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• Betsabet Liz Bala Romero

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Experimento 15 - Modulación por desplazamiento de amplitud I.

Objetivos

En este experimento, utilizará Emona Telecoms - Trainer 101 para generar una señal ASK utilizando el método de conmutación. Los datos digitales para el mensaje son modelados por el módulo del generador de secuencia. Luego, recuperará los datos con un simple detector de envolvente y observará su distorsión. Finalmente, usarás un comparador para restaurar los datos.

II.

Equipo

    III.

Emona telecomunicaciones - formadora 101. Osciloscopio de doble canal a 20 MHz. Tres Emona telecoms - entrenador 101 cables de osciloscopio. Surtido de Emona Telecoms - Entrenador 101 parches. Procedimiento

Parte A - Generando una señal ASK. (modulación por desplazamiento de amplitud) 1. 2. 3. 4.

Reúna un conjunto de los equipos mencionados anteriormente. Configure el alcance según las instrucciones de los Experimentos 1. Establezca el control de la fuente de disparo del alcance en la posición Ext. Establezca el control de acoplamiento de la fuente de disparo del alcance en la posición HF REJ. 5. Establezca los controles de Acoplamiento de Entrada del Canal 1 y Canal 2 del alcance en la posición DC. 6. Establezca el control de la base de tiempo del alcance en la posición 1 ms / div.

7. Conecte la configuración que se muestra en la figura 2 a continuación. Nota: Inserte los enchufes negros de los cables del osciloscopio en una toma de tierra (GND).

La configuración de la figura 2 se puede representar mediante el diagrama de bloques de la figura 3 a continuación. El módulo generador de secuencia se usa para modelar una señal digital y su salida SYNC se usa para activar el paisaje y proporcionar una visualización estable. El módulo de conmutador analógico dual se utiliza para generar la señal ASK.

8. Establezca el control del modo de alcance en la posición Dual para ver la salida de los módulos del Generador de Secuencia y la señal ASK fuera del módulo del Interruptor Analógico Dual. 9. Compara la señal.

El canal 1 representa una señal cuadra de frecuencia de 2K Hz con acoplo DC al igual que el canal 2 que es una señal Modulada ASK con acoplo DC y con igual frecuencia ya que en la Modulación por desplazamiento de Amplitud (ASK) la frecuencia se mantiene constante mientras que la amplitud varia y es allí en donde se encuentra la información que se desea transmitir desde una fuente transmisora a una fuente receptora. Pregunta 1  ¿Cuál es la relación entre la señal digital y la presencia de la portadora en la señal ASK? Cuando la señal digital se hace 0 en la señal ASK también se hace 0; y de la misma forma cuando la señal digital se hace 1, la señal ASK también es 1. Pregunta 2  ¿Cuál es el voltaje de la señal ASK cuando la señal digital es lógica -0? Consejo: Si no está seguro, configure brevemente el control de acoplamiento de entrada del canal 2 en la posición GND. La señal ASK tiene un voltaje promedio (Vavg) de 3.81 V; mas no se visualiza el voltaje pico a pico (Vpp).

Para la pregunta 2 ponemos el canal 2 en acoplamiento GND y lo que ocurre es que no se puede visualizar el Vpp sin embargo puedo obtener un voltaje promedio de 3.81 V. Observe que la portadora de la señal ASK y el reloj del módulo del generador de secuencia son de cierta frecuencia (2 kHz). Además, tenga en cuenta que son de la misma fuente: el módulo Master Signals. Esto se ha hecho para que la señal ASK sea fácil de ver en el alcance. Sin embargo, hace que la configuración sea poco práctica como un verdadero sistema de comunicaciones ASK porque la portadora y la señal de datos son fundamentales en la frecuencia. Por razones explicadas en el Experimento 6 (consulte las páginas 6-10 y 6-11), esto hace que la recuperación de los datos digitales en el receptor sea difícil, si no imposible. Idealmente, la frecuencia portadora debe ser mucho más alta que la tasa de bits de la señal digital (que está determinada por la frecuencia de reloj del módulo del generador de secuencia en esta configuración). La siguiente parte del experimento le permite configurar el operador a una frecuencia más apropiada (alrededor de 100 kHz). En el proceso, la salida del módulo Dual Analog Switch se parecerá más a una señal ASK convencional. 10. Localice el módulo VCO y ajuste su control de Ajuste de frecuencia a aproximadamente la mitad de su recorrido. 11. Ajuste el control de rango del módulo VCO a la posición HI. 12. Modifique la configuración como se muestra en la Figura 4 en la página siguiente. Recuerde: las líneas de puntos muestran los cables ya colocados.

13. Compara las señales. 14. Utilice el control de posición vertical del canal 1 del alcance para superponer la señal digital con las envolventes de las señales ASK y compárelas.

Pregunta 3  ¿Qué característica de la señal ASK sugiere que es una señal AM? Consejo: Si no está seguro, consulte la discusión preliminar. En una Señal por Desplazamiento de Amplitud (ASK) vamos a obtener que la información se encuentra en el cambio de la amplitud en un determinado tiempo y esto se asemeja con una Modulación de Amplitud (AM) ya que en esta al cambiar su amplitud y generar una envolvente la información que le llega al Receptor va estar comprendida en los cambios de Amplitud.

Parte B: Demodulación de una señal ASK utilizando un detector de envolvente ASK es real y simplemente AM (con un mensaje digital en lugar de voz o música). se puede recuperar utilizando cualquiera de los esquemas de demodulación A M. La siguiente parte del experimento te deja hacer Así que usando un detector de sobres. 15. Localice el módulo de filtro de paso bajo sintonizable y gire el control de ganancia por completo. 16. Gire el control de ajuste de frecuencia del modificador de paso bajo sintonizable en el sentido de las agujas del reloj. 17. Modifique la configuración como se muestra en la figura 6 a continuación. Nota: la mayoría de los módulos han sido dejados de f para el dibujo en la página.

Las partes de la generación y demodulación de ASK de la configuración se pueden representar mediante el diagrama de bloques en la Figura 7 en la página siguiente. El rectificador en el módulo de Utilidades y el módulo de filtro de paso bajo sintonizable se utilizan para implementar un detector de envolvente para recuperar los datos digitales de la señal ASK.

18. Compara las señales digitales originales y recuperadas.

Luego de pasar por el Rectificador la señal pasa por un filtro pasa bajo haciendo que solo pasen las frecuencias bajas y eliminando las frecuencias altas (Señal Portadora).

Pregunta 4  ¿Por qué la señal digital recuperada no es una copia perfecta del original? Es porque en el proceso de demodulación la señal se a recuperado con cierta cantidad de ruido, también influye la atenuación que pudo a ver sufrido la señal debido a ciertos factores. Pregunta 5  ¿Qué se puede usar para "limpiar" la señal digital recuperada? Si se desea eliminar este ruido sería necesario hacer uso de un filtro más para así poder obtener una señal más limpia con respecto a la anterior ya que el filtro hará que se mejore la calidad de la señal recuperada en el receptor. Parte C: Restauración de la señal digital recuperada usando un comparador El experimento 14 muestra que el comparador es un circuito útil para restaurar señales digitales distorsionadas. La siguiente parte del experimento le permite usar un comparador para limpiar la señal A5K demodulada. 19. Modifique la configuración como se muestra en la Figura 8 a continuación.

Los puertos de generación ASK, demodulación y restauración de señal digital de la configuración se pueden representar mediante el diagrama de bloques en la Figura 9 a continuación.

20. Ajuste el Variable DC control del módulo Variable DCV a aproximadamente la mitad de su recorrido. 21. Compara las señales. Si no son lo mismo, varíe el Variable DC control del módulo Variable DCV hasta que estén

Pregunta 6  ¿Cómo hace el comparador para convertir las tensiones crecientes lentas de la señal digital recuperada en transiciones bruscas?

Para que podamos obtener la señal inicial en el receptor después de haber realizado el proceso de Demodulación lo que se hace es usar un comparador ya que su función de este componente esta dado por lo siguiente: Siendo: 𝑉1 = 𝑉𝑜𝑙𝑡𝑎𝑗𝑒 𝑣𝑎𝑟𝑖𝑎𝑏𝑙𝑒 𝑑𝑒𝑙 𝑉𝐷𝐶 . 𝑉2 = 𝑉𝑜𝑙𝑡𝑎𝑗𝑒 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑠𝑒ñ𝑎𝑙 𝑒𝑛 𝑙𝑎 𝑠𝑎𝑙𝑖𝑑𝑎 𝑑𝑒𝑙 𝑓𝑖𝑙𝑡𝑟𝑜 𝑝𝑎𝑠𝑎 𝑏𝑎𝑗𝑜. Si 𝑉𝐷𝐶 se encuentra entre < 40𝑚𝑉, 52𝑚𝑉 > la señal se recupera correctamente. Si 𝑉𝐷𝐶 es menor a 30mV entonces la señal a la salida del comparador se pierde. Si 𝑉𝐷𝐶 es mayor a 42mV entonces la señal a la salida del comparador se pierde. 𝑉1 > 𝑉2 → 𝑉1 − 𝑉2 > 0 → 𝑉𝑜𝑢𝑡 = +𝑉𝑐𝑐 𝑉1 < 𝑉2 → 𝑉1 − 𝑉2 < 0 → 𝑉𝑜𝑢𝑡 = −𝑉𝑐𝑐 Ruido Ruido Es común que la radiación de radio ocurra de manera natural, ya que los sistemas de comunicaciones de frecuencia se alteran por la radiación electromagnética no deseada. Generada por el sol y la actividad atmosférica como los rayos. Gran parte de la radiación es; también de fabricación humana, ya sea involuntariamente (la radiación electromagnética emitida por máquinas eléctricas y equipos electrónicos) o intencionalmente (transmisiones de comunicación de otras personas que no queremos recibir). La mayoría del ruido se agrega a las señales mientras están en el canal. Esto cambia la forma de las señales, que a su vez cambia la forma en que suena la señal cuando el receptor la demodula. Si el ruido es suficientemente grande (en relación con el tamaño de la señal), la señal se puede cambiar tanto que no se puede demodular. Es posible modelar el ruido que se agrega a una señal en el canal de un sistema de comunicaciones utilizando el Emona Telecoms-Trainer 101. Si el instructor lo permite, esta actividad le permite hacerlo. 1. Conecte la configuración que se muestra en la Figura 1 a continuación, pero no desconecte ninguno de sus cables existentes.

Esta configuración se puede representar mediante el diagrama de bloques de la Figura 2 en la página siguiente. Modela el comportamiento de un canal real mediante la adición de ruido a las señales de comunicaciones, como ASK. De manera útil, la cantidad de ruido se puede variar seleccionando la salida -20 dB (el ruido es aproximadamente una décima parte del tamaño de la señal), la salida 6 dB (el ruido es aproximadamente la mitad del tamaño de la señal) o la salida 0 dB (el ruido es aproximadamente del mismo tamaño que la señal).

2. Desconecte el cable de conexión a la salida del módulo del interruptor analógico dual y conecte la entrada del canal ruidoso 3. Desconecte el cable de conexión a la entrada del rectificador y conecte la salida del canal ruidoso. Nota: Una vez hecho esto, la señal del transmisor (la salida del módulo del interruptor analógico dual) viaja a la entrada del receptor (la entrada del rectificador) a través del modelo de un canal ruidoso. 4. Compare los datos originales y los recuperados. Si no son iguales, revise el control variable de control variable del módulo DCV variable hasta que estén 5. Desconecte la entrada Channel-2 del alcance de la salida del comparador y conéctela a la salida del módulo Adder para observar la señal ASK ruidosa. 6. Conecte la entrada de ruido del módulo Adder a la salida de -6dB del módulo generador de ruido para aumentar el ruido en el canal. 7. Observe el efecto que esto tiene en la señal ASK. 8. Vuelva a conectar la entrada del canal 2 del alcance a la salida del comparador. 9. Compare los datos originales y recuperados. Si no son iguales, varíe el control Variable DC del módulo Variable DCV hasta que estén Nota: puede ser imposible recuperar los datos. ONDA SENOIDAL a) -20 dB

b) -6dB

c) 0dB

SEÑAL CUADRADA a) -20dB

b) -6dB

c) 0dB