Universidad Nacional de Loja Área de la Energía las Industrias y los Recursos Naturales no Renovables Nombre: Victor José Acaro Uchuari Ciclo: 7mo “A” 3-1. Defina modulación de amplitud. La modulación de amplitud AM, “Amplitud Modulada”, es el proceso de cambiar la amplitud de una señal portadora de frecuencia relativamente alta, en proporción con el valor instantáneo de la señal modulante o moduladora (información). 3-2. Describa el funcionamiento básico de un modulador de AM. Un modulador AM es un dispositivo no lineal con dos entradas y una salida, una entrada es una sola señal portadora de alta frecuencia y amplitud constante y la segunda está formada por señales de información, de frecuencia relativamente baja, que puede tener una sola frecuencia o ser una forma compleja de onda, formada a su vez por muchas frecuencias. A la forma de onda modulada de salida de un modulador AM se le llama con frecuencia envolvente de AM. 3-3. ¿Qué quiere decir el término RF? RF (Radiofrecuencias) son frecuencias lo suficientemente altas como para irradiarse en forma eficiente de una antena y propagarse por el espacio libre. 3-4. ¿Cuántas entradas hay en un modulador de amplitud? ¿Cuáles son? Los moduladores de AM tienen dos entradas. Una entrada es una sola señal portadora de alta frecuencia y amplitud constante. La segunda entrada está formada por señales de información, de frecuencia relativamente baja, que puede tener una sola frecuencia, o ser una forma compleja de onda, formada a su vez por muchas frecuencias. 3-5. En un sistema de comunicaciones de AM, ¿qué significan los términos señal moduladora, portadora, onda modulada y envolvente de AM? Señal moduladora: Es la señal que contiene la información a transmitir. Señal portadora: Señal de alta frecuencia con la potencia suficiente para irradiarse y servir como elemento de transmisión. Onda modulada: Señal resultante de la suma de la señal portadora y las señales de frecuencia lateral superior e inferior. Envolvente AM: Portadora de máxima potencia y banda lateral. 3-6. ¿Qué quiere decir frecuencia de repetición de la envolvente de AM? La frecuencia de repetición de la envolvente es igual a la frecuencia de la señal moduladora. 3-7. Describa las bandas laterales superior e inferior, y las frecuencias laterales superior e inferior. Banda lateral inferior: Va desde la frecuencia mínima posible de lado inferior hasta la frecuencia de la portadora, es decir:
Banda lateral superior: Va desde la frecuencia de la portadora hasta la frecuencia máxima posible del lado superior, es decir:
LSB=[fc – fm(máx)]a fc USB=fc a[fc+ fm(máx)]
Frecuencias laterales inferiores: Son todas las frecuencias pertenecientes a la banda lateral inferior. Frecuencias laterales superiores: Son todas las frecuencias pertenecientes a la banda lateral superior.
3-8. ¿Cuál es la relación entre la frecuencia de la señal moduladora y el ancho de banda en un sistema convencional de AM?
El ancho de banda (B) de una onda DSBFC de AM es igual a la diferencia entre la frecuencia máxima de lado superior y la mínima del lado inferior, o también, igual a dos veces la frecuencia máxima de la señal modulante, es decir B= 2fm (max). Para propagación de onda de radio, la portadora y todas las frecuencias dentro de las bandas laterales superior e inferior deben ser lo bastante elevadas como para poder propagase lo suficiente a través de la atmosfera terrestre. 3-9. Defina el coeficiente de modulación y el porcentaje de modulación. Coeficiente de modulación: Cantidad de cambio de amplitud (modulación) que hay en una forma de onda AM. La definición matemática del coeficiente de modulación es:
m=
Em Ec
Donde: m = Coeficiente de modulación (adimensional) Em = Cambio máximo de amplitud de la forma de onda de voltaje de salida (voltios) Ec= Amplitud máxima del voltaje de la portadora no modulada (voltios) Porcentaje de modulación: Es el coeficiente de modulación expresado en porcentaje.
M=
Em ∗100 o M =m∗100 Ec
M = Porcentaje de modulación. 3-10. ¿Cuáles son el coeficiente de modulación y el porcentaje de modulación máximos posibles con un sistema convencional de AM, sin causar demasiada distorsión? El cambio máximo de amplitud en la envolvente es igual a la mitad de la amplitud de la onda no modulada. La modulación porcentual máxima que se puede aplicar sin causar demasiada distorsión es 100%. Esto nos indica que Em / Ec = 1, entonces m = 1. 3-11. Para una modulación de 100%, ¿cuál es la relación entre las amplitudes de voltaje de las frecuencias laterales y de la portadora? A veces, el porcentaje de modulación se expresa como el cambio máximo de voltaje de la onda modulada con respecto a la amplitud máxima de la portadora no modulada (es decir, cambio
porcentual=( ϪEcIEc x 100).
3-12. Describa el significado de la siguiente ecuación:
f (¿ ¿ c +f m) t f (¿ ¿ c−f m )t 2π ¿ m Ec 2 π ¿+ cos ¿ 2 m Ec v am ( t )=Ec sen ( 2 π f c t ) − cos ¿ 2
3-13. Describa el significado de cada término en la siguiente ecuación:.
v am ( t )=10 sen ( 2 π 500 kt )−5 cos ( 2 π 515 kt)+5 cos ( 2 π 485 kt ) 10 sen(2.( 500k.t) Señal portadora Ec = 10 [V] (Amplitud máx. de la portadora) Fc = 500 Khz (Frecuencia de la portadora) -5.cos(2.π515k.t) Frecuencias en la banda lateral superior m*Ec / 2 = 5 [V] fc+ fm = 515 Khzfm fm = 15 Khz (Frecuencia de la moduladora)
m=1 + 5.cos(2.(.485k.t) Frecuencias en la banda lateral inferior m*Ec / 2 = 5 fc- fm = 485 Khz fm = 15 Khz (Frecuencia de la moduladora) m=1 Finalmente: Vam(t) = 10 sen(2.(.500k.t) – 5.cos[2.π.515k.t] + 5.cos(2.π.485k.t)Como m = 1 (Coeficiente de modulación) entonces M = 100% (Porcentaje de Modulación). 3-14. ¿Cuál es el efecto de la modulación sobre la amplitud de la componente portadora del espectro original de señal modulada? El efecto de la modulación es trasladar la señal moduladora en el dominio de la frecuencia, de modo que se refleje simétricamente respecto a la frecuencia de la portadora. 3-15. Describa el significado de la siguiente fórmula:
Pt =P c (1+
m2 ) 2
La potencia total en una envolvente de AM aumenta con la modulación, es decir cuando aumenta Pt. Si no hay modulación, entonces Pt (potencia total) es igual a Pc (potencia de la portadora). 3-16. ¿Qué quiere decir AM de DSBFC? Amplitud Modulada de portadora de máxima potencia y doble banda lateral (DSBFC, por doublé sideband full carrier). A este sistema se le llama AM convencional o simplemente AM. 3-17. Describa la relación entre las potencias de la portadora y de la banda lateral en una onda DSBFC de AM. La potencia total en una onda de amplitud modulada es igual a la suma de las potencias de la portadora y las de la banda lateral superior e inferior. La potencia total en una envolvente DSBFC de AM es:
Pt=Pc + Pbls+ Pbli
Donde: Pt = Potencia total de una envolvente DSBFC de AM (W) Pc = Potencia de la portadora (W) Pbls = Potencia de la banda lateral superior (W) Pbli = Potencia de la banda lateral inferior (W)
Pt=Pc∗(1+ m2/ 2)(W ) 3-18. ¿Cuál es la principal desventaja de la AM de DSBFC? La principal desventaja de la transmisión DSBFC de AM es que la información está contenida en las bandas laterales, aunque la mayor parte de la potencia se desperdicia en la portadora. 3-19. ¿Cuál es la principal ventaja de la AM de DSBFC? Como la mayor parte de la potencia se desperdicia en la portadora esto permite hacer uso de circuitos demoduladores relativamente sencillos y poco costosos en el receptor, lo cual es la principal ventaja de la DSBFC de AM. 3-20. ¿Cuál es la principal desventaja de la AM de bajo nivel? La principal desventaja de la AM de bajo nivel se presenta en aplicaciones de gran potencia, donde los amplificadores que siguen a la etapa de moduladora deben ser amplificadores lineales, lo cual es extremadamente ineficiente. 3-21. ¿Por qué cualquier amplificador que siga al circuito modulador en un transmisor de AM de DSBFC tiene que ser lineal? Los amplificadores de potencia intermedia y final seguidos al circuito modulador son amplificadores lineales con el fin de mantener la simetría de la envolvente de AM. 3-22. Describa las diferencias entre los moduladores de bajo y alto nivel. Los moduladores de bajo nivel utilizan amplificadores después de la etapa de modulación de tipo A y B, siendo estos lineales y poco eficientes. Los moduladores
de alto nivel alcanzan alta eficiencia de potencia mediante el uso de amplificadores de Clase C, logrando eficiencias hasta del 80%. Con modulación de bajo nivel, ésta se hace antes del elemento de salida de la etapa final del transmisor, en cambio con modulación de alto nivel esta se hace en elemento final de la etapa final. 3-23. Haga una lista de las ventajas de la modulación de bajo nivel, y de la modulación de alto nivel. Ventajas Modulación de bajo nivel: Requiere menos potencia de señal moduladora para lograr modulación de alto porcentaje. Ventajas Modulación de alto nivel: Pueden proporcionar formas de onda de salida de gran potencia.
