Modulacao Am Dsb

CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA DO PARANÁ DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ELETRÔNICA EL43D – FUNDAMENTOS EM COMUNICAÇÃO DE DADOS

OBJETIVO 02 – MODULAÇÃO AM-DSB

Objetivos de Ensino • Processos de modulação: conceituação e classificação, motivações e limitações. • Introdução à modulação de amplitude. • Estudo da modulação AM-DSB.

Conteúdo • Processos de modulação. • Modulação de amplitude (AM). • Fundamentos da modulação AM-DSB. • Técnicas para geração e detecção de sinais AM-DSB.

Sumário 2.1

INTRODUÇÃO .....................................................................................................................2

2.1.1. 2.1.2. 2.1.3. 2.1.4.

CONCEITO DE MODULAÇÃO ...........................................................................................3 CLASSIFICAÇÃO DOS PROCESSOS DE MODULAÇÃO ........................................................4 NECESSIDADE DA MODULAÇÃO ......................................................................................5 LIMITAÇÕES FUNDAMENTAIS DA MODULAÇÃO ................................................................6

2.2

MODULAÇÕES DE AMPLITUDE ......................................................................................7

2.3

MODULAÇÃO DE AMPLITUDE COM DUPLA BANDA LATERAL .................................8

2.3.1. 2.3.2. 2.3.3.

CARACTERÍSTICAS .........................................................................................................8 GERAÇÃO DE S INAIS AM-DSB.....................................................................................10 DETECÇÃO DE SINAIS AM-DSB ...................................................................................13

2.4

LISTA DE EXERCÍCIOS ...................................................................................................15

2.5

PRÁTICA DE LABORATÓRIO.........................................................................................17

FUNDAMENTOS EM COMUNICAÇÃO DE DADOS

2

OBJETIVO 2: MODULAÇÃO AM-DSB

2.1

INTRODUÇÃO

Já foi visto anteriormente o conceito de sistema de comunicação, bem como seus três elementos básicos: transmissor, canal e receptor.

SISTEMA DE COMUNICAÇÃO Fonte ou Transdutor

Transmissor

Canal

Receptor

Destino ou Transdutor

Esquemático de um sistema de comunicação.

Foi visto que o objetivo do elemento transmissor é converter o sinal de informação para um formato apropriado para ser transmitido pelo canal sendo tal operação conhecida pelo nome de modulação. Também foi visto que a função do elemento canal é fornecer uma conexão física entre o transmissor e receptor, havendo dois tipos básicos de canais: canais ponto-a-ponto e canais de difusão (do inglês, “broadcast channels”). Apresentou-se a questão das interferências e ruídos aos quais um sinal transmitido através do elemento canal está sujeito e que tais fenônemos podem alterar e distorcer o formato da informação. Por fim o elemento receptor deve processar o sinal (modulado) recebido do canal produzindo uma “estimativa” do sinal de informação original sendo tal operação conhecida pelo nome de demodulação ou detecção. Agora veremos os fundamentos gerais da modulação e demodulação e, estudaremos em detalhes as chamadas modulações digitais. O estudo do canal constitui uma área de conhecimento à parte que não será abrangida neste estudo.

FUNDAMENTOS EM COMUNICAÇÃO DE DADOS

OBJETIVO 2: MODULAÇÃO AM-DSB

2.1.1.

3

Conceito de Modulação

O processo de modulação pode ser compreendido como um sistema que recebe duas entradas e produz uma saída.

Saída Entradas

Modulação

Representação genérica da modulação.

Uma das entradas é o sinal de informação, gerado pela fonte ou pelo transdutor, sendo conhecida pelo nome de sinal modulante, isto é, sinal que irá promover a modulação. A outra entrada é um sinal apropriado para transmissão pelo canal cuja função é transportar a informação, sendo por isso conhecido como sinal de portadora ou, simplesmente, portadora. O processo de modulação irá gerar na saída um sinal que é basicamente o sinal de portadora tendo alguma de suas características modificadas pelo sinal modulante. A saída da modulação é conhecida como sinal modulado.

sinal modulante m(t)

MODULAÇÃO

sinal modulado s(t)

c(t) portadora Processo de modulação.

Note que ao final do processo de modulação, o sinal de informação original deixa de existir, ou seja, é descartado pelo processo de modulação, restando apenas o sinal modulado (portadora modificada) que é efetivamente transmitido pelo canal.

MAIO DE 2002

4

OBJETIVO 2: MODULAÇÃO AM-DSB

2.1.2.

Classificação dos Processos de Modulação

As modulações existentes são classificadas de acordo com o tipo do sinal modulante (analógico ou digital) e com o tipo da portadora (analógica ou digital). A tabela a seguir resume as três (quatro?) classificações possíveis para o processo de modulação, citando exemplos de processos práticos como a modulação AM.

Portadora

Analógica c(t) = Ac.cos(2.π .fc.t + φ )

Informação

tempo

Digital c(t) = A.rect(σ.fo )

tempo

m(t) Analógica

MODULAÇÕES ANALÓGICAS – Amplitude (A c ): AM – Freqüência (fc ): FM – Fase (φ): PM

MODULAÇÕES DE PULSO – Amplitude (A): PAM – Largura (σ): PWM – Posição: PPM – PCM

m(t) Digital

MODULAÇÕES DIGITAIS – Amplitude (A c ): ASK – Freqüência (fc ): FSK – Fase (φ): PSK – Quadratura: QAM (= ASK+PSK)

– Códigos de Linha (Não há modulação neste caso)

Legenda: AM do inglês “Amplitude Modulation” ou Modulação de Amplitude ASK do inglês “Amplitude Shift Keying Modulation” ou Modulação por Chaveamento de Amplitude FM do inglês “Frequency Modulation” ou Modulação de Freqüência FSK do inglês “Frequency Shift Keying Modulation” ou Modulação por Chaveamento de Freqüência PAM do inglês “Pulse Amplitude Modulation” ou Modulação por Amplitude de Pulso PCM do inglês “Pulse Code Modulation” ou Modulação por Código de Pulso PM do inglês “Phase Modulation” ou Modulação de Fase PPM do inglês “Pulse Position Modulation” ou Modulação por Posição de Pulso PSK do inglês “Phase Shift Keying Modulation” ou Modulação por Chaveamento de Fase PWM do inglês “Pulse Width Modulation” ou Modulação por Largura de Pulso QAM do inglês “Quadrature Amplitude Modulation” ou Modulação em Quadratura de Amplitude

FUNDAMENTOS EM COMUNICAÇÃO DE DADOS

OBJETIVO 2: MODULAÇÃO AM-DSB

2.1.3.

5

Necessidade da Modulação

MODULAÇÃO PARA FACILIDADE DE IRRADIAÇÃO Uma irradiação eletromagnética eficiente necessita de antenas com dimensões físicas da ordem de meio comprimento de onda (λ/2). Muitos sinais, especialmente os sinais de áudio, possuem componentes de freqüência de baixo valor necessitando de antenas de grandes dimensões para uma irradiação direta. Utilizando a propriedade da translação em freqüência da modulação, estes sinais podem ser sobrepostos em uma portadora de alta freqüência, com conseqüente redução no tamanho da antena.

MODULAÇÃO PARA REDUÇÃO DE RUÍDO E INTERFERÊNCIA Certos tipos de modulação possuem a propriedade de reduzir efeitos causados tanto pelo ruído como pela interferência. Esta redução, entretanto, é obtida à custa de uma maior largura de faixa para a transmissão do sinal que a necessária para o sinal original.

MODULAÇÃO PARA DESIGNAÇÃO DE FREQÜÊNCIA A seleção (e separação) de uma estação, em um aparelho de rádio ou de televisão, é possível porque cada uma tem uma diferente freqüência de portadora de designação (atribuída). Duas ou mais estações transmitindo diretamente no mesmo meio, sem modulação produziriam uma superposição de sinais interferentes.

MODULAÇÃO PARA MULTIPLEXAÇÃO As técnicas de multiplexação, inerentemente formas de modulação, permitem a transmissão de múltiplos sinais através de um mesmo canal, de modo que cada sinal pode ser separado no extremo de recepção.

MODULAÇÃO PARA SUPERAÇÃO DE LIMITAÇÕES DE PROJETOS A modulação pode ser utilizada para transladar um sinal até a porção do espectro de freqüência onde as necessidades de projeto são mais facilmente satisfeitas.

MAIO DE 2002

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OBJETIVO 2: MODULAÇÃO AM-DSB

2.1.4.

Limitações Fundamentais da Modulação

No projeto de um sistema de comunicação enfrenta-se dois tipos de restrições: os problemas tecnológicos (fatores práticos, de engenharia), e as limitações físicas fundamentais (leis da natureza pertinentes ao problema, que definem o que pode ser alcançado). As limitações fundamentais de transmissão da informação por meios elétricos são a largura de faixa e o ruído. (1) A Limitação da Largura de Faixa: Obtém-se uma transmissão rápida da informação utilizando-se sinais que variam rapidamente com o tempo. Nos sistemas físicos, uma variação da energia armazenada necessita de um intervalo definido de tempo. Portanto, não se pode aumentar arbitrariamente a velocidade de transmissão, pois o sistema poderá eventualmente cessar de responder às variações do sinal. Assim, existe uma taxa máxima de variação do sinal permitida pelo sistema, o que equivale a dizer que a largura de faixa de freqüências do sistema é finita e limitada. A largura de faixa surge, portanto, como uma limitação fundamental. (2) A Limitação pelo Ruído: O êxito da comunicação elétrica depende de quão precisamente o receptor pode determinar que sinal foi realmente enviando, distinguindo-o dos sinais que poderiam ter sido enviados. Como o ruído está sempre presente em sistemas elétricos (teoria cinética), as perturbações do ruído sobreposto limitam a habilidade de identificar corretamente o sinal enviando, limitando, assim, a transmissão da informação. É importante notar que, se a intensidade do sinal é insuficiente, a adição de estágios de amplificação não solucionará o problema; pois o ruído será amplificado juntamente com o sinal, ficando inalterada a relação sinal-ruído. Como análise final, dadas as características de um sistema de comunicação, há um limite superior para a taxa de transmissão (bits por segundo) que pode ser transmitida pelo sistema, limite este chamado capacidade do canal. Sendo a capacidade finita, pode-se afirmar que o projeto de um sistema de comunicação é um compromisso entre: • o tempo de transmissão; • a potência transmitida; • a largura de faixa, e; • a relação sinal-ruído.

Tais compromissos ficam ainda mais restritos pelos problemas tecnológicos.

FUNDAMENTOS EM COMUNICAÇÃO DE DADOS

OBJETIVO 2: MODULAÇÃO AM-DSB

2.2

7

MODULAÇÕES DE AMPLITUDE

Consiste em variar a tensão (amplitude) de uma portadora em função da tensão (amplitude) do sinal modulante. Existem quatro tipos de modulação em amplitude: • AM-DSB: dupla banda lateral (double side band) • AM-DSB-SC: dupla banda lateral com portadora suprimida (double side band supressed carrier) • AM-SSB: banda lateral única (single side band) • AM-VSB: banda lateral vestigial (vestigial side band) A tabela a seguir resume as principais características (e diferenças) de cada tipo de modulação AM: Restrições ao Sinal Modulante

Espectro sinal modulante

DSB

SSB

sinal modulante

Largura Espectral

Sim

2

2.W

Não

2

2.W

Não

1

W

Não

1+∆

sinal modulado

BAIXAS freqüências.

Deve possuir

VSB

BAIXAS

sinal modulante

Aplicações

Rádio AM

sinal modulado

DSB/SC Sem restrições.

Não deve possuir

Bandas Laterais

sinal modulado

Sem restrições.

sinal modulante

Portadora

Não há (fase intermediária)

rádios em geral (polícia, táxi, etc.)

sinal modulado

W + ∆w TV (vídeo)

freqüências.

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OBJETIVO 2: MODULAÇÃO AM-DSB

2.3

MODULAÇÃO DE AMPLITUDE COM DUPLA BANDA LATERAL

2.3.1.

Características A modulação AM-DSB é expressa matematicamente pela seguinte equação:

s(t) = [1 + k a .m(t)].c(t) onde:

s(t) = sinal modulado AM-DSB m(t) = sinal modulante c(t) = portadora = Ac .cos(2.π.fc .t) ka = sensibilidade à amplitude do modulador

ANÁLISE TONAL Para efeitos de análise do comportamento da modulação AM-DSB, considere o sinal modulante como tendo uma única componente de freqüência, sendo possível expressa-lo, portanto, por m(t) = Am.cos(2.π .fm.t)., sendo que fc >> fm. Desta forma, o sinal modulado AM-DSB pode ser expresso por:

s(t) = {1 + k a .[A m.cos(2.π .f m.t)]}. Ac .cos(2.π .f c .t) s(t) = Ac .cos(2.π .f c .t) + k a .A m.cos(2.π .f m.t). Ac .cos(2.π .f c .t) s(t) = Ac .cos(2.π .f c .t) + (portadora)

+ ½.k a .A m. Ac .{cos[2.π .(f c -f m ).t]+cos[2.π .(f c +f m ).t]} (banda lateral inferior)

(banda lateral superior)

Sinal e espectro da modulação AM-DSB tonal.

∗

propriedades trigonométricas: cos(a).cos(b)=½.{cos(a-b)+cos(a+b)}

FUNDAMENTOS EM COMUNICAÇÃO DE DADOS

(∗ )

OBJETIVO 2: MODULAÇÃO AM-DSB

9

ÍNDICE DE MODULAÇÃO O índice de modulação AM-DSB indica o grau de transferência da informação do sinal modulado, de 0% a 100% (0 < µ ≤ 1). Caso o índice de modulação seja maior que 100% (µ > 1), ocorre um fenômeno conhecido como sobre-modulação.

Efeitos do diferentes índices de modulação: µ < 1, µ = 1 e µ > 1.

MEDIÇÃO DO ÍNDICE DE MODULAÇÃO Para se conseguir o índice de modulação AM-DSB em um osciloscópio, utiliza-se o método do trapézio. O objetivo do método do trapézio é obter uma figura trapezoidal na tela do osciloscópio (conforme a ilustrada abaixo) na qual o menor lado (lado A) representa a menor amplitude do sinal AM-DSB e o maior lado (lado B), a maior amplitude deste sinal.

Trapézio para medição de índice de modulação.

A figura trapezoidal é obtida no osciloscópio ao se ligar o sinal modulado (eAM ) no canal 1 e o sinal modulante (eAF) no canal 2, e posicionando a chave de seleção para modo X-Y. Já o cálculo do índice de modulação é feito através da expressão:

m=

B−A ×100% B+A

MAIO DE 2002

10

OBJETIVO 2: MODULAÇÃO AM-DSB

2.3.2.

Geração de Sinais AM-DSB

A fim de gerar um sinal AM-DSB, o dispositivo modulador deve realizar três tarefas: (1) Soma: o sinal modulante (eAF ) é somado com o sinal de portadora (eRF ); (2) Dispositivo não-linear: o resultado da soma deve passar por um dispositivo não-linear que implemente a lei quadrática (3) Filtragem: a saída do dispositivo não-linear é filtrada por um filtro passa-faixa centrado na freqüência da portadora.

Esquema de um gerador de sinais AM-DSB.

A saída do dispositivo não-linear que implementa a lei quadrática é expressa em função da entrada através da seguinte equação: e 1(t) = a1.e o (t) + a2.e o 2(t). A entrada do dispositivo não-linear é expressa pela soma do sinal modulante com o sinal de portadora, isto é, e o (t) = c(t)+m(t). Temos, portanto, o seguinte desenvolvimento:

e 1 (t) = a 1 .{c(t)+m(t)} + a 2 .{c(t)+m(t)} 2 e 1 (t) = a 1 .c(t) + a 1 .m(t) + a 2 .{c 2 (t) + 2.c(t).m(t) + m 2 (t)} e 1 (t) = a 1 .c(t) + a 1 .m(t) + a 2 .c 2 (t) + 2.a 2 .c(t).m(t) + a 2 .m 2 (t) Considerando uma análise tonal, o sinal modulante seria expresso m(t) = Am.cos(2.π .fm.t) e a portadora por c(t) = Ac.cos(2.π .fc.t), sendo fc >> fm. Assim:

e 1 (t) = a 1 . Ac .cos(2.π .f c .t) + a 1 . Am .cos(2.π .f m .t) + a 2 . Ac 2 .cos 2 (2.π .f c .t) + + 2.a 2 . Ac .cos(2.π .f c .t) . Am .cos(2.π .f m .t) + a 2 . Am 2 .cos 2 (2.π .f m .t) e 1 (t) = a 1 . Ac .cos(2.π .f c .t) + a 1 . Am .cos(2.π .f m .t) + ½.a 2 . Ac 2 .cos(2.π .2.f c .t) + + a 2 . Ac .Am .{cos[2.π .(f c - f m ).t] + cos[2.π .(f c + f m ).t] } + + ½.a 2 . Am 2 .cos 2 (2.π .2.f m .t)

FUNDAMENTOS EM COMUNICAÇÃO DE DADOS

por

OBJETIVO 2: MODULAÇÃO AM-DSB

11

Rearranjando os termos, teremos:

e1(t) = a1.Ac .cos(2.π.fc .t) + a2.Ac .Am .{cos[2.π.(fc - fm ).t] + cos[2.π.(fc + fm ).t]} + (sinal AM-DSB)

+ a1.Am .cos(2.π.fm .t) + ½.a2.Am 2.cos 2(2.π.2.fm .t) + ½.a2.Ac 2.cos(2.π.2.fc .t) (termos indesejáveis que deverão ser filtrados)

Os sinais e espectros que surgem ao longo do processo de geração de sinal AM-DSB são ilustrados abaixo:

Sinais e espectros intermediários do processo de geração do sinal AM-DSB.

Como é possível perceber, a geração de sinais modulados em AM-DSB é relativamente simples.

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OBJETIVO 2: MODULAÇÃO AM-DSB

MODULADOR SÍNCRONO A DIODO (i)

D1

(iii)

eo(t) em(t)

(ii)

e(t)

O circuito elétrico acima realiza a modulação AM-DSB. Pode-se ver claramente os dois sinais de entrada – sinal modulante, em (t) e portadora, eo(t) – que se somam em (i). Em seguida, o sinal resultante da soma dos sinais de entrada passa por um diodo (dispositivo não-linear) em (ii). Por fim, o sinal passa por um filtro passa-faixa em (iii) antes de deixar o circuito como sinal modulado AM-DSB. Este circuito é dito síncrono, pois o diodo conduz/corta em função do sinal de portadora, uma vez que este sinal possui freqüência maior que o sinal modulante.

MODULADOR SÍNCRONO E QUADRÁTICO C8

(iv)

(i) eo(t) Portadora

C1 560 pF R1 150 k

L1 470 uH

C4 1 nF

(v)

39 nF

RL 2,2 k

Q1 BF 245C VGS

(iii)

em(t) Modulante

C2 +

10 uF

AM

C5 1 nF

R3

(ii)

e(t)

R2 1 k C3 33 nF

330 P1 10 k

C6 33 nF

+

+

15 V C7 47 uF a 470 u F -

O circuito elétrico acima também realiza a modulação AM-DSB. Pode-se ver claramente os dois sinais de entrada – sinal modulante, em (t) e portadora, eo(t) – que se somam em (iii), na tensão VGS formada no transistor FET. Em seguida, o sinal resultante da soma dos sinais de entrada, tensão VGS, irá gerar, pelo efeito do transistor (dispositivo não-linear), uma corrente de dreno em (iv). A corrente de dreno do FET tem uma característica quadrática de transferência quadrática (x2) expressa por:

FUNDAMENTOS EM COMUNICAÇÃO DE DADOS

OBJETIVO 2: MODULAÇÃO AM-DSB

I D=

V = I dss (1 − GS ) 2 Vp

onde:

13

Id = corrente no dreno Idss = corrente para dreno com VGS=0 Vp = tensão VGS para ID=0

Conclusão, na corrente de dreno são encontradas as componentes da modulação AM-DSB. Além das componentes do AM-DSB existem outras que devem ser eliminadas por filtro. Assim, o sinal passa por um filtro passa-faixa em (v) antes de deixar o circuito como sinal modulado AM-DSB. Este circuito é dito síncrono, pois o transistor conduz/corta em função do sinal de portadora, uma vez que este sinal possui freqüência maior que o sinal modulante.

2.3.3.

Detecção de Sinais AM-DSB

A fim de detectar a informação contida em um sinal AM-DSB, o dispositivo demodulador deve realizar três tarefas: (1) Filtragem de seleção: o sinal modulado (eS) é filtrado para eliminação de ruídos e interferências fora da faixa de interesse; (2) Dispositivo não-linear: o resultado da filtragem passa por um dispositivo não-linear que implemente a lei quadrática (3) Filtragem de demodulação: a saída do dispositivo não-linear é filtrada por um filtro passa-baixa para obtenção da informação original.

Esquema de um detector de sinais AM-DSB.

A saída do dispositivo não-linear que implementa a lei quadrática é expressa em função da entrada através da seguinte equação: e 1(t) = a1.e o (t) + a2.e o 2(t). A entrada do dispositivo não-linear é o próprio sinal AM-DSB, isto é, e o (t) = Ac.cos(2.π .fc.t) + ½.Ac.Am.{cos[2.π .(fc - fm).t] + cos[2.π .(fc + fm).t]}, considerando-se a análise tonal.

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OBJETIVO 2: MODULAÇÃO AM-DSB Temos, portanto, o seguinte desenvolvimento:

e1(t) = a1.{ Ac .cos(2.π.fc .t) + ½.Ac .Am .{cos[2.π.(fc - fm ).t] + cos[2.π.(fc + fm ).t]}} + (termos indesejáveis que deverão ser filtrados)

+ a 2 .{ Ac .cos(2.π.fc .t) + ½.Ac .Am .{cos[2.π.(fc - fm ).t] + cos[2.π.(fc + fm ).t]}} 2 (termos que irão conter a informação demodulada)

Dos termos a partir dos quais a informação original será detectada temos: cos (2.π.fc .t) = ½.{1 + cos( 2.π.2.fc .t)} 2

(nível DC)

(termo indesejável)

cos 2 [2.π.(fc - fm ).t] = ½.{1 + c o s [ 2.π.2.(fc - fm ).t]} (nível DC)

(termo indesejável)

2

cos [2.π.(fc + fm ).t] = ½.{1 + cos[ 2.π.2.(fc + fm ).t]} (nível DC)

(termo indesejável)

cos(2.π.fc .t).cos[2.π.(fc - fm ).t] = ½.{cos( 2.π.fm .t) + cos [2.π.(2.fc - fm ).t]} (sinal original)

(termo indesejável)

cos(2.π.fc .t).cos[2.π.(fc + fm ).t] = ½.{cos[ 2.π.(-fm ).t] + cos [2.π.(2.fc + fm ).t]} (sinal original)

(termo indesejável)

Sinais e espectros intermediários do processo de geração do sinal AM-DSB.

Um efeito colateral da modulação AM-DSB que aparece no sinal recuperado é o grampeamento deste sinal em um nível DC não presente no início do processo (sinal modulante original). Em última análise, este nível DC corresponde a demodulação da própria portadora.

FUNDAMENTOS EM COMUNICAÇÃO DE DADOS

OBJETIVO 2: MODULAÇÃO AM-DSB

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DETECTOR DE ENVOLTÓRIA (II) C9

(I)

D1

1 nF

eAM(t)

L2 470 uH

(III)

C10 1 nF

R4 2,2 k

OA90

eS(t)

ou 1N60

C12 15 nF

C11 1 nF

RL 4,7 k

C13 3,9 nF

O circuito elétrico acima realiza a demodulação de sinais AM-DSB. Pode-se ver claramente um sinal de entrada – sinal modulado, eAM(t) – que é filtrado (filtro passa-faixa) em (i) para eliminação de ruídos e interferências. Em seguida, o sinal resultante passa por um diodo (dispositivo não-linear) em (ii) que irá detectar a envoltória do sinal AM-DSB. Por fim, o sinal passa por um filtro passa-baixa em (iii), recuperando o sinal original.

2.4

LISTA DE EXERCÍCIOS

Exercício 1

Defina o que é o processo de modulação e explique o que seja uma portadora de sinal. Como são classificados os processos de modulação?

Exercício 2

Explique as razões para a utilização de processos de modulação.

Exercício 3

Explique as limitações fundamentais da comunicação elétrica.

Exercício 4

O que é a modulação AM? principais aplicações?

Exercício 5

Considere os seguintes trapézios. Calcule o valor do índice de modulação em cada caso. 3V

(a) Exercício 6

Quais são os tipos de modulação AM e suas

4V

16 V

(b)

4V

(c)

Em uma modulação AM-DSB, caso o sinal de mensagem, eAF , seja a função m(t) = 2.cos(2.π.103.t), a portadora, eRF , seja a função c(t) = cos(2.π.104.t), e, a sensibilidade à amplitude do modulador seja 0,1: (a) Desenvolva matematicamente a expressão do sinal modulado. (b) Esboce no tempo o sinal modulado em AM-DSB. (c) Esboce o espectro de freqüência resultante na saída do circuito.

MAIO DE 2002

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OBJETIVO 2: MODULAÇÃO AM-DSB

Exercício 7

Considere o seguinte circuito para geração de sinais AM-DSB: (a) Identifique os blocos indicados no circuito. (b) Descreva o funcionamento deste circuito. (c) Esboce a forma dos sinais presentes na saída de cada bloco. (d) Esboce os espectros de freqüência na saída de cada bloco. (i)

D1

(iii)

eo(t) em(t)

Exercício 8

(ii)

e(t)

Considere o seguinte circuito para geração de sinais AM-DSB: (a) Descreva resumidamente o funcionamento deste circuito. (b) Esboce as formas de onda nos pontos indicados. (c) Esboce os espectros de freqüência nos pontos indicados. C8

(iv)

(i) eo(t) Portadora

C1 560 pF R1 150 k

L1 470 uH

C4 1 nF

39 nF

(v) RL 2,2 k

em(t) Modulante

Exercício 9

Q1 BF 245C V GS

(iii)

C2

330

+

R2 C3 1 k 33 n F

10 uF

P1 10 k

C6 33 nF

+

+

15 V C7 47 uF a 470 u F

-

Considere o seguinte circuito para detecção de sinais AM-DSB: (a) (b) (c) (d)

Identifique os blocos indicados no circuito. Descreva o funcionamento deste circuito. Esboce a forma dos sinais presentes na saída de cada bloco. Esboce os espectros de freqüência na saída de cada bloco. (II) C9

eAM(t)

AM

C5 1 nF

R3

(ii)

e(t)

(I)

D1

1 nF L2 470 uH

(III)

C10 1 nF C11 1 nF

FUNDAMENTOS EM COMUNICAÇÃO DE DADOS

OA90 ou 1N60

R4 2,2 k eS(t) C12 15 nF

RL 4,7 k

C13 3,9 nF

OBJETIVO 2: MODULAÇÃO AM-DSB

2.5

17

PRÁTICA DE LABORATÓRIO

MODULADOR AM-DSB

C8

L1 470 uH

C1 e(t) RF

39 nF

C4 1 nF

e(t) RL 2,2 k

(F)

C5 1 nF

Q1 BF 245C

560 pF

R1 150 k

Gerador RF

R3

C2

330

+

e(t) AF Gerador AF

AM

R2 C3 1 k 33 nF

10 uF

P1 10 k

C6 33 nF

+

+

15 V C7 47 uF a 470 uF

-

2.1 – Verificação do funcionamento. 2.2 – Verificação do índice de modulação / trapézio. 2.3 – Característica de resposta em freqüência.

DEMODULADOR AM-DSB

eAM(t)

C9

D1

1 nF

OA90 C10 ou 1N60 1 nF

L2 470 uH

C11 1 nF

R4 2,2 k C12 15 nF

eS(t) RL 4,7 k

C13 3,9 nF

2.4 – Verificação do funcionamento. 2.5 – Obtenção da banda passante (Band Width).

MAIO DE 2002

18

OBJETIVO 2: MODULAÇÃO AM-DSB (página em branco)

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