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Modulación y Demodulación de AM en Sistemas de Comunicaciones, Ejercicios de Comunicación

Un laboratorio de modulación y demodulación de señales de amplitud modulada (am) en un sistema de comunicaciones. Se explica el proceso de modulación y demodulación, se proporcionan materiales y equipos necesarios, se detallan los procedimientos a seguir y se proporcionan ejercicios para la práctica. El objetivo es comprender los principios de modulación am y realizar el análisis espectral de la modulación am dsbfc.

Tipo: Ejercicios

2023/2024

Subido el 19/04/2024

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UNIVERSIDAD DEL VALLE
TECNOLOGIA EN ELECTRONICA
SISTEMA DE COMUNICACIONES
LABORATORIO No. 1
MODULACIÓN Y DEMODULACION DE AM
1. Objetivos de la práctica
Implementar un circuito modulador de AM con el XR2206 y comprobar de
forma práctica los principios de modulación AM.
Conocer las formas de ondas características de la modulación AM
Realizar el análisis espectral de la modulación AM DSBFC
Determinación del índice de modulación de una señal de AM.
Implementar un circuito para la demodulación de la señal AM
2. MATERIALES Y EQUIPO
Diodo de Germanio
CI XR2206
Micrófono.
Radio o MP3
Generador de funciones.
Osciloscopio.
Multímetro.
Componentes como resistencias y condensadores
.
3. INTRODUCCION
En un sistema de comunicaciones consta de un equipo transmisor, un canal de
comunicación y un dispositivo receptor. Las características del transmisor y del receptor
deben ajustarse a las características del canal. En los sistemas de radio, el canal es
conformado por el aire y la manera de lograr que una señal se propague en el espacio, es
mediante ondas electromagnéticas, comúnmente denominadas ondas de radio. Estas
ondas, para transportar informaciones necesitan ser modificadas en alguno de sus
parámetros en función de la información. Uno de los métodos empleados, es el llamado
AMPLITUD MODULADA [AM], que consiste en variar la amplitud de la onda de radio.
Cuando una señal de baja frecuencia o banda base [BB], controla la amplitud de una
onda de alta frecuencia denominada portadora, se tiene una modulación por amplitud. En
la transmisión existen dos procesos fundamentales. El primero, imprimir la Información
[BB] en la Portadora, proceso conocido como MODULACIÓN. El segundo, es el proceso
decodificador, es decir la recuperación de la información, procedimiento denominado
DEMODULACIÓN.
En la figura 1 se presenta una onda de frecuencia alta pura (Portadora.), una señal de
B.B. y una onda modulada en amplitud por la señal de B.B.
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UNIVERSIDAD DEL VALLE

TECNOLOGIA EN ELECTRONICA

SISTEMA DE COMUNICACIONES

LABORATORIO No. 1

MODULACIÓN Y DEMODULACION DE AM

1. Objetivos de la práctica

  • Implementar un circuito modulador de AM con el XR2206 y comprobar de

forma práctica los principios de modulación AM.

  • Conocer las formas de ondas características de la modulación AM
  • Realizar el análisis espectral de la modulación AM DSBFC
  • Determinación del índice de modulación de una señal de AM.
  • Implementar un circuito para la demodulación de la señal AM

2. MATERIALES Y EQUIPO

  • Diodo de Germanio
  • CI XR
  • Micrófono.
  • Radio o MP
  • Generador de funciones.
  • Osciloscopio.
  • Multímetro.
  • Componentes como resistencias y condensadores

3. INTRODUCCION

En un sistema de comunicaciones consta de un equipo transmisor, un canal de comunicación y un dispositivo receptor. Las características del transmisor y del receptor deben ajustarse a las características del canal. En los sistemas de radio, el canal es conformado por el aire y la manera de lograr que una señal se propague en el espacio, es mediante ondas electromagnéticas, comúnmente denominadas ondas de radio. Estas ondas, para transportar informaciones necesitan ser modificadas en alguno de sus parámetros en función de la información. Uno de los métodos empleados, es el llamado AMPLITUD MODULADA [AM], que consiste en variar la amplitud de la onda de radio. Cuando una señal de baja frecuencia o banda base [BB], controla la amplitud de una onda de alta frecuencia denominada portadora, se tiene una modulación por amplitud. En la transmisión existen dos procesos fundamentales. El primero, imprimir la Información [BB] en la Portadora, proceso conocido como MODULACIÓN. El segundo, es el proceso decodificador, es decir la recuperación de la información, procedimiento denominado DEMODULACIÓN. En la figura 1 se presenta una onda de frecuencia alta pura (Portadora.), una señal de B.B. y una onda modulada en amplitud por la señal de B.B.

Fig. 1. Proceso de modulación de AM: A) Señal portadora. B) señal modulante o banda base. C) Señal modulada en AM. La amplitud de la señal portadora, varía con la amplitud de la señal moduladora. Por otra parte, la velocidad con que varía la amplitud de la señal portadora depende de la frecuencia de la señal de modulación. A la señal de alta frecuencia se la llama portadora, a la de baja frecuencia señal modulante y a la mezcla de las anteriores se denomina señal de AM o envolvente. INDICE DE MODULACION (m) La relación entre la tensión o voltaje de la modulante (Vm) y la tensión de la portadora (Vc) se designa como índice de modulación , representado por la letra m. El porcentaje de modulación se obtiene mediante la fórmula: El índice de modulación se elegirá de forma que la señal modulante no llegue a modular a la portadora en más de un 100%, tomando como cifra máxima practica la del 90% de modulación.

4. PROCEDIMIENTO

De la casa en protoboard traiga montado separadamente los circuitos que aparecen en los diagramas; en el laboratorio polarícelos y enseguida con la ayuda del osciloscopio y el

generador de señales aplique la moduladora ( V m = 1. 5  Sen ( 2  1000 t ) V , sobre un nivel

de DC de 1V aproximadamente al circuito de la figura 2.

  1. Desconecte la señal moduladora al circuito modulador ¿que se observa a la salida del modulador? Explique el comportamiento.
  2. Aplique la señal moduladora sin la portadora (desconecte los componentes C 1 y R 1 ) del circuito modulador ¿que se observa a la salida del modulador? Explique el comportamiento.
  3. Aplique la señal moduladora y la portadora al circuito modulador ¿que se observa a la salida del modulador? Explique el comportamiento.
  4. ¿Cómo se ve la envolvente a la salida?
  5. Configure el osciloscopio en la función X-Y y verifique la generación del trapezoide. Lo anterior se realiza conectando la señal modulante al canal X y la señal modulada (Vsal) al canal Y, debe observar el trapecio.
  6. ¿Cuál es el índice de modulación tomado a partir del trapezoide?
  7. ¿Cómo varia el trapezoide al variar la amplitud de la moduladora?
  8. Cambie los valores de C1 y R1 de acuerdo a la siguiente tabla 1 , llene la columna 3 de acuerdo a la siguiente formula y verifique la frecuencia de la portadora con el osciloscopio y llene la columna 4.
  9. Conecte la salida de un MP3 o celular como señal modulante al circuito modulador. ¿cómo de observa la envolvente de AM y el trapecio en la salida del modulador? Dibuje o guarde las gráficas con sus respectivas magnitudes.
  10. Conecte la salida del modulador (Vsal) a la entrada (Vin-am) del circuito de la figura 4. Conecte el osciloscopio a la salida, nodo del condensador (C) y la resistencia (R). ¿Se recuperó la señal en el modulador? ¿Si tuvo algún inconveniente, explique cómo los supero? NOTA: Para el esquema de la figura 4. Encuentre los valores de R y C a partir de la

máxima frecuencia de la señal modulante fm(max) inyectada al circuito modulador

figura Nº 2. Asuma C = 0.1μF.

RC

fm

max =

  1. ¿Qué clase de modulador se usa en la práctica y cuál es la función de la resistencia R2 en el modulador?
  1. Investigue cual debe ser la configuración del amplificador en la salida del modulador para generar la señal de RF AM (dibuje y explique el funcionamiento del circuito). R 1 C 1

FRECUENCIA PORTADORA

(TEÓRICAMENTE)

FRECUENCIA PORTADORA

(EXPERIMENTALMENTE)

1KΩ 0.001μF 2KΩ 0.001μF 5KΩ 0.001μF 10KΩ 0.001μF 15KΩ 0.001μF 20KΩ 0.001μF Grafica para el punto 1 del procedimiento Grafica para el punto 2 del procedimiento

NOTA1: Llevar montados todos los circuitos en protoboard. NOTA2: Por grupo entregar en un preinforme donde consigne los cálculos teóricos (Frecuencia de la portadora, espectro de frecuencia de las señales portadora y moduladora) y para el esquema de la figura Nº 4 encuentre los valores de R y C a partir de la máxima frecuencia de la señal modulante fm(max) inyectada al circuito modulador figura Nº 2.

RC

fm

2 

max =

6. BIBLIOGRAFIA

[1] Wayne Tomasi, “Sistemas de Comunicaciones Electrónicas” Cuarta

Edición, Pearson Education, 2003.

[2] Frenzel, “Sistemas Electrónicos de Comunicaciones” Cuarta Edición,

Pearson Education, 2004

[3] Carlson Bruce, “Communications systems” 4 th^ Edition, McGraw Hill, 2002.

[4] Paul Scherz, “PRACTICAL ELECTRONICS FOR INVENTORS” , McGraw

Hill, 2000.