Practica 1 Modulador de AM

Tecnológico Nacional de México Instituto Tecnológico de Puebla Introducción A las Telecomunicaciones Práctica 1: Modulador de AM Catedrático: Rosa María Martínez Galván

Equipo: Aloha Alumnos: Jesús García Juárez Osvin Dayan Lillo Arriaga Alejandro Valencia Nuñez

Fecha: 13/Octubre/2017

1. Título: Practica 1 Modulador AM 2. Objetivo: Simular y armar el circuito de la Figura 1. Calcular su índice y porcentaje de modulación. Simular que pasa si hacen que 𝑉m > 𝑉p 3. Introducción: Modulación de Amplitud Modulación de amplitud (AM) es el proceso de cambiar la amplitud de una señal portadora de frecuencia relativamente alta de acuerdo con la amplitud de la señal modulante (información). Las frecuencias que son lo suficientemente altas para radiarse de manera eficiente por una antena y propagase por el espacio libre se llaman comúnmente radiofrecuencias o simplemente RF. Con la modulación de 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 vídeo. La modulación de amplitud también se usa para las comunicaciones de radio móvil de dos sentidos tal como una radio de banda civil (CB) (26.965 a 27.405 MHz). Modulador de AM Un modulador AM es un aparato no lineal con dos señales de entrada de información: una señal portadora de amplitud constante y de frecuencia sencilla, y la señal de información. La información actúa sobre o modula la portadora y puede ser una forma de onda de frecuencia simple o compleja compuesta de muchas frecuencias que fueron originadas de una o más fuentes. Debido a que la información actúa sobre la portadora, se le llama señal modulante. La resultante se llama onda modulada o señal modulada.

Señal Moduladora (Datos)

Señal Portadora

Señal Modulada Consideremos que la expresión matemática de la señal portadora está dada por (1) vp(t) = Vp sen(2π fp t) Donde Vp es el valor pico de la señal portadora y f p es la frecuencia de la señal portadora. De manera similar podemos expresar matemáticamente a la señal moduladora (2) vm(t) = Vm sen(2π fm t) Siendo Vm el valor pico de la señal moduladora y fm su frecuencia. La señal modulada tendrá una amplitud que será igual al valor pico de la señal portadora más el valor instantáneo de la señal modulada.

(3) v(t) = ( Vp + vm(t) )sen(2π fp t) v(t) = ( Vp + Vm sen(2π fm t) )sen(2π fp t) luego sacando Vp como factor común

(4) Se denomina índice de modulación

reemplazando m en (4)

Operando

(5) recordando la relación trigonométrica

aplicamos esta entidad a la ecuación (5)

(6) La expresión (6) corresponde a la señal modulada en amplitud. Si al índice de modulación se lo expresa en porcentaje se obtiene el porcentaje de modulación

M puede variar de 0% a 100% sin que exista distorsión, si se permite que el porcentaje de modulación se incremente más allá del 100% se producirá distorsión por sobre-modulación, lo cual da lugar a la presencia de señales de frecuencias no deseadas.

M < 100%

M = 100%

M > 100% 4. Metodología: Para la realización de esta práctica se va a simular y armar el circuito de la Figura 1. Calcular su índice y porcentaje de modulación. Simular que pasa si hacen que 𝑉m > 𝑉p

Figura1. Circuito modulador de AM. El circuito tiene un error. Encontrar cual es.

Cuando lo simulen si la salida está así Figura 2, está mal.

Figura 2. Señal con error. Cuando encuentren el error la señal quedará de la siguiente manera (Figura 3)

Figura 3. Señal sin error

Para calcular el índice y el porcentaje de modulación de forma teórica se debe hacer uso de las siguientes formulas.

De igual forma para calcular el índice de modulación de forma practica se utilizará la siguiente formula.

Para calcular el porcentaje de modulación solo basta con multiplicar el índice de la modulación por 100%. 5. Material y equipo: Equipo:  2 Generadores de señal  Osciloscopio  Fuente de CD Material:  1 transistor 2N2222  3 Resistencias de 10 kΩ  1 Resistencia de 20 kΩ  1 Resistencia de 5.8 kΩ  1 Capacitor de 0.1 uF  1 Capacitor de 0.01 uF  1 Capacitor de 0.001 uF 6. Resultado. Previamente antes de realizar la simulación encontramos que en la figura 1 el error se encuentra en que la amplitud de la señal moduladora y la señal portadora están mal debido a que la amplitud de la portadora debe ser más grande que la amplitud de la moduladora. Simulación. En la simulación realizamos la corrección y el circuito quedo de la siguiente manera asi como la señal modulado vista desde el osciloscopio.

Al finalizar la simulación calculamos el índice y el porcentaje de modulación por medio de las siguientes formulas.

Sabemos que Vm=340mV y Vp=8V, asi que sustituimos los valores en la formula por lo que nos queda de la siguiente forma. 340𝑚𝑉 340𝑚𝑉 𝑚 = 8𝑉 = 0.0425 y 𝑀% = 8𝑉 ∗ 100 = 4.25% Como resultados teóricos tenemos que el índice de modulación es de 0.0425 y el porcentaje de modulación es de 4.25% con lo cual podemos ver que los cálculos

teóricos nos dan una respuesta correspondiente a la simulación del circuito de acuerdo a la teoría vista. Montaje Físico. A continuación, seguimos con la realización de nuestro circuito físico en el cual nos quedó de la siguiente forma con sus respectivas mediciones.

Después de ajustar el osciloscopio e la escala de tiempo obtuvimos una mejor resolución de la señal modulada asi como sus respectivas medidas en el voltaje minio y máximo para realizar los cálculos prácticos.

Utilizamos las siguientes fórmulas para calcular el índice y el porcentaje de modulación.

Al sustituir los valores vimos que el índice de modulación es de 0.033 y el porcentaje de modulación fue de 3.3%. notamos que en comparación con los cálculos físicos los resultados fueron muy diferentes. De igual manera vimos que al cambiar el voltaje de la moduladora se modifica la señal modulada debido a la influencia que tiene la moduladora sobre la portadora.

7. Conclusiones y recomendaciones. Al finalizar esta práctica observamos que tanto en la simulación como en la práctica logramos hacer nuestra modulación de la señal, sin embargo, como se mencionó en los resultados los cálculos teóricos y los prácticos nos arrojaron valores diferentes en el índice y porcentaje de modulación debido a que los componentes actúan de manera diferente tanto en la simulación como en físico. Podemos concluir que la modulación en AM es muy útil debido a que nos permite transportar una señal portadora de una gran frecuencia dentro de una señal moduladora la cual tendrá una frecuencia y magnitud mucho menores a la portadora. De igual manera podemos recomendar que para poder realizar esta práctica de manera eficiente es conveniente utilizar un generador de funciones doble debido a que es más fácil poder manejar el voltaje y frecuencia al que trabajan, de igual manera recomendamos marcar cual señal es la portadora y cual la moduladora para que al momento de variar la amplitud de la moduladora sea esa la que se modifique en lugar de la portadora. 8. Referencias bibliográficas: https://www.textoscientificos.com/redes/modulacion/amplitud https://www.electronicafacil.net/tutoriales/MODULACION-AM.php