Desmodulación

5/12/2018 Desmodulaci n - slidepdf.com

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Desmodulación

Existe multitud de procedimientos distintos para desmodular las señales moduladas en

ángulo. Los desmoduladores se denominan también discriminadores o detectores. El

detector convierte en tensiones de audio las variaciones de frecuencia (o fase)

introducidas en el receptor en la onda FM o PM. La amplitud de la señal de audio

detectada depende de la desviación instantánea de la frecuencia portadora su frecuenciadepende del tiempo que tarda la portadora en realizar esta desviación de frecuencia. La

detección se produce a continuación de los amplificadores de frecuencia intermedia,donde la portadora se ha transformado (convertido) a 10,7 MHz, pero donde permanece

la desviación de la frecuencia de modulación original.

Detector por pendiente.

El discriminador por pendiente es el discriminador FM más sencillo pero el menos

utilizado. Este se ve en la figura 11-a. El desarrollo de la curva de respuesta que tienelugar en los circuitos sintonizados aparece en la figura 11-b. Obsérvese que fc en la

curva de respuesta no se encuentra en el centro de la frecuencia de FI sino que está en elcentro de la parte más lineal de la pendiente. En el punto fc, se aplica una señal de

amplitud media al diodo D1. A frecuencias por encima de fc, se aplica una señal deamplitud más alta a D1, y a frecuencias por debajo de fc, se aplica una señal de

amplitud más baja. Así pues, los circuitos sintonizados cambian la señal FM en una

señal AM. De este modo, el diodo realiza la misma función que el detector con diodo de

modulación de amplitud, produciendo una réplica bastante fiel de la señal de

información original.



Detector de doble sintonía.

Otro discriminador FM sencillo pero también escasamente utilizado es el detector dedoble sintonía, también conocido como detector Travis (Figura 12). El circuito tanque

L2-C2 se sintoniza para que resuene ligeramente por encima de la fc de la señal de FI.

De igual manera, el circuito tanque L3-C3 se sintoniza para que resuene ligeramente por

debajo de la fc de la señal de FI. En fc, las dos mitades del secundario del transformador

T1 no están sintonizados, por lo que D1 y D2 conducen de igual manera. Las tensiones

que tienen lugar en R1 y R2 se anulan, dado que tienen polaridades opuestas. Por tanto,en estas condiciones, la tensión de salida es cero. Por encima de fc, la señal se aproxima

a la frecuencia resonante del circuito tanque superior, siendo la señal aplicada a D1mayor que la aplicada a D2. Por tanto, se produce una tensión mayor en R1 que en R2,

dando lugar a una tensión negativa en la salida. A la inversa, por debajo de fc, la señalse aproxima a la frecuencia resonante del circuito tanque inferior, y la señal aplicada a

D2 es mayor que la aplicada a D1. Por tanto, se produce una tensión mayor en R2 queen R1, y la salida es una tensión positiva. Así pues, la señal de salida varía al ritmo de la

información contenida en la señal de salida de FM.



Debido a la dificultad para alcanzar la sintonización precisa necesaria para cada uno delos dos circuitos resonantes, raras veces se utiliza el detector de doble sintonía en

receptores FM. Sin embargo, se emplea para desmodular señales moduladas por

desplazamiento de frecuencia (MDF). Las señales moduladas por desplazamiento de

frecuencia son transmisiones digitales donde un 1 binario representa una frecuencia, y

un 0 binario representa otra frecuencia ligeramente desplazada de la primera. Cuando se

utiliza a este efecto, un circuito tanque se sintoniza a frecuencia del 1 binario y el otro a

la frecuencia del 0 binario. La salida sin modular es un tren de impulsos que puede

inyectarse a un dispositivo periférico, como un ordenador digital. Las señales MDFnormalmente tienen frecuencias de audio; sintonizando el desmodulador a

audiofrecuencias, podemos transmitir las señales de salida por línea telefónica.

Discriminador Foster-Seeley.

El discriminador de fase, más comúnmente denominado discriminador Foster-Seeley,

que vemos en la figura 13, es similar al detector Travis. El Foster-Seeley convierte en

tensiones de audio las variaciones de frecuencia o fase de las ondas FM o PM que



entran en el receptor. Debido a que el circuito también es sensible a las variaciones de

amplitud de la onda de FM, es necesaria una etapa limitadora que precedainmediatamente al discriminador. Los bobinados primario y secundario de T1 se

sintonizan a la frecuencia central de FI. Este método de sintonización simplificaenormemente el ajuste del circuito y proporciona una mayor linealidad. La salida del

circuito tiene la misma curva de respuesta en forma de S que la del detector Travis.

El Foster-Seeley funciona basándose en el principio de que dos tensiones de ca en serie

se suman vectorialmente. Esto significa que la relación de fases entre las dos tensiones

es un factor importante al determinar la tensión combinada. La tensión total resultante

de dos tensiones de corriente alterna en serie viene determinada por la relación de fase

entre las dos tensiones. La entrada al circuito Foster-Seeley es una señal de FI, a través

de una etapa limitadora, que varía en +-75kHz, según un índice de audio. La salida delcircuito es la señal de audio detectada. El circuito funciona de modo similar al detector

Travis. Cuando ambos diodos conducen, se producen tensiones iguales pero de

polaridad opuesta en los bornes de R1 y R2, las tensiones tienden a anularse y la salida

es 0 V. Sin embargo, si D1 conduce con más fuerza, la salida es una tensión positiva, y

si es D2 el que más conduce, la salida es una tensión negativa. Por tanto, la señal de

salida de audio puede recuperarse cuando se dan las siguientes condiciones:

1. Ambos diodos conducen exactamente igual a fc.

2. El diodo D1 es más conductor a frecuencias por encima de fc.

3. El diodo D2 es más conductor a frecuencias por debajo de fc.

Por medio del transformador, la señal de FI de entrada se acopla desde la bobina primaria L1 hasta la bobina secundaria con toma central L2-L3. Debido a esta

configuración con toma central, la tensión V2 que se genera en L2 está desfasada 180°

con respecto a la tensión V3 inducida en L3. La conducción de D1 está controlada por

V2, y V3 controla la conducción de D2. Recuérdese que estas dos tensiones son iguales

en amplitud pero están desfasadas 180° en fc. La señal de FI de entrada está también

capacitivamente acoplada a L4 por medio de C2. En L4 se genera la tensión V4 que

también controla la conducción de ambos diodos. La configuración del circuito es talque V4 está 90° adelantada a V3 y 90° retrasada con respecto a V2. Sin embargo, esto



sólo es cierto cuando la señal de FI está en su frecuencia central. Por esta razón, la

cantidad de corriente que conduce D1 está determinada por V2 y V4, y la cantidad queconduce D2 está determinada por V3y V4. El resultado Es una tensión de salida cero

para la frecuencia de entrada de fc. Puesto que el circuito resonante paralelo resuena afc, Xl es igual (y anula) a Xc, y el circuito resonante aparece resistivo. Sin embargo, por

encima de fc, Xl es mayor que Xc. Así pues, la reactancia neta hace que la fase de V2 se

aproxime más a la fase de V4, mientras que V3 se desfasa más con respecto a V4. Estecambio de fase significa que V4 tiende a sumarse a V2 y restarse a de V3, lo que haceque D1 conduzca con más intensidad que D2. Este hecho produce una oscilación de

tensión de salida positiva cada vez que la señal de salida FI oscila por encima de fc. A

frecuencias por debajo de fc, Xc es mayor que Xl y la reactancia neta varía la fase de

V2 y V3 en dirección contraria. En este caso, V4 tiende a sumarse a V3 y a restarse de

V2. El diodo D2 conduce con más intensidad que el diodo D1, produciendo una tensión

de salida negativa. Así pues, cada vez que la señal de FI oscila por debajo de fc, la

salida tiene una tensión oscilante negativa. Gracias a esta oscilación de la tensión de

salida positiva-negativa, el discriminador produce una onda sinusoidal de salida. Así

pues, la señal recuperada es una reproducción de la señal moduladora original.

Detector de relación.

Una mejora sobre el discriminador Foster-Seeley es el detector de relación que vemos

en la figura 14.

La ventaja principal de este tipo de detector es su acción autolimitadora, es decir, no

necesita ser precedido por una etapa limitadora. Un rápido vistazo puede dar la

impresión de que el detector de relación y el Foster-Seeley son idénticos, pero obsérveseque el diodo D1 se invierte y que la configuración de salida es distinta. La inversión deD1 pone a ambos diodos en serie a través de todo el secundario del transformador. La

conducción de los dos diodos está controlada por los mismos factores que en el Foster-Seeley; es decir, en fc los diodos conducen igual. Sin embargo, en este circuito, en lugar

de tensiones en oposición, las tensiones se acumulan en C5 y C5 en serie. Uncondensador de gran valor, C6, es la clave para la única acción del detector de relación.

Unos cuantos coclos de la tensión de la señal de entrada cargan C6 con una tensión quees proporcional a la tensión de la señal de entrada media. El condensador es lo



suficientemente grande como para que la caída de tensión de R2 y de la combinación

serie de C4 y C5 se mantenga constante, aunque haya variaciones de amplitudmomentáneas. La constancia de C6 es la razón de que el detector de relación sea

relativamente inmune al ruido y, por tanto, no necesite prelimitación. En fc, los dosdiodos conducen igual y la tensión en los bornes C4 y C5 es igual. La tensión en C4

más la tensión de C5 siempre deben ser iguales a la de C6. La señal de audio de salida

es una tensión de cc negativa suministrada por una muestra tomada de los bornes de C5y derivada por R1. Los diodos D1 y D2 conducen alternativamente con más intensidadcuando la señal de entrada oscila por encima y por debajo de fc. Cuando los diodos

conducen de modo desigual, la corriente diferencial fluye a través de L4. Cuando D1

conduce con más intensidad, la tensión en C4 es mayor que la de C5. Debido a que la

suma de estas dos tensiones debe permanecer constante, la tensión en los bornes de C5

tiene que disminuir, Reduciéndose así la tensión de salida. Cuando D2 conduce con más

intensidad, la tensión en C4 disminuye, la tensión en C5 aumenta y la tensión de salida

aumenta. Así pues, observamos que las oscilaciones de la tensión de salida responden a

las oscilaciones de la frecuencia de la señal de entrada; es decir, cuando la frecuencia

oscila por encima de fc, la tensión de salida aumenta y cuando la frecuencia oscila por

debajo de fc, la tensión de salida disminuye.

Control automático de ganancia.

Debido a que la tensión en los bornes de C6 es directamente proporcional a la tensión

media de la señal de entrada, C6 ofrece otro valioso servicio. Resulta una excelent

fuente para extraer una tensión para el control automático de ganancia (CAG). El CAG

simple se utiliza en la mayoría de los receptores domésticos y en muchos receptores de

comunicación de gama baja. En los receptores con CAG simple, la polarización del

CAG aumenta en cuanto el nivel de la señal recibida sobrepasa el nivel de ruido de

fondo, haciendo que inmediatamente el receptor se vuelva menos sensible. El CAG

retardado se utiliza en la mayoría de los receptores de comunicación y radiodifusión de

gama alta. El CAG retardado se obtiene evitando la repentina generación de la polarización cuando el nivel de la señal sobrepasa el umbral preestablecido. En este

caso, a medida que la intensidad de la señal aumenta, el CAG retardado provoca

gradualmente más atenuación. El umbral puede establecerse al diseñar el circuito o

puede ser ajustable. Normalmente se fija para que empiece a funcionar cuando la señal

alcanza casi el nivel que produce la salida máxima del receptor en condiciones de plen

ganancia (máxima sensibilidad). Las señales por debajo del umbral, atravesarán el

receptor con una ganancia máxima.

Detector en cuadratura.

Muchos modernos sistemas de FM utilizan CI como parte integrante en su fabricación.El circuito discriminador más frecuentemente utilizado en CI que contienen

discriminadores de FM es el detector en cuadratura. Como podemos ver en la figura



, el circuito detector en cuadratura es básicamente un amplificador diferencial formado

por los transistores Q1 y Q2, con la salida tomada en el colector de Q2. La corriente en

la resistencia R5 es constante y cualquier cambio en la corriente de Q1 produce un

cambio igual pero opuesto en Q2. El circuito en cuadratura proporciona la salida de

audio cuando se aplica una señal de portadora FM a la entrada. El condensador C1 tiene

un valor lo bastante grande como para que no se produzca ningún desfase de la señal deentrada en el punto X. El valor de C2 es lo bastante pequeño como para que su

reactancia a la frecuencia portadora sea grande en comparación con el circuito

sintonizado (L1-C3), dando como resultado un desfase en el punto Y. La forma de onda

en el punto Y es la onda sinusoidal de la portadora FM y la forma de onda en el punto X

es la amplitud constante cuadrada del limitador. Las dos formas de onda se combinan

(fig-15b) en la base de Q1. Cuando ambas formas de onda son negativas, la salida deldetector está a nivel alto (fig-15c). Con modulación, la frecuencia portadora se desplaza

y produce un desfase de la señal en el punto Y. El desplazamiento ocurre porque el



circuito sintonizado pierde resonancia, lo que produce un cambio en la relación de fase

entre el circuito sintonizado y el condensador C2. El cambio de fase en el punto Y causauna variación en el intervalo de la señal de salida cuando las dos formas de onda son

negativas. La variación del intervalo tiene el efecto de cambiar el ancho del impulso desalida y el valor medio de la tensión de salida. El cambio en la tensión media del

impulso es proporcional a la amplitud de la modulación original, puesto que es la

amplitud de la tensión de la señal moduladora la que produce el cambio de frecuencia.Ahora puede separarse en la salida el audio del impulso a través de un filtro paso bajo.

http://www.dei.uc.edu.py/tai2000/amfm/recefm.htm

Detector de pendiente. La figura 7-2a muestra el diagrama esquemático para un

detector dependiente unilateral, la cual es la forma más sencilla de discriminador de frecuencia de

circuito sintonizado.

El detector de pendiente unilateral tiene una gran cantidad de características de voltaje contra frecuencia

no lineales y, por lo tanto, se usa raramente. Sin embargo, su operación de circuito es básico para todos

los discriminadores de frecuencia de circuito sintonizado.

En la figura 7-2a, el circuito sintonizado (La y Ca ) produce un voltaje de salida que es proporcional a la

frecuencia de entrada. El voltaje máximo de salida ocurre en la frecuencia resonante del circuito tanque ( f

c ) y su salida disminuye proporcionalmente conforme la frecuencia de entrada se desvía por encima o por

debajo de f o. El circuito está diseñado para que la frecuencia central IF ( f c ) caiga en el centro de la

porción más lineal de la curva de voltaje contra frecuencia, como está mostrado en la figura 7-2b. Cuando

la frecuencia intermedia se desvía por encima de f c, el voltaje de salida incrementa; cuando la frecuencia

intermedia se desvía, por debajo de f c, el voltaje de salida disminuye.Por lo tanto, el circuito sintonizado convierte las variaciones de frecuencia a variaciones de amplitud

(conversión de de FM a AM). D i, Ci y R i componen un detector de picos simple que convierte las

variaciones de amplitud a un voltaje de salida que varía a una proporción igual a los cambios de entrada

de frecuencia y de los cuales su amplitud es proporcional a la magnitud de los cambios de frecuencia.



Figura 7-1 Diagrama en bloques de un receptor de FM de doble conversión

Figura 7-2 Detector de pendiente: (a)diagrama esquemático; (b) curva de voltaje vs. frecuencia

Detector de pendiente balanceado. La figura 7-3a muestra el diagrama

esquemático para un detector de pendiente balanceado. Un detector de pendiente unilateral es un

discriminador de frecuencia de un circuito sintonizado, y un detector de pendiente balanceado es

simplemente dos detectores de pendiente unilaterales conectados en paralelo y alimentados 180° fuera de

fase. La inversión de fase se logra al conectar el centro de los bobinados secundarios sintonizados del

transformador T1. En la figura 7-3a, los circuitos sintonizados ( La , C a y Lb, Cb) realizan la conversión de



Figura 7-3 Detector de pendiente balanceado:(a) diagrama esquemático; (b) curva de respuesta

de voltaje contra frecuencia

FM a AM y los detectores de picos balanceados ( D1 , C 1 , R1 yD2 ,C 2 , R2 )remueven la información de la

envolvente de AM. El circuito superior sintonizado ( La y C a) se sintoniza a una frecuencia ( f a) que está por

arriba de la frecuencia central IF (f o ) por aproximadamente 1.33 x f (para la banda de radiodifusión de

FM, esto es, aproximadamente 1.33 x 75 kHz = 100 kHz). El circuito inferior sintonizado (Lb y Cb) se

sintoniza a una frecuencia (f b ) que está por debajo de la frecuencia central IF por una cantidad igual.

La operación del circuito es muy sencilla. El voltaje de salida, de cada circuito sintonizado, es

proporcional a la frecuencia de entrada y cada salida se rectifica por su detector de picos respectivo. Por

lo tanto, mientras más cerca esté la frecuencia de entrada a la frecuencia resonante del circuito tanque,

mayor es el voltaje de salida del circuito tanque. La frecuencia central de IF cae exactamente a la mitad,

entre las frecuencias resonantes y los dos circuitos sintonizados. Por lo tanto, en la frecuencia central de

IF los voltajes de salida de los dos circuitos sintonizados son iguales en amplitud, pero opuestos en polaridad. Consecuentemente, el voltaje de salida rectificado a través de R1 y R2 ,cuando se suman, produce

un voltaje de salida diferencial V salida = 0 V. Cuando la IF se desvía por arriba de la resonancia, el circuito

superior sintonizado produce un voltaje de salida más alto que el circuito tanque inferior y V salida se hace

positivo. Cuando la IF se desvía por abajo de la resonancia, el voltaje de salida del circuito tanque inferior

es más grande que el voltaje de salida del circuito tanque superior, y V salida se hace negativo. La curva de

respuesta de salida contra frecuencia se muestra en la Figura 7-3b.

Aunque el detector de pendiente es probablemente el detector de FM más sencillo, tiene varias

desventajas inherentes, las cuales incluyen, una mala función lineal, dificultad para sintonizar y la falta de

provisiones para limitar.

Debido a que la limitación no es proporcional un detector de pendiente produce un voltaje de salida que

es proporcional a la amplitud, así como las variaciones de la frecuencia en la señal de entrada y,consecuentemente, debe estar precedido por una etapa limitadora separada. Un detector de pendiente

balanceado se alinea inyectando una frecuencia igual a la frecuencia central IF y sintonizando a C a y C b



para 0 V a la salida. Entonces las frecuencias iguales a f a y f b se inyectan alternadamente, mientras que Ca

y C b se sintonizan para voltajes iguales y máximos de salida con polaridades opuestas.

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