DEPARTAMENTO INGENIERÍA ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICAFACULTAD DE INGENIERIAUNIVERSIDAD DEL BÍO BIO

Laboratorio de Comunicaciones IExperiencia nº 01

Modulación y Demodulación Doble Banda Lateral (DSB)

Integrantes: Víctor Jara YánezCristian Grandón OñateJonathan López Jensen

Docente: Washington Fernández

Fecha: 18/05/09

OBJETIVOS:

Familiarizarse con el proceso de modulación lineal doble banda lateral (DSB).

RESTRICCIONES:

Los equipos utilizados durante esta experiencia corresponden a osciloscopio, analizador de espectros y generador de funciones.

Para asegurar un correcto funcionamiento y la seguridad de estos equipos es necesaria una previa calibración de cada uno antes de ser utilizados y los siguientes topicos.

Chequear antes de la medición que los rangos en los cuales se encuentren para potencia, ancho de banda y impedancias.

Para el analizador de espectros se recomienda comenzar la medición y análisis con la atenuación más alta.

CONOCIMIENTOS PREVIOS:

1) Para los mensajes que tienen una función seno, triangular y rectangular con periodo seg. y amplitud de 150mV. Encontrar en forma analítica la señal modulada en doble banda lateral, si la portadora es una función seno con 60mV de amplitud y con periodo seg.

Fundamentos teóricos

Se asume una señal portadora cuya amplitud es: , corresponde a la frecuencia angular de la portadora, y t al tiempo. Esta portadora se multiplica con una señal banda base (mensaje) o función modulante , en el tiempo. corresponde a la salida del producto modulador.

Este proceso de modulación traslada el espectro de desde cero hasta la frecuencia . La salida del modulador analíticamente se expresa en el dominio del tiempo, como el producto resultante entre el mensaje y la portadora y se le reconoce como doble banda lateral, porque posee ambos lados del espectro de . En este caso el modulador corresponde a un multiplicador, en la practica corresponde a un mezclador de señales. Como la señal modulada corresponde al producto de dos funciones en el dominio del tiempo. Se tiene lo siguiente:

Donde:: Mensaje a transmitir

: Portadora

Donde:

: Amplitud de la portadora

: Frecuencia de la portadora

Con lo anterior se da paso al cálculo de la señal modulada en doble banda lateral de las señales pedidas.

Señal senosoidal

Para este caso (señal mensaje a transmitir) corresponde a una señal senosoidal con amplitud 150mV y periodo igual a segundos. Por lo tanto:

,

Como A corresponde a la amplitud de la señal y a la frecuencia que en este caso corresponde a 2 (Khz.) tenemos lo siguiente:

Para el caso de la portadora se tiene:

,

Donde corresponde a la amplitud que es 60 mV y a la frecuencia que es aproximadamente 454.959 (Khz.).

Ahora, corresponde a la multiplicación de la señal mensaje y la portadora.

(Frecuencia en Khz.)

Señal triangular

Para este caso (señal mensaje a transmitir) corresponde a una señal triangular con amplitud 150mV y periodo igual a segundos.

Por ser una función par los coeficientes de Fourier son:

, ,

La ecuación que describe la señal de información es la siguiente:

,

(Frec.en Khz.)

Para el caso de la portadora se tiene:

,

Donde corresponde a la amplitud que es 60 mV y a la frecuencia que es aproximadamente 454.959 (Khz.).

corresponde a la multiplicación de la señal mensaje y la portadora.

(Frecuencia en Khz.)

Señal rectangular

En este caso (señal mensaje a transmitir) corresponde a una señal rectangular con amplitud 150mV y periodo igual a segundos.

Por ser una función impar los coeficientes de Fourier son:

, ,

La ecuación que describe la señal de información es la siguiente:

(Frec. en KHZ.)

Para la portadora se tiene:

,

Donde corresponde a la amplitud que es 60 mV y a la frecuencia que es aproximadamente 454.959 (Khz.).

es la multiplicación de la señal mensaje y la portadora.

2)Para las señales moduladas en doble banda lateral del punto 1, encontrar el espectro de frecuencias.

Es sabido que apara el caso del proceso de Modulación en Doble Banda Lateral el espectro de la señal modulante se traslada .

Señal sinusoidal

Para el caso de esta señal el proceso de modulación genera en genera dos impulsos

equivalentes a la mitad de la amplitud de .

La frecuencia de la portadora y para el caso de la señal modulante

(información) su frecuencia será

El espectro de frecuencias con los valores de frecuencias es el siguiente.

Señal triangular

En el caso de la señal triangular el espectro de frecuencias expresado en términos de Fourier mediante el proceso de modulación se traslada en , aquí en la frecuencia fundamental (2Khz) se concentra la mayor parte de la frecuencia.

La frecuencia de la portadora y para el caso de la señal modulante

(información) su frecuencia será

El espectro de frecuencias con los valores de frecuencias es el siguiente.

Señal rectangular

En el caso de la señal rectangular el espectro de frecuencias mediante el proceso de modulación se traslada en , aquí en la frecuencia fundamental (2Khz) se concentra la mayor parte de la potencia.

La frecuencia de la portadora y para el caso de la señal modulante

(información) su frecuencia será

El espectro de frecuencias con los valores de frecuencias es el siguiente.

3)Estudiar el datasheet del integrado MC-1496.

El circuito integrado MC1496 es un dispositivo que permite obtener a su salida el producto de dos señales, por ello se puede utilizar como modulador y demodulador.

4)Simule con algún programa de simulación, el modulador doble banda lateral, utilizando el integrado MC-1496.

El circuito modulador simulado en el programa de simulación “PROTEUS” fue el siguiente:

Las señales obtenidas del modulador simulado son las siguientes:

Señal sinusoidal

  Señal Modulada  Señal Portadora  Señal Modulante

Señal triangular

  Señal Modulada  Señal Portadora  Señal Modulante

Señal rectangular

  Señal Modulada  Señal Portadora  Señal Modulante

5)Simule con algún programa de simulación, el demodulador doble banda lateral, utilizando el integrado MC-1496.

El circuito demodulador simulado en el programa de simulación “PROTEUS” fue el siguiente:

Las señales obtenidas del modulador simulado son las siguientes:

Señal sinusoidal

  Señal Demodulada  Señal Portadora  Señal Modulada

Señal triangular

  Señal Demodulada  Señal Portadora  Señal Modulada

Señal rectangular

  Señal Demodulada  Señal Portadora  Señal Modulada

TRABAJO DE LABORATORIO:

1)Configurar el set-up, para generar una señal modulada en doble banda lateral, utilizando el integrado MC-1496, para los tipos de mensajes: función seno, triangular y rectangular con periodo de seg. y amplitud 150mV. La portadora es una función seno 60mV de amplitud y con periodo seg.

Procedimiento:

El set-up para estudiar la modulación doble banda lateral se muestra a continuación:

Los pasos a seguir para su desarrollo se muestran a continuación:

1. Armar el set-up de modulación mostrado en la figura anterior.2. Setear en un generador de funciones una señal portadora seno con una amplitud

de 60mV y con una frecuencia de 455 Khz., para luego conectarla al pin 10 que es donde se ingresa la señal portadora.

3. Setear en el otro generador de funciones una señal (senoidal, rectangular, y triangular) de 150 mV y una frecuencia de 2 Khz. la que se debe conectar al pin 1 el cual corresponde a la señal información.

4. Conectar la punta de prueba del osciloscopio al pin 6 el que corresponde a la salida positiva del modulador.

5. Observar en el osciloscopio la señal modulada.6. En el analizador de espectros, se observara el desplazamiento de la señal

modulante (información) a la frecuencia de la portadora .

2) Procedimiento para realizar la modulación y demodulacion de la señal doble banda lateral.

Procedimiento:El set-up para estudiar la demodulación doble banda lateral se muestra a continuación:

El filtro pasabajos utilizado a la salida del demodulador se muestra a continuación:

Los pasos a seguir para su desarrollo se muestran a continuación:

1. Armar el set-up de demodulación mostrado en la figura.2. Conectar al pin 6 el filtro pasabajos con una frecuencia de corte 2 Khz.3. Setear en un generador de funciones una señal portadora seno con una amplitud

de 60mV y con una frecuencia de 455 Khz., para luego conectarla al pin 10 del demodulador.

4. Conectar al pin 1 del demodulador la salida del modulador mostrado en el ítem anterior con la señal modulada.

5. Observar en el osciloscopio la señal modulada con filtro y sin filtro con el osciloscopio para observar la inclusión de armónicas que produce la demodulacion.

6. Observar en el analizador de espectros la salida del demodulador sin filtro y con filtro, para comparar el efecto de atenuación del filtro en las bandas laterales centradas en 2 .

3) Tabla

Los datos a tomar en el proceso de modulación se muestran en la siguiente tabla:

Frecuencia f sup. f inf.Portadora 455 Khz. Mensaje 2Khz.    

4) Listado y características de los equipamientos y componentes utilizados.

El equipo necesario es:

o Un osciloscopio.o Dos generadores de funciones.o Dos fuentes reguladaso Un contador de frecuenciaso Un analizador de espectros

Los componentes requeridos son:

o Dos circuitos integrados MC-1496P

Capacitores:o Tres capacitares de 0.005 .o Cuatro capacitares de 0.1 o Dos capacitares de 1.0

Resistenciaso Cinco resistencias de 47 o Dos resistencias de 100o Ocho resistencias de 1 Ko Cuatro resistencias de 3.3 Ko Dos resistencias de 6.8 Ko Dos resistencias de 10 Ko Un potenciómetro de 10 vueltas de 10 K

Características de Analizador de espectros HAMEG 5014-2

Entrada de medida: Borne NImpedancia de entrada: 50ΩVSWR: (Attn. ≥ 10 dB) tip. 1,5:1Salida del generador de tracking: N-BorneImpedancia de salida: 50ΩSalida de señal de test: Borne BNCFrecuencia, Nivel: 48 MHz, -30 dBm (± 2 dB)Alimentación para sondas (HZ 530): 6V DCSalida de audio (Phone): 3,5 mm Ø bananaInterfaz RS-232: 9pol./Sub-D