Trabajo Practico N°4

TRANSMISIÓN DE AM EN ALTO NIVEL.

Desarrollo práctico

1. Las señales vp(t) señal de portadora y vm(t) señal moduladora ingresan a un modulador de AM de alto nivel ideal y cargan su salida sobre una impedancia de 50Ω.

Vp(t)=20.cos(1.1000000πt) [V]
Vm(t)=5.cos(6.100πt) [V]

Teniendo en cuenta que el diseño del modulador tiene dos bloques de amplificador lineales de ganancia de 20 dB cada uno y el bloque multiplicador una transferencia de K=50/V.
Además para asegurar el nivel de modulación adecuado deberá sumar una componente de continua a la modulante mediante un bloque sumador de ganancia unitaria. El valor de la componente de continua debera ser mayor al doble del valor pico de la moduladora.
Utilizando software aplicado simule el comportamiento del circuito determinando:
Cabe aclarar que estos bloques funcionales se encuentran dentro de los bloques de control del software aplicado,pudiéndolo seleccionar en el menú de multisim, "Select a Component, Group Sources, CONTROL_FUNCTION_BLOCKS".
Otra aclaración importante es que cada grupo de trabajo deberá solicitar al docente la ecuación de la señal moduladora vm(t) a fines de realizar las actividades prácticas.

2) Introducir al modulador AM de alto nivel de alto nivel una señal portadora vp (t) con un generador de señal senoidal en un todo de acuerdo a la señal en el dominio del tiempo. Graficar la señal con el osciloscopio. Completar los factores de escalas del osciloscopio utilizadas en la medición

3) Introducir al modulador AM de alto nivel una señal moduladora vm (t) con un generador de señal senoidal en un todo de acuerdo a la señal en el dominio del tiempo. Graficar utilizando el programa Grapher la señal del osciloscopio. Completar los factores de escalas del osciloscopio utilizadas en la medición.

Medir del índice de modulación de AM utilizando el osciloscopio en modo Y-T. Graficar utilizando el programa Grapher la señal del osciloscopio. Completar los factores de escalas del osciloscopio utilizadas en la medicion


MODO Y-T

Calcular el índice de modulación m en porcentaje aplicando la formula:

4) En este punto analizaremos las características de la modulación AM utilizando patrones trapezoidales utilizando el osciloscopio y los mismos valores de señales utilizadas en el punto 5. Recuerde que para efectuar esta medición deberá colocar en el canal X la señal modulante y en el canal Y la señal modulada en amplitud. Varíe el preset P1 hasta obtener un valor de índice de modulación de AM del 60%. Graficar utilizando el programa Grapher la señal del osciloscopio. Completar los factores de escalas del osciloscopio utilizadas en la medición.

Calcular el índice de modulación m en porcentaje aplicando la formula:

5) Finalmente con los valores medidos escriba la ecuación simplificada de la señal modulada, vAM(t).

6) Utilizando software aplicado “MATHCAD verifique el comportamiento del circuito determinando:

a) La representación en el dominio del tiempo de las señales de entrada y salida del modulador

b) Expresión desarrollada de las componentes armónicas en la entrada del modulador.
....


c) Expresión desarrollada de las componentes armónicas en la señal modulada en la carga.

7) Determine la potencia de cada uno de los armónicos y la potencia total transmitida:

8) Realice la representación espectral de la señal modulada en la carga con escala en dBm, y verifique gráficamente el índice de modulación m en porcentaje aplicando la formula:

Donde : x[dB]= nivel de potencia de laterales en dBm - Nivel de potencia de portadora en dBm



9) A partir de los valores obtenidos de potencia determine el valor del rendimiento o eficencia de modulacion del sistema.

TRABAJO PRACTICO Nº5

RECEPCION DE AM

1) Utilizando software aplicado dibujar una etapa conversora basado en un subcircuito MIX2850 tal como se representa la figura 1

Este circuito convierte una señal de RF (radio frecuencia) modulada en AM en una señal de FI (frecuencia intermedia),por el

metodo super heterodino gracias a la insercion de una señal que porviene de un oscilador local.

El subcircuito MIX2850 es un circuito conversor que utiliza un multiplicador analogico de cuatro cuadrantes como nucleo de

procesamiento llamada celda de gilbert.

Las entradas del circuito son:

OSCPOS: Entrada positiva de la señal proveniente del oscilador local.

OSCNEG: Entrada negativa de la señal proveniente del oscilador local

RFPOS: Entrada positiva de la señal de RF

RFNEG: Entrada negativa de la señal de RF

2a) Introducir al conversor MIX2850( pata OSCPOS y OSCNEG) una señal con un generador senoidal,de amplitud 50 mVp y

Frecuencia 1000KhHz. Graficar utilizando el programa Grapher la señal del osciloscopio. Completar los factores de escalas del

osciloscopio utilizadas en la medición.

FEV: 50m V/DIV

FEH: 1u s/DIV

b) Introducir al conversor MIX2850 (pata RFPOS y RFNEG) una señal vrf con un generador de AM, de amplitud 100 mVp. frecuencia de portadora de 600 KHZ y frecuencia modulante de 5KHz, modulada al 60%.

Verificar el ajuste del control de anulacion portaora al 50%

Graficar utilizando el programa Grapher la señal del osciloscopio. Completar los factores de escalas del osciloscopio utilizadas en la medicion

FEV: 10m V/DIV

FEH: 50u s/DIV

c) Medir la señal de salida (out), determinado las componentes armonicas heterodinas, del resultado del producto de sumas y restas. Graficar utilizando el programa Grapher la señal del osciloscopio del producto de sumas. Completar los factores de escalas del osciloscopio utilizadas en la medicion.

FEV: 500m V/DIV

FEV: 100m s/DIV

Graficar utilizando el programa Grapher la señal del osciloscopio del producto de las restas. Completar los factores de escalas del osciloscopio utilizadas en la medicion

FEV: 500m V/DIV

FEH: 50u s/DIV

3)Expresar matematicamente utilizando mathcar cada una de las señales obtenidas a la salida del conversor.

4)Realice la representacion espectral de la señal a la salida del conversor con escala en dBm y verifique graficamente el indice de modulacion m en porcentaje aplicando la formula

5)Una señal de FI modulada en AM contra un demodulador de AM utilizando un circuito detector de envolvente como se indica en la figura 4:

Donde R2:10 Kohm R1:100Kohm Fm:1KHz FI:465KHz m:60%

Ajuste el valor de los componentes del filtro RC de salida tal que cumpla con los requerimientos antes mencionados.

a) Calcular el valor de C1

b)Realice la representacion en el dominio del tiempo de la señal de entrada.

FEV: 1 V/DIV

FEH: 800 us/DIV

Graficar utilizando el programa Grapher la señal del osciloscopio de salida al demodulador.

FEV: 1V/DIV
FEH: 400 us/DIV

c)Escriba la expresion matematica de la señal en la carga

6) A continuación mediante la utilización de software aplicado realizaremos el análisis de Fourier de la señal de salida, determinando el contenido armónico de la distorsión en la señal demodulada.

-Utilizando el programa Grapher grafique el espectro en el nodo de salida de la señal demodulada (tome como componentes de análisis hasta la décima armónica).



-Con el valor de cada una de las componentes resultantes del espectro de salida realice el cálculo de la distorsión armónica total.

Recuerde que definimos al parámetro distorsión armónica THD (Total harmonic distortion) como el cociente

7) En esta parte del presente TP mejoraremos los resultados obtenidos en el proceso de demodulación. Para ello utilizaremos un circuito con amplificadores operacionales que permita obtener la señal original con muy baja distorsión.

El circuito esta compuesto por tres etapas que realizan la detección y filtrado requerido por el demodulador tal como podemos apreciar en la figura 6.

El amplificador U1 es un circuito diodo ideal, que con la combinación de la etapa U3 consiguen obtener una detección completa de la señal modulada.

A continuación se aplica la transferencia a una etapa U2 que es un filtro activo de segundo orden con una estructura denominada “Múltiple Realimentación o MFB”.

Para comprender el funcionamiento del sistema desarrollaremos el siguiente procedimiento práctico:

a) Con el uso del software aplicado dibuje el circuito en el Multisim y simule el funcionamiento del filtro MFB pasa bajos de salida realizando una representación de la respuesta en frecuencia de la ganancia y la fase utilizando el instrumento el Bode Plotter tal como se observa en la figura 5.

b) Dibuje la respuesta en frecuencia de modulo y fase utilizando el programa

Grapher

c) Dibuje el circuito del demodulador completo como se aprecia en la figura 6.

8) Al igual que en el punto 7 y mediante la utilización de software aplicado realizaremos

el análisis de Fourier de la señal de salida, para comprobar nuevamente el contenido

armónico de la distorsión en la señal demodulada.

-Señal de Entrada:

-Señal de Salida

-Analisis de Fourier:

Valores para el calculo de THD:

Trabajo Práctico Nº 3
Transmición de AM en bajo nivel.

1) Armar el circuito de un modulador AM implementando con el circuito integrado MC 1496 sobre placa protoboard de acuerdo a la distribucion de componentes que se representa en circuito a utilizar.

2) Conectar la fuente de alimentacion de VCC +12 , VEE -8v y verificar la polarizacion del circuito completando la siguiente tabla.

3) Introducir al modulador AM (C4) una señal portadora Vp(t) con un GRF, senoidal de amplitud 100 mVpp y frecuencia 1000 Khz. Graficar la señal con el osciloscopio. Completar los factores de escalas del osciloscopio utilizadas en la medición.

Escala: FEV: 50mV/DIV
FHE: 250nSeg/DIV

4) Introducir al modulador AM (pata 1 MC 1496) una señal modulante vm (t) con un generador de funciones, senoidal de amplitud 200 mVpp y frecuencia 200 Hz. Graficar en la cuadricula la señal con el osciloscopio. Completar los factores de escalas del osciloscopio utilizadas en la medición

Escala: FEV: 500mV/DIV
FHE: 500uSeg/DIV

Medir el indice de modulación de AM utilizando el osciloscopio en modo Y-T. Graficar la señal obtenida a la salida del modulador con el osciloscopio. Completar los factores de escalas del osciloscopios utilizadas en la medicion. Calcular el indice de modulacion m en porcentaje aplicando la formula:



Como Hmax= 2.10V ; Hmin= 1.26V
Entonces: m%= 25%

5) Modificar la señal modulante Vm(t) del generador de funciones, senoidal de amplitud 200 mVpp y frecuencia de 5 KHz. Graficar en la cuadricula la señal con el osciloscopio. completar los factores de escala del osciloscopio utilizadas en la medición.

Medir el índice de modulación de AM utilizando el osciloscopio en modo X-T. Graficar la señal obtenida a la salida del modulador con el osciloscopio. Completar los factores de escala del osciloscopio utilizadas en la medición. Calcular el índice de porcentaje m en porcentaje aplicando la formula:

por ende medidos en mhax :

y aquie en Hmin:

6) En este punto analizaremos las caracteristicas de la modulación AM utilizando patrones trapezoidales utilizando el osciloscopio y los mismos valores de señales utilizadas en el punto 5. Para efectuar esta medición debera colocar en el canal X del osciloscopio la señal modulante y en el canal Y la señal modulada en amplitud, seleccione en el instrumento el modo X-T. Varie el preset P1 y realize por lo menos dos mediciones del indice de modulación AM. Graficar al señal obtenida a la salida del modulador con el osciloscopio. Completar los factores de escala del osciloscopio utilizadas en la medición. Calcular el índice de modulación m.

7) Apague el generador de señal modulante y conecte el generador a la salida del modulador sobre una carga normalizada. Variando P1 grafique el espectro obtenido de la portadora sin modulación. Completar las escalas utilizadas en la medición.

8) Conecte nuevamente el generador de modulante con la señal utilizada en el punto 5. Graficar el espectro ontenido a la salida del modulador con el analizador. Completar las escalas untilizadas en la medición.

Determinar el valor de potencia total en W y en dBm de la señal transmitida. A partir de los valores obtenidos de potencia determinar el valor del rendimiento o eficiencia de modulación del sistema.

Fórmula de la potencia de banda:

El rendimiento lo obtenemos sumando las potencias de las bandas laterales y dividiendo este resultado por la potencia total: