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• Ludis Maria Molina Pabon

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PRACTICA Nº 1 de 2016

MODULADOR PWM UNIVERSIDAD POPULAR DEL CESAR COMUNICACIONES II Aníbal García Clavijo; [email protected] Carlos Arturo Plata; [email protected] Harold Valega Velilla; [email protected] Fernando Valencia; [email protected]

I.

INTRODUCCIÓN

La modulación por ancho de pulso PWM, también llamada modulación por duración de pulso, PDM, es una de las tres formas básicas en las cuales se puede modular la información mediante una secuencia de pulsos. En esta modulación la información o señal moduladora es quien determina el ancho o duración del pulso que será transmitido. Esta práctica será realizada utilizando el circuito mostrado en el Anexo 1. Este permite el estudio de la modulación por ancho de pulso así como los diferentes pasos para llegar a ella II. OBJETIVOS  Experimentar y comprobar el funcionamiento de un modulador PWM III.

MARCO TEÓRICO

Un ciclo de trabajo del 0% significa que la señal siempre está nivel bajo; y un ciclo de trabajo del 100% significa la señal siempre en nivel alto, el número de casos intermedios posibles es un número finito llamado resolución del PWM y se expresa como

log 2 ( numero de casos ) . Por ejemplo si puede haber 256 ciclos de trabajo posibles se dice que el PWM tiene una resolución de 8 bits. Si conectamos una señal rectangular a un analizador de espectros para ver su contenido de frecuencias, veríamos que está formada por tres partes (Figura 2):  Una componente de DC, cuya amplitud es proporcional al ciclo de trabajo.  Una sinusoide en la frecuencia fundamental (f=1/T).  Un número infinito de armónicas cuyas frecuencias son múltiplos de la fundamental (2f, 3f, 4f, 5f, 6f,…)

La técnica de PWM consiste en producir un pulso rectangular con un ciclo de trabajo determinado, este ciclo de trabajo puede variar de 0 a 100%. En la Figura 1 se muestra un pulso con un ciclo de trabajo del 50%, es decir Ton/T = 0.5 Figura 2. Espectro de la señal PWM

Figura 1. Ciclo de trabajo 50%

De tal forma que si conectamos un filtro “ideal” pasa bajas a la salida del PWM para remover todas las frecuencias de la fundamental para arriba, obtendríamos una señal de CD limpia, cuya amplitud

PRACTICA Nº 1 de 2016

sería directamente proporcional al ciclo de trabajo. Aquí radica la importancia del PWM. Podemos aproximar este filtro pasa bajas con un simple filtro pasivo RC (de primer orden) o un filtro activo de un orden superior. En la Figura 3 se muestra la componente de CD (línea punteada) para una señal con un ciclo de trabajo de 50% y otra con un ciclo de trabajo de 10%.

requerido con el docente; podemos ver los resultados de las pruebas realizada según los requerimientos pedidos.

Figura 3. Salida analógica PWM y Filtro Pasa bajas. IV. DISEÑO DEL ESQUEMA Este laboratorio costa básicamente de dos fases: 1. Producir un pulso rectangular q se pasara por un comparador. 2. Aplicar una señal de entra ya sea dc o ac para luego entrar a comparar con el pulso creado en la primera etapa. Para el desarrollo del modulador PWM se diseñó el esquema con base al siguen diagrama de bloque mostrado en la figura 4.

Figura 5. Esquemático del modulador A continuación se muestra las señales de Salida del Modulador en las diferentes pruebas realizadas.

Figura 6. Señal portadora (salida A)

Figura 4. Diagrama de bloques modulador PWM. V.

DESARROLLO MODULADOR

Para el desarrollo de la práctica se implementó el esquema mostrado en la figura 5. El cual fue proporcionado por el docente con algunos pequeñas fases que se le agregaron para realizar las pruebas descritas en la guía, como fueron unos divisores de voltajes para cumplir con lo

Figura 7. OUT con una Señal moduladora de 0V

PRACTICA Nº 1 de 2016

Figura 8. OUT con una Señal moduladora de 2V

Figura 9. OUT con una Señal moduladora de -2V

Figura 10. OUT con una Señal moduladora 3.99V

Figura 11. OUT con una Señal moduladora 3.85V

Figura 12. OUT con una Señal moduladora 3.51V

Figura 13. OUT con una Señal moduladora 3.00V

Figura 14. OUT con una Señal moduladora 2.21V

Figura 15. OUT con una Señal moduladora 5.00Vpp

PRACTICA Nº 1 de 2016

 ¿Determine el índice de modulación para V=0Vy V=2 ?

Figura 15. OUT con una Señal moduladora 3.00Vpp

VI.

 Determinar la relación amplitud moduladora / amplitud portadora que asegure una transmisión optimaen tensión pico a pico de señal moduladora de 5V y 3V.

PREGUNTAS

 ¿Explique el funcionamiento del circuito?

 Determine el ancho de pulso To para V=0V.

VII.

BIBLIOGRAFÍA

1) Introducción a las telecomunicaciones modernas; Enrique Herrera Pérez. Editorial Limusa, 1998. 2) Sistema de comunicaciones electrónicas; Wayne Tomasi. Pearson Eduacación. 4th edition. 3) Digital Communications; Sklar, Bernard. Second Edition, Prentice Hall.