Entradas
Este circuito convierte una señal de RF (radio frecuencia) modulada en AM en una señal de FI (frecuencia intermedia), por el método súper heterodino gracias a la inserción de una señal que proviene de un oscilador local.
El subcircuito MIX2850 es un circuito conversor que utiliza un multiplicador analógico de cuatro cuadrantes como núcleo de procesamiento llamada celda de Gilbert. Las entradas del circuito son:
OSCPOS: Entrada positiva de la señal proveniente del oscilador local.
OSCNEG: Entrada negativa de la señal proveniente del oscilador local.
REFPOS: Entrada positiva de la señal de RF.
RFNEG: Entrada negativa de la señal de RF.
En nuestro caso conectamos la entrada RFNEG, a un divisor de tensión formado por R1, R2 y un potenciómetro que nos permite realizar el ajuste de portadora.
Los otros cuatro terminales son:
Vcc: Alimentación positiva.
Vee: Alimentación negativa.
GND: Tierra.
OUT: Salida.
Internamente el MIX 2850 esta formado por una sección multiplicadora celda de Gilbert, circuito que se representa en la figura 2.
2)
a) Introducir al conversor MIX2850 (pata OSCPOS y OSNEG) una señal con un generador senoidal, de amplitud 50 mVp y frecuencia 1000 KHz. Graficar utilizando el programa Grapher la señal del osciloscopio. Completar los factores de escalas del osciloscopio utilizados en la medición.
FEV:5V/div FEH:200useg/div
b) Introducir al conversor MIX2850 (pata RFPOS y RFNEG) una señal VRF con un generador de AM, de amplitud 100mVp, frecuencia de portadora de 600 KHz y frecuencia modulante de 5 Hz, modulada al 60%.
Verificar el ajuste del control de anulación de portadora al 50%.
Graficar utilizando el programa Grapher la señal del osciloscopio. Completar los factores de escalas del osciloscopio utilizados en la medición.
FEV:5V/div
FEH:200useg/div
c) Medir la señal de salida (OUT), determinando las componentes armónicas heterodinas, del resultado del producto de sumas y restas. Graficar utilizando el programa Grapher la señal del osciloscopio del producto de sumas. Completar los factores de escalas del osciloscopio utilizados en la medición.
Producto de Sumas :
FEV:1V/div
FEH:100useg/div
Graficar utilizando el programa Grapher la señal del osciloscopio del producto de las restas . Completar los factores de escalas del osciloscopio utilizadas en la medición.
Producto de restas:
FEV:1V/div
FEH:100useg/div
3) Expresar matemáticamente utilizando el Mathcad cada una de las señales obtenidas a la salida del conversor.
4) Realice la representación espectral de la señal a la salida del conversor con escala en dBm y verifique gráficamente el índice de modulación m% aplicando la fórmula:
Donde:
x[dB] = Nivel de pot. de laterales en dBm - Nivel de pot. de portadora en dBm.
Espectro del producto de sumas y restas.
5) Una señal de FI modulada en AM entra a un demodulador de AM utilizando un circuito detector de envolvente como se indica en la siguiente figura.
Donde R2=10 K ohm, R1=100 K ohm, Fm=1KHz, F1=465 KHz, m=60%
Utilizando software aplicado simule el comportamiento del circuito:
Recuerde que para que el circuito funcione adecuadamente debemos tener un tiempo de carga rápido y un tiempo de descarga lento, de forma tal que satisfaga la siguiente ecuación:
Ajuste el valor de los componentes del filtro de RC de salida tal que cumpla con los requerimientos antes mencionados.
a) Calcular el valor de C1
b) Realice la representación en el dominio del tiempo de la señal de entrada y de salida.
Graficar utilizando el programa Grapher de la señal del osciloscopio de entrada al demodulador. Complete los factores de escalas del osciloscopio utilizadas en la mediciòn
6) A continuación mediante la utilización de software aplicado realizaremos el análisis de Fourier de la señal de salida, determinando el contenido armónico de la distorsión en la señal demodulada.
a) Elegiremos en la barra de herramientas de Multisim el menú Simulate analyses, Fourier Analysis.
Hemos realizado satisfactoriamente el análisis de Fourier.
b) Utilizando el programa Grapher grafique el espectro en el nodo de salida de la señal demoludada (tome como componentes de análisis hasta la décima armónica).c) Con el valor de cada una de las componentes resultantes del espectro de salida realice el cálculo de la distorsión armónica total.
Recuerde que definimos al parámetro distorsión armónica THD (Total Harmonic Distortion) como el cociente:
c) Con el valor de de cada una de las componentes resultantes del espectro de salida realice el calculo de la distorsion armonica total.
Recuerde que definimos al parametro distorsion armonica THD (Total harmonic distortion) como el cociente:
Utilizando el programa Mathcad podrà calcular THD utilizando la siguiente definición de formula:
7) En esta parte del presente tp mejoraremos los resultados obtenidos en el proceso de demodulación. Para ello utilizaremos un circuito con amplificadores operacionales que permita obtener la señal original con muy baja distorsión.
El circuito está compuesto por tres etapas que realizan la detección y filtrado requerido por el demodulador tal como podemos apreciar en la figura 6.
El amplificador U1 es un circuito diodo ideal, que con la combinación de la etapa U3 consiguen obtener una detección completa de la señal modulada.
A continuación se aplica la transferencia a una etapa U2 que es un filtro activo de segundo orden con una estructura denominada "Multiple Realimentacion o MFB".
Para comprender el funcionamiento del sistema desarrollaremos el siguiente procedimiento práctico:
a) Con el uso de software aplicado dibuje el circuito en el Mustisim y simule el funcionamiento del filtro MFB pasa bajos de salida realizando una representación de la respuesta en frecuencia de la ganancia y la fase utilizando el instrumento el Bode Plotter tal como se observa en la figura 5.
b) Dibuje la respuesta en frecuencia de módulo y fase utilizando el programa Grapher.
c) Dibuje el circuito del demodulador completo como se aprecia en la figura 6.
d) Realice la representación en el dominio del tiempo de la señal de entrada y de la salida.
Graficar utilizando el programa Grapher la señal del osciloscopio de entrada al demodulador. Completar los factores de escalas del osciloscopio utilizadas en la medición.
Señal de entrada
FEV:500mV/div
FEH:500useg/div
Señal de salida:
d) Graficar utilizando el programa Grapher la señal del osciloscopio de salida al demodulador . Completar los factores a escala del osciloscopio utilizadas en la medición.
FEV:500mV/div
FEH:500useg/div
e) Escriba la expresión matemática de la señal en la carga.
8) Al igual que en el punto 7 y mediante la utilización de software aplicado realizaremos el análisis de Fourier de la señal de salida, para comprobar nuevamente el contenido armónico de la distorsión en la señal demodulada.
a) Elegiremos en la barra de herramientas de Multisim, el menú Simulate Analyses, Fourier Analysis.
b) Utilizando el programa Grapher grafique el espectro en el nodo de salida de la señal demoludada (tome como componentes de análisis hasta la décima armónica).
c) Con el valor de cada una de las componentes resultantes del espectro de salida realice el cálculo de la distorsión armónica total.
THD= 2,4
9) Investigar una solución de un sistema receptor de AM comercial.
Finalmente se buscará algún circuito receptor de AM en banda de MF realizando el siguiente análisis técnico:
a) Características funcionales más importantes de cada bloque que forma el sistema.
b) Recomendaciones a tener en cuenta en el proceso de diseño e industrialización.
c) Especificaciones finales del sistema.
10) Redacte las conclusiones finales del TP haciendo una síntesis sobre los resultados obtenidos en el mismo.
En este trabajo armamos el circuíto de un demodulador en el multisim, lo que conllevo a resultados exactos en las cuentas realizadas (o casi exactos) . En un principio demodulamos con un integrado “ficticio” es decir que no existe en el mercado y se obtenían resultados ideales , en la segunda etapa demodulamos con elementos reales y se obtenian resultados reales.
No hay comentarios:
Publicar un comentario