El objeto del presente trabajo practico es:
- Comprender los principios de la modulacion angular y analizar las frecuencias instantaneas de la modulacion de fase "PM" y de la modulacion de frecuencia "FM"
- Analizar los diferentes casos de modulacion de frecuencia, banda angosta NBFM y banda ancha WBFM y determinar el rando de variacion de la portadora modulada
- Determinar la representacion espectral de la modulacion utilizando software aplicado y medir el ancho de banda
- A partir de los valores obtenidos de potencia determine el valor del rendimiento o eficiencia de modulacion del sistema
- Realizar la construccion de un circuito modulador, basado en un circuito oscilador con diodo de capacidad variable (Varicap o varactor)
- Utilizando analizador de espectros adquirir y medir el espectro de las bandas laterales significativas a la salida del modulador y determinar la potencia transmitida y el ancho de banda del canal ocupado variando las señales transmitidas.
- Verificar el funcionamiento del transmisor transmitiendo voz o señales de audio
- Extrer conclusiones analizando los resultados de las simulaciones y aplicaciones practicas de sistemas de modulacion angular.
El alumno debera especificar todas las caracteristicas tecnicas del intrumental utilizado en el desarrollo del presente trabajo practico, completando la siguiente table que se ejemplifica a continuacion:
Generador de funciones.
Utilizamos dos generadores de funciones que se especifican a continuacion:
cuenta con:
- nivel de amplitud
- ajuste de escala con perilla multivuelta (la cual te da mas control sobre la frecuencia a seleccionar)
- offset
- symetria
- señal cuadrada, triangular o senoidal
Osciloscopio:
Osciloscopio Digital de 2 canales.
- Ancho de banda: 60 MHz
- Velocidad de Muestreo: 1 GSa/s
- Pantalla color de 5.6"
- Memoria de adquisición: 25 kpts
- Conectividad USB a computadora, impresora y memorias externas
- 27 Mediciones automáticas
- Funciones matemáticas y Transformada Rápida de Fourier (FFT)
- Comparación contra máscaras
- Interfase RS-232
Analizador de Espectro de RF:
* Rango de Frecuencia: 150 kHz a 2,7 GHz
* Bajo piso de ruido: -100 dBm
* Generador de Tracking, 9 kHz a 2,7 GHz (Opcional)
* Medición automática de potencia (ACPR, OCBW, Channel Power)
* Comparación contra máscaras
* 10 Marcadores
* Visualización en pantalla partida
* Baterías recargables (Opcional)
* Interfase RS-232C
* Pantalla monocromática con resolución de 640x480 pixeles
Fuente de alimentacion:
Topward 6303A Rasgos:
La 6000 Serie es un suministro de energía de corriente continua " la salida de canal dual " con los rasgos siguientes:
* Salida de poder de gemelo con rastreo de función para selección automática de conexión paralela o sucesiva
* Protección de cortocircuito contra entrada externa proporcionando voltaje constante y corriente constante
* Permite a la conexión sucesiva o paralela con el mismo modelo de suministro de energía
* 5V/5A salida de voltaje constante
Software aplicado:
- Multisim 7
- Mathcad
1) La ecuacion siguiente representa una señal modulada en angulo:
E) El diagrama en bloques del modulador utilizado
2) Una portadora de alta frecuencia es modulada por una señal modulante:
d)
1. A continuación ensayaremos un circuito modulador, basado en un circuito oscilador con diodo de capacidad variable (Varicap o varactor).
En el oscilador LC de dos terminales, la realimentación se obtiene externamente del circuito sintonizado. Los mismos presentan una resistencia negativa, tal que, en condiciones de equilibrio, anulan el efecto de la resistencia real del tanque resonante.
En esta práctica utilizaremos un circuito oscilador LC del tipo Hartley que mediante un diodo de capacidad variable convertiremos a este circuito en un modulador de FM por método directo en banda de broadcasting.
Circuito a utilizar
a) Armar el circuito de acuerdo a la distribución de componentes que se representa en la siguiente placa impresa en escala 1 a 1, (en la hoja adjunta esta el PCB para realizar la transferencia sobre la placa de cobre).
b) Conectar la fuente de alimentación de 9 V, y verificar la polarización del circuito.Anotar los valores de polarización y trazar la recta de carga estática del transistor. Listado de componentes
5)
Graficar el espectro de la portadora sin modulación obtenido a la salida del transmisor con el analizador de espectros. Efectuar y adquirir la medición de la señal con el instrumento digital. Completar las escalas utilizadas en la medición. Determinar el rango de variación del oscilador, ajustando el Trimer C9
Frec. de Expansión =_____500__KHz/Div
Resolución de BW =_____3_____KHz.
Nivel de Referencia =______0___dBm.
6 Introducir al modulador de FM una señal modulante vimod (t) con un generador de funciones, senoidal de amplitud 50 mVpp y frecuencia 3000 Hz.
Efectuar y adquirir la medición de la señal con el osciloscopio digital. Completar los factores de escalas del osciloscopio utilizadas en la medición
7. Graficar el espectro con modulación obtenido a la salida del modulador con el analizador de espectros. Efectuar y adquirir la medición de la señal con el instrumento digital. Completar las escalas utilizadas en la medición.
Frec. de Expansión =___100____KHz/Div
Resolución de BW =_____3_____KHz.
Nivel de Referencia =_____0____dBm.
1. Repetir 6 y 7 pero introduciendo al modulador de FM una señal modulante vimod (t) con un generador de funciones, senoidal de amplitud 50 mVpp y frecuencia 15000 Hz
Efectuar y adquirir la medición de la señal con el osciloscopio digital. Completar los factores de escalas del osciloscopio utilizadas en la medición
Graficar el espectro con modulación obtenido a la salida del modulador con el analizador de espectros. Efectuar y adquirir la medición de la señal con el instrumento digital. Completar las escalas utilizadas en la medición.
Frec. de Expansión =____10___KHz/Div
Resolución de BW =_____3_____KHz.
Nivel de Referencia =____0_____dBm.
1. Reemplazar el GAF por el micrófono y verificar la modulación de voz sin distorsión sobre un receptor de FM comercial. Como recomendación trate de sintonizar el receptor a una frecuencia en la cual no se este trasmitiendo un programa, y calibrar el transmisor ajustando el trimer la esa frecuencia portadora. Analizar los resultados obtenidos a la entrada y a la salida del sistema cuando es transmitida una señal en banda vocal modulada en frecuencia.
1. Redacte las conclusiones finales del TP haciendo una síntesis sobre los resultados obtenidos en el mismo. Y realice los siguientes análisis que se detallada a continuación:
a). Realice una simulación asistida por PC de la etapa de audio y grafique la respuesta en frecuencia.
b). Realice el análisis del circuito en continua y verifique los valores obtenidos en forma práctica.
c). De acuerdo a las mediciones de frecuencia de oscilación determine el valor del inductor del circuito resonante.
d). Realice una simulación de la respuesta en frecuencia asistida por PC de la red reglamentación del circuito del circuito oscilador y grafique el diagrama de Bode de modulo y fase en escala logarítmica.
e). ¿Cuánto vale la ganancia de tensión a la frecuencia de oscilación?
f). ¿Cuál es el desfasaje introducido por la red de realimentación a la frecuencia de oscilación?
g). ¿Qué sucede en el espectro cuando varía la frecuencia del generador de modulante?
