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Modulador Am De Doble Banda Lateral Con Gran Portadora. Daniel Felipe Balcázar 701512 e-mail:
[email protected]
Jonathan Acuña 701159 e-mail: jhacuna59@ ucatolica.edu.co
Giovanni Alexis Antonio 701512 e-mail: gaantonio12@ ucatolica.edu.co
RESUMEN: En el presente trabajo se implemento un modulador de doble banda lateral con gran portadora (DSB (DSBFC FC), ), con el inte integr grad ado o xr22 xr2206 06,, una una seña señall de mensaje de 2KHz, una portadora de 50KHz, 50KHz, un índice de modulación de 60%, con los cuales obtuvimos una modula modulació ción n muy cercan cercana a al valor valor inici inicialm alment ente e calculado. PALA PALABR BRAS AS CLAVE CLAVE: Índi Índice ce De Modulación AM, Mensaje, Portadora.
Modu odulaci lación ón,,
1 MODULACION AM (DSBFC). (DSBFC).
Un modu modula lado dorr AM es un disp dispos osit itiv ivo o con con dos dos seña señales les de entr entrad ada, a, una una seña señall port portad ador ora a de amplit amplitud ud y frecu frecuenc encia ia consta constante nte,, y la señal señal de información o moduladora. Fig. (1) El parámetro de la señal portadora que es modificado por la señal moduladora es la amplitud [1]. Figura 2. Índice de Modulación AM.
1.1 CARACTERÍSTICAS GENERALES El generador monolítico de funciones xr2206 cons consis iste te en un diag diagra rama ma de bloq bloques ues Fig. Fig. (3), (3), confor conformad mado o por cuatro cuatro bloque bloquess funcio funcional nales: es: un osci oscila lado dorr cont contro rola lado do por por volt voltaj aje e (VCO (VCO), ), un multiplicador analógico y un conformador senoidal, un separador de ganancia unitaria y un conjunto de conmutadores de corriente.
Figura 1. Modulación AM.
El índic ndice e de modul odulac ació ión n esta esta dado dado en porcentaje porcentaje donde donde M puede variar variar de 0% a 100% 100% sin sin que que exis exista ta dist distor orsi sión, ón, si se perm permitite e que que el porcentaje porcentaje de modulación modulación se incremente incremente más allá del del 100% 100% se prod produc ucir irá á dist distor orsi sión ón por por sobr sobreemodulación, lo cual da lugar a la presencia de señales de frecuencias no deseadas. Fig. (2).
1
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1.2 IMPLEMENTACIÓN IMPLEMENTACIÓN Para el diseño del modulador modulador AM tomamos unos valores iniciales: • • • •
La frecuencia de la portadora la calculamos a partir de la Ec. (1), asumiendo un valor del C1= 0.1uF y Frecuencia Portadora =50KHz despejamos R1 Ec. (2).
Figura 3. Diagrama de bloques integrado xr2206.
R1 =
La frecuencia de oscilación del VCO, Fc. Se determina mediante la Ec. (1), donde el capacitor externo C1 se conecta entre los terminales 5 y 6 y la resistencia R1 conectada entre el terminal 7 y tierr erra. Los cuales cumplen la función ión de temporizadores. Fc =
1 R1C 1
Hz
Frecuencia de la portadora de 50KHz. Amplitud Portadora mayor a 3 Vpp. Índice de modulación de 60%. Frecuencia del mensaje de 2KHz.
1 FcC 1
R1 =
(2)
Ω
1 (50 K ) * (0.1u )
= 200Ω
Las frecuencias laterales superior e inferior son tan solo la suma y diferencia de las señales de la portadora y la señal moduladora Ec. (3).
(1)
Fl = Fc ± Fm
En la Fig. (4), muestra el diagrama de un modulador de AM con un circuito integrado lineal, que usa el xr2206. La frecuencia de salida del VCO es la señal portadora la señal moduladora y el volt voltaj aje e de pola polari riza zaci ción ón se apli aplica ca al circ circui uito to modulador interno por el terminal 1 del integrado. integrado. La señal moduladora se mezcla con la VCO y produce una onda AM en el terminal de salida Vsal Vsal.. La onda onda de sali salida da es una una envo envolv lven ente te simétrica de AM que contiene a la portadora y las frecuencias laterales superior e inferior [2].
(3)
Fll = 50 KHz − 2 KHz = 48 KHz
Flh = 50 KHz + 2 KHz = 52 KHz
Para esta modulación utilizamos el montaje mostrado en la Fig. (4) simplemente cambiando el valor del C1= 0,1uF y R1=200Ω y cambiando el valor del resistor variable R2= 50KΩ este último es el que utilizamos para el ajuste de la onda de la portadora.
1.2.1 Resultados Para el montaje del modulador AM se utilizaron los siguientes elementos. Fig. (5). • • • •
Figura 4. Modulador AM con circuito lineal integrado.
•
2
1 Resistencia de 47KΩ. 4 Resistencias de 4.7KΩ. 2 Condensadores de 1 uF. 1 Condensadores de 0.1 uF. 1 Condensadores de 10 pF.
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La modu modula laci ción ón AM se pued puede e apre apreci ciar ar en la siguiente grafica en la que podemos observar de colo colorr amar amarilillo lo la seña señall de mens mensaj aje e con con una una frec frecue uenc ncia ia pequ pequeñ eña a y de colo colorr azul azul la seña señall modulada con una frecuencia mucho mayor mayor en la que se puede percibir fácilmente la envolvente de la señal modulada en AM.
1 Condensadores de 1 pF. 1 Potenciómetro de 5OKΩ. 1 Protoboard. 1 Generador de funciones. 1 Osciloscopio Digital. 1 Entrenador. 1 Multímetro.
Figura 7.Señal Modulación AM (azul) y señal Mensaje (amarilla).
Para determinar el índice de modulación en forma experimental se procedió a utilizar una herramienta bastante útil en el osciloscopio digital en la que podemos graficar las dos señales de entrada la primera es la señal del mensaje y la segunda es la señal de la modulación modulación AM, las cuales se grafican en el plano XY formando formando la figura de lisajous. M =
V max −V min V max +V min
(4)
De la grafica podemos obtener el valor máximo de ampl amplititud ud de la figu figura ra y su ampl amplititud ud mínim mínima a y reemplazar en la Ec. (4).
Figura 5.Montaje 5.Montaje Modulador AM. AM.
Para la señal del mensaje que se debe ingresar al circuito mediante el terminal 1 del i ntegrado se utilizo un generador generador de funciones sintonizado a una señal senoidal de 2KHz .Fig. (6).
M =
5 −1 5 +1
= 0.66
Que expresado en porcentaje esta dado por la Ec. (5). M
M
Figura 6.Generador de funciones con señal del Mensaje de 2KHz. 3
=
=
m *100%
0.66 *100%
=
66%
(5)
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Figura 8. Figura de lisajous osciloscopio.
CONCLUSIONES •
•
•
Fue interesante la implementación del modulador AM en el que pudimos afianzar y comprobar la teoría vista en clase de la modulación AM. Se presentaron varios inconvenientes para la calibración de la señal de la portadora que genera internamente el integrado con la ayuda de los elementos externos R1 y C1 que en cálculos nos requería requería una R1 de 200Ω y que para obtener la Fc= 50KHz en el montaje fue necesario aumentar la l de R1 a 250 Ω. El resultado final fue una modulación AM con un índice de modulación modulación un poco desfasado pero en general es una modulación bastante buena en la que podemos apreciar claramente la modulación AM sin distorsión.
REFERENCIAS [1] Modulación de Amplitud – AM [En línea]. Disponible en: http:// www.textoscientificos.com/r www.textoscientificos.com/redes/modulacion/amp edes/modulacion/amplitud litud [2] Oscar M. (2010 Santa Cruz).Cap. 03 Modulación AM 2ª part parte e [En [En líne línea] a].. Disp Dispon onib ible le en: en: http http:/ :/// www.profesores.frc.utn.edu.ar /electronica/ElectronicaAplic adaIII/Apl...
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