TITULO: MODULACION DE AMPLITUD (A.M.)

ALUMNO:

PROFESOR: PRACTICA Nº:1 CURSO:

DEPARTAMENTO: ELECTRICIDAD/ELECTRONICA

REVISADO

CICLO: TELECOMUNICACIONESMODULO: SISTEMAS DE RADIOCOMUNICACIONES

ESQUEMA BLOQUES

G.B.F.MODULADO-RA

G.R.F.IN MOD. PORTADORA EXTE. OUT

O.R.C.

ANALI.ESPE ESPECT

FRECUENCIME-TRO

MEDIDAS Y CALCULOS

1º.- Utilizando la señal moduladora interna del G.R.F., observar con el O.R.C. la señal modulada en amplitud con diferentes índices de modulación 0%. 30%, 60%. Y diferentes portadores. Visualizar al mismo tiempo la frecuencia de la portadora con el frecuencímetro.

Utilizando una portadora a 800 kHz, y una moduladora a 1 kHz,

Índice de modulación 0%

Índice de modulación 30%

Índice de modulación 60%

Utilizando un G.B.F. como señal moduladora externa realizar las siguientes medidas con el O.R.C. en la onda modulada.

2º.- Variar la frecuencia de la onda moduladora y observar el efecto sobre la onda modulada.

Onda moduladora a 3200 Hz

Onda moduladora a 6500 Hz

3º.- Variar la amplitud de la moduladora y observar el efecto sobre la onda modulada (variación del índice de modulación).

Con la fórmula m=V max−V min

V max+V min·100, tenemos

1er caso

m=300−60300+60

·100=66,6

Índice de modulación 66,6%

2º caso

m=270−150270+150

·100=29

Índice de modulación 29%

4º.- Medir Vmáx. y Vmín. de la señal modulada. Con estos datos calcular Em y Ec.

1er casoVmax= 300 mVVmin= 60 mV

Em=12(V max−V min)= 120 mV

Ec=12(V max+V min)= 180 mV

2º casoVmax= 270 mVVmin= 150 mV

Em=12(V max−V min)= 60 mV

Ec=12(V max+V min)= 210 mV

5º.- Con los datos de Em y Ec y con los datos de Vmáx y V mín., calcular el índice de modulación

m=EmEc·100

1er caso

m=120180

·100=66 %

2º caso

m= 60210

·100=29 %

En ambos casos podemos observar que los índices de modulación coinciden con los apartados anteriores.

6º.-Sobre la onda modulada medir la frecuencia de la onda portadora y la frecuencia de la onda moduladora.

F= 1T

, y para medir T observamos el nº de cuadros que hay de cresta a cresta de

la onda, el cual multiplicamos por la escala seleccionada en el osciloscopio. Para medir la portadora expandimos la imagen de forma que podamos ver la onda correctamente.

Moduladora

Fmoduladora= 384 Hz

Portadora

Fportadora= 1007 kHz

7º.- Con los datos de Vmáx y Vmín, calcular el valor de las bandas laterales. Repetir los apartados 2º al 8º con distinto índice de modulación.

Eusf ¿ Eisf=Em2

=

12(V max−V min)

2=1

4(V ¿¿max−V min)¿

1er caso

Eusf ¿ Eisf=14

(300−60 )=60mV conel66 %demodulación

2º caso

Eusf ¿ Eisf=14

(270−150 )=30mV con el29 % demodulación

-Utilizando el Analizador de Espectros en lugar del O.R.C. realizar las siguientes medidas

8º.-Medida del nivel y frecuencia de la portadora.

Con una atenuación de 10 dB, el manual del analizador nos dice que el nivel de referencia son -17 dBm, y como vemos en la imagen la señal llega hasta dicho nivel, luego su nivel es -17 dBm.

La frecuencia la medimos teniendo en cuenta la frecuencia central a la que se ponga el analizador, en este caso a 3 MHz.

9º.- Medida del nivel y frecuencia de las bandas laterales.

Teniendo como nivel de referencia -17 dBm, las bandas laterales se encuentran 4 cuadros por debajo, a 10 dB cada uno tenemos que - 17 dBm - 40dB= - 57 dBm de nivel en las bandas laterales.La frecuencia, al encontrarse a un cuadro de distancia de la frecuencia central, y teniendo seleccionado 100 kHz/división, tenemos que las bandas laterales se encuentran a 2,9 MHz y a 3,1 MHz.

10º.- Medir en ancho de banda.

Con dos bandas laterales situadas cada una a 100 kHz, tenemos que el ancho de banda es 200 kHz.

11º.- Observar como varia el ancho de banda al variar la frecuencia de la moduladora.

Se observa que las bandas laterales se alejan o se acercan de la frecuencia central de la portadora según se varíe la frecuencia de la moduladora, por lo que el ancho de banda se ve aumentado o disminuido respectivamente.

12º.- Observar como varia la amplitud de las bandas laterales al variar la amplitud de la moduladora.

En las imágenes se observa cómo al ir aumentando la amplitud de la onda moduladora, aumenta el nivel de las bandas laterales.

Nivel bajo.

Nivel medio.

Nivel alto.

13º.- Calcular la potencia de la portadora

La portadora se sitúa a un nivel de -30 dBm,

Pc=−30dBm=10 log( W10−3 )⇒ 10−3 ·10−3010 =1µW

14º.- Calcular la potencia de las bandas laterales.

Las portadoras se sitúan a un nivel de -47 dBm,

PBLS=PBLI=−47dBm=10 log( W10−3 )⇒10−3 ·10−47

10 =0,02µW

15º. Medida y cálculo del índice de modulación en dB.

%m=(106+PBL (dB)−P c(dB)

20 )·100=(106+(−47)−(−30)

20 )·100=28,2 %

16º.- Observar como para una modulación del 100% las bandas laterales tienen –6dB con respecto a la portadora.

Cuando el índice de modulación m llega al 100%, se observa en el analizador de espectro cómo hay una caída de 6dB en el nivel de las bandas laterales respecto de la portadora. OBSERVADO durante la práctica.

17º.- Observar como cuando se supera el 100% de modulación aparecen más bandas laterales.

Se aprecia en la imagen cómo cuando se sobremodula, van surgiendo bandas laterales adicionales:

18º.- Calcular el nivel de las bandas laterales en dB por debajo del 100% del valor de modulación.

dB=6+20 log(10028 )=16,8dB

19º.- Calcular el % de potencia de cada banda lateral respecto de la portadora.

Si 1 µW es el 100% de la potencia, 0,02 µW son el 2%

%Psb = 25·0,282 = 96%

CALCULOS

1º.-Si una onda modulada de 20V cambia de amplitud +-5V, determinar el coeficiente de modulación y porcentaje de modulación.

Vmax= 20 + 5= 25 VVmin= 20 - 5= 15 VM=

EmEc

=V max−V min

V max+V min·100=25V−15V

25V +15V·100=0,25 ·100=25 %

2º.- Para un voltaje de envolvente máximo positivo de 12V y una amplitud de envolvente mínima positiva de 4V, determinar el coeficiente de modulación y el porcentaje de modulación.

M=EmEc

=V max−V min

V max+V min·100=12V−4V

12V +4V·100=0,5·100=50 %

3º.- Para una envolvente con V máxima de 40V y V mínima de 10V determinar:

3.1.- Amplitud de la portadora no modulada.

Ec=12 (V max+V min )=1

2( 40+10 )=25V

3.2.- Cambio de pico en la amplitud de la onda modulada.

Em=12 (V max−V min)=

12

(40−10 )=15V

3.3.- Coeficiente de modulación y porcentaje de modulación.

M=EmEc

= 15V25V

·100=60 %

4º.- Para una amplitud de la portadora no modulada de 16V y un coeficiente de modulación m=0,4, determinar las amplitudes de la portadora modulada y de las bandas laterales.

m=EmEc⇒ 0,4=

Em16V

Em=0,4 ·16=6,4 V

Ebls=Ebli=Em2

=6,42

=3,2V

5º.- Trazar la envolvente del ejercicio anterior.

-30

-20

-10

0

10

20

30 22,4 V9,6 V1

6

-16

6º.- Para la envolvente de AM mostrada determinar:

6.1.- Amplitud de pico de las bandas laterales superior e inferior.6.2.- Amplitud de pico de la portadora6.3.-Cambio de pico en la amplitud de la envolvente6.4.- Coeficiente de modulación6.5.- Porcentaje de modulación

¡¡¡No se muestra ninguna envolvente!!!

7º.- Una entrada a un modulador de AM es una portadora de 800KHz con una amplitud de 40V. La segunda es una señal modulante de 25KHz, cuya amplitud es suficiente para producir un cambio de +-10V en la amplitud de la envolvente. Calcular:

7.1.- Bandas laterales superior e inferior

BLS= 800 + 25 = 825 kHzBLI= 800 - 25 = 775 kHz7.2.- Coeficiente de modulación y porcentaje de modulación.

Em=12 (V max−V min)=

12

(50−30 )=10V

Ec=12 (V max+V min )=1

2(50+30 )=40V

M=EmEc·100=0,25 ·100=25 %

7.3.- Amplitudes de pico positivas máxima y mínima de la envolvente

V max=50V ; V min=30V

7.4.- Dibujar el espectro de salida

700 725 750 775 800 825 850 875 9000

10

20

30

40

50

60

30

50

30

KHz

V

8º.-Para un coeficiente de modulación M=0,2 y una potencia de la portadora P= 1000W.Calcular:

8.1.- Potencia de la banda lateral

Pbls=Pbli=m2 Pc

4=0,22 ·1000

4=10W

8.2.- Potencia total transmitida

PT=Pc+Pbls+Pbli=1000+10+10=1020W

9º.- Para una onda de AM DBL con un voltaje de portadora no modulada de 25V y una resistencia de carga de 50ohm, calcular;

9.1.- Potencia de la portadora no modulada

Pc=Ec

2

2R= 252

2 ·50=6,25W

9.2.- Potencia de la portadora modulada y de las bandas laterales superior e inferior para un coeficiente de modulación de 0,6.

Pbls=Pbli=m2 Ec

2

8 R=0,62 ·252

8 ·50=0,56W

10º.- Para el patrón trapezoidal mostrado, calcular:

10.1.- Coeficiente de modulación10.2.- Porcentaje de modulación10.3.- Amplitud de la portadora10.4.- Amplitudes de las bandas laterales superior e inferior.

¡¡¡No se muestra ningún patrón trapezoidal!!!

11º.-Para un modulador de AM con una frecuencia portadora de 200KHz y una frecuencia máxima de la señal modulante de 10KHz.Calcular:

11.1.- Límites de la frecuencia para las bandas laterales superior e inferior

BLSmax=200+10= 210 kHzBLImin=200-10= 190 kHz11.2.- Frecuencias laterales superior e inferior cuando la modulante vale 7KHz

BLS=200+7= 207 kHzBLI=200-7= 193 kHz11.3.- Ancho de banda para la frecuencia máxima de la señal modulante

Bw=BLSmax−BLImin=210−190=20kHz

11.4.- Dibujar el espectro de salida.

180 190 200 210 220

BliFc

Bls

kHz

Bw= 20kHz

DOCUMENTACION OFICIAL RELACIONADA

UIT-R SM.326-6UIT-R SM 326-7