Ingenieria electronica UNFV

INTEGRANTES*Salvador Cochachin eder*Valerio Antezana carlos*Castillo Tocas renato*Montes Rojas diego*Farromeque eyzaguirre luis*Corimanya Memensa melissa

Modulacin en AmplitudLa seal de voltaje modulada en Amplitud (AM) es producida por un circuito que puede multiplicar la portadora por la seal moduladora. En algunos casos, adicionalmente, se suma a este producto la portadora.

El producto de la seal portadora y la seal moduladora se puede generar aplicando ambas seales a un componente no lineal, como un diodo o un transistor.

Generacin de una seal AM

Tipos de Moduladores en AmplitudHay dos tipos de moduladores en amplitud: de bajo nivel y de alto nivel.

Moduladores de bajo nivel (Low-level modulators): Estos generan pequeas seales AM que deben ser amplificados antes de transmitirse.

Moduladores de alto nivel (High-level modulators): Estos producen seales AM con altos niveles de potencia que se agregan, usualmente, en la etapa final de amplificacin del transmisor.

Moduladores de amplitud de bajo nivelModulador de Diodo

Modulador de Transistor

Modulador con diodo tipo PIN

Modulador por amplificador diferencial

Modulador de DiodoLa modulacin de amplitud basada en diodo se apoya en una red de mezcla resistiva, un diodo rectificador y un circuito LC sintonizado.La portadora se aplica a un resistor de entrada y la seal moduladora al otro resistor de entrada. Esta red resistiva hace que las seales se mezclen linealmente (i.e. que se sumen algebraicamente).El diodo conduce los medios ciclos de la seal aplicada cuando se polarice directamente.La bobina y el capacitor intercambian energa repetidamente, produciendo una oscilacin a la frecuencia de resonancia.

Modulador simple con diodo(http://en.wikibooks.org/wiki/Communication_Systems/Amplitude_Modulation)

Modulador simple con diodoEl diodo, al ser un elemento no lineal, debido a su respuesta v/i produce un trmino que es el producto de la moduladora y la portadora, sin embargo se producen otros componentes adicionales de seal que no sern de utilidad para propsitos de modulacin

Modulador simple con diodo con circuito con filtro sintonizado(http://circuit-diagram.hqew.net/amplitude-modulator_17654.htm)

Modulacin en Amplitud (Armnicos)Un aspecto a tener en cuenta es que los diodos y transistores generan, a partir de lo que se conoce como intermodulacin, armnicos de tercer, cuarto y otros ordenes mayores

Para tratar de eliminar los productos de la intermodulacin se agregan circuitos sintonizados para centrarse en la portadora y las bandas laterales.

Modulacin en Amplitud con Diodo(Armnicos Producidos)Es as como, debido a la utilizacin del diodo, no solo se logra la multiplicacin de la moduladora y la portadora sino que se genera una serie de componentes adicionales de seal que, en la prctica, actuarn como ruido de intermodulacin.,,

Modulador AM Simple con TransistorLa modulacin en amplitud se apoya en una red de mezcla resistiva y un circuito LC sintonizado.La juntura emisor-base del transistor acta como un diodo y por ende como un dispositivo no lineal.La modulacin y la amplificacin se da a medida que la corriente de base controla una corriente de colector que es mayor.

Modulador con diodo PIN Los diodos PIN son diodos con un tipo de juntura especial de silicio que estn diseados para utilizar a frecuencias superiores de 100 MHz. En este diodo las regiones P y N estn separadas por una regin de semiconductor Intrnseco (I) que es Silicio, de ah su nombre.Los circuitos de atenuadores variables que utilizan diodos PIN producen AM en las bandas de VHF, UHF y para microondas.Cuando los diodos PIN se polarizan directamente operan como resistencias variables. La atenuacin causada por los circuitos de diodos PIN vara con la amplitud de la seal moduladora.

Ms acerca de los diodos PIN(disponible en: www.microsemi.com/document-portal/.../14620-pin-diode-fundamentals

AM de alta frecuencia utilizando diodos PIN(http://www.hpmemory.org/an/pdf/an_58.pdf)A frecuencias por debajo de los 100 MHz el diodo se comporta como un rectificador. Por encima de los 100 MHz la rectificacin no se efecta debido a la carga almacenada en la capa intrnseca (I), por lo tanto el diodo acta como una resistencia, conduciendo en ambos sentidos.Las caractersticas de respuesta en alta frecuencia de los diodos PIN hacen que puedan utilizarse como moduladores en el campo de las microondas.

AM por amplificador diferencialCon amplificadores diferenciales se pueden realizar muy buenos moduladores en amplitud porque estos tienen una alta ganancia, buena linealidad y se puede alcanzar modulacind del 100% .

El voltaje de salida puede ser balanceado o tambin conocido como diferencial (i.e. la salida tomada entre los dos colectores) o de terminacin sencilla (i.e. la salida tomada de cualquiera de los dos colectores a tierra).La seal moduladora se aplica a la base de una fuente de corriente constante con transistor.La seal moduladora vara la corriente del emisor y por lo tanto la ganancia del circuito. Esto resulta en una seal de AM.

Modulador de amplitud por amplificador diferencial

AM de alto nivelEn modulacin de alto nivel el modulador vara el voltaje y la potencia en la etapa final del amplificador de RF en el circuito del transmisor. El resultado es alta eficiencia en el amplificador de RF y un rendimiento de alta calidad.

Entre los moduladores de alto nivel encontramos:

Modulador de colector

Modulador serie

Modulador de colector de alto nivel

Modulador serie

Modulador balanceadoUn modulador balanceado es un circuito que genera una seal DSB, suprimiendo la portadora y dejando solo las seales de suma y diferencia de las frecuencias en la salida.

La salida de un modulador balanceado puede ser procesada mediante filtros o circuitos que introduzcan desfase para eliminar una de las bandas laterales, lo que resulta en una seal SSB.Entre los tipos de moduladores balanceados encontramos el tipo cuadrcula o rejilla, el multiplicador anlogo y otros basados en semiconductores como el MC1496.

Modulador balanceado basado en el MC1496El 1496 es un circuito verstil disponible para aplicaciones de comunicacin. El 1496 puede operar como modulador balanceado o puede ser configurado para desempearse como un modulador de amplitud, un detector de producto o un detector sncrono.Este circuito integrado se basa en lo que se conoce como la celda de Gilbert, un multiplicador basado en transistores.

Generacin de AM-DSB con el MC1496En la figura se muestra el circuito de aplicacin tpica para generar AM de doble banda lateral con el circuito integrado MC1496. Esta versin de modulador (a diferencia de otras con el mismo chip) no requiere alimentacin dual. Con un control de potencimetro es posible suprimir la portadora

Modulador de rejilla (lattice)

Operacin del modulador tipo LatticeLa portadora debe tener una frecuencia y una amplitud considerablemente mayor que la seal moduladora.La seal portadora senoidal se utiliza como una fuente de polarizacin inversa y directa para los diodos, poniendolos en estado de conduccin y no conduccin a una alta tasa de cambio.Los diodos actuan como interruptores que conectan la seal moduladora al secundario de T1 y al primario de T2.

Multiplicador anlogoUn multiplicador anlogo es tambin un tipo de circuito integrado que puede utilizarse como modulador balanceado. Los multiplicadores anlogos comnmente para generar seales DSB.El multiplicador anlogo no es un circuito de conmutacin como el modulador balanceado, este utiliza amplificadores diferenciales operando en modo lineal.La portadora debe ser senoidal y el multiplicador produce el verdadero producto de las dos entradas anlogas.

Circuitos de una sola banda lateral (SSB)Los dos metodos ms comunes de generar seales de una sola banda lateral (SSB) son:

Mtodo de filtrado

Mtodo por fase

Generacin de seales SSB: Mtodo del filtroEl mtodo del filtro es el ms simple y ms ampliamente utilizado.La seal moduladora se aplica al amplificador de audio.La salida del amplificador se ingresa por una entrada del modulador balanceado.Un oscilador de cristal suministra la seal portadora que tambin es aplicada al modulador balanceado.La salida del modulador balanceado es DSB.Se produce una seal SSB pasando la seal DSB a travs de un filtro pasabanda altamente selectivo.

Transmisor SSB: Mtodo con filtro

Generacin de seales SSB: Mtodo por faseEl mtodo de la fase para generacin de SSB utiliza una tcnica de cambio de fase que hace que se cancele una de las bandas laterales.Este mtodo utiliza dos moduladores balanceados que eliminan la portadora.El oscilador de la portadora se aplica sobre el modulador balanceado superior junto con la seal moduladora.La portadora y la seal moduladora se desfasan 90 grados y se aplican a otro modulador balanceado.El desfase hace que una banda lateral se cancele cuando las salidas de los dos moduladores se sumen .

Generador de SSB: Mtodo de fase

Recepcin de AM (Demodulacin o Deteccin)Es el proceso inverso de la transmisin de AM. Un receptor de AM convencional, simplemente convierte una onda de amplitud modulada nuevamente a la fuente original de informacin (o sea, demodula la onda AM) Cuando se demodula una onda AM, la portadora y la porcin de la envolvente que lleva la informacin (o sea, las bandas laterales) se convierten (se bajan) o se trasladan del espectro de radiofrecuencia a la fuente original de informacin (Banda Base)

Demoduladores de AMLos demoduladores o detectores son circuitos que reciben las seales moduladas y recuperan la informacin original de la seal moduladora. Para AM se habla principalmente de dos tipos:

Detector con diodo

Detector sncrono

Demodulador de AM con detector por diodoEn los semiciclos positivos de la seal AM, el capacitor se carga rpidamente al valor pico de la seal pulsante entregada por el diodo .Cuando el voltaje de la seal pulsante cae a cero el capacitor se descarga a travs de la resistencia.

Detector por diodoLa constante de tiempo del conjunto capacitor-resistencia es grande en comparacin con el periodo de la portadora, por lo tanto el capacitor solo se descarga levemente cuando el diodo no est en conduccin.

La seal resultante a travs del capacitor es una aproximacin cercana de la seal moduladora original.

Tambin llamado detector de envolventePuesto que este detector recupera la envolvente o contorno de la seal AM tambin se denomina Detector de envolvente. Si la constante de tiempo RC en el detector por diodo es muy larga, la descarga del capacitor ser muy lenta para seguir los rpidos cambios de la seal moduladora, esto se denomina distorsin diagonal o por clipping.

Deteccin sncronaLos detectores sncronos utilizan una seal de reloj local a la frecuencia de la portadora en el receptor para conmutar entre conectada y desconectada la seal AM, produciendo rectificacin similar a la de un detector por diodo estndar.

Diferencias entre los tipos de deteccin para AM

Demodulacin DSB y SSBPara recuperar la seal original a partir de una seal DSB o SSB, debe reinsertarse la portadora que fue suprimida en el receptor.

Un detector de producto es un modulador balanceado que se utiliza en el receptor para recuperar la seal moduladora.

Modulador balanceado utilizado como detector de producto

Naturaleza del ReceptorUn receptor debe ser capaz de recibir, amplificar, y demodular una seal de RF. Un receptor tambin debe ser capaz de limitar las bandas del espectro total de radiofrecuencias a una banda especfica de frecuencias. En muchas aplicaciones el receptor debe ser capaz de cambiar el rango (banda) de frecuencia que es capaz de recibir. A este proceso se llama sintonizar el receptor.

Naturaleza del ReceptorUna vez que una seal de RF se recibe, se amplifica y se limitan las bandas, deber convertirse a la fuente original de informacin (banda base). A este proceso se le llama demodulacin. Una vez demodulada, la informacin podra requerir de mayor limitacin de las bandas y una amplificacin, antes de considerarse lista para usar.

Diagrama de Bloques Receptor tpico de AMLa figura muestra un diagrama de bloques simplificado de un tpico receptor de AM. La seccin de Radiofrecuencia (RF) es la primera etapa (tambin se llama parte frontal). Sus funciones principales son: detectar, limitar las bandas y amplificar las seales RF recibidas. En esencia, la seccin de RF establece el umbral del receptor (o sea, el nivel mnimo para la seal de RF que el receptor puede detectar y demodular a una seal de informacin til) La seccin de RF abarca uno o ms de los siguientes circuitos: antena, red de acoplamiento de la antena, filtro (preselector), y uno o ms amplificadores de RF.

Diagrama de Bloques Receptor tpico de AMLa seccin de mezclador/convertidor reduce las frecuencias de RF recibidas a frecuencias intermedias (IF o FI ).

Diagrama de Bloques Receptor tpico de AMLa seccin de IF generalmente incluye varios amplificadores en cascada y los filtros pasa-bandas. Las funciones principales de la seccin de IF son la amplificacin y selectividad.

Diagrama de Bloques Receptor tpico de AMEl detector de AM demodula la onda de AM y recupera la informacin de la fuente original.

Diagrama de Bloques Receptor tpico de AMLa seccin de audio simplemente amplifica la informacin recuperada a un nivel utilizable.

Referenciashttp://163.25.99.51/Huang_Comm/Chapter04.pdfhttp://en.wikibooks.org/wiki/Communication_Systems/Amplitude_Modulationhttp://www.hpmemory.org/an/pdf/an_58.pdfwww.microsemi.com/document-portal/.../14620-pin-diode-fundame