Trasmision de AM de alto nivel

.Multisim
.Mathcad

Introduccion Teorica

Modulacion se define como el proceso de superponer una señal de imformacion de baja frecuencia,sobre una señal portadora de frecuencia mas altas.La señal RF se denomina portafora y la señal AF normalmente se conoce por señal de informacion pero puede denominarse señal ,moduladorao modulante o simplemente señal de audio.Si variamos la amplitud de la portadora proporcialmente a una señal de audio , tenemos la modulacion de amplitud .La modualcion en amplitud se genera combinando la frecuencia de la señal de audioy la portadora mediante un dispositivo no lineal llamado modulador.Existen muchos circuitos difrentes para modular en amplitud un amoduladoraRF , en nuestro caso estudiaremos un modulador e alto nivel simulando su comportamiento con MULSITIM y verificando los calculos y analissi energeticos en el dominio espectal con Mathcad.
La caracteristicasprincipal de un modulador AM de alto nivel en alto nivel es que para desarrollar varios KW de potencia en la carga,la portadora y la modulante deberan ser amplificadas adecuadamentes 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 señal portadora y vm señal modulardora ingresan a un modulador de AM de alto nivel ideal y cargan su salida sobre una impedancia de 50ohm.

Vp(t)=20.cos(1000000.π.t)V

V(m)=4.cos(2000.π.t)v


Teniendo en cuenta que en el diseño del modulador tiene dos bloques de amplificadores lineales de ganancia 10dB cada uno y el bloque multipicador una transferencia de K=50/V. Ademas para asegurarel nivel de modulacion adecuado debera sumar una componente de continua Vcc a la modulante mediante un bloque sumador de ganancia unitaria.Utilizando software aplicado simule el comportamiento del circuito determinado.

El siguinte circuito es el que se va a utilizar





2.Introducir al modulador AM de alto nivel una señal portadora con un generador de señal senoidal en un todo de acuerdo a la señal en el dominio del tiempo.


Señal graficada por el osciloscopio:



FEV: 5V/DIV
FEH: 2μs/DIV


3.Introducir al modulador AM de alto nivel una señal moduladora con un generador de señal senoidal en un todo de acuerdo a la señal en el dominio del tiempo.






FEV: 2V/DIV
FEH: 400μs/DIV

3b)medir el indice de la modulacion AM utilizando el osciloscopio en modo Y-T







FEV: 1mV/DIV
FEH: 1μs/DIV

4)En este punto analizaremos las caracteristicas de la modulacion AM utilizando patrones trapezoidales en el osciloscopio y los mismo valores de señales utilizadas en el punto 5.





FECX: 20k/DIV
FECY: 5/DIV
Hmáx= 43.03K
Hmín= 15.56K

5)

Finalmente con los valores medidos escribimos la ecuacion simplficada de la señal modulada, Vam(t) la cual fue la siguiente





6) Utilizando software aplicado"MATHCAD" verifique el comportamiento del circuito determinando:
a) La representación en el dominio del tiempo de las señales de entrada y salida del modulador.



Expresión desarrollada de las componentes armónicas en la entrada del modulador.

c) Expresión desarrollada de las componentes armónicas en la señal modulada en la carga.




7)
Determine la potencia de cada uno de los armónicos y la potencia total transmitida.




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En este punto realizamos la representacion espectral de la señal modulada en la carga en escala dBm y verificamos graficamente el indice de modulacion en porcentaje.




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A partir de los valores obtenidos de potencia determine el valor del rendimiento o eficiencia de modulación del sistema.



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Redacte las conclusiones finales del TP haciendo una síntesis sobre los resultados obtenidos en el mismo.

utilizamos dos programas orientados a la electrónica. Éstos son: Multisim 7 y Mathcad . Cada uno trabaja de manera diferente, pero permite llegar a los mismos resultados. Al usarlos conjuntamente, y verificar la coincidencia de valores, comprobamos que nuestros cálculos fueron correctos.

Transmision de AM en bajo nivel

Estos son los elemnto de medicion que se utilizo paras las mediciones :

2 generadores de funciones

1 osciloscopio

1 fuente de alimentacion



Generadores de funciones

Un Generador de Funciones es un aparato electrónico que produce ondas senoidales, cuadradas y triangulares, además de crear señales TTL. Sus aplicaciones incluyen pruebas y calibración de sistemas de audio, ultrasónicos y servo.
Este generador de funciones, específicamente trabaja en un rango de frecuencias de entre 0.2 Hz a 2 MHz. También cuenta con una función de barrido la cual puede ser controlada tanto internamente como externamente con un nivel de DC. El ciclo de máquina, nivel de offset en DC, rango de barrido y la amplitud y ancho del barrido pueden ser controlados por el usuario.


Funcionamiento y usos generales
Un generador de funciones es un instrumento versátil que genera diferentes formas de onda cuyas frecuencias son ajustables en un amplio rango. Las salidas más frecuentes son ondas senoidales, triangulares, cuadradas y diente de sierra. Las frecuencias de estas ondas pueden ser ajustadas desde una fracción de hertz hasta varios cientos de kilo hertz.
Las diferentes salidas dl generador se pueden obtener al mismo tiempo. Por ejemplo, proporcionando una sola cuadrada para medir la linealidad de un sistema de audio, la salida en diente de sierra simultánea se puede usar para alimentar el amplificador de deflexión horizontal de un osciloscopio, con lo que se obtiene la a exhibición visual de los resultados de las mediciones. La capacidad de un generador de funciones de fijar la fase de una fuente externa de señas es otra de las características importantes y útiles.
Un generador de funciones puede fijar la fase de un generador de funciones con una armónica de una onda senoidal del otro generador. Mediante el ajuste de fase y amplitud de las armónicas permite general casi cualquier onda obteniendo la suma de la frecuencia fundamental generada por un generador de funciones de los instrumentos y la armónica generada por el otro. El generador de funciones también se puede fijar en fase a una frecuencia estándar, con lo que todas las ondas de salida generadas tendrán la exactitud y estabilidad en frecuencia de la fuente estándar.
El generador de funciones también puede proporcionar ondas a muy bajas frecuencias. Ya que la frecuencia baja de un oscilador RC es limitada, la figura ilustrada otra técnica. Este generador entrega ondas senoidales triangulares y cuadradas con un rango de frecuencias de 0.01 Hz hasta 100 kHz. La red de control de frecuencia está dirigida por el selector fino de frecuencia en el panel frontal del instrumento o por un voltaje de control aplicado externamente. El voltaje de control de frecuencia regula dos fuentes de corriente.
La fuente de corriente superior aplica una corriente constante al integrador, cuyo voltaje de salida se incrementa en forma lineal con el tiempo. La conocida relación da el voltaje de salida.
Un incremento o decremento de la corriente aplicada por la fuente de corriente superior aumenta o disminuye la pendiente del voltaje de salida. El multivibrador comparador de voltaje cambia de estado a un nivel predeterminado sobre la pendiente positiva del voltaje de salida del integrador. Este cambio de estado desactiva la fuente de corriente superior y activa la fuente inferior.
Dicha fuente aplica una corriente distinta inversa al integrador, de modo que la salida disminuya linealmente con el tiempo. Cuando el voltaje de salida alcanza un nivel predeterminado en la pendiente negativa de la onda de la salida, el comparador de voltaje cambia de nuevo, desactiva la fuente de corriente inferior y activa al mismo tiempo la fuente superior.
El voltaje a la salida del integrador tiene una forma de onda triangular cuya frecuencia está determinada por la magnitud de la corriente aplicada por las fuentes de corriente constante. El comparador entrega un voltaje de salida de onda cuadrada de la misma frecuencia. La tercera onda de salida se deriva de la onda triangular, la cual es sintetizada en oda senoidal por una red de diodos y resistencias. En ese circuito la pendiente de la onda triangular se altera a medida que su amplitud cambia resultado una onda senoidal con menos del 1% de distorsión.
Los circuitos de salida del generador de funciones consisten de dos amplificadores que proporcionen dos salidas simultáneas seleccionadas individualmente de cualquiera de las formas de onda.


osciloscopio

Un osciloscopio es un instrumento de medición electrónico para la representación gráfica de señales eléctricas que pueden variar en el tiempo. Es muy usado en electrónica de señal, frecuentemente junto a un analizador de espectro.

Presenta los valores de las señales eléctricas en forma de coordenadas en una pantalla, en la que normalmente el eje X (horizontal) representa tiempos y el eje Y (vertical) representa tensiones. La imagen así obtenida se denomina oscilograma. Suelen incluir otra entrada, llamada "eje Z" o "Cilindro de Wehnelt" que controla la luminosidad del haz, permitiendo resaltar o apagar algunos segmentos de la traza.

Los osciloscopios, clasificados según su funcionamiento interno, pueden ser tanto analógicos como digitales, siendo el resultado mostrado idéntico en cualquiera de los dos casos, en teoría.
En un osciloscopio existen, básicamente, dos tipos de controles que son utilizados como reguladores que ajustan la señal de entrada y permiten, consecuentemente, medir en la pantalla y de esta manera se puede ver la forma de la señal medida por el osciloscopio, esto denominado en forma técnica se puede decir que el osciloscopio sirve para observar la señal que quiera medir.

Para medir se lo puede comparar con el plano cartesiano.

El primer control regula el eje X (horizontal) y aprecia fracciones de tiempo (segundos, milisegundos, microsegundos, etc., según la resolución del aparato). El segundo regula el eje Y (vertical) controlando la tensión de entrada (en Voltios, milivoltios, microvoltios, etc., dependiendo de la resolución del aparato).

Estas regulaciones determinan el valor de la escala cuadricular que divide la pantalla, permitiendo saber cuánto representa cada cuadrado de esta para, en consecuencia, conocer el valor de la señal a medir, tanto en tensión como en frecuencia.

fuente de alimentacion


En electrónica, una fuente de alimentación es un dispositivo que convierte la tensión alterna de la red de suministro, en una o varias tensiones, prácticamente continuas, que alimentan los distintos circuitos del aparato electrónico al que se conecta (ordenador, televisión, impresora, router, etc.).

Parte Practica

Desarollo el circuito de un modulador am implementado con el circuito integrado MC1496 sobre placa de protoboar de acuerdo a la distribucion e componentes q se representa en circuito a utilizar.

Conectar la fuente de alimentacion de VCC +12V y VEE -8V y verificamos la polarizacion del circuito con la siguiente tabla:







Introducir al modulador una señal portadora senoidal con amplitud de 100mVpp y una frecuancia de 1000 KHz. graficar la se señal con el osciloscopio completar los factores de escalas del osciloscopio utilizadas en la medicion

FEV = 568 V/DIV.

FEH = 230 s/DIV

Señal graficada por el osciloscopio





Introducir al modulador AM un señal modulante con un genrador de funciones senoidal de amplitud 200mVpp.graficar la se señal con el osciloscopio completar los factores de escalas del osciloscopio utilizadas en la medicion

FEV = 540mV/DIV.

FEH = 300ms/DIV




Medir el indice de modulacion de am utilizando el osciloscopio en moso Y-T graficar la señalontenida a la salida del modulador con el osciloscopio.completar los factores de escalas del osciloscopio utilizada en la medicion. calcular el indice de modulacion m en porcentaje aplicando la formula

m%=Hmax-Hmin/hmax+Hmin*100

Modo Y-T

FEV =5680mV/DIV.

FEH =233.3ns/DIV

Hmax=496mV

Hmin=136mV

m%=56.96%




Modificar la señal modulante vm del genrador de funciones senoidal de amplitud 200mVpp frecuencia 5000Hz graficar -. y completar los factores de escalas del osciliscopio utilizada en la medicion.


FEV =568mV/DIV.

FEH =61.46ns/DIV




Medir del indice de modulacion de Am utilizando el osciloscopio en modo Y.T graficar la señal. completar los factores de escala del osciloscopio utilizada en la medicion . Calcular el indice de modulacion m en orcentaje aplicando la formula

m%=Hmax-Hmin/Hmax+Hmin*100

Modo Y-T

FEV =162mV/DIV.

FEH =275ms/DIV

Hmax=22.2mV

Hmin=6.20Mv

m%=56.33%






En este punto analizaremos las caracteristicas de la modulacion AM utilizando patrones trapezoides utilizando el osciloscopio y los mismos valores de señales utilizadas en el punto 5.Para efectuar esta medicion debera colocar en el canal X del osciloscopio la señal modulante y en el canal Y la señal modulante en amplitud, seleccione en el instrumento en el modo X-Y. varié el preset P1 y realice por lo menos 2 mediciones de índice de modulacion de AM.Graficar la señal obtenida a la salida del modulador con el osciloscopio.Completar los factores de escalas del osciloscopio utlizadas en la medicion.Calcular el indice de modulacion m.



Medicion N°1 modo X-Y

FECX:200mV V/DIV

FECY:500mV/DIV

Hmax=536mV

Hmin=176mV

m%=50.56%







Medicion N°2 modo X-Y

FECX:300mV/DIV

FECY:1V/DIV

Hmax=1.14v

Hmin=600mV

m%=100%





Apague el generador de la señal modulante y conecte analizador a la salida del modulador sobre una carga normalizada.Variando P1grafique el espectro obtenido de la portadora sin modulacion.Completar las escalas utilizadas en la medicion.

Frecuencia de expansion=10KHz/Div

Resolucion de BW=3 KHz.

Nivel de Referenci =0dBm.





Medicion de la portadora sin modulacion =-8.2dBm



Conecte nuevamente el generador de modulante con la señal utiliza en el punto 5.Graficar el espectro obtenido ala salida del modulador con el analizador.Completar las escalas utilizadas en la medicion.


Frecuencia de Expancion=10dBm

Resolucion de BW=3 KHz.

Nivel de Referencia =0dBm.

Donde
x(dB)=NIVEL DE POTENCIA DE LATRALES EN dB - NIVEL DE POTENCIA DE PORTADORA EB dBm

Medicion con analizador

X(dB)=-11.5dB