Objeto
El objeto del presente trabajo practico es:- Comprender y analizar el proceso de la modulación
- Basados en bloques funcionales de Multisim armar un circuito practico de un modulador AM de alto nivel, analizar su funcionamiento y determinar el índice de modulación de AM utilizando el osciloscopio en modo Y-T / X-T.
- Analizar el contenido armónico de las señales moduladas y determinar el índice de modulación en el dominio de la frecuencia. Medir el ancho de banda del canal de transmisión.
- Observar efectos de la sobre modulación en el dominio de la frecuencia y en dominio del tiempo y analizar los resultados desde el punto de vista energetico del sistema.
- Publicar todas las tareas en el Blog en tiempo y en forma.
- Multisim 7
- Mathcad
Modulación se define como el proceso de superponer una señal de información de baja frecuencia (típicamente AF), sobre una señal portadora de frecuencia mas alta (generalmente RF). La señal RF se denomina portadora, y la señal AF normalmente se conoce por señal de información, pero puede denominarse señal moduladora modulante o simplemente señal de audio. Si variamos la amplitud de la portadora proporcionalmente a una señal de audio, tenemos la modulación de amplitud (AM) . La modulación en amplitud se genera combinando la frecuencia de la señal de audio y la portadora mediante un dispositivo no lineal llamado modulador.Existen muchos circuitos diferentes para modular en amplitud una moduladora RF, en nuestro caso estudiaremos un modulador en alto nivel simulado su comportamiento con Multisim y verificando los cálculos y análisis energético en el dominio espectral con Mathcad. La característica principal de un Modulador AM de alto nivel, es que para desarrollar varios KW de potencia en la carga, la portadora y la modulante deberán ser amplificadas adecuadamente antes de entrar al modulador y amplificador de potencia lineal de salida de acuerdo al siguiente diagrama en bloques.
Desarrollo practico
1. Las señales vp(t) señal de portadora y vm(t) señal moduladora ingresan a un modulador de AM de alto nivel ideal y cargan su salida sobre una impedancia de 50 ohm.
Teniendo en cuenta que el diseño del modulador tiene dos bloques de amplificadores lineales de ganancia de 20dB cada uno y el bloque multiplicador una transferencia de K=50/V. Además para asegurar el nivel de modulación adecuado deberá sumar una componente de continua a la modulante mediante un bloque sumador de ganancia unitaria. El valor de la componente de continua deberá ser mayor al doble del valor pico de la moduladora.
Utilizando el software aplicado simule el comportamiento del circuito determinando:
Cabe aclarar que estos bloques funcionales se encuentran dentro de los bloques de control del software aplicado, pudiéndolo seleccionar del menú de Multisim, "Select a Component, Group Sourcesm CONTROL_FUNCTION_BLOCKS".
Otra aclaración importante es que cada grupo de trabajo deberá solicitar al docente la ecuación de la señal moduladora vm(t) a fines de realizar las actividades practicas.
2. Introducir al modulador AM de alto nivel una señal portadora vp(t) con un generador de señal senoidal en un todo de acuerdo a la señal en el dominio del tiempo, Graficar la señal con el osciloscopio . Completar los factores de escalas del osciloscopio utilizadas en la medición.
3. Introducir al modulador AM de alto nivel una señal moduladora vm(t) con un generador de señal senoidal en un todo de acuerdo a la señal en el dominio del tiempo. Graficar en la cuadricula la señal con el osciloscopio. Completar los factores de escalas del osciloscopio utilizadas en la medición.
Medir el índice de modulación de AM utilizando el osciloscopio en modo Y-T Gaficar la señal obtenida a la salida del modulador con el osciloscopio. Completar los factores de escalas del osciloscopio utilizadas en la medición. Calcular el índice de modulación m en porcentaje aplicando la formula
Finalmente con los valores medidos escriba la ecuación simplificada de la señal modulada Vam(t).
4. En este punto analizaremos las características de la modulación AM utilizando patrones trapezoidales utilizando el osciloscopio y los mismos valores de señales utilizadas en el punto 5. Recuerde que para efectuar esta medición deberá colocar en el canal X la señal modulante y en el canal Y la señal modulada en amplitud.
Varié el preset P1 hasta obtener un valor de índice de modulación AM del 60%. Graficar la señal obtenida a la salida del modulador con el osciloscopio. Completar los factores de escalas de osciloscopio utilizadas en la medición.
6.
7. Determine la potencia de cada uno de los armónicos y la potencia total transmitida.
8. Realice la representacion espectral de la señal modulada en la carga con escala en dBm, y verifique graficamente el índice de modulación m en porcentaje aplicando la formula.
9. A partir de los valores obtenidos de potencia determine el valor del rendimiento a eficiencia de modulación del sistema.
10. Redacte las conclusiones finales del TP haciendo una síntesis sobre los resultados obtenidos en el mismo.
En este trabajo practico realizamos un transmisor de AM de alto nivel, utilizando patrones trapezoidales variamos vcc para tener un índice de modulación del 60% y a partir de los valores medidos de Hmax y Hmin calculamos potencia, rendimiento y graficas con escala en dBm.
También realizamos la expresión desarrollada de las componentes armónicas en la señal modulada en la carga y verificamos que los valores obtenidos son correctos, de esta manera pudimos entender en profundidad el concepto de Em y Ec.
