INFORME DE LABORATORIO #10

MODULACIÓN EN AM

UNIVERSIDAD DE LA SALLE

FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA

ELECTRÓNICA BÁSICA - LABORATORIO

BOGOTÁ

2004

INTRODUCCIÓN

Este informe invita al lector a conocer de una manera concisa el estudio del circuito formado por un par de transistores bipolares acoplados por emisor, como una poderosa herramienta, en el uso electrónico como comparador de señales.

Brevemente conoceremos que pasos seguimos estrictamente en la práctica desde que se entró en la sala del laboratorio, hasta el momento en el que se finalizo la práctica.

De una manera secuencial veremos paso a paso como manipulamos los artefactos, con ayuda de ilustraciones. Así se podrá entender de una manera concisa, al tener una ilustración de cada cosa que acontece para tratar de remediar la ausencia de masa al detallar por medio de la descripción en la redacción de este trabajo.

Por ultimo queda nuestra expectativa hacia el lector de que al mediante la lectura, reciba con agrado lo que hemos plasmado en este informe de laboratorio; como la comprensión sea oportuna en cada línea que cuidadosamente hemos redactado.

OBJETIVOS

MARCO TEÓRICO

Las señales de información deben ser transportadas entre un emisor y un receptor sobre un medio o canal de transmisión. Por lo que, un sistema de transmisión se compone de tres grandes elementos: Transmisor, Receptor y Canal de información. La modulación surge, debido a que generalmente la información (voz, datos y vídeo) no se encuentra en una forma adecuada para ser transportada por el canal de información. Otra razón muy importante para modular es hacer buen uso del espectro en frecuencia, ya que es un recurso finito. Para lograr una modulación se necesitan dos señales: la señal de información m(t) y la señal portadora Acos(wot), también se debe cumplir que la frecuencia wo de la señal portadora sea mucho mayor (al menos 10 veces) que el mayor componente en frecuencia fm de la señal m(t). Por lo anterior la modulación se define como los cambios que provoca la señal de información m(t) en la señal portadora, estos cambios o alteraciones pueden ser en Amplitud, en Frecuencia o en Fase. Si m(t) provoca un cambio en la amplitud A de la portadora, se obtiene una modulación en amplitud AM. Si m(t) provoca un cambio en la frecuencia (wt) de la portadora se obtiene una modulación en frecuencia FM . A estas formas de modulación se les conoce como modulación de onda continua.

Existen cuatro formas de modulación en amplitud:

1- AM estándar.

2.- AM de doble banda lateral con portadora suprimida.

3.- AM de banda lateral única.

4.- AM vestigial o residual.

Cada una con sus ventajas y desventajas.

La señal de AM estándar tiene la forma canónica:

X(t)=[A+m(t)] cos(wot). (2.1)

A la nueva señal X(t) se le conoce como envolvente de AM. La envolvente de X(t) tiene en el tiempo la forma que se muestra en la figura 2.1.

En la envolvente de AM se observa como varia la amplitud A de la portadora, ya que ahora tiene una amplitud que varia con el tiempo en la forma de [A+m(t)] y su frecuencia w se mantiene constante.

Los sistemas de comunicaciones se caracterizan por el tipo de modulación que utilizan y por el ancho de banda que consumen. De aquí que es necesario obtener el espectro en frecuencia de X(t) para poder conocer este dato. Manipulando X(t), obtenemos:

X(t)= Acoswot + m(t)[coswot]. (2.2)

En la ecuación 2 se observa que la envolvente de AM X(t), esta compuesta de la portadora más el producto de la señal de información y la misma portadora. Esta forma de expresar X(t) facilita la obtención del espectro en frecuencia. Aplicando la transformada de Fourier a cada término, se tiene:

F{Acoswot }= Ap[ d (w -wo) + d (w +wo )]. (2.3)

F{m(t)coswot }= M [(wo -wm) + (wo + wm )+ (-wo -wm) + (-wo + wm )]. (4)2

donde:

A = Amplitud de la portadora.

M = Amplitud de la señal de información o su componente de corriente directa.

wm = Frecuencia máxima de la señal de información.

wo = Frecuencia de la portadora.

-wo = Frecuencia imagen de la portadora

De las ecuaciones 3 y 4 se observa que el espectro en frecuencia X(w) de X(t) esta compuesto de tres términos (con su respectiva parte imagen ): un impulso de

1/wo

1/wo

t

amplitud Ap en wo, un componente de amplitud M/2 en (wo -wm), llamado Banda Lateral Inferior y otro de amplitud M/2 en (wo + wm), llamado Banda Lateral Superior. En la figura 2.2 se muestra el espectro en frecuencia de la señal de AM estándar, en la cual se observa que el ancho de banda BW requerido por este tipo de modulación es de 2 veces el máximo componente espectral de la señal de información.

Fig. 2.2 Espectro en frecuencia de una señal de AM estándar.

Una forma de lograr la señal de AM es haciendo uso de un modulador de anillo balanceando el cual consta de un puente de diodos y dos resistencia, la señal de información y portadora se introducen al puente por medio de transformadores de acoplamiento.

MATERIALES

4 diodos de conmutación rápida. (1N3600, 1N3064, 1N4148,etc.)

2 resistencias de igual valor.

2 transformadores con derivación central 1:1

1 Capacitor

2 Generadores de señal.

1 Osciloscopio.

1 Analizador de espectros.

PROCEDIMIENTO

Construimos el circuito que se muestra en la gráfica izquierda con una de las bobinas que construimos previamente para prácticas anteriores.

El objetivo de este circuito que construimos era de generar con el oscilador Hartley construido anteriormente, una señal de radio AM, la cual pudiera ser escuchada en la banda de AM de un radio, o en el caso que utilizamos un Walkman.

Montado el circuito se empezó a modular una señal la cual se iba variando su frecuencia hasta ser sintonizada en el radio.

Al ser sintonizada esta empezó a emitir un pitido en el radio el cual iba variando mediante se iba variando la frecuiencia en el generador de onda alterna.

Entre más frecuencia poseía, mayor era su agudeza. Por la naturaleza del circuito, la señal de radio no era de mucho alcance, por lo que a más de un metro se perdía completamente la señal.

Este circuito genera una señal que posee una frecuencia de resonancia que está dada por:

CONCLUSIONES

El condensador de base se utiliza para cortocircuitar la bobina.

Este circuito es resonante a una gama de frecuencias en particular.

La bobina, presenta el comportamiento de inducirse.

Este circuito genera una señal que posee una frecuencia de resonancia que está dada por: