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UNSA – EPIE LABORATORIO DE TELECOMUNICACIONES I MODULADOR DE AMPLITUD TURNO: JUEVES 11:00 – 13:00 DIAGRAMA DE BLOQUES

Figura 1 Circuito 1

1. Describa la función que cumple cada uno de los bloques utilizados.

Figura 2 Definiendo partes del Diagrama de Bloques

Generador de Señal Moduladora (Mensaje)

Amplificador

Generador de Señal Moduladora

Antena

Generador de Señal Portadora Figura 3 Diagrama de Bloques de Generador de un Generador de Frecuencia Modulada

Generador de Señal Portadora u (Oscilador): En este bloque es donde se genera una señal senoidal de alta frecuencia. Generador de Señal Moduladora (Mensaje): En este bloque se genera una pequeña señal oscilatoria, puede que también esta señal sea generada por un transductor producto de un estímulo externo, puede contener información importante dependiendo del tipo de transductor. Amplificador: En este bloque se encarga de amplificar las señales entrantes debido a que el proceso inverso se puede perder información y por eso se trata de generar señales un poco grandes. En este caso apreciamos también como la señal moduladora tiene valores positivos la señal se ha movido a la zona positiva. Generador de Señal de Amplitud Modulada (AM): Se encarga de multiplicar o mezclar la señal portadora y una señal de entrada cualquiera en una sola Señal de Amplitud Modulada (AM), en este proceso la señal portadora se transformara en una señal que varía su amplitud con el tiempo y dentro de esta nueva señal se inserta la señal moduladora cualquiera o un mensaje. 2. Simule el circuito, mida la salida en la resistencia R3.

Figura 4 Señal de AM en R3

Figura 5 Señal de AM en R3, varia la amplitud con el tiempo

3. Dibuje las formas de onda de los dos generadores y de la salida, indicando los valores de voltaje y frecuencia de cada una.

Figura 6 Señal Moduladora (Mensaje)

Señal de Entrada (Mensaje): -Frecuencia = 1Khz -Voltaje Pico-Pico = 2.83 v. -Voltaje Máximo/Mínimo = +/- 1.41 v.

Figura 7 Señal Portadora

Señal de Portadora: -Frecuencia = 100Khz -Voltaje Pico-Pico = 2.81 v. -Voltaje Máximo/Mínimo = +/- 1.41 v.

Señal de Modulada: -Frecuencia = 100Khz -Voltaje Pico-Pico = 8.07 v. -Voltaje Máximo/Mínimo = +/- 4.03 v.

Figura 8 Señales de Modulación con ganancia, Portadora y Moduladora

Figura 9 Relación entre la Señal Moduladora con ganancia VS Señal de Amplitud Modulada

4. Describa cómo influye el potenciómetro R1 en la salida. Registre 5 distintos valores y grafique la salida para cada caso. -En los siguientes casos podemos apreciar ciertas características y limitaciones que deben tener ambas señales que deben estar dentro de un rango de distancia entre sus voltajes picos sino nuestra señal de AM tomara otra forma. -Se concluyó que siempre es necesario amplificar nuestra señal moduladora porque obtendríamos una señal de Amplitud Modulada con errores, pero no tan altos valores. -Nota: La señal portadora no deja rastros de su forma anterior, pero la Señal Moduladora o Mensaje todavía es apreciada y encaja con respecto a la señal de Amplitud Modulada.

Figura 10 R1=100%, Señal Moduladora VS Señal de Amplitud Modulada

Caso 1: Cuando R1=100% (resistencia 0 Ω) -Como la Señal Moduladora es amplificada enormemente con picos de 49.9 v. Podemos apreciar que esta señal no es de Amplitud Modulada ya que no están variando sus amplitudes asemejándose a una señal con altas frecuencias.

Figura 11 R1=80%, Señal Moduladora VS Señal de Amplitud Modulada

Caso 2: Cuando R1=80% (resistencia > 0 Ω) -Como la Señal Moduladora es amplificada con picos de 2.83v. Ya se puede apreciar una clara señal de Amplitud Modulada

Figura 12 R1=55%, Señal Moduladora VS Señal de Amplitud Modulada

Caso 3: Cuando R1=55% (resistencia > 0 Ω) -Como la Señal Moduladora es amplificada con picos de 1.299 V. Ya se puede apreciar notoriamente ya sea el lado positivo o negativo, las Amplitudes mínimas se están acercando al origen o ya han pasado a la otra región mínimamente con respecto a cada lado de la señal Amplitud Modulada.

Figura 13 R1=40%, Señal Moduladora VS Señal de Amplitud Modulada

Caso 4: Cuando R1=40% (resistencia >> 0 Ω) - Como la Señal Moduladora es amplificada con picos de 978 mV. Comparando en caso anterior con respecto a este la parte positiva su amplitud mínima positiva ha traspasado el origen llevando la señal mínima al otro lado, y caso contrario con el lado negativo su amplitud mínima negativa ha traspasado hacia el lado positivo.

Figura 14 R1=20%, Señal Moduladora VS Señal de Amplitud Modulada

Caso 5: Cuando R1=40% (resistencia >> 0 Ω) - Como la Señal Moduladora es amplificada con picos de 737 mV. En este caso podemos apreciar que sigue pasando una Amplitud mínima al otro lado de la región que no le pertenece pero aumentando más ese valor negativo. 5. Para cada onda graficada, calcule el índice de modulación a partir de la fórmula siguiente

Donde Hmax y Hmin son las amplitudes máximas y mínimas de la señal modulada.

Caso 1 : R1=100% (R1=0 Ω) 𝑚% =

71.6 − 68 × 100 71.6 + 68

𝑚% = 2.579

Figura 15 R1:100%

Caso 2 : R1=80% (R1>0 Ω) 𝑚% =

5.94 − 2.12 × 100 5.94 + 2.12

𝑚% = 47.395

Figura 16 R1:80%

Caso 3 : R1=55% (R1>0 Ω) 𝑚% =

3.83 − (−0.23) × 100 3.83 + (−0.23) 𝑚% = 112.778

Figura 17 R1:55%

Caso 4 : R1=40% (R1>>0 Ω) 𝑚% =

3.38 − (−0.6) × 100 3.38 + (−0.6)

𝑚% = 143.165

Figura 18 R1:40%

Caso 5 : R1=20% (R1>>0 Ω) 𝑚% =

3.09 − (−0.95) × 100 3.09 + (−0.95) 𝑚% = 188.785

Figura 19 R1:20%

Conclusión: -Podemos notar la importancia de un amplificador después del bloque de la señal de entrada para evitar índices muy altos y que estén por debajo del 100% que son señales deseadas como una Señal de Amplitud Modulada.

DIAGRAMA CIRCUITAL

Figura 20 Circuito 2

1. Dibuje el circuito en el simulador y configure cada componente como se indica.

Figura 21 Diagrama del Circuito Simulado

2. Grafique las formas de onda de la señal moduladora y de la portadora, indicando los valores de voltaje y frecuencia necesarios.

Figura 22 Valores de Nuestros generadores de Ondas

Figura 23 Señal Moduladora (Mensaje)

Señal Moduladora (Mensaje): -Voltaje Maximo/Minimo = +/-586.162 mV. -Frecuencia = 1 KHz.

Figura 24 Señal Portadora

Señal Portadora: -Voltaje Maximo/Minimo = +/-873.162 mV. -Frecuencia = 100 KHz.

8. Grafique la forma de onda de salida, medida en la resistencia de carga R5.

Figura 25 Señal de Amplitud Modulada

Señal de Amplitud Modulada: -Voltaje Maximo/Minimo = +/-10.071 mV. -Frecuencia = 100 KHz.

9. Determine los valores de amplitud y tiempo de la señal modulada.

-Amplitud Positiva = 1 mV. -Amplitud Negativa = -1 mV. -Frecuencia = 1 KHz. -Periodo = 1 mS.

10. Calcule a partir de la gráfica, el índice de modulación obtenido.

Indice de Modulacion 𝑚% =

0.136 − 0.011 × 100 0.136 + 0.011

𝑚% = 𝟖𝟓. 𝟎𝟑𝟒

11. Cómo influye la amplitud de la señal portadora en la salida del modulador? Grafique tres formas de onda que sustenten su respuesta. -

-

Tomando como referencia nuestro modelo básico y luego variando las amplitudes de nuestra señal Portadora, notamos como también la señal de Amplitud Modulada, también varía su amplitud proporcional al momento que variamos nuestra señal portadora, si queremos aumentar la amplitud de una señal AM debemos aumentar la amplitud de la Moduladora, así como caso contrario si queremos menos amplitud de salida nuestra moduladora si reducimos el tamaño de nuestra señal portadora. El único defecto encontrado sería una señal portadora con amplitud muy baja, como teoría una señal Portadora es una señal donde se guarda o empaqueta nuestra señal de Modulada o mensaje y debe tener una amplitud considerable. Sino ocurrirá como en la figura 27.

Figura 26 Señal Portadora VS Señal de AMPLITUD MODULADA INICIAL

Figura 27 Señal Portadora de 100 mV. pico-pico VS Señal Moduladora

Figura 28 Señal Portadora de 5 V. pico-pico VS Señal Moduladora

Figura 29 Señal Portadora de 10 V. pico-pico VS Señal Moduladora

12. Cómo influye la amplitud de la señal moduladora en la salida del modulador? Grafique tres formas de onda que sustenten su respuesta.

En estos 3 ejemplos podemos apreciar 3 tipos de señales moduladoras: -En el primero: Si aumentamos la amplitud de la señal Moduladora, podemos apreciar que nuestra señal amplitud modulada que en las amplitudes iniciales bajas se deforma y pierde su forma, luego se endereza pareciera que tuviera un proceso de estabilización, esto se debe a las frecuencias tan altas de nuestra señal que enviamos, demora en estabilizarse al momento de formar una señal moduladora y que la señal para enviar debe ser menor a la frecuencia de nuestra portadora si es muy menor tomara la forma de nuestra señal portadora la señal modulada. Este fenómeno se debe proceso de estabilización por parte de nuestros transistores que a altas frecuencias tienden a demorar la estabilidad de la transferencia de señales.

Figura 30 Señal Moduladora 1

-Para el segundo caso, podemos apreciar un caso extremo del anterior donde la amplitud de la señal moduladora es mucho mayor que la señal portadora, teniendo como resultado una señal más vulnerable a las perturbaciones, no existe ninguna forma de señal de amplitud modulada, ya que como hemos mencionado varias veces es necesario esa forma para contener o encapsular la señal moduladora y protegerla de perturbaciones, prácticamente esta señal es muy vulnerable.

Figura 31 Señal Moduladora 2

-Para nuestro tercer caso, se intentó elevar la frecuencia de nuestra señal moduladora obteniendo los siguientes resultados, se observa claramente que tampoco se genera una señal de amplitud modulada, parece que las altas frecuencias de una señal de una señal moduladora no pueden ser procesadas adecuadas por el circuito, generando estas señales discretas. Lo cual sería perjudicial si enviáramos mensajes con altas frecuencias. Se perdería prácticamente todo. Siempre es bueno que la frecuencia de una señal modulada no sea altísima para evitar esta señal.

Figura 32 Señal Moduladora 3