrucciones que se indicaban. VCO1: el LEVEL se colocó aproximadamente a 2 Vpp y la frecuencia aproximadamente a 600 KHz. VCO2: el LEVEL se colocó aproximadamente a 2 Vpp y la frecuencia aproximadamente a 1000 KHz. SWEEP: DEPTH casi completamente en sentido directo. RF DETECTOR: posición retrógrada (casi llegando a cero). BALANCED MODULATOR 1: se colocó el CARRIER NULL en posición retrograda o directa, LEVEL en posición retrograda, BALNCEND MODULATOR 2: CARRIER NULL en posición central para que el circuito funcione como convertidor de frecuencia, LEVEL en posición retrograda. Se conectaron los circuitos entre si de la siguiente manera: TP18-TP7, TP9-TP14, TP2TP3, TP6-TP15, TP16-TP10, TP11-TP12. Como podemos observar en la imagen siguiente:
Se ajustó el osciloscopio en X-Y, y conectamos el generador SWEEP TP1 con el eje X, y la señal detectada TP13 con el eje Y. Luego se aplico a TP8 una señal moduladora de amplitud de aproximadamente 0.5 Vpp y 20 KHz. Por último se varió la frecuencia de la portadora VCO2 para que el osciloscopio obtuviera una representación semejante a la figura que nos mostraba la práctica.
Post-Laboratorio: 1. Conteste las preguntas que indica el software (Q1-Q11) de la lección 910.
Q1. ¿Cuál es la relación entre las tres formas de ondas? R: la envoltura de salida sigue la forma de onda de la moduladora.
Q2. Manteniendo 1 Vpp de portadora y 0.5 Vpp de moduladora, ¿Cuál es el valor de índice de modulación porcentual de la señal modulada? R: Aproximadamente un 80%
Q3. ¿Cuál componente tiene un funcionamiento irregular? R: el modulador IC2
Una señal de baja frecuencia 25sen(6000-t) modula en amplitud la portadora 50sen(130000-t)
Q4. ¿Cuál es el valor de la portadora? R: 20690 Hz
Q5. ¿Cuál es el valor de la frecuencia de la moduladora? R: 955 Hz
Q6. ¿Cuál frecuencia tiene la banda lateral inferior? R: 19.735 KHz
Q7. ¿Cuál frecuencia tiene la banda lateral superior? R: 19.735 KHz
Q8.
El espectro de frecuencia de una señal de audio está limitado, por unos filtros, entre 80 y 5500 Hz. La misma señal modulada en amplitud y una portadora de frecuencia de 700 KHz
Q9. ¿Cuál es la frecuencia más elevada incluida en el espectro de la señal modulada? R: 705.5 KHz
Q10. ¿Cuál es la frecuencia más baja? R: 694.5 KHz
Q11. ¿Cuál es el valor de banda ocupada por la señal de AM? R: 11 KHz
Conclusiones Los conocimiento obtenidos durante la fase teórica de la práctica, proveen de las herramientas necesarias para la ejecución de manera adecuada entorno a las disposiciones y requerimientos de esta experiencia. Durante el proceso de dicha práctica se logró observar cada una de los parámetros que exige la misma, los cuales impulso el conocimiento de cada uno de los participantes de manera más clara. En la cual se trabajó con el módulo MCM21, el osciloscopio que ayudo a reflejar las señales y los dos generadores, el interno (VCO2) el cual tiene un límite de frecuencia menor al generador externo. Pero hay que tomar en cuenta que el límite de la frecuencia con el que se trabaje cada uno determinara cual nos da la señal portadora y cual nos da la moduladora, es decir ambas pueden ser portadora o moduladora. Así mismo se pudo verificar el funcionamiento de modulador, y más adelante visualizar la señal portadora, moduladora y modulada por medio del osciloscopio, así mismo saber la razón por la cual la señal modulada se sobremodula y es por la variación de la amplitud de la señal. Y por último poder observar el espectro de la señal que se logró reflejar gracias al cumplimento de las instrucciones que se indicaban en la práctica.
