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LABORATORIO DE COMUNICACIONES ELECTRONICAS

TEMA: MODULACION Y DEMODULACION AM

INFORME N 1

ALUMNOS:

JOSSET ALDRIDGE AGUILAGUILLERMO HERNANDEZ MORALESFELIPE SOTO DELGADO

Introduccin

La modulacin se define como el proceso en el cual se transforma una seal base en otra mas adecuada para su transmisin. En esta experiencia se desarrollara un trabajo de modulacin y demodulacin AM (modulacin de amplitud).La modulacin de amplitud consiste en la variacin de la amplitud de la seal portadora (seal que transporta la informacin) al mismo tiempo en que vara la amplitud de la seal moduladora (informacin a enviar). Esto permite la transmisin de la informacin a travs de la portadora.Dentro de la AM podemos encontrar otros tipos de modulacin como:Doble banda lateral con portadora completa, doble banda lateral con portadora suprimida, banda lateral nica con portadora suprimida, banda lateral vestigial-suprimida. Estas son ms eficientes en lo referente a ancho de banda, pero requieren a su vez transmisores y receptores ms elaborados ya que requieren la reinsercin de la portadora para reformar la AM y poder realizar la demodulacin de la seal transmitida, que consiste en la conversin de la seal a su forma original.

Desarrollo

Modulacin de Amplitud

Materiales utilizados: Mdulos T10A-T10BFuente de alimentacin de 12 VccOsciloscopio

1) Funcionamiento del modulador

Se realizaron las conexiones entre los mdulos T10A Y T10B como se muestra en la imagen n1.

Imagen n1: esquema de conexiones

Posteriormente se suministr a los mdulos una tensin de +/- 12 V, se ajust el FUNCTION MODULATOR (moduladora) a sinusoidal, level de 0.5 Vpp aproximadamente (amplitud) y frecuencia de 1 KHz. El VCO2 (portadora) se ajust en Level de 1 Vpp y una frecuencia de 450 KHz.En el BALANCED MODULATOR 1, de T10B, el CARRIER NULL se coloc completamente girado en sentido de las agujas del reloj de modo que se "'desbalancee" el modulador y se obtenga en la salida una seal de AM de portadora no suprimida, y el OUT LEVEL se coloc en posicin intermedia.

Se conect el osciloscopio en las entradas del modulador, observndose la seal moduladora (color amarillo) y la seal portadora (color azul) mostradas en la imagen n2

Imagen n2: seal moduladora y seal portadora

Luego se observ la seal modulada en amplitud (envolvente de la seal moduladora) conectando el osciloscopio a la salida del modulador. En la imagen n3 se presenta la envolvente de la seal moduladora (color azul) y es posible observar que dicha seal corresponde a la forma de onda de la seal moduladora (color amarillo)

Imagen n3: seal modulada en amplitud y seal moduladoraPosteriormente se vari la amplitud de la seal moduladora, obtenindose tres condiciones de modulacin: a) Modulacin< 100% con una amplitud de la seal moduladora de 500mVpp b) Modulacin=100% con una amplitud de la seal moduladora de 1.16Vpp c) Modulacin> 100% con una amplitud de la seal moduladora de 1.36VppEn la imagen n4 se pueden observar las seales obtenidas, de color amarillo la seal moduladora y de color azul la envolvente.

a)

b)

c)

Imagen n4: a) modulacin< 100%, b) modulacin=100%, c)=modulacin>100%

Luego se vari la forma de onda y la frecuencia de la seal moduladora, manteniendo constante la amplitud de dicha seal. A continuacin, en la imagen n5, se muestran las formas de ondas obtenidas con una seal triangular, con una amplitud de la moduladora de 660 mVpp, y una seal cuadrada, de una amplitud aproximada a 520 mVpp. Con ambas formas de ondas se fue aumentando la frecuencia de la seal moduladora

Seal triangularSeal cuadrada

Imagen n5: seal moduladora y envolvente manteniendo constate la amplitud y aumentando la frecuencia en la seal moduladora

Tambin se vari la amplitud de la seal moduladora con las distintas formas de ondas posibles, tendiendo en estas una amplitud inicial de aproximadamente 500 mVpp y una amplitud final sobre 1 Vpp,se manteniendo constante la frecuencia en aproximadamente 1KHz y se observ que la seal modulada puede resultar saturada o en sobremodulacin. En la imagen n6 se puede observar lo obtenido, de color amarillo la seal moduladora y de color celeste la seal modulada en amplitud.

Seal sinusoidalSeal triangularSeal cuadrada

Imagen n6: seal moduladora y envolvente, manteniendo constante la frecuencia y aumentando la amplitud de la seal moduladora.

2) ndice de Modulacin

Se dispuso los mdulos de la misma manera que en el punto 1 (imagen n1).Utilizando el osciloscopio se midi lo siguiente:

Amplitud B de la seal moduladora:B=240 mV

Amplitud H de la seal modulada:H=280 mV

Amplitud h de la seal modulada:h=116 mV

Amplitud C de la envolvente:C=42 mV

Imagen n7: mediciones de los parmetros B, C, H y h

A partir de las mediciones obtenidas anteriormente se procede a realizar los siguientes clculos:

Constante k del modulador

K= = = 0.175

Amplitud A de la portadora

A= = =0.204 V

Indice de modulacin "m"

M= = = 41.41%

3) Linealidad del modulador

Se dispuso los mdulos de la misma manera que en el punto 1 (imagen n1)

Se ajust el osciloscopio en XY y se conect la seal moduladora en el eje X y la seal modulada en el eje Y, con lo que se detect un trapecio, el cual proporciona la marcha de la envolvente de la seal modulada en funcin de la amplitud de la seal moduladora. Este mtodo de visualizacin permite destacar eventuales no linealidades o distorsiones de la seal modulada.

Se procedi a ir aumentando la amplitud de la seal moduladora con lo cual a travs del osciloscopio se pudo observar la saturacin y sobremodulacin de la seal modulada, a continuacin, en la imagen n8, se muestra lo obtenido.

Imagen n8: Linealidad del moduladorDemodulacin de Amplitud Materiales

Materiales utilizados: Mdulos T10A-T10B-T10C Fuente de alimentacin de 12 Vcc Osciloscopio

1) Formas de onda del detector de la envolvente

Se realiz las conexiones entre los mdulos T10A, T10B y T10C como se muestra en imagen n9

Imagen n9

En el mdulo T10C se conect slo los puentes siguientes: J3, J5, J6, J8, J10 y J12.La salida del modulador se conect con la entrada del amplificador de Fl.

Luego, se suministr la alimentacin de 12 V a los mdulos T10A y T10B, se ajust el FUNCTION MODULATOR (moduladora) a sinusoidal, level de 0.5 Vpp aproximadamente (amplitud) y frecuencia de 1 KHz. El VCO2 (portadora) se ajust en Level de 200 mVpp y una frecuencia de 450 KHz.

En el BALANCED MODULATOR 1, de T10B, el CARRIER NULL se coloc completamente girado en sentido de las agujas del reloj de modo que se "'desbalancee" el modulador y se obtenga en la salida una seal de AM de portadora no suprimida, y el OUT LEVEL se ajust de modo que se obtenga en la salida una seal de AM de 15 mVpp de amplitud.

Se visualiz en el osciloscopio las seales que se encontraban antes y despus del diodo detector, en la imagen n10 se muestra lo observando, donde de color rosa se tiene la envolvente de la seal AM y de color celeste la seal detectada.

Imagen n10:seal detectada y envolvente de la seal AM

En la imagen anterior se puede apreciar que la seal detectada sigue la marcha de la envolvente de la seal de AM. Adems se visualiz que la envolvente se hace negativa al desplazar el puente de J8 a J9.

2) Rendimiento de Deteccin

A travs de las formas de onda detectadas anteriormente es posible calcular el rendimiento de deteccin, definido como la relacin entre la amplitud de la seal detectada y la amplitud de la envolvente de la seal de AM, evaluada antes del diodo. A partir de la imagen anterior se obtuvieron las siguientes amplitudes aproximadamente:

Amplitud de la seal detectada: 800 mV

Amplitud de la envolvente de la seal: 0,9 V

Imagen n 11: amplitud seal detectada y envolvente de la seal AM

Por lo que obtenemos el siguiente rendimiento de deteccin:

Rendimiento deteccin= = 0.88

3) Efecto de la constante de tiempo RC

Los valores de R y C insertados despus del diodo detector son respectivamente: R7=22 K y C7=4,7nF.Se aument la frecuencia de la seal moduladora a aproximadamente 10 KHz y se visualiz mediante el osciloscopio nuevamente la seal modulada y la detectada, donde en sta ltima se apreci una distorsin por corte diagonal, como se muestra en la imagen n12

Imagen n12: distorsin por corte diagonal de la seal detectada

Luego se redujo la amplitud de la seal moduladora y se control que la seal detectada logre seguir correctamente la envolvente de la seal de AM.

Luego se volvi a llevar en alrededor del 50% la profundidad de modulacin, se sustituy C7 (4,7 nF) con C6 (1 nF), y se logr apreciar que la distorsin por corte diagonal se reduce, pero aumenta el ripple superpuesto a la seal detectada. En la imagen n13 se presenta lo observado en el osciloscopio

Imagen n13: ondulacin de la seal detectada

4) Detector de AM sncrono

Se realiz las conexiones entre los mdulos T1UA y T10B, como se muestra en la imagen n 14.

Imagen n14: esquema de conexiones

Posteriormente se suministr a los mdulos una tensin de +/- 12 V, se ajust el FUNCTION MODULATOR (moduladora) a sinusoidal, level de 0.5 Vpp aproximadamente (amplitud) y frecuencia de 10 KHz. El VCO2 (portadora) se ajust en Level de 1 Vpp y una frecuencia de 450 KHz.

En el BALANCED MODULATOR 1, de T10B, el CARRIER NULL se coloc completamente girado en sentido de las agujas del reloj de modo que se obtenga en la salida una seal de AM y el OUT LEVEL se coloc en posicin intermedia.

En el BALANCED MODULATOR 2, del T10B, el CARR1ER NULL se coloc en posicin central, de modo que se haga funcionar el circuito como convertidor de frecuencia (modulador balanceado con portadora suprimida)y el OUT LEVEL en posicin intermedia.

Se conect el osciloscopio a la entrada del modulador y en la salida de ste.

En la imagen n15 se muestra las seales obtenidas, de color amarillo la seal moduladora, de color celeste la seal en la entrada del modulador, y de color rosado la seal obtenida a la salida del modulador.

Imagen n15

El resultado obtenido se debe a que el filtro pasa bajo suprime la componente de alta frecuencia, suministrando una seal detectada limpia. Ya que el filtro tiene una frecuencia de corte de 3400 Hz, todas las frecuencias superiores son atenuadasLuego se aument la profundidad de modulacin de la seal de AM. Lo obtenido a travs del osciloscopio se muestra en la imagen n16

Imagen n16

De la imagen anterior se puede comprobar que la seal detectada (de color rosa) sigue exactamente a la envolvente (color celeste). Adems no se posee distorsin por corte diagonal

Finalmente de procedi a visualizar en el osciloscopio la FFT de la seal, mostrada en la imagen n17. Luego se vari la frecuencia (aumentndola) de la seal moduladora, observndose que ocurre un desplazamiento de las bandas laterales, lo mencionado se muestra en la imagen n18.

Imagen n17

Imagen n18

Tambin observamos que al variar la amplitud de la seal moduladora afecta a la amplitud de la FFT.

Conclusin

Durante la primera parte de la experiencia se desarroll el proceso de modulacin AM el cual se fue variando la amplitud de la portadora y su forma de onda, observando que la envolvente de la AM generada tiene la misma forma de onda que la seal moduladora (senoidal, cuadrada o triangular dependiendo del caso)y las modificaciones que se obtenan en esta con diferentes niveles de modulacin.Para la segunda parte de la experiencia se realiz el procedimiento para la demodulacin de la seal AM, logrando obtener correctamente la informacin originalmente transmitida.