domingo, 8 de agosto de 2010

TP Nº 5 Recepción de AM.

1. Utilizando software aplicado dibujar una etapa conversará basado en un subcircuito MIX2850 tal como se presenta en la figura 1.Este circuito convierte la señal RF (radio frecuencia) modulada en AM en una señal 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 :OSCCOPS: Entradas positivas de la señal proveniente del oscilador local.OSCNEG: Entradas negativas de la señal proveniente del oscilador local.REPOS: Entrada positiva de la señal RF.RFNEG: Entrada negativa de la señal de RF.

En nuestro caso conectamos la entrada RFNEG, a un divisor de tension formado por R1,R2 y un potenciometro que nos permite realizar el ajuste de portadora.
Los otros terminales son:
VCC: Alimentacion positiva
VEE: Alimentacion negativa
GND: Tierra
OUT: Salida




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 utilizadas en la medición.


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 KHz, 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 utilizadas en la medición.


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 utilizadas en la medición.


Graficar utilizando el programa Grapher la señal del osciloscopio del producto de restas. Completar los factores de escalas del osciloscopio utilizadas en la medición.


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.

m% = 200x10^[x(dB)/20]

Dónde: x (dB) =Nivel de pot. de laterales en dBm – Nivel de pot. de portadora en dBm


5. Una señal FI modulada en AM entra a un demodulador de AM utilizando un circuito detector de envolvente como se indica en la figura 4 :Donde R2 =10Kohm , , Fm=1KHz , FI: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 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.


FEV:2 V/DIV
FEH:200u s/DIV
Graficar utilizando el programa Grapher de la señal del osciloscopio de entrada al demodulador. Complete los factores de escalas del osciloscopio utilizadas en la medición.


FEV:2V/DIV
FHE:500u s/DIV

c) Escriba la expresión matemática de la señal en la carga.


6)A continuación mediante la utilización del software aplicado realizaremos el análisis de Fourier de la señal de salida, determinando el contenido armónico de la distorsión de la señal modulada.

a) Elegiremos en la barra de herramientas del Multisim el menú Simulate analyses, Fourier analysis.

b) Utilizando el programa Grapher grafique el espectro en el nodo de salida de la señal demodulada (tome como componentes de análisis hasta la décima armónica).


c) Con el valor de de cada una de las componentes resultantes del espectro de salida realice el calculo de la distorsión armónica total.


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
b) Dibuje la respuesta en frecuencia de módulo y fase utilizando el programa Grapher.


c) Circuíto del demodulador completo.


d) Realice la representación en el dominio del tiempo de la señal de entrada y de 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.

Graficar utilizando el programa Grapher la señal del osciloscpio de salida al demodulador. Completar los factores de escalas del osciloscopio utilizadas en la medición.


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.


9) Investigar una solución de un sistema receptor de AM comercial.

Finalmente se buscará algun circuíto receptor de AM en banda de MF realizando el siguiente análisis técnico:

a) Características funcionales mas importantes de cada bloque que forma el sistema.

10. Redactar las conclusiones finales del TP haciendo una sintesis sobre los resultados obtenidos en el mismo.

En el receptor tiene lugar un proceso inverso al de modulación. En este trabajo practico utilizamos un circuito demulador, al mismo le fuimos agregando etapas para poder obtener un proceso de demodulacion de la señal del mensaje con la mas baja distorcion armonica.
Como en el primer demodulador diseñado en el multisim tenia una salida de baja calidad se le agrego una etapa conformada por un circuito con amplificadores operacionales que permitia obtener la señal original con muy baja distorsion (una mayor calidad de señal demodulada).
Se lo dibujo en el multisim y pudimos comprobar la gran calidad de señal en un osciloscopio.

TP Nº4 Moduclación de AM en alto nivel

1) Vp(t) = 20.cos.(1*10^6.p.t)[V]

Vm(t) = 70.cos.(3*10^3.p.t)[V]

2) Señal portadora


FEV:5V/Div

FEH:1us/Div

3) Señal moduladora


FEV:2V/DIV

FEH:1us/DIV


Señal a la salida del modulador en ModoY-T



FEV:8.7KV/DIV
FEH:300us/DIV

Hmax = 66.137KV
Hmin = 11.1247KV

m = 0.7120
m% = 71.203

4) Señal a la salida del modulador con patrones trapezoidales

Máxima modulación


Modulación al 60%


FECX:7.3KV/DIV
FECY:2V/DIV

Hmax=59K
Hmin=10.477K

m = 0.698
m% = 69.8

5) Ecuación simplificada de la señal modulada Vam(t)

6) a-



6) b-
6) c-

7)
8)


9)


10) El trabajo práctico fue realizado en la computadora, mediante el software Multisimim, ya que al trabajar con mudulación de AM de alto nivel se necesita mayor presición en cada medición. A su vez, el protoboard nos impide trbajar con altos niveles de frecuencia y esto hay que tenerlo presente siempre, ya que un mínimo nivel de ruido que haya en nuestro circuíto puedo afectar bruscamente en nuestros resultados.

miércoles, 9 de junio de 2010

Transmisión de AM en bajo nivel.

1) Circuito del modulador de AM montado en protoboard.


2)

Alimentación: VCC = 12V; VEE = -8V

MC1496: V6T = 8V; V12T = 8V; V5T = -6,9V; V8T = VCC/2 = 5,94V; V14T = -8V

TL082: V4T = -8V; V8T = 12V

3)
FEV: 20mV/DIV; FEH: 500ns/DIV

4) Señal modulante.
FEV : 100mV/DIV; FEH : 250us/DIV

En esta foto podemos apreciar la señal modulante y la salida del modulador de AM.


Hmax : 536 mVpp



Hmin: 380 mVpp


m%= 17,030567685589519650655021834061


5) Señal modulante con frecuencia modificada a 5 kHz:

Modulante:


Hmáx:


Hmin:


FEV : 50mV/DIV; FEH : 100us/DIV

m% = (Hmax-Hmin)/(Hmax+Hmin)x100

m% = 83.1 m=0.83 Vmax = 65mV Vmin = 6mV Ec = 35.5mV

Vam = 35.5mV [1+0.83mV sen(31415,93 t)] sen (6283185,3t)

6) Análisis de las características de la modulación de AM a través de patrones trapezoidales.

Hmax:
214 mV


Hmin: 92 mV


% = 39,869 m = 0,39869


Medición Nº 2:
Hmax:
234 mV



Hmin: 172 mV

m% = 15,271 m = 0,15271

7)
Frecuencia de expansíon= 100 KHz/DIV
Resolucion de BW= 3 Khz
Nivel de referencia= -5 dBm
Medición de la portadora sin modulación= -25 dBm

8)

Frecuencia de expansíon= 100Khz/DIV
Resolucion de BW: 3Khz
Nivel de referencia= -5dBm
X[dB] = -45 dBm

9)Cuando intercambiamos el generador de entrada de la modulante de 5Khz por un micrófono con un amplificador diferencial conectado como amplificador inversor tratamos de modificar la ganancia del amplificador para que no recortara y que pueda amplificar la señal de entrada del micrófono lo máximo posible , en un principio le subimos de mas la ganancia por lo cual saturaba demasiado y no podíamos observar si había señal de entrada, luego la disminuimos y luego encontramos el punto medio con el cual amplificaba lo suficiente la señal (si recortes) para poder mandarla a el modulador de AM. Cuando la señal de entrada del micrófono entraba en el modulador y se mezclaba con la portadora (que en ese momento era de 1MHz) teníamos mucha interferencia con otras emisoras comerciales , por lo tanto reducimos el valor de la frecuencia de la portadora y así poder recibir la señal en una radio común separada a 2 metros de la antena.

10) En el desarrollo de la práctica nos fuimos dando cuenta lo mucho que afecta a las mediciones en el circuito, el mal armado de los cables para medir, cuanto afecta el ruido a las señales; aprendimos que se puede emitir una señal a cierta frecuencia de radio, utilizando un microfono conectado al analizador de espectro; que al variar el potenciómetro, éste no afecta a la señal, sino que afecta directamente al valor pico de la señal modulada.