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• Kevin Ascue Contreras

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UNIVERSIDAD CATÓLICA DE SANTA MARÍA

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA CÓDIGO: ASIGNATURA:

7407273

GUÍA DE LABORATORIO NRO 03

CIRCUITOS ELECTRONICOS III

SEGUNDA FASE:

EL PLL COMO DEMODULADOR DE FM

Docente(s): Ing: RONALD P. COAGUILA GÓMEZ Fecha: 2020.05.21.

EXPERIENCIA N° 3: EL PLL COMO DEMODULADOR DE FM I.

OBJETIVO: Analizar el PLL como base del Sintetizador de Frecuencia Conocer, analizar y aplicar las técnicas de diseño de los circuitos enclavados en fase en un PLL analógico.

II. MARCO TEORICO El PLL (Phase Locked Loop)

Es un dispositivo electrónico de amplia aplicación en sistemas de comunicación. Básicamente consiste en un sistema de lazo cerrado capaz de enclavar (o sincronizar) la fase de un oscilador controlado por voltaje (VCO), con la fase de una señal de entrada. Entre las aplicaciones más conocidas en comunicaciones se pueden mencionar las siguientes: - Recuperación de portadora en AM y demodulación de FM - Sincronización de frecuencia - Multiplicación y división de frecuencia - Restauración o acondicionamiento de señales - etc. Por su gran versatilidad es común encontrar al PLL formando parte de sistemas tales como: - Modems - Decodificadores de tono - Receptores de FM, SCA - Sincronizador de datos En esta experiencia se estudiará el PLL analógico de propósitos generales disponible en el circuito integrado LM565. Se presentará un resumen del análisis teórico del PLL, el que debe ser contrastado en el Laboratorio con los resultados de las mediciones realizadas. DIAGRAMA DE BLOQUES GENERAL El esquema más simple de un PLL es el que está constituido por tres bloques funcionales: un detector de fase (PhD: Phase Detector), un filtro pasabajos (LPF: Low Pass Filter) y un oscilador controlado por voltaje (VCO: Voltage controlled oscillator), ver figura 4.2.1. El sistema puede incluir un amplificador a objeto de aumentar la ganancia de lazo del sistema. Este amplificador está conectado generalmente a uno de los extremos del LPF, o bien incorporado a éste. Para el caso del circuito integrado LM 565 este amplificador de error está inmediatamente después del PhD y su ganancia incorporada al factor de sensibilidad del PhD (KD).

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Oscilosgrama

III. INFORME PREVIO: a) Analizar y verificar los valores de enganche, rango de sintonía, estabilidad y otros parámetros del datashett del CD4046 b) Explicar brevemente los tipos de filtros que se usan en un PLL, señalando las ventajas y desventajas de su uso. c) Diseñar el filtro más conveniente para este caso d) Explicar brevemente la función de los detectores de fase y los del VCO en particular de éste CI e) Utilizar un simulador para observar el comportamiento del circuito propuesto y como medir el oscilosgrama.

IV. MATERIAL Y EQUIPO: - 01 Fuente de Alimentación. - 01 PLL CD4046 - 01 CMOS XOR y BUFER cmos - Resistencias según circuitos - Condensadores según circuitos

- 01 Osciloscopio - 01 cristal - Generador de RF - DIP switch - simulador

V. PROCEDIMIENTO a. Armar el circuito siguiente, voltaje de alimentación y amplitud de señales en Vi y Vo

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2. Sin introducir la señal FM, alimente el circuito y compruebe que el VCO presenta una frecuencia de libre oscilación cercana a 50 KHz produciendo una forma de onda rectangular. Reporte el oscilograma. 3. Genere una señal FM con una portadora sinusoidal (fc) de 50 KHz, amplitud de 1 Vpp y un offset de 2.5 V. La moduladora (fm) de 1 KHz y una desviación de frecuencia (Δf) de 15 KHz. 4. Reporte el oscilograma y espectro de la señal FM mencionando sus características. 5. Ajuste la frecuencia de la señal moduladora a 2.5 KHz (para una mejor visualización del estado de enganche) e introduzca la señal FM al circuito demodulador. 6. Muestre simultáneamente el oscilograma de la señal FM y la señal de salida del VCO para observar el estado de enganche del PLL. 7. Reajuste la frecuencia de la señal moduladora a 1 KHz. 8. Reporte el oscilograma donde se muestre de manera simultánea a la señal FM y a la señal demodulada. Indique la amplitud, periodo y frecuencia de la señal demodulada. 9. Reporte el espectro de la señal demodulada y comente. 10. Sin modificar la amplitud ni la frecuencia, cambie la forma de onda de la señal moduladora por una señal triangular. 11. Reporte el oscilograma donde se muestre de manera simultánea a la señal FM y a la señal demodulada. Indique la amplitud, periodo y frecuencia de la señal demodulada. 12. Reporte el espectro de la señal demodulada y comente. 13. Reestablezca una forma de onda sinusoidal para la señal moduladora y cambie la portadora por una forma de onda rectangular sin modificar los valores de amplitud y frecuencia anteriormente establecidos. 14. Reporte el oscilograma donde se muestre de manera simultánea a la señal FM y a la señal demodulada. Indique la amplitud, periodo y frecuencia de la señal demodulada. Compare los resultados obtenidos con los del punto 8. 15. Reporte el espectro de la señal demodulada y compare con el punto 9. 16. Reestablezca una forma de onda sinusoidal para la señal portadora y cambie la desviación de frecuencia (Δf) a 25 KHz. 17. Reporte el oscilograma donde se muestre de manera simultánea a la señal FM y a la señal demodulada. Indique la amplitud, periodo y frecuencia de la señal demodulada. Compare con el punto 8.

CUESTIONARIO FINAL:

1) Presentar los resultados del procedimiento y comparar con los simulados 2) ¿Por qué la frecuencia de libre oscilación del VCO y la frecuencia de la portadora presentan valores similares? 3) ¿Por qué es posible obtener la señal demodulada en la terminal 9 del CD4046, correspondiente al voltaje de control del VCO? 4). ¿Qué ocurre cuando se incrementa la desviación de frecuencia? Justifique su respuesta. 5). ¿Es necesario emplear una señal sinusoidal como portadora? Justifique su respuesta.

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VII. CONCLUSIONES Conclusiones y Observaciones de la experiencia.

IX. BIBLIOGRAFÍA O REFERENCIAS UTILIZADAS EN EL DESARROLLO DE LA PRACTICA

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