TALLER DE MODULACION DE AMPLITUD
1. Defina que es modulación modulación de amplitud. 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. 2. Como funciona los los moduladores AM. AM. La modulación de amplitud es una forma de modulación relativamente poco costosa y de baja calidad, que se usa para emisiones comerciales de señales de audio y video. También se usan para radiocomunicaciones móviles en dos sentidos, por ejemplo los radios de banda civil. 3. ¿Qué quiere quiere decir el termino RF? Son frecuencias suficientemente altas como para irradiarse en forma eficiente de una antena, y propagarse por el espacio libre (radiofrecuencias). 4. ¿Cuántas entradas hay en un modulador de amplitud amplitud y cuáles son? Son dispositivos no lineales con dos entradas. Una entrada es una sola señal portadora de alta frecuencia y amplitud constante y la segunda está formada de información, de frecuencias relativamente bajas, que pueden tener una sola frecuencia, o ser una forma compleja de onda, formada a su vez por muchas frecuencias. 5. En un sistema de comunicaciones de AM. ¿Qué significan los términos señal moduladora, portadora, onda modulada y envolvente de AM? Señal moduladora: Es una forma de onda, que es modulada por una señal que se quiere transmitir. La modulación es la adición de información a una señal electrónica u óptica de transmisión principal pudiendo ser aplicada desde una corriente directa como onda principal (apagándola y encendiéndola), a una corriente alterna y a señales ópticas como las usadas en fibra óptica. Señal portadora: Es una forma de onda, que es modulada por una señal que se quiere transmitir. Esta onda portadora es de una frecuencia mucho más alta que la de la señal moduladora. Al modular una señal desplazamos su contenido en frecuencia, ocupando un cierto ancho de banda alrededor de la frecuencia de la onda portadora, permitiéndonos multiplexar en frecuencia varias señales simplemente utilizando diferentes ondas portadoras y conseguir así un uso más eficiente. Onda modulada: Modulación de amplitud (AM es el proceso de cambiar la amplitud de una 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 banda de radiodifusión comercial AM abarca desde 535 a 1605 kHz. La radiodifusión comercial de tv se divide en tres bandas (dos de VHF y una de UHF) Envolvente AM: DSBFC se le llama algunas veces como AM convencional. La onda modulada de salida contiene todas las frecuencias que componen la señal AM y se utilizan para llevar la información a través del sistema. Por lo tanto, a la forma de la onda modulada se le llama la envolvente. Sin señal modulante, la onda de salida simplemente es la señal portadora amplificada. Cuando se aplica una señal modulante, la amplitud de la onda de salida varía de acuerdo a la señal modulante. 6. Que quiere decir frecuencia de repetición de envolvente AM? AM? La recepción de AM es el proceso inverso de la transmisión de AM. Un receptor de AM convencional, simplemente convierte una onda de amplitud modulada nuevamente a la fuente original de información (o sea, demodular la onda AM). Cuando se demodula una onda AM, la portadora y la porción de la envolvente que lleva la información (o sea, las bandas laterales) se convierten (se "bajan ") o se trasladan del espectro de radio frecuencia a la fuente original de información. 7. Describa las bandas laterales superior e inferior, inferior, y las frecuencias laterales superior e inferior.
Banda lateral superior (USB, upper sideband): Está entre f c y f c+f m(máx) m(máx) Banda lateral inferior (LSB, lower sideband): Está entre f c-f m(máx) m(máx) y f c Frecuencia lateral superior (USF, upper side frecuency): Son las frecuencias que estan dentro de la banda lateral superior. Frecuencia lateral inferior (LSF, lower side frecuency): Son las frecuencias que están dentro de la banda lateral inferior. 8. ¿Cuál es la relación entre la frecuencia de la señal moduladora y el ancho de banda en un sistema sis tema convencional de AM? La relación que existe entre la frecuencia de la señal moduladora y el ancho de banda en el sistema convencional AM, es que teniendo el valor de la primera se puede obtener el valor del ancho de banda. Este ancho de banda de un sistema convencional AM se consigue duplicando el valor del ancho de banda. 9. Defina el coeficiente de modulación modulación y el porcentaje de modulación. Coeficiente de modulación: es un término que describe la cantidad de cambio de amplitud (modulación que hay en una forma de onda am es el coeficiente de modulación. Porcentaje de modulación o modulación porcentual : es simplemente el coeficiente de modulación expresado en porcentaje. En forma más específica, el porcentaje de modulación indica el cambio porcentual de amplitud de la onda de salida sobre la portadora actual en una señal moduladora. 10. ¿Cuáles son el coeficiente de modulación y el porcentaje de modulación máximo posible con sistema convencional de AM, sin causar máxima distorsión? El porcentaje de modulación llega al 100% cuando E m =Ec. El cambio máximo de amplitud de la envolvente es igual a la misma de la amplitud de la onda no modulada. La modulación porcentual máxima que se puede aplicar sin demasiada distorsión es 100%. 11. Para una modulación de 100%. 10 0%. ¿Cuál es e s la relación entre las amplitudes de voltajes de las frecuencias laterales y portadora? Como Efl = m*Ec / 2 y m = 1, puesto M = 100% entonces Efl =Ec / 12. Describa el significado de las las siguientes ecuación:
() ( () [( ( )] [( ( )]
( ) ( [ [( ( )] [ [( ( )]
: Señal portadora (volts) : Señal de la frecuencia de lado superior (volts)
: Señal de la frecuencia de lado inferior (volts)
13. Describa el significado de cada termino en la siguiente ecuación:
Vam(t) = 10 sen(2* Π500k*t) – 5*cos(2*( 515k*t) + 5* cos(2*( 485k *t)
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 Khz 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) 14. ¿Cuál es el efecto de modulación sobre la amplitud el componente portadora del espectro original de la 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 15. Describa el significado de la siguiente formula:
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). 16. ¿Qué quiere decir AM de DSBFC? Quiere decir amplitud modulada de portadora de máxima potencia y doble banda lateral (DSBFC, double-sideband full carrier).
17. Describa la relación entre las potencias de la portadora y 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 ylas de la banda lateral superior e inferior. La potencia total en una envolvente DSBFC de AM es:Pt = Pc + Pbls + Pbl Dónde:
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 18. ¿Cuál es la principal desventaja de la AM DSBFC? 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. 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 de moduladores relativamente sencillos y poco costosos en el receptor, lo cual es la principal ventaja de la DSBFC de AM. 20. ¿Cuál es la principal desventaja de la AM de bajo 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. 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. 22. Describa las diferencias entre los moduladores de bajo y alto nivel. Los moduladores de bajo o inferior nivel utilizan amplificadores después de la etapa de modulación de tipo A y B, siendo estos lineales y poco eficientes. Los moduladores de alto o superior 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.
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. 24. ¿Cuáles son las ventajas de usar moduladores de circuito integrado lineal para AM? Pueden compensar con precisión el flujo de de corriente, la ganancia de voltaje del amplificador y las variaciones de temperatura. Ofrecen excelente estabilidad de frecuencia. Características simétricas de modulación. Miniaturización de circuitos. Inmunidad a la temperatura- Simplicidad de diseño y de localización de fallas 25. ¿Cuál es la ventaja de usar un patrón trapezoidal para evaluar una envolvente AM? Para evaluar las características de modulación de los transmisores de AM tales como el coeficiente demodulación y la simetría de modulación se hace uso de patrones trapezoidales, puesto que estos interpretan con más facilidad y exactitud estas características, que en un osciloscopio normal.
