Inf Laboratorio Transmisor
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COMUNICACIONES I. Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia Escuela Ingeniería Electrónica Resumen- mediante el desarrollo de esta práctica, se pretende elaborar un transmisor de am la frecuencia de 88khz, con el propósito de poder emitir una señal, que pueda ser analizada mediante el analizador de espectro, partiendo de un oscilador construido previamente y un circuito integrado multiplicador AD633. La frecuencia de transmisión es f c =880KHz. Palabras Claves—Portadora, mensaje, modulación, amplitud, acondicionamiento. I. INTRODUCCIÓN L OS osciladores, se convierten en uno de los tipos más importantes de señales, debido a que estas señales nos ayudan a temporizar, controlar y conmutar entre otras muchas aplicaciones que estas tienen. Un oscilador puede ser de muchos tipos, y crear señales de diferentes características, en amplitud y forma. Los sistemas de comunicación suelen emplean osciladores armónicos, normalmente controlados por cristal, como oscilador de referencia. Pero también osciladores de frecuencia variable. La frecuencia se puede ajustar mecánicamente (condensadores o bobinas de valor ajustable) o aplicando tensión a un elemento, estos últimos se conocen como osciladores controlados por tensión o VCO, es decir, osciladores cuya frecuencia de oscilación depende del valor de una tensión de control. Y también es posible hallar osciladores a cristal controlados por tensión [1]. Un transmisor de AM se basa en dos partes esenciales, la etapa de modulación, encargada de generar la señal modulada, y la etapa de amplificación, que permite irradiar la señal para así poder ser detectada por los receptores. En el proceso de modulación, una señal moduladora, o mensaje, modifica un parámetro de una señal portadora, para el caso del AM, dicho parámetro es la amplitud. Éste método hace sencilla la demodulación, o recuperación del mensaje en el receptor. El proceso de amplificación entrega un nivel de voltaje y corriente suficiente a la antena, para que ésta pueda generar las ondas electromagnéticas en magnitud suficiente para ser detectadas a una distancia determinada. II. OBJETIVOS A. Objetivo general Diseñar e implementar un transmisor de AM, utilizando los conocimientos adquiridos durante las asignaturas de Electrónica Analógica y Comunicaciones I, para transmitir información de un lugar a otro de forma inalámbrica. A. Objetivos específicos Diseñar e implementar un transmisor a partir de la técnica de modulación en amplitud. Informe de laboratorio Transmisor de AM Andrés Hernández Ortega, Wilmer Correa Salamanca [email protected] [email protected]
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COMUNICACIONES I. Universidad Pedaggica y Tecnolgica de ColombiaEscuela Ingeniera ElectrnicaCOMUNICACIONES I. Universidad Pedaggica y Tecnolgica de ColombiaEscuela Ingeniera Electrnica3COMUNICACIONES I. Universidad Pedaggica y Tecnolgica de ColombiaEscuela Ingeniera Electrnica[footnoteRef:1] [1: ]
Informe de laboratorio Transmisor de AMAndrs Hernndez Ortega, Wilmer Correa [email protected] [email protected] Resumen- mediante el desarrollo de esta prctica, se pretende elaborar un transmisor de am la frecuencia de 88khz, con el propsito de poder emitir una seal, que pueda ser analizada mediante el analizador de espectro, partiendo de un oscilador construido previamente y un circuito integrado multiplicador AD633. La frecuencia de transmisin es fc=880KHz.
Palabras ClavesPortadora, mensaje, modulacin, amplitud, acondicionamiento.INTRODUCCINL
OS osciladores, se convierten en uno de los tipos ms importantes de seales, debido a que estas seales nos ayudan a temporizar, controlar y conmutar entre otras muchas aplicaciones que estas tienen.
Un oscilador puede ser de muchos tipos, y crear seales de diferentes caractersticas, en amplitud y forma.
Los sistemas de comunicacin suelen emplean osciladores armnicos, normalmente controlados por cristal, como oscilador de referencia. Pero tambin osciladores de frecuencia variable. La frecuencia se puede ajustar mecnicamente (condensadores o bobinas de valor ajustable) o aplicando tensin a un elemento, estos ltimos se conocen como osciladores controlados por tensin o VCO, es decir, osciladores cuya frecuencia de oscilacin depende del valor de una tensin de control. Y tambin es posible hallar osciladores a cristal controlados por tensin [1].
Un transmisor de AM se basa en dos partes esenciales, la etapa de modulacin, encargada de generar la seal modulada, y la etapa de amplificacin, que permite irradiar la seal para as poder ser detectada por los receptores.
En el proceso de modulacin, una seal moduladora, o mensaje, modifica un parmetro de una seal portadora, para el caso del AM, dicho parmetro es la amplitud. ste mtodo hace sencilla la demodulacin, o recuperacin del mensaje en el receptor.
El proceso de amplificacin entrega un nivel de voltaje y corriente suficiente a la antena, para que sta pueda generar las ondas electromagnticas en magnitud suficiente para ser detectadas a una distancia determinada.OBJETIVOS
Objetivo general
Disear e implementar un transmisor de AM, utilizando los conocimientos adquiridos durante las asignaturas de Electrnica Analgica y Comunicaciones I, para transmitir informacin de un lugar a otro de forma inalmbrica.
0. Objetivos especficos
Disear e implementar un transmisor a partir de la tcnica de modulacin en amplitud. Disear e implementar los diferentes circuitos de acondicionamiento a las diferentes seales que intervienen en el proceso. Implementar un multiplicador analgico. Disear e implementar un circuito amplificador para generar la suficiente potencia de transmisin.
MARCO TERICO
Modulacin en amplitud
La modulacin en Amplitud es una forma de transmitir informacin a partir de la variacin de la amplitud de la seal transmitida en relacin con la informacin que se enva.
Para poder enviar informacin con esta tcnica se debe tener en cuenta matemtica y tericamente los siguientes parmetros:
Onda portadora: Es la onda que modula su amplitud a partir de la seal mensaje, por lo general es una onda sinusoidal con la frecuencia a la que se desea transmitir y cuenta con las siguientes caractersticas:
(1)
Dnde:
: Amplitud de la portadora. : Frecuencia de la seal portadora, frecuencia a la cual es enviada la seal modulada.
De este modo la seal modulada puede ser descrita matemticamente as:
(2)
Dnde:
: Denominada sensibilidad de amplitud y su unidad son los Volts-1.
: Mensaje a enviar o seal banda base.
Figura 1. Seal modulada
Se debe tener en cuenta que ya que si no es as y este producto es mayor a 1 ocurre un fenmeno llamado sobremodulacin lo que hace que haya inversiones de fase siempre que la seal portadora cruce por 0.
Tambin se debe tener en cuenta que la frecuencia de portadora sea mucho mayor que el ancho de banda de la seal mensaje ya que si no se cumple no se puede visualizar y por lo tanto detectar la envolvente de la seal portadora:
0. Multiplicador AD633
Este integrado cumple la funcin en el transmisor de multiplicar la seal portadora con la seal mensaje, se tuvo en cuenta la siguiente ecuacin de salida a la hora de usar el dispositivo.
Figura 2. Diagrama de bloques Funcional
Donde se tuvo que tener en cuenta que este integrado internamente cumple la funcin de dividir en 10, entregando una seal atenuada ya que este debe asegurar que puede entregar la multiplicacin de 2 entradas de distinto valor de amplitud dentro de los rangos de alimentacin del integrado.
PROCEDIMIENTO DE DISEOOscilador Puente de wien
Figura 3. Montaje oscilador en configuracin en puente de wien.
OSCILADOR EN PUENTE DE WIEN
El oscilador en puente de wien es el circuito oscilador tpico para frecuencias pequeas como para frecuencias moderadas, en el rango de 5Hz a 1MHz. Se usa casi siempre en los generadores de audio comerciales y tambin se prefiere, generalmente, en otras aplicaciones de pequeas frecuencia.
Forma de funcionamiento
Utiliza realimentacin positiva y negativa al existir dos trayectorias de realimentacin. Hay una trayectoria de realimentacin positiva desde la salida, a travs del circuito de retardo-adelanto hasta la entrada negativa desde la salida, a travs del divisor de tensin hasta la entrada inversora.Al inicio hay mas realimentacin positiva que negativa. Este hecho contribuye a que los osciladores se incrementen cuando la fuente de alimentacin se enciende. Despus de que la seal de salida alcanza el nivel deseado, la realimentacin negativa reduce la ganancia a 1[3].
fc= (3)
fc= = 884,19 Khz
Acondicionamiento de la seal mensaje
La seal del oscilador debe ser pasada por un multiplicador como configurado en la forma que muestra la (figura 3) para lograr tener la modulacin am ptima para transmitir.
Figura 3. Montaje del multiplicador.
As, la seal modulada de salida est dada por:
(3)
Amplificador de salida
Para lograr la transmisin, fue necesario el diseo e implementacin de un amplificador de una etapa con transistor BJT, para entregar una seal de magnitud mayor a la antena. Dicho circuito se encuentra en la figura 5.
Figura 4. Amplificador de salida
El circuito de amplificacin proporciona una ganancia en voltaje de aproximadamente Av=8.
PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL Y ANLISIS DE DATOS OBTENIDOS
Se realiz el montaje del diseo realizado, obteniendo los resultados observados en la figura 6.
Figura 6. Montaje del transmisor de AM
Figura 7. Montaje del transmisor de AM
La onda portadora generada por el oscilador se observa en la figura 7, con una escala de tiempo apropiada para la frecuencia de fc=880 KHz.
Figura 9. Lectura del transmisor AM a partir del analizador de espectro a frecuencia de 880 KHZ
Figura 8. Seal portadora con frecuencia fm=880KHz.
La seal modulada que se encuentra a la salida del amplificador se observa a continuacin:
Figura 9. Seal modulada de salida.
Figura 10. Seal portadora y mensaje multiplicada
Donde se puede apreciar que se est realizando el proceso de modulacin de forma correcta, sin sobremodular, evitando as inversiones de fase.
Al sintonizar un receptor AM en la frecuencia de 880 KHz, se escuch un pitido correspondiente a la seal mensaje. Para una segunda prueba se cambi la seal modulante a una seal de audio proveniente del computador, tanto de msica como del micrfono integrado, en ambos casos se escuch el audio correspondiente en el receptor de AM. IV. CONCLUSIONES
El uso de amplificadores operaciones con un ancho de banda correcto permite la amplificacin y buen acondicionamiento de la onda portadora. Un correcto ajuste de la constante de sensibilidad asegura el correcto funcionamiento de la etapa moduladora. La etapa de potencia de salida es esencial para asegurar una distancia de transmisin adecuada. La potencia de salida es mnima, la necesaria para realizar pruebas de laboratorio y corroborar aspectos tericos a una corta distancia del transmisor.
Referencias[1] HAYKIN, S. Sistemas de Comunicacin, Editorial Limusa Wiley, 1 ED, 2002. [2] BOYLESTAD, L. Electrnica, teora de circuitos y dispositivos electrnicos, Editorial Prentice Hall, 8 ED, 2003. [3] MALVINO, A. Principios de electrnica. Editorial McGraw-Hill, 6 ED, 2000. [4] Floyd, T. Electronics Devices, Editorial Prentice Hall, 7 ED, 2005.
