Sistemas de Modulacin Lineal Modulacin AM Pr F

  • Slides: 35
Download presentation
Sistemas de Modulación Lineal Modulación AM Pr. F. Cancino

Sistemas de Modulación Lineal Modulación AM Pr. F. Cancino

Introducción • 2

Introducción • 2

 • Son aquellas cuyo espectro está concentrado en la vecindad de una frecuencia

• Son aquellas cuyo espectro está concentrado en la vecindad de una frecuencia llamada portadora fc 0. Por tanto una señal pasabanda puede verse como una señal modulada por una portadora, tal como se muestra en la Figura: Modulador 3

Típica señal pasabanda en el dominio del tiempo Formalmente se puede escribir como: 4

Típica señal pasabanda en el dominio del tiempo Formalmente se puede escribir como: 4

 El plano completo rota a c La envolvente y la fase se pueden

El plano completo rota a c La envolvente y la fase se pueden escribir como: 5

Componentes en fase y cuadratura • 6

Componentes en fase y cuadratura • 6

Representación en frecuencia • Al pasar la señal pasabanda (anterior) al dominio de la

Representación en frecuencia • Al pasar la señal pasabanda (anterior) al dominio de la frecuencia y aplicando Transformada de Fourier: 7

 • Aplicando transformada de Fourier a este resultado: 8

• Aplicando transformada de Fourier a este resultado: 8

Obtención de las componentes en fase y en cuadratura. Obtención de la componente en

Obtención de las componentes en fase y en cuadratura. Obtención de la componente en fase: Obtención de la componente en cuadratura: 9

Modulación de Amplitud (AM) • 10

Modulación de Amplitud (AM) • 10

Señal modulada en AM con m=1 a) Señal x(t), (b) Señal: 1+mx(t) (c) Portadora,

Señal modulada en AM con m=1 a) Señal x(t), (b) Señal: 1+mx(t) (c) Portadora, (d) Señal modulada en AM con m=1 11

Sobremodulación Si m>1 (SOBREMODULACION) se presenta un cambio de fase en la señal modulada

Sobremodulación Si m>1 (SOBREMODULACION) se presenta un cambio de fase en la señal modulada en AM, lo que representa perder el parecido de la envolvente con el mensaje. Por ejemplo si m =2, la envolvente contiene el mensaje ahora distorsionado. En consecuencia, con sobremodulación la envolvente no se parece al mensaje. 12

Índice de modulación Luego: Señal AM modulada con un tono 13

Índice de modulación Luego: Señal AM modulada con un tono 13

Espectro de una señal AM • Partiendo de la ecuación general del AM en

Espectro de una señal AM • Partiendo de la ecuación general del AM en el tiempo: Espectro de la señal x(t) Al transformar por Fourier: 14

¿Cómo se escoge fc en relación con W? • Espectro de la señal modulada

¿Cómo se escoge fc en relación con W? • Espectro de la señal modulada en AM 15

Que se deduce del espectro del AM? • 16

Que se deduce del espectro del AM? • 16

Potencia de la señal AM • 17

Potencia de la señal AM • 17

Autocorrelación de la señal AM • 18

Autocorrelación de la señal AM • 18

Potencia promedio total en AM • La portadora consume más de la mitad de

Potencia promedio total en AM • La portadora consume más de la mitad de potencia total de transmisión AM. En consecuencia, es necesario realizar el cálculo de la eficiencia del AM. 19

Cálculo de la eficiencia de un sistema de transmisión AM Si: AM MAX =

Cálculo de la eficiencia de un sistema de transmisión AM Si: AM MAX = 50% Lo cual indica que los sistemas AM tienen una pésima eficiencia. 20

Modulación AM con un tono • Para obtener el espectro se transforma la ecuación

Modulación AM con un tono • Para obtener el espectro se transforma la ecuación anterior: 21

Espectro de la señal AM modulada con tono La Densidad Espectral de Potencia se

Espectro de la señal AM modulada con tono La Densidad Espectral de Potencia se calcula elevando el espectro en magnitud al cuadrado. 22

Eficiencia del AM con un tono La eficiencia en este caso es: La máxima

Eficiencia del AM con un tono La eficiencia en este caso es: La máxima eficiencia ocurre cuando m=1 y Am=1 AM max(1 tono)= (1/3) *100% 33% 23

Modulación AM con un tono en la forma fasorial 24

Modulación AM con un tono en la forma fasorial 24

Moduladores AM • 25

Moduladores AM • 25

Modulador de ley cuadrática Considerando el modulador de Ley Cuadrática que se muestra en

Modulador de ley cuadrática Considerando el modulador de Ley Cuadrática que se muestra en la Figura, donde como elemento no lineal se pueden usar diodos ó transistores en las regiones donde se cumple: 26

Espectro de la señal Xout(f) • Al transformar por Fourier: Gráficamente: 27

Espectro de la señal Xout(f) • Al transformar por Fourier: Gráficamente: 27

Modulador de ley cuadrática (Cont. ) • Se observa que el índice de modulación

Modulador de ley cuadrática (Cont. ) • Se observa que el índice de modulación toma el valor: Normalmente a 2 << a 1 lo que implica que “la profundidad de modulación” es baja. 28

Moduladores de conmutación fc = Frecuencia de conmutación =Frecuencia de la portadora. 29

Moduladores de conmutación fc = Frecuencia de conmutación =Frecuencia de la portadora. 29

Señales del modulador de conmutación 30

Señales del modulador de conmutación 30

Modulador Cowan Es un modulador AM de conmutación como se muestra en la Figura:

Modulador Cowan Es un modulador AM de conmutación como se muestra en la Figura: 31

Demoduladores AM • Detector de envolvente: Es posible recuperar el mensaje con un simple

Demoduladores AM • Detector de envolvente: Es posible recuperar el mensaje con un simple detector de envolvente con tiempo de carga corto y descarga largo. Su versión más sencilla es la que se muestra en la Figura: Cuando se aplica una señal a la entrada, el capacitor se carga a través del diodo. Cuando la tensión de entrada es baja el diodo se abre y el capacitor comienza a descargarse a través de R. 32

Señal en la detección de envolvente • Condición de diseño: La salida de este

Señal en la detección de envolvente • Condición de diseño: La salida de este circuito es el mensaje sobre un nivel DC que puede bloquearse con un condensador c 1: 33

Detector sincrónico o coherente Otra forma de demodular una señal AM es multiplicándola portadora

Detector sincrónico o coherente Otra forma de demodular una señal AM es multiplicándola portadora y filtrando como se indica: Al bloquear la componente DC, se tiene: 34

Detector sincrónico (Cont. ) • Observe que se asume que el receptor dispone de

Detector sincrónico (Cont. ) • Observe que se asume que el receptor dispone de una muestra de la portadora de la misma frecuencia y fase que la usada en el modulador. • Circuitos tales como el PLL (PHASE LOCKED LOOP) permiten obtener la portadora a partir de una señal modulada en AM. 35