mod_am.pdf

7/25/2019 mod_am.pdf

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ESCUEL SUPERIOR POLITCNIC DE

Info

Tema

Luis pazmio

Gabriela Mart

Vctor Ramos

Cristian Villar

Andros colcha

JORGE CACUANG


CHIMBOR ZO

Facultad

mtica y electrnica

Ing. Electrnica

Comunicaciones

Tema Modulacin am

Semestre Sexto

Nombres

245327

ez 245372

245283

oel 245364

245005

240234



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INTRODUCCION

Un modulador AM es un dispositivo con dos seales de entrada, una sealportadora de amplitud y frecuencia constante, y la seal de informacin omoduladora. El parmetro de la seal portadora que es modificado por la sealmoduladora es la amplitud.

Las seales de audiofrecuencia, que van de los 20 Hz a los 20 Khz (20,000hz), como la voz humana o la msica que se obtiene de una radio, no puedenviajar a largas distancias. An cuando la persona est gritando o la radio estea mximo volumen, la distancia que recorre la informacin emitida nosobrepasa los centenares de metros.

Las seales de radiofrecuencia son de frecuencias ms elevadas, y se

desplazan a mayores distancias con una potencia mucho menor.

Uno de los procesos de modulacin ms conocidos es el de AmplitudModulada A.M. Este es el primer mtodo y el ms simple descubierto paralas comunicaciones va radio. La onda de radiofrecuencia modulada esentonces transmitida a alta potencia.

Los receptores de esta seal deradiofrecuencia reciben una sealcon potencia muy baja. Esta seal se

debe amplificar.

Las frecuencias que se reciben pueden ser diferentes y si se tuviera querealizar un proceso de amplificacin y deteccin de la informacin para cadauna de ellas, el diseo del receptor no sera prctico

Para resolver este problema, todas las frecuencias recibidas son desplazadasen frecuencia a una "Frecuencia Intermedia" (FI) fija. Esto se logracombinando la frecuencia recibida con otra frecuencia generada en el

receptor por un oscilador local. A este proceso se le llama "Recepcinsuperheterodina".

El oscilador local se sintoniza simultneamente con la seal recibida, demanera que la diferencia entre las dos frecuencias sea la FI = 455 Khz.

Como la FI es independiente de la frecuencia de la portadora de la sealrecibida, se realiza una amplificacin a mxima eficiencia para esta frecuencia.Despus se recupera la seal de audio de la FI modulada. Ahora la seal deaudio es amplificada para finalmente ser aplicada a la bocina o parlante del

receptor.


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OBJETIVOS

GENERAL

Investigar la modulacin Am y sus aplicaciones

ESPECIFICOS

Conocer el funcionamiento del circuito de modulacin AM

Construir un transmisor y receptor AM utilizando los conocimientos

adquiridos


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MARCO TERICO

MODULACIN DE AMPLITUD

Modulacin de amplitud, AM es el proceso de cambiar la amplitud de una

portadora de frecuencia relativamente alta de acuerdo con la amplitud de la

seal modulante (informacin). Las frecuencias que son lo suficientemente

altas para radiarse de manera eficiente por una antena y propagase por el

espacio libre se llaman comnmente radiofrecuencias o simplemente RF.

Con la modulacin de amplitud, la informacin se imprime sobre la

portadora en la forma de cambios de amplitud.

La modulacin de amplitud es una forma de modulacin relativamente

barata y de baja calidad de modulacin que se utiliza en la radiodifusin de

seales de audio y vdeo. La banda de radiodifusin comercial AM abarca

desde 535 a 1605 kHz. La radiodifusin comercial de tv se divide en tres

bandas (dos de VHF y una de UHF.

Los canales de la banda 1 entre 2 y 6 (54 a 88 MHz), los canales de banda

alta de VHF son entre 7 MHz) y los canales de UHF son entre 14 a 83 (470

a 890 MHZ). La modulacin de amplitud tambin se usa para las

comunicaciones de radio mvil de dos sentidos tal como una radio de banda

civil (CB) (26.965 a 27.405 MHz).

Un modulador AM es un aparato no lineal con dos seales de entrada de

informacin: una seal portadora de amplitud constante y de frecuenciasencilla, y la seal de informacin. La informacin acta sobre o modula la

portadora y puede ser una forma de onda de frecuencia simple o compleja

compuesta de muchas frecuencias que fueron originadas de una o ms

fuentes. Debido a que la informacin acta sobre la portadora, se le llama

seal modulante. La resultante se llama onda modulada o seal modulada.

Amplitud modulada (AM) o modulacin de amplitud es un tipo de modulacinlineal que consiste en hacer variar la amplitud de la onda portadora de forma


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que esta cambie de acuerdo con las variaciones de nivel de la seal

moduladora, que es la informacin que se va a transmitir.

AM es el acrnimo de Amplitude Modulation (Amplitud modulada), la cual

consiste en modificar la amplitud de una seal de alta frecuencia, denominada

portadora, en funcin de una seal de baja frecuencia, denominada

moduladora, la cual es al seal que contiene la informacin que se desea

transmitir. Entre los tipos de modulacin AM se encuentra la modulacin de

doble banda lateral con portadora (DSBFC).

Un modulador AM es un dispositivo con dos seales de entrada, una seal

portadora de amplitud y frecuencia constante, y la seal de informacin omoduladora. El parmetro de la seal portadora que es modificado por la seal

moduladora es la amplitud.

Seal Moduladora (Datos)

Seal Portadora


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Seal Modulada

Consideremos que la expresin matemtica de la seal portadora est dada

por

(1) vp(t) = Vp sen(2 fp t)

Donde Vpes el valor pico de la seal portadora y fpes la frecuencia de la seal

portadora.

De manera similar podemos expresar matemticamente a la seal moduladora

(2) vm(t) = Vm sen(2 fm t)

Siendo Vmel valor pico de la seal moduladora y fmsu frecuencia.

La seal modulada tendr una amplitud que ser igual al valor pico de la seal

portadora ms el valor instantneo de la seal modulada.

(3) v(t) = ( Vp+ vm(t) ) sen(2 fp t)

v(t) = ( Vp+ Vm sen(2 fm t) ) sen(2 fp t)

luego sacando Vpcomo factor comn

(4)

Se denomina ndice de modulacin


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reemplazando m en (4)

Operando

(5)

recordando la relacin trigonomtrica

aplicamos esta entidad a la ecuacin (5)

(6)

La expresin (6) corresponde a la seal modulada en amplitud.

Si al ndice de modulacin se lo expresa en porcentaje se obtiene el porcentaje

de modulacin

M puede variar de 0% a 100% sin que exista distorsin, si se permite que el

porcentaje de modulacin se incremente ms all del 100% se producir

distorsin por sobre-modulacin, lo cul da lugar a la presencia de seales de

frecuencias no deseadas.


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M < 100%

M = 100%

M > 100%


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En la ecuacin (6), que describe a una seal modulada en amplitud, se observa

que tiene tres trminos. El primero de ellos corresponde a una seal cuya

frecuencia es la de la portadora, mientras que el segundo corresponde a una

seal cuya frecuencia es diferencia entre portadora y moduladora y el tercero a

una frecuencia suma de las frecuencias de la portadora y moduladora. Todo

este conjunto da lugar a un espectro de frecuencias de las siguientes

caractersticas.

Donde

fp- fm: frecuencia lateral inferior

fp+ fm: frecuencia lateral superior

Debido a que en general una seal analgica moduladora no es senoidal pura,

sino que tiene una forma cualquiera, a la misma la podemos desarrollar en

serie de Fourier y ello da lugar a que dicha seal est compuesta por la suma

de seales de diferentes frecuencias. De acuerdo a ello, al modular no

tendremos dos frecuencias laterales, sino que tendremos dos conjuntos a losque se denomina banda lateral inferior y banda lateral superior.

Como la informacin est contenida en la seal moduladora, se observa que en

la transmisin dicha informacin se encontrar contenida en las bandas

laterales, ello hace que sea necesario determinado ancho de banda para la

transmisin de la informacin.

Veamos un ejemplo:


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Si consideramos que la informacin requiere de 10KHz de ancho de banda, se

necesitaran 10KHz para cada banda lateral, lo que hace que la transmisin en

amplitud modulada de dicha seal requiera un ancho de banda de 20KHz.

Banda lateral nica

Como la informacin se repite en cada banda lateral, se han desarrollado

equipos denominados de Banda Lateral nica (BLU) o Single Side Band (SSB),

en los cuales se requiere la mitad del ancho de banda del necesario para la

transmisin en amplitud modulada. En el ejemplo anterior una transmisin en

banda lateral nica requiere solo 10KHz de ancho de banda. Si consideramos

la banda lateral superior, el espectro de frecuencias tiene la siguiente forma.

Dependiendo de la banda lateral que se transmita, superior o la inferior, se

puede tener

Upper Side Band (USB): En este caso lo que se transmite es la banda lateral

superior y son suprimidas la banda lateral inferior y la seal portadora.

Lower Side Band (LSB): En este caso lo que se transmite es la banda lateral

inferior y son suprimidas la banda lateral superior y la seal portadora.

Potencia de la seal modulada

Como la potencia es proporcional a la tensin, el espectro de potencias tiene

una forma similar al espectro de tensiones visto anteriormente.


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Como la amplitud mxima de cada banda lateral est dada por y

teniendo en cuenta que la potencia es proporcional al cuadrado de la tensin,

resulta que la potencia de la seal modulada ser:

Para tener la igualdad en la ltima expresin debemos considerar las potencias

en lugar de las tensiones.

Si se modula al 100% resulta m=1 y por lo tanto la potencia de la seal

modulada ser igual a 3/2 de la potencia de la portadora.

Observamos en la ltima ecuacin que la portadora consume 2/3 de la potencia

total de la seal modulada y solo queda 1/3 para las bandas laterales.

Para obtener mayor rendimiento se han desarrollado sistemas que transmiten

con portadora suprimida, de modo que toda la potencia de la seal modulada

corresponde a las bandas laterales.


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El espectro de frecue

suprimida tiene las sigui

APLICACIONES TECN

Una gran ventaja de

consiguiente, los recept

radio a galena. Otras f

nica o la Doble Band

potencia pero en contra

difciles de construir, y

conformar la AM nueva

La AM es usada en la r

en la VHF: es utilizada

torres de control de los

captada por la mayora

de frecuencia que va de

ncias para modulacin de amplitud

ntes caractersticas.

LGICAS DE LA AM

M es que su demodulacin es muy

res son sencillos y baratos; un ejempl

rmas de AM como la modulacin por

a Lateral son ms eficientes en anch

partida los receptores y transmisores s

que adems debern reinsertar la

ente y poder demodular la seal trasmit

diofona, en las ondas medias, ondas c

n las comunicaciones radiales entre lo

aeropuertos. La llamada "Onda Media"

de los receptores de uso domstico) a

de 550 a 1600 kHz

con portadora

simple y, por

de esto es la

Banda lateral

o de banda o

n ms caros y

ortadora para

ida.

rtas, e incluso

aviones y las

(capaz de ser

arca un rango


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DIAGRAMAS BSICOS DE TRANSMISOR Y RECEPTOR DE AM

El transmisor en la prxima figura se muestra un diagrama en bloques

correspondiente a un transmisor AM estndar.

en l se resumen todo el proceso y tratamiento de seales, necesario para

lograr transmitir una seal en la modalidad AM clsica. La primer etapa es la

encargada de generar la RF portadora, el circuito utilizado es un oscilador,comnmente controlado por cristal. Debido a que el nivel y la corriente de

salida del oscilador generalmente no son suficiente para excitar la etapa de

potencia del transmisor, se intercala una etapa excitadora, que adems cumple

la funcin de adaptar impedancias entre etapas. La importancia de la correcta

adaptacin de impedancia, reside en la estabilidad de frecuencia del oscilador.

Cuanto mas alta es la impedancia de carga del oscilador, mas estable en

frecuencia resultar ste. En la etapa de potencia de RF del transmisor se

efecta la modulacin, donde ingresan la onda portadora y la seal modulante.

El receptor en la figura se muestra el diagrama de un receptor comnmente

denominado superheterodino.


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La seal es tomada por la antena y se aplica a la etapa amplificadora de RF. La

salida de este proceso se mezcla con la seal del oscilador local para generar

la frecuencia de FI. El conjunto de estas tres etapas es lo que se designa como

sintonizador del receptor. La frecuencia de FI se amplifica habitualmente envarias etapas (mnimo dos), de la ltima se alimenta el detector, circuito que ha

de recuperar la seal moduladora. Con esta ltima se acometer hacia los

amplificadores de audio, que permitirn lograr el nivel y potencia suficiente para

excitar los sistemas acsticos (altavoz). En cuanto a la etapa C.A.G. (Control

Automtico de Ganancia) esta destinada a lograr una estabilidad de amplitud

entra las diferentes emisoras sintonizadas, evitando los bruscos cambios de

volumen al cambiar la emisora captada. La tecnologa actual a logrado resumirtodas estas etapas en un nico circuito integrado, un ejemplo de ello podemos

encontrarlo en el TDA1083. Este circuito integrado permite construir con ese

nico chip, receptores AM/FM, incluida la etapa amplificadora de audio.


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Diagrama

CONCLUSIONES

Mediante la prctica realizada

Es indispensable tener los conocimientos tericos claros para as poder

entender las propiedades del modulador y demodulador, las seales

obtenidas despus de cada etapa, el significado de esas seales para

aplicarlas al conjunto al diseo del amplificador y preamplificador para

obtener la respuesta.

Se comprob que es irreconocible la una modulacin en frecuencia

modulada si sta, est en modulacin de fase o modulacin de

frecuencia.

Nos fue posible comprobar que la AM es usada en la radiofona, en las ondas

medias, ondas cortas, e incluso en la VHF, razn por la cual es utilizada en las

comunicaciones radiales entre los aviones y las torres de control de los

aeropuertos


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RECOMENDACIONES

Se le debe agregar un disipador de calor para evitar que se dispare laproteccin trmica especialmente si se le va a exigir toda la potencia de

salida.

La fuente de poder debe ser bien filtrada, preferiblemente hecha con

pilas.

La bobina est hecha sobre un ncleo de ferrita con 3 vueltas de

alambre

Es recomendable que los componentes queden lo ms cercano al chipLM388

BIBLIOGRAFA

http://www.unicrom.com/Tut_AM.asp

http://www.textoscientificos.com/redes/modulacion/amplitud

http://www.unicrom.com/Tut_AM.asp

http://www.textoscientificos.com/redes/modulacion/amplitud


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ANEXOS

FORMAS DE ONDA IMPORTANTES Y SUS ESPECTROS DE FRECUENCIA.


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El sistema de emisoras de ERPE tiene una FM (91.7) y una frecuencia

AM (710). Esta ltima posee una programacin sobre temas rurales. El

80% de la programacin es en Kichwa y el resto en castellano. La

emisora es de 10.000 W de potencia y alcanza tres provincias:

Chimborazo, Tungurahua y Bolvar.


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