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Modulación lineal.pdf

  1. Estandares tecnicos AM Portadora: 550 Khz – 1550 Khz increments de 10 Khz Ancho de banda: 10 Khz Estabilidad de frec. Port.: ± 20Hz de la frec. asignada % de modulacion: Mantener 85-95% Rpta. Frec. De audio: ±2 dB desde 100Hz hasta 5Khz Ruido y zumbido: 45 dB por debajo de 100% modulac. Potencia max. : 50 Kw
  2. MODULACION DE AMPLITUD:Doble banda lateral • La modulacion de DBLSP )] ( ) ( [ 2 1 cos ) ( c c c M M t t m      − + + 
  3. Modulacion de DBLSP
  4. MODULADORES MULTIPLICADOR
  5. Modulador DBLSP no lineal
  6. Modulador de conmutacion DBLSP Puente- drivacion Puente-en serie
  7. Modulador balanceado Modulador tipo anillo
  8. Mezclador de frecuencia
  9. Señal de AM
  10. AM Modulada
  11. Potencia en señales de DBLCP
  12. Receptor Superheterodyno .fosc.local= frf + ffi .fi = 455Kc .frf = 550Kc-1550kc
  13. Distorsion por sobremodulación
  14. Generador de DBLCP(AM)
  15. Detector rectificador de DBLCP (AM)
  16. Detector de envolvente B RC c   2 1 1   ] 1 1 2    − = m RC
  17. Banda Lateral Unica 0   2B 2B  .m(t) M() 0 0 M-( ) 2B 2B .m+(t) .m(t)  0 M+() M+( -c) M-( +c) M+() y M-() son funciones impares de  por lo tanto .m+(t) y m-(t) son funciones complejas y por lo tanto son conjugadas. c -c ()
  18. Cont...BLU • A continuacion veremos las relaciones en el tiempo: • Observamos: • Comparando: • ) ( ) ( ) ( t m t m t m = + − + )] ( ) ( [ 2 1 ) ( t jm t m t m h + = + )] ( ) ( [ 2 1 ) ( t jm t m t m h − = − ) ( ) ( ) (     M M = + )] sgn( 1 [ 2 1 ) ( ) (    + = + M M ) ( ) ( 2 1 ) ( 2 1    Sgn M M + = ) ( ) ( ) (   Sgn M t jmh  ) ( ) ( ) (    Sgn jM Mh − = (1) (2) (3)
  19. Cont.....B LU • Se deduce que: •     d t m t mh    − − = 1 ) ( 1 ) ( ) ( ) ( ) (    Sgn jM Mh − = ) ( ) (   jSgn H − = 0 h() /2 -/2  > 0 2 | 1 |  j e j − = − = 2 | 1 |  j e j = =  |H()| 1  < 0 Transformada de Hilbert Si se retarda la fase de cada componente en -/2 la señal resultante es mh(t), la transformada de Hilbert. Podemos expresar la señal BLU en términos m(t) y mh(t). ) ( ) ( ) ( c c bls M M       + + − = − + t j t j bls c c e t m e t m t    − − + + = ) ( ) ( ) ( Sustituyendo las primera escuaciones obtenemos: t sen t m t t m t c h c bls    ) ( cos ) ( ) ( − = Similarmente: t sen t m t t m t c h c bli    ) ( cos ) ( ) ( + = 
  20. Cont.....BLU • Ejemplo: Determinar la T.de Hilbert de: ) cos( ) (   + = t t m C Aplicando: ] ) ( ) ( [ ) ( 0 0           j j e e M − + + − = ) ( ) ( ) (    M jSgn Mh − = ] ) ( ) ( [ ) ( 0 0           j j h e e j M − + − − − = Por lo tanto ) ( ) (   + = t sen t m c h Ejemplo: Determinar Blu(t) para la señal t m  cos .m(t)=cosmt entonces t sen t t m m m h    = − = ) 2 / cos( ) ( t sen t sen t t t c m c m Blu      . cos . cos ) (  = t m c ) cos(    = DBL -c -c 0 
  21. Tx BLU
  22. Metodo para seleccionar BLS ó BLI
  23. Filtro de cristal y su respuesta
  24. BLU-metodo de filtro Dada: Filtro pasa banda .m(t) cosc1t cosc2t BLU(t) M(t): voz
  25. Desfasador RC a 900 (300-3000 Hz)
  26. BLU generada por una senoidal de 2 Khz
  27. Demodulación-BLUSP • Demodulación Coherente: • Aplicando filtro pasa bajo • A la salida se obtiene: • Demodulación de envolvente de señalesBLU+Portadora ] 2 cos 1 [ 2 1 cos ). ( t t t c c BLU    + = ) ( 2 1 t m = Modulador Balanceado BLU(t) cosct ] 2 ) ( 2 cos ) ( [ 2 1 ) ( 2 1 t sen t m t t m t m c h c    + = Filtro Pasa bajo ) ( 2 1 t m = ] ) ( cos ). ( [ cos ) ( t sen t m t t m t A t c h c c BLU     + + = t sen t m t t m A t c h c BLU    ). ( cos )] ( [ ) ( + + =  2 1 2 2 ) ( )] ( [ ) ( t m t m A t E h + + = Como A>>|m(t)|, entoces A>>mh(t) ) ( ) ( t m A t E + = Conclusión: En AM A -m(t)|min En BLU+PA>>|m(t)| La amplitud de la portadora que se requiere en BLU+P es mayor que en AM
  28. Trasmisores de AM alto y bajo nivel • Trasmisor de bajo nivel Trasmisor de alto Nivel Osc.RF Xtal Amp Buff Zin alta Controlador Ampli. señal Exit. Señal mod. Pre- AmpclaseA Señal modul Mod. AM claseC Red.Acoplam Amp. Pot Amp pot antena Osc.RF Xtal Amp Buff Zin alta Exit de Port Modul. Exit. Señal mod. Pre- AmpclaseA Señal modul Amp Pot. intermedia Amp. Pot lineal Red.Acoplam antena
  29. BLU: Metodo de Fase • El metodo de fase se genera:
  30. TRASMISOR DE BLU
  31. Tx de conversion simple
  32. Receptor de BLU
  33. PEP en BLU • Si en un Tx de AM : Pc=100W, =100% • Entonces PT=150W; P2bl=50W P1bl=25W • Un Tx de BLU de 50W es igual al Tx anterior. • Ventaja de BLU es de 3:1. • En BLU la potencia de salida se expresa en términos de PEP. P = V2/R; V=voltaje eficáz. • Ejemplo: Una señal de voz produce una señal pico a pico de 120 v en una carga de 50. PEP = 602/2*50 = 36W
  34. Banda Lateral Residual • La BLR se obtiene: c c c -c -c -c M(w) DBL(w) BLU(w) BLV(w) 0 0 0 0    
  35. Cont......BLV La generación de la BLV H() .m(t) 2cosct BLV(t) ) ( )] ( ) ( [ ) (        v c c BLR H M M − + + = La recuperación de m(t) se puede lograr utilizando demodulación sincronizada )] ( ) ( [ cos ) ( 2 ) ( c BLR c BLR c BLR d t t t e         − + +  = Combinando las 2 últimas ecuaciones obtenemos: )] ( ) ( )[ ( ) ( c v c v d H H M t e      − + +  Para unA recuperación sin distorsión: B   2 | |  se obtiene: t c  cos 2 H()
  36. Cont.....BLV )] ( ) ( )[ ( ) ( c v c v d H H M t e      − + +  B   2 | | 
  37. Cont...BLR • En un filtro real: ) ( ) ( *   H H = − 1 ) ( ) ( * = − + +     c c H H B   2 | | ,  No es necesasrio lograr la forma espectral con un solo filtro H(). Se puede lograr en 2 etapas: Trasmisor(Tx) y Receptor (Rx). BLR(t) se puede lograr através de  (). Expresando en términos de cuadratura: t sen t m t t m t c s c BLR    ) ( cos ) ( ) ( + =
  38. Cont.....BLR Demodular sincronicamente: Filtro pasa Bajo 2cosct BLR(t) .m(t) ) 2 ( ) ( ) 2 cos( ) ( ) ( cos 2 ) ( t sen t m t t m t m t t c s c c BLR     + + = Para determinar ms(t) multiplicamos: t sen t c BLR   2 ). ( Despues de filtrar a la salida: )] ( ) ( [ 2 ) ( c BLR c BLR c BLR j t sen t         − − +  Como: igualmente ) ( )] 2 ( ) ( [ ) ( c c c BLR H M M         − − + = − ) ( )] ( ) 2 ( [ ) ( c c c BLR H M M         + + + = + Eliminando las frecuencias altas )] ( ) ( )[ ( ) ( c c s H H jM t m      − − +  )] ( 2 1 )[ ( ) ( c s H jM t m    − −  Finalmente: En general t sen t m t t m t c s c BLR    ) ( cos ) ( ) (  = BLR(BLI BLR(BLS)
  39. Cont...BLR • Generación de señales de TV:
  40. Cont......BLV • Espectro de Tx de Tv
  41. Trasmisor de Tv • Generación de señales de Tv: Port.Tv recibida Amplif Tx AM video Filt.BLR Duplexer Tx FM-audio Entrada de Video- banda base Entrada de audio Filt. Formacion y amplif RF cosct Amp. F.I. Detec.envol vente Amp.v ideo Demod. FM Amp FM
  42. Interferencia y ruido en los sistemas AM • En los sistemas de AM: * 10 Khz de BW para cada estación; * Imposible eliminar totalmente componentes fuera del BW; • Por lo tanto ocurrirá alguna interferencia entre canales adyacents • En DBLSP: 2cosct .r(t) Filtro P. Bajo Yd(t) = m(t)+Icosdt ] ) cos[( cos ) ( ) (     + + + = t I t t m t r d c c La relación antes de la demodulación: I m I t m p = | ) ( | + + = t I t m t t r d c   cos ) ( cos 2 ). ( Otros terminos Despues del filtro: t I t m t Y d d  cos ) ( ) ( + =
  43. Cont......Interferencia • Espectro antes de la demodulación • Espectro despues de la demodulación * * c c c+d -(c+d)  -d d 0  La demodulación no cambia la relación mp/I si ] ) cos[( cos ) ( ) ( 1 1     + + + = t I t t m t r d c c ] ) cos[( 2 2 2    + + + t I d c Entonces la salida será: ) cos( ) cos( ) ( ) ( 2 2 1 1 2 1     + + + + = t I t I t m t y d d d La relación mp/(I1+I2) no cambia antes y después de la modulación debido a la linealidad de DBLSP
  44. Cont....Interferencia • En señales de DBLCP (AM): t I t t m A t r d c c ) cos( cos )] ( [ ) (    + + + =   t sen t Isen t t I t m A t r c d c d     . cos cos )] ( [ ) ( − + + =  2 1 2 2 2 ] cos ) ( [ ) ( t sen I t I t m A t E d d   + + + = Si la interferencia es pequeña I<<A t I t m A t E d  cos ) ( ) ( + + = La envolvente: Se bloquea A y la salida es igual que DBLSP Si I>>A la envovente es: I t t m A t E d + + =  cos )] ( [ ) ( Bloqueando la Cste.I se obtiene: t t m A t E d  cos )] ( [ ) ( + = La interferencia I Mutila la señal deseada
  45. Comparación de técnicas de modulación análoga • MODUL WD COMPLEJ-EQUIP COMENT • DSB-SC 2B Alto, requiere demodul ----------------------------------- • coherente DSB-C 2B Bajo, usa detector de simple equipamiento, pero envolvente bajo SNR BLU B Muy alto, requiere filtro SNR igual que DSB-SC, menos exigente y demod.coherente. WB, usa mas equipo complejo. BLR B+ Alta, si se usa demod. Coherente  parametro del filt. Del TX Baja, si se usa demod.envolvente 0< <B
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