clase am
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Universidad del ZuliaFacultad de IngenieríaEscuela de Eléctrica
Departamento de Circuitos y ComunicacionesCátedra: Comunicaciones I
Unidad II:
““MODULACIÓN DE AMPLITUD”
Presentado por:
Prof.: Adriana Cisneros
Objetivo Terminal:
Analizar el concepto de Modulación de Amplitud.
Objetivos Específicos:
•Definir y clasificar la Modulación.•Diferenciar los diversos tipos de Modulación de Amplitud.•Reconocer una señal AM-PS en el dominio del tiempo, y en el dominio de la frecuencia.•Reconocer una señal AM en el dominio del tiempo, y en el dominio de la frecuencia.•Calcular el índice de modulación AM dadas las mediciones de las formas de onda.
¿Qué es la modulación?
• La modulación puede ser definida como el proceso de variar algún parámetro de una señal portadora de alta frecuencia en función de la señal moduladora.
• La señal portadora podrá ser referida mejor como señal de radio frecuencia (RF) o de alta frecuencia.
• La señal de baja frecuencia o banda base es la señal moduladora o de información.
¿Por qué usar una onda portadora?
• La radiación eficiente: la teoría electromagnética establece que la radiación eficiente de una señal…
• La Transmisión múltiple: El espectro de determinado número de señales se pueden trasladar a diferentes posiciones…
• Combatir el ruido:
• Empleo eficiente del espectro de frecuencias: se puede hacer un uso más racional y eficiente del espectro….
• Superar las limitaciones del equipo: se puede colocar una señal en la parte del espectro en donde las limitaciones del equipo son menores…
Tipos de Modulación
Existen fundamentalmente dos tipos de Modulación:
Modulación Analógica o de Onda Continua:
Modulación Digital (o Codificada):
Tipos de Modulación
Tipos de Modulación Analógica:
• Modulación de Amplitud o Lineal• Modulación en Ángulo o Exponencial
El Tipo de Modulación analógica procede de la siguiente ecuación:
ftXsenx 2
• La modulación de Amplitud se produce cuando X varía, manteniéndose constante f y Ө.
•La modulación de Frecuencia se produce cuando varía f, manteniéndose constantes X y Ө.
•La modulación de Fase se produce cuando varía Ө, manteniéndose constantes X y F.
Modulación Analógica de Amplitud:•Modulación en Amplitud - Doble banda lateral con portadora (AM) •Doble banda lateral con portadora suprimida (DBL-PS) •Banda lateral única (BLU)•Banda lateral residual ( BLR)
Modulación Analógica Angular:•Modulación en Frecuencia (FM) •Modulación en Fase (PM)
Tipos de Modulación Analógica:
SISTEMAS DE COMUNICACIÓN AM
1. AM-PS.
2. AM.
3. BLU.
4. BLR
Aplicaciones tecnológicas de la AM
La AM es usada en la radiodifusión
Las ondas medias, ondas cortas, e incluso en la VHF es utilizada en las comunicaciones radiales entre los aviones y las torres de control de los aeropuertos.
La llamada "Onda Media" (capaz de ser captada por la mayoría de los receptores de uso doméstico)
AM-PS: Amplitud Modulada con Portadora Suprimida
Señal moduladora, Señal Portadora y Señal Modulada
El teorema de Modulación nos lleva en forma directa a la modulación en amplitud:
AM-PS: Amplitud Modulada con Portadora Suprimida
AM-PS: Amplitud Modulada con Portadora Suprimida
La densidad espectral no presenta una portadora identificable.
Observe que el ancho de banda de la señal modulada es 2wm , es decir el doble de la señal moduladora f(t).
Este el precio que se paga por la modulación.
Transmisor de AM-PS
El sistema requiere de un multiplicador (modulador) para obtener el producto de:
Recuperación de la Señal de Información
La recuperación de la señal original m(t) requiere otra traslación de frecuencia que desplace el espectro a su posición original.
Recuperación de la Señal de Información
Mediante un filtro paso bajo con frecuencia de corte wm es posible recuperar la señal de información original.
Señal demodulada Señal filtrada
ESPECTRO DE LA SEÑAL DEMODULADA
En particular este proceso de recuperar a f(t) volviendo a multiplicar por la señal portadora se le conoce como detección síncrona o coherente…
La frecuencia y la fase de la portadora local deben ser idénticas ala frecuencia y fase del transmisor…
Para confirmar lo anterior, se introducirá un pequeño error de frecuencia, Δw, en la portadora local:
La demodulación re traslada el espectro de la señal Mps(t), a la posición de w=0, en donde corresponde la señal f(t)
ASPECTOS IMPORTANTES DE LA DEMODULACIÓN DE LA SEÑAL AM-PS:
• El proceso de recuperación se denomina detección síncrona o coherente.
• Se debe generar en el receptor la portadora para demodular.
• La frecuencia y la fase de la portadora local deben ser idénticas a la frecuencia y la fase de la portadora del transmisor.
• Si lo anterior no se cumple habrá distorsión en la recuperación de la señal.
ASPECTOS IMPORTANTES DE LA DEMODULACIÓN DE LA SEÑAL AM-PS:
• Los errores tanto de frecuencia como aleatorios provocan una demodulación inadecuada de la señal.
• Por ello debe lograrse la sincronía de las portadoras, para las cuales se pueden emplear circuitos de sincronía en el receptor…
• Otro método, es el empleo de la portadora piloto…
• La restauración de la señal original f(t) de la señal modulada m(t) usando un oscilador sincronizado…
EJEMPLO 1
Demuestre que cada señal puede recuperarse por detección síncrona de la señal recibida usando portadoras de igual frecuencia pero en cuadratura en fase.
Modulación con una Señal Periódica
Modulación con una Señal Periódica
MODULACIÓN DE AMPLITUD: GRAN PORTADORA (AM)
El uso de señales con portadora suprimida requiere circuitos bastante complejos para conseguir y mantener la sincronización de fase, si el receptor está situado a grandes distancias.
Si se desea emplear receptores baratos, debe hallarse alguna alternativa para el problema de sincronización.
Por ejemplo en radiodifusión en donde existe gran cantidad de receptores operando contra un solo transmisor…
La descripción matemática de la señal AM es:
MODULACIÓN DE AMPLITUD: GRAN PORTADORA (AM)
MODULACIÓN DE AMPLITUD: GRAN PORTADORA (AM)
El requisito de la señal AM es que su envolvente nunca tiene cruces por cero.
Cap03ModulacionAM1.pdf
CIRCUITOS PARA GENERAR SEÑALES AM-PS
Moduladores de Multiplicación: son circuitos que efectúan la multiplicacion directamente de f(t) cos(wct)…
G=Kf1(t)f2(t)
f1(t)
kf1(t)f2(t)
Por ejemplo, un multiplicador analógico cuya salida es proporcional al producto de dos señales de entrada se puede implementar con un amplificador de ganancia variable…
CIRCUITOS PARA GENERAR SEÑALES AM-PS
Moduladores de Multiplicación:
G=Kf1(t)f2(t)
f1(t) =coswct
kf1(t)f2(t) = Kf2(t) coswct
CIRCUITOS PARA GENERAR SEÑALES AM-PS : Moduladores no lineales:
La no linealidad constituye el verdadero mecanismo de la modulación.
CIRCUITOS PARA GENERAR SEÑALES AM-PS
Modulador no lineales:
f1(t)f2(t)
Modulador logarítmico:
SIMBOLOS DE FILTROS
PASO BAJO PASO ALTO
PASO BANDA RECHAZA BANDA
Filtro: Circuito que permite el paso de señales determinadas frecuencias y atenúa las restantes.
CIRCUITOS PARA GENERAR SEÑALES AM-PS
Modulador no lineal AM-PS
La figura ilustra la característica típica de un dispositivo no lineal:e1=coswct+f(t)e2=coswct-f(t)
v1=coswct+f(t)v2=coswct- f(t)
Y las corrientes son: i1=av1+bv1 2 i2=av2+bv2
2
El voltaje de salida será Vo(t)=i1R-i2R = 2R(2bf(t)coswct+af(t))
CIRCUITOS PARA GENERAR SEÑALES AM-PS
Modulador no lineal AM-PS
La salida del filtro de paso banda será centrado en ±wc
Kf(t) coswct
CIRCUITOS PARA GENERAR SEÑALES AM-PS
Moduladores de conmutación: la acción de un interruptor de conmutación se puede usar para producir modulación…
El interruptor conmuta a la velocidad de wc .
La salida del filtro de paso banda será señal modulada AM-PS
Modulación con una Señal Periódica
CIRCUITOS PARA GENERAR SEÑALES AM-PS
Modulador puente o rectificador:
Condición: la Amplitud del coswct debe ser mayor que f(t), para que interrumpa el paso de f(t) hacia el filtro paso banda
CIRCUITOS PARA GENERAR SEÑALES AM-PS
Moduladores balanceados:
La supresión completa de la portadora requiere que los dos moduladores del sistema tengan características idénticas..
CIRCUITOS PARA GENERAR SEÑALES AM-PS
Conversores o mezcladores de frecuencia:Cualquiera de los moduladores ya estudiados se pueden utilizar para la conversión o mezcla de frecuencias.
La conversión o mezcla de frecuencia se conoce como heterodinación…
CIRCUITOS PARA GENERAR SEÑALES AM-PS
Demodulación de las señales AM-PS:
Para recuperar la señal AM-PS se debe retrasladar su espectro a w = 0.
Esto se logra mediante una nueva modulación …
Los mismos circuitos que se emplean para modular en el transmisor…
La diferencia es que en el transmisor se debe usar un filtro paso banda, mientras que en el receptor …
Estos demoduladores síncronos o coherentes, se conocen como homodinos…
CIRCUITOS PARA GENERAR SEÑALES AM
Generación de las señales AM:
Las señales AM también se pueden generar con los moduladores de conmutación o con moduladores que emplean elementos no lineales.
El modulador AM más utilizado es el modulador de conmutación
El efecto del diodo es convertir la señal de entrada en una señal interrumpida o muestreada que se puede considerar como el producto de:
CIRCUITOS PARA GENERAR SEÑALES AM
Generación de las señales AM:
Condición: la Amplitud del coswct debe ser mayor que f(t), para que la polaridad del diodo quede determinada por la portadora…
El diodo elimina la parte negativa de la señal de entrada f(t)+A ) coswct
CIRCUITOS PARA DEMODULAR SEÑALES AM
Demodulación de señales AM:
MAM(t)
Vs(t)
Detección por rectificación:
CIRCUITOS PARA DEMODULAR SEÑALES AM
Demodulación de señales AM:
MAM(t) Vs(t)
La salida del filtro es la señal f(t) aumentada en una constante (impulso en el origen) que se elimina con el capacitor en la salida.
Detección por rectificación:
CIRCUITOS PARA DEMODULAR SEÑALES AM
Demodulación de señales AM:
Detector de envolvente:
Compuesto de un simple diodo rectificador y un capacitor en paralelo con la salida…
CIRCUITOS PARA DEMODULAR SEÑALES AM
Demodulación de señales AM: Detector de envolvente:
La salida del detector DE ENVOLVENTE es la réplica de la señal de la envolvente de la señal modulada. Durante el ciclo positivo, C se carga al valor pico de la señal de entrada. Cuando es menor, se corta el diodo porque el voltaje del capacitor es mayor que el de entrada y el capacitor se descarga lentamente sobre R.
La sencillez de este demodulador permite aplicaciones masivas, tal como radiodifusión comercial AM.
) coswct
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