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MODULADOR FM CON XR-2206 Y DEMODULADOR FM CON XR-2211 RESUMEN El objetivo de la presente práctica es realizar la implementación de un circuito modulador AM, utilizado para su realización el circuito integrado generador de funciones XR-2206, y observar la gran ventaja que hay al utilizar la ayuda del circuito XR-2206 con relación al modulador AM con transistores, el cual es adecuado para aplicaciones de potencia baja pero no es circuito práctico cuando se requiere potencias de salida altas. Esto es porque el transistor se polariza para una operación de clase A, la cual es extremadamente ineficiente. Además, debido a que las características del transistor no son las mismas cuando se llevan al punto de corte como cuando se dirigen a la saturación, la envolvente de salida no es simétrica. Mientras los moduladores de AM de circuito integrado ofrecen una excelente estabilidad en frecuncia, características de modulación simétricas, miniaturización del circuito, inmunidad de la temperatura y simplicidad de diseño, y estos a diferencia de sus contrapartes discretas, pueden acoplarse precisamente al flujo de corriente, ganacia de voltaje del amplificador y variaciones de temperatura. Posteriormente se demodulará (a partir del detector de picos) la señal de salida del modulador AM con circuito integrado XR-2206, seguido amplificamos la pequeña señal de voz. A continuación se muestra un diagrama de bloques de los circuitos electrónicos para comunicaciones utilizados en el desarrollo de la práctica. Palabras Clave:

Frecuencia, Índice de modulación, Portadora, Modulante, Señal modulada, Modulador, Demodulador, Aplificación, XR-2206, circuito integrado.

INTRODUCCION En general, la propagación de señales de información a través de medios de transmisión es muy dependiente de las características específicas de dicho medio, de ahí que sea necesario adecuar las señales de información a transmitir a las características del canal de comunicaciones que será utilizado como medio de transmisión. Este proceso de adaptación de las señales de información al medio de transmisión es lo que se conoce como Modulación de la señal. En el extremo contrario, en recepción, será necesario hacer la operación contraria, es decir, recuperar la señal de información a partir de la onda modulada. Este proceso se conoce como proceso de Demodulación de la señal. El proceso de modulación y demodulación de la señal es necesario desde el punto de vista de poder realizar la transmisión de señales a través del canal de comunicaciones de forma eficiente. Este proceso de modulación consiste en un desplazamiento de la banda base de la señal de información hacia frecuencias más altas que resultan más adecuadas para la transmisión, y en recepción, se requiere el correspondiente desplazamiento a la banda original para la recuperación de la señal de información. Conceptos claves: XR-2206: Es un circuito integrado

generador de funciones monolítica capaz de generar o producir alta calidad de señales (seno, cuadrada, triangular, rampa y pulso en forma de ola), de estabilidad y exactitud. El resultado en forma de ola puede ser ambas amplitud y frecuencia modular por parte externa , la frecuencia de operación puede ser seleccionada externamente en mas de un rango de 0.01Hz a mas de 1Mhz. XR-2211:

Modulación de FM: Imposición de una señal a una onda portadora alternante de

manera que la amplitud de la portadora permanece constante, mientras que su frecuencia varía proporcionalmente con la amplitud de la señal. Demodulación de FM: El proceso inverso de modulación. Consiste en la recuperación de la señal moduladora (o información) de una onda portadora después de pasar por el medio de transmisión.

permitir una una máxima señal de salida de ca simétrica. Especificaciones Técnicas: 1 Generados de funciones XR-2206 Resistencias de 10KΩ (R1), 4.7KΩ, 47KΩ, 1KΩ. Capacitares de 10µf, 1µf, 0.001µf (C1) 2 fuente de CD una de 12 y otra de 4 Voltios.

CONTENIDO

SEÑAL MODULANTE (CIRCUITO DE VOZ)

DIAGRAMA ESQUEMÁTICO DEL MODULADOR FM CON CIRCUITO INTEGRADO XR-2206

El generador de funciones monolítica XR-2206 está idealmente equipado para realizar modulaciones de amplitud. La frecuencia que opera sin limitaciones de VCO en el generador de funciones XR2206 es la portadora, es decir, es generada por el mismo, y es determinada por un capacitor de tiempo externo (pines 5 y 6) y un resistor (pin 7). La señal de modulación se aplica al pin 1, y la envolvente de AM que resulta en el pin 2. La amplitud del voltaje de salida varía de manera lineal con el voltaje aplicado en la fuente de cd (+4V), debido a que la amplitud de salida es proporcional a la fuente de voltaje de 12V . El nivel de cd sobre el pin 2 es aproximadamente igual al voltaje de cd en el pin 3, el cual generalmente se polariza a la mitad entre los 12V y la tierra física para

Especificaciones Técnicas: · 1 Amplificador LM741 · Resistencias 5.1KΩ, 1KΩ., 3.9KΩ., 1KΩ., 10KΩ. · Condensadores 0.1µf, 0.01µf DEMODULADOR DE FM XR 22-11

Durante cada ciclo de portadora el diodo conduce momentáneamente, lo que permite que el capacitor se cargue

hasta el voltaje pico de cada ciclo de la portadora en particular. Entre pico y pico, el capacitor se descarga a través del resistor. Si se hace que la constante de tiempo RC sea mucho mayor que el periodo de la portadora, se conseguirá que la descarga sea mínima entre ciclo y ciclo y se elimina la mayor parte de la señal de portadora. La salida del circuito es la señal de voz que está entrando al demodulador. Después amplificamos con un amplificador no inversor. Especificaciones Técnicas: 1 Amplificador LM741 Resistencias 680Ω, 1KΩ, 22KΩ, 1KΩ, 10KΩ Condensadores 0.1µf 1 diodo amplificador 1N4004

It = (f*C)/(320) It = (100k*0.001)/(320) It = 0.31mA Vc = 6Vp-p K = 16khz Fo = 100khz Rc = 20k R = 10K C = 102 = 0.001µ RESULTADOS Vp-p = 9,4 v Fo = 139,5 khz Se dan unos picos maximos y minimos, ya que la frecuencia y al amplitud es continua.

RESULTADOS EN EL ESQUEMA DEL MODULADOR FM CON CON CIRCUITO INTEGRADO XR-2206 Frecuencia varia a la Amplitud F = (320 It (mA)) / (c(µF)) F = (1/RC) (1+ (R/RC) (1-(Vc/3)) k = (- 0.32/RcC) figura 1 ( C = 1000pF to 100µF ) ( R = 4k < R < 200k ) ( It = 1µA a 3mA ) CALCULOS K = Cantidad de veces que varia la frecuencia por cada voltio de entrada k = - (0.32/RcC) k = - (0.32/(20k*0.001µ) k = 16kHz/v Frecuencia de Portadora F = (1/RC) (1+(R/Rc) (1-(Vc/3)) hz F = (1/RC) (1) hz F = (1/(10k*0.001µ)) F = 100khz

SEÑAL MODULANTE (CIRCUITO DE VOZ) Para obtener un voltaje pico a pico similar (5V - 6V) al obtenido en la señal modulante (equipo generador de señales), fue necesario aumentar la ganancia en el amplificador (para esto variamos la resistencia RF de 10K a 22K). La señal de voz adquirida mostrada en la figura 2. los valores de amplitud y frecuencia de esta dependen de la intensidad de la voz al hablar, pero sus rangos están entre los valores de: Vp-p = 3.04V Frecuencia = 431Hz

C1 = 20.28pF Rx = 5kΩ

CONCLUSIONES

figura 2 DEMODULADOR DE FM XR 22-11 fo = (1/(Ro*Co)) fo = 139,5khz (10k < Ro < 100k) Ro = (1/(fo*Co)) Ro = (1/(139,5k*0.0001µ) Ro = 71,68kΩ Af/fo = Ro/R1 Af = k * Vp = 16k * 3 = 48000 fo = (Ro*Af)/(R1) R1 = (Af*Ro)/(fo) R1 = (48000*71.68k)/(139.5k) R1 = 24.66kΩ fc = (1/(2Π*Rf*Cf)) fc = κ4ζη Rf = (1/(2Π*fc*Cf)) Rf = (1/2∗κ4∗Π )µ100.0 Rf = 39,79kΩ ξ √ =Χ∗0521(ο)1Χ∗1Ρ(/) ξ 5.0 = C1 = (1250*Co)/(R1*ξ2) C1 = (1250*0.0001µ)/(24.66k*0.252) C1 = 20.28pf

Rf = 39.79kΩ Cf = 102 = 0.001µf Ro = 71.68kΩ Co = 101 = 0.0001µf R1 = 24.66kΩ

1. Observando el funcionamiento del demodulador y la amplificación, se nota que la señal estaba desfasada en comparación con la señal de voz o señal modulante, pero esto no es un problema ya que lo importante es la frecuencia (número de ciclos completos de un función periódica por unidad de tiempo) dada por la amplitud (valor pico de la señal). 2. Conocemos que la información (señal de voz) actúa sobre o modula la portadora y esta puede ser una forma de onda de frecuencia simple o compleja compuesta de muchas frecuencias que fueron originadas de una o más fuentes. REFERENCIA Tomasi, Wayne. Sistemas de Comunicaciones Electrónicas, Editorial Prentice Hall, Segunda Edición, 1996. Hojas de datos (XR-2206). Hojas de datos (XR-2211 ) Internet AUTOR Natalia Otálvaro Cardona [email protected]