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TELECOMUNICACIONES I 

EXPERIMENTO Nº: 6

MODULACIÓN Y DEMODULACIÓN DE AMPLITUD (AM) 

ALUMNOS: CÓDIGOS:

PROFESOR: ING. MIGUEL NOLASCO GRUPO:

FECHA REALIZACIÓN DEL EXPERIMENTO: _____________

Vº Bº DEL PROFESOR: _________________________

FECHA DE ENTREGA DEL EXPERIMENTO: ______________ 

Vº Bº DEL PROFESOR: _________________________

NOTA:

UNIVERSIDAD NACIONAL TECNOLÓGICA DE LIMA SUR

INGENIERÍA ELECTRÓNICA Y TELECOMUNICACIONES

Miranda Valencia, Angel

Gamarra Avalos, Kathering

Sotelo Tolentino, Ivan Faustino

2012200187

2012200050

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RESUMEN 

En una modulación (AM) de un sistema de comunicaciones, la voz y música son convertidas enseñales eléctricas utilizando un dispositivo como un micrófono. Estas señales eléctricas son llamadasmensaje o señal banda base. La señal de mensaje se utiliza luego para variar eléctricamente laamplitud de una onda sinusoidal pura llamado el portador. El portador usualmente tiene unafrecuencia que es mucho mayor que la frecuencia del mensaje.

La figura 1 muestra una señal mensaje simple y una portadora no modulada. También muestra elresultado de la modulación de amplitud de la portadora con el mensaje. Observar que la amplitud dela portadora modulada varía por encima y por debajo de su amplitud no modulada.

Figura 1

La figura 2 muestra la señal AM de la figura 1 pero con línea punteada adicionada para mostrar lospicos positivos y picos negativos de la portadora modulada. Estas líneas punteadas se conocen comoseñal envolvente. Si se observa de cerca la envolvente se notara que la envolvente superior tiene lamisma forma que el mensaje. La envolvente inferior también es de la misma forma que el mensajepero invertido.

Figura 2

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En telecomunicaciones, el modelo matemático que define a la señal AM es:

En donde el mensaje es una simple onda senoidal (ver figura 1) la solución de la ecuación (involucraecuaciones trigonométricas) nos dice que la señal AM consta de tres ondas senoidales.

Uno con la frecuencia de la portadora

Uno con la frecuencia igual a la suma de las frecuencias de la portadora y el mensaje.

Uno con la frecuencia igual a la diferencia entre las frecuencias de la portadora y el mensaje.

En otras palabras, para cada onda senoidal en el mensaje, la señal AM incluye un par de ondassenoidales  –una encima y otro debajo de la frecuencia de la portadora. Señales de mensajecomplejos como el habla y la música se compone de miles de ondas sinusoidales y así la señal de AMincluye cientos de pares de ondas senoidales adyacentes a la portadora. Estos dos grupos de ondassenoidales son llamados bandas laterales y en AM se conocen como doble banda lateral conPortadora competa (DSB-FC).

Importante, es claro que la señal de AM no consta de ninguna señal en la frecuencia de mensajes.Esto a pesar que la envolvente de la señal de AM tienen la misma forma como el mensaje.

OBJETIVO DEL EXPERIMENTO:

Se utilizara el Emona Telecoms-Trainer 101 para generar una señal AM real mediante laimplementación de su modelo matemática. Esto significa que se va a añadir un componente DC a laseñal senoidal para crear una señal mensaje a continuación se multiplicara con otra señal senoidal defrecuencia superior (portadora). Se examinará la señal AM utilizando un osciloscopio y se compara laseñal mensaje. Se va a hacer lo mismo con el habla como el mensaje en lugar de una onda senoidal.

Sabiendo esto, se variará la amplitud de la señal mensaje y observar como esto afecta a la portadoramodulada. Se observara demasiados efectos de la modulación de la portadora. Finalmente se medirá

la profundidad de modulación del mensaje AM usando el osciloscopio.

EQUIPOS Y MATERIALES:

- 01 Osciloscopio Digital de Doble Trazo, GW INSTEK GDS-2102 (más 2 puntas de prueba)- 01 Módulo Emona Telecoms-Trainer 101 (mas kit de Cables de Conexión)

PROCEDIMIENTO: 

Parte A – Generación de una señal AM utilizando un mensaje simple

1.  Alistar el set de equipamiento requerido

2.  Ajustar el osciloscopio como sigue:

  Fijar en la posición CH1 del control TRIGGER

  Fijar en la posición CH1 del control MODE

3.  Ajustar el control de Couplig del CH1 en la posición DC

4.  localizar el modulo ADDER y girar totalmente en sentido anti-horario los controles G y g.

5.  localizar el modulo VARIABLE DCV y girar totalmente en sentido anti-horario el controlDC VOLTAJE.

6.  Implementar la configuración mostrada en la figura 3.

NOTA: La tierra de las puntas de osciloscopio deben estar conectado a los bornes de tierra GNDdel Módulo Emona Telecoms-Trainer 101.

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Figura 3

Esta configuración puede ser representada por el diagrama de bloques de la Figura 4. Se implementa

la parte resaltada de la ecuación: AM = (DC + mensaje) x portadora.

Figura 4

Por el momento, el osciloscopio solo muestra un trazo plano porque la salida del módulo ADDER es 0V. una vez completado los procedimiento 7 al 10, la ecuación la ecuación tendrá la siguienteexpresión:

AM = (1VDC + 1Vp-p 2kHz seno) x Portadora.

7.  Fijar el control de ATENUACIÓN VERTICAL del CH1 en la posición 0.5V/DIV.

8.  Utilizar el control de POSICIÓN VERTICAL del CH1 para desplazar el trazo para que sealinee con la línea horizontal en la pantalla central del osciloscopio.

9.  Mientras observa la salida del modulo ADDER en el osciloscopio, girar el control g  en

sentido horario para obtener una onda senoidal de 1 Vp-p.10.  Mientras observa la salida del modulo ADDER en el osciloscopio, girar totalmente en

sentido horario el control G para obtener 1 Vp-p senoidal.

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PREGUNTA 1.

¿De que manera la salida del modulo ADDER es ahora diferente a la señal de salida 2 KHZ SINE delmodulo MASTER SIGNALS?

11.  Modificar la configuración como se muestra en la figura 5.

NOTA: Las líneas punteadas son conexiones ya realizadas.

Figura 5

Esta configuración puede ser representada por el diagrama de bloques de la Figura 6. Las adicionesque haya realizado en la configuración original implementan la parte resaltada de la ecuación:

AM = (DC + mensaje) x portadora.

Figura 6

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Con los valores, la ecuación será:

AM = (1VDC + 1Vp-p 2kHz seno) x 4 Vp-p 100kHz seno.

12.  Fijar el control MODE del osciloscopio en la posición DUAL.

13.  Fijar el control de ATENUACIÓN VERTICAL del CH2 en la posicion 1V/DIV.

14. 

Dibujar las dos formas de onda a escala en la cuadricula proporcionada (ver final de laguía).

TIP: Dibujar la señal mensaje en la parte media superior del gráfico y la señal AM en la partemedia inferior.

15.  Usar el control VERTICAL POSITION del CH1 del osciloscopio para superponer el mensajecon la envolvente de la señal AM y comparar estos.

PREGUNTA 2.

¿Que características tienen la salida del modulo MULTIPLIER para la señal AM?

PREGUNTA 3.

La señal AM es una forma de onda compleja que consta de más de una señal. ¿Es una de la señalessenoidales de 2kHz? Explicar su respuesta.

PREGUNTA 4.

Para las entradas dadas del modulo MULTIPLIER, ¿De cuántas ondas senoidales consiste la señal AM,y cuales son sus frecuencias?.

Parte B – Investigando la profundidad de la modulación

Es posible al modular la portadora por cantidades diferentes. Esta parte del experimentopermitirá su investigación.

16.  Regresar el control de TIMEBASE del osciloscopio a la posición 0.1 ms/div.

17.  Desconectar las conexiones de la salida del modulo SPEECH.

18.  Reconectar la entrada A del modulo ADER a la salida 2 KHZ SINE del modulo MASTERSIGNALS.

NOTA: Para dibujar la pantalla del osciloscopio se usara la cuadricula del final de la presenteguía.

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19.  Variar la amplitud del la señal mensaje un poco girando el control G del modulo ADDERde izquierda a derecha y notar el efecto en la señal AM.

modulación de la portadora para ser calculados.

Figura 7

En esta parte del experimento se practicará con mediciones de las dimensiones para calcularel índice de modulación de la portadora.

20.  Ajustar el control G del modulo ADDER y regresar a amplitud de 1Vp-p a la señal de

mensaje.

21.  Medir y registrar la dimensión P de la señal AM. Registrar sus medidas en la tabla 1.

22.  Medir y registrar la dimensión Q de la señal AM.

23.  Calcular y registrar la profundidad de modulación de la señal AM usando la formal deabajo.

Un problema importante que ocurre en la transmisión es evitar el sobre-modulación.Cuando la portadora es sobre-modulada, puede afectar la operatividad de la transmisión. Lasiguiente parte del experimento es oportuno para observar los efectos de sobre-modulación.

24.  Incrementar la amplitud del mensaje al máximo girando totalmente en sentido horarioel control G del modulo ADDER y notar el efecto en la señal AM.

25. 

usar el control VERTICAL POSITION del CH1 para superponer el mensaje con laenvolvente de la señal AM y comparar estos.

PREGUNTA 5.

¿Cuál es la relación entre la amplitud del mensaje y la cantidad de modulacion de la portadora?

La relacion que entre la amplitud del mensaje y la cantidad de la modulaciòn es que son

directamente proporcionales.

 

La figura 7 muestra las dos medidas de la señal modulada. Estas dos mediciones indican la

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Parte C  –  Recuperación del mensaje (Demodulación AM) utilizando un detector deenvolvente

26.  Modificar la configuración como se muestra en la figura 8.

NOTA: Las líneas punteadas son conexiones ya realizadas.

Figura 8

La configuración de la Figura 4 puede ser representada por el diagrama de bloques de la Figura 5.

PREGUNTA 6.

¿Cuál es el problema con la señal AM cuando se sobre-modula?

Un problema con la sobremodulacion es no se puede

desmodular con ciertas tecnicas.

 

  Un numero mínimo

 

0x  1

  Mayor que 1

PREGUNTA 7.

¿Qué cree que sea el índice máximo de modulación de la portadora sin sobre-modulación?

El indice maximo de sobremudulacion es 1.

 

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Figura 9

27.  Ajustar el control VOLTS/DIV del CH1 del osciloscopio para una configuración apropiada para lasseñales.

28.  Dibujar las dos formas de onda a escala en la cuadrícula de la última página, dejando espaciopara una tercera forma de onda.

Tip: Dibujar la señal de mensaje en el tercio superior de la cuadrícula y la señal de AM rectificada enel tercio medio.

29.  Desconectar la entrada CH2 del osciloscopio de la salida del RECTIFIER y en su lugar conectarlo ala salida de RC LPF.

30.  Dibujar la señal de AM demodulada a escala en el espacio que quedo de la cuadrícula.

PREGUNTA 8.

¿Cuál es la relación entre la señal de mensaje original y el mensaje recuperado?

Parte D – Investigando la amplitud del mensaje en el mensaje recuperado.

31.  Variar lentamente de arriba a abajo la amplitud de la señal de mensaje (girando lentamente deizquierda a derecha el control de G  del módulo de ADDER) mientras se observa la señaldemodulada.

PREGUNTA 9.

¿Cuál es la relación entre la amplitud de las dos señales de mensaje?

32.  Lentamente aumentar la amplitud de la señal de mensaje al máximo mientras se observa laseñal demodulada.

PREGUNTA 10.

¿Qué crees que causa la fuerte distorsión de la señal demodulada?

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PREGUNTA 11.

¿Por qué la sobremodulación causa la distorsión?

PREGUNTA 12.

Conclusiones, observaciones y recomendaciones

33.  Dibujar las dos formas de ondas a escala en la cuadricula proporcionada.