IV Laboratorio de Instrumentos de Medicion-previo

7/23/2019 IV Laboratorio de Instrumentos de Medicion-previo

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niversidad Nacional de

Ingeniería

Facultad de Ingeniería Eléctrica y

Electrónica

Informe Previo

Cuarto laboratorio de IT 313-M

Uso de equipos de generación y medición de seales

!osciloscopio" generador de funciones" anali#ador de espectros$

Alumno: Trujillo Bustamante Martín 20155019-A

Profesor: Ing. Flores Ato!e" Beau #ilario



2015

Índice

1. Modulación lineal AM, DSB, SSB2. Proceso de modulación y demodulación.3. Comparación DSB, SSB y AM en términos de ancho de anda y

potencia.!. "ndice de modulación y sore#modulación AM.$. Manual de operación del anali%ador de espectro.



1. Modulación lineal AM, DSB, SSB1.1De&nición

'odo sistema de transmisión tiene un transmisor, un canal y unreceptor. Cuando se desea compartir un canal con(iene utili%ar al)*n

tipo de modulación. +l canal tiene ciertos eectos sore el mensa-etransmitido, el mismo aten*a la seal, aade ruido lanco entre otroseectos, los cuales se har/n notorios mientras mayor sea la distanciaentre transmisor y receptor.Si se conoce como 0t el mensa-e o seal ori)inal las órmulas paracada modulación ser/n las si)uientes

xAM (t)=Ac(1+mx(t))Cosωct

xDSB(t)=Acx(t)Cosωct

xSSB(t)=0.5Acx(t)Cosωct± 0.5Acx̂(t)Senωct

+n las ormulas anteriores• m es el 4ndice de modulación• 5a seal senoidal Cosωctes la portadora

• Ac es la amplitud de la portadora• ωcequivale a2πfc donde fc es la frecuencia de la portadora

• x̂(t) es la transormada de 67lert de 0t la cual representa lo

si)uiente en los dominios de tiempo y recuencia

x̂(t)=1πt8x(t)

X̂ (f)=− jsgn(f)X(f)

+s decir la transormada de 67lert puede (erse como un desasadorde #9:;. +l comportamiento en recuencia de estos sistemassuponiendo <ue = de 0t es

5as seales modulas en AM y DSB tendr4an un espectro parecido aldel mensa-e solo <ue trasladado alrededor de la recuencia deportadora c. Adem/s en AM aparece la portadora en c en orma dedelta.



+n camio en SSB dependiendo del si)no ele)ido en la órmulatemporal de la seal modulada, lucir/ en recuencia de la si)uienteorma

Si en la órmula ori)inal se toma el si)no # se tendr/ >SSB >pperSin)le Side Band es decir se toma la anda superior del espectro delmensa-e ori)inal. Si se toma el si)no ? entonces se tendr/ 5SSB5o@er Sin)le Side Band es decir se toma la anda inerior.Para rescatar cada uno de los mensa-es e0isten (arias técnicasdierentes entre las <ue se encuentra lo <ue se conoce como detector

s4ncrono, <ue no es m/s <ue un multiplicador por una sinusoide derecuencia i)ual a la de la portadora , se)uido de un &ltro pasaa-osde recuencia de corte i)ual a la del mensa-e y de un lo<ueador deDC. tra técnica al)o m/s comple-a pero m/s eecti(a es el receptorsuperheterodino, el cual puede o no utili%ar el detector coherente.

1.2Caracteri%ación del ruido pasaanda

>na (e% modulada la seal en el canal se contaminar/ con ruidolanco )aussiano y con una densidad espectral de potencia <ue semodela como constante :.$n para todo (alor de recuencia. 5a sumade seal modulada y el ruido lanco )aussiano dee ser pasada por

un &ltro denominado &ltro , el cual es de tipo pasaanda <ue estar/centrado en c y tendr/ como ancho de anda el dole del mensa-een caso de <ue la modulación sea AM o DSB, tendr/ un ancho deanda i)ual al mensa-e y su recuencia de corte superior ser/ c encaso de <ue la modulación sea 5SSB, o tendr/ un ancho de andai)ual al mensa-e y una recuencia de corte inerior a c en caso de <uela modulación sea >SSB.

+n la &)ura se muestra la densidad espectral de potencia del ruidopasado por un &ltro centrado en 2:::h% y con un ancho de andade 1:::h%.



2. Proceso de modulación y demodulación2.1Moduladores AM

2.1.1 Modulador de interrupción5a modulación se eect*a conmutando la seal Ac ? mtE auna recuencia c. +sto e<ui(ale a multiplicar dicho seal poruna seal periódica rectan)ular pt de recuencia undamentalc, operación idéntica al muestreo natural. +l espectro centradoen c se puede separar mediante el &ltro pasaanda y

constituye la seal modulada =AMt

2.1.2 Modulador recti&cador+l modulador recti&cador emplea un diodo, si la amplitud de laportadora es mucho mayor <ue el (alor pico de mt, el diodoactuar/ simplemente como un interruptor <ue conduce cuandola portadora es positi(a y are cuando la portadora esne)ati(a. +l proceso de traslación del espectro y e0tracción dela seal modulada AM es similar al del modulador deinterrupción. sér(ese <ue este es un proceso no lineal derecti&cación y &ltrado, llam/ndose por ello Fmodulación porrecti&caciónG y al dispositi(o Fmodulador recti&cadorG.



2.1.3 Modulador con elemento no linealPara este caso suponemos <ue las tensiones eit y 0it est/nrelacionadas mediante un polinomio de la orma 0it H a1.eit? a2.ei2t. +ste tipo de modulador se denomina, moduladorcuadr/tico.+l término centrado en c es una seal AM <ue puede serseparada mediante un &ltro pasaanda

2.2Moduladores de DSBConsisten en un dispositi(o <ue realice el producto entre la sealportadora y la seal anda ase, este se denomina moduladorproducto. +0isten dos tipos modulador alanceado y modulador en

estrella.2.2.1 Modulador alanceado

Se utili%an 2 moduladores en con&)uración alanceada paraeliminar la portadora.

2.2.2 Modulador en estrella o dolemente alanceadoCuatro diodos orman una estrella en la cual todos ellosapuntan en la misma dirección, los diodos est/n controladospor una seal cuadrada ct a la recuencia de la portadora c<ue se aplica a tra(és de dos transormadores. Iamos a

suponer <ue los diodos son ideales y <ue los transormadoresse encuentran totalmente alanceados.



2.3Moduladores de SSB+0isten 2 métodos para )enerar seales SSB discriminador enrecuencia y discriminador en ase. +l primero de estos se asa en eldominio de la recuencia mientras <ue el se)undo de ellos en eldominio del tiempo.2.3.1 Método discriminador en recuencia

+ste método se utili%a para )enerar una SSB cuando la sealanda ase est/ restrin)ida en recuencia a una anda @1 J

J @2

2.3.2 Método discriminador en ase

Para este método se re<uieren dos procesos de modulaciónsimult/neos separados y después cominar adecuadamentesus salidas. 5os moduladores A y B utili%an seales portadorasen cuadratura. 5a seal moduladora mt se aplica almodulador producto A, dando lu)ar a una seal DSB <uecontiene las 2 andas laterales colocadas en orma simétricacon respecto a c con reerencia de ase. 5a transormada de67lert de la seal moduladora mt, se aplica al moduladorproducto B, dando lu)ar a una se)unda seal DSB <ue contienelas mismas andas laterales con la misma amplitud <ue en elcanal en ase, pero con una ase tal <ue si se suman las dos

seales DSB se cancela una de las andas laterales y sereuer%a la otra. +n el caso de <ue se sumen, tendr4amos unaseal SSB con anda lateral inerior. Si se restan, la seal SSBser4a con anda lateral superior. +ste tipo de modulador sedenomina modulador 6artley.



3. Comparación DSB, SSB y AM en términos de ancho de anda y potencia



!. Índice de modulación y sobremodulación AM+l 4ndice de modulación es una relación sin unidad y se utili%a paradescriir la proundidad de la modulación lo)rada para una sealmodulada en amplitud. +l porcenta-e en <ue la seal moduladora camiala portadora senoidal es el <ue se conoce como 4ndice de modulación. 5ae0presión matem/tica de la seal es

s (t )= A C [1+a .m n ( t ) ] cos2π f c t

Siendo a el 4ndice de modulación, normalmente entre : y 1. 5a seal

mnt es el mensa-e normali%ada con la condición |mn(t )|<1Si aK1, entonces la seal AM est/ sore#modulada, el resultado es unaseal <ue presenta distorsiones. tra e0presión para de&nir el 4ndice demodulación en circuitos reales, es la si)uiente

a=k . Am

Ac

Donde Am es el (alor m/0imo en amplitud de mt, L es un par/metro de)anancia <ue se puede a-ustar para modi&car el 4ndice de modulación adiscreción del operador. 'eóricamente una seal moduladora senoidalproduce e(olución senoidal de la en(ol(ente. Podemos de&nir entonces ala en(ol(ente de modulación como una racción FmG de la amplitud de laportadora sin modular o ien como un porcenta-e de la portadora.Se demostrar/ como se relacionan estas amplitudes con el actor demodulación. +n orma intuiti(a puede (erse <ue el mismo depende deal)una relación de cocientes entre estos par/metros por<ue dependendirectamente del tamao relati(o entre el (alor pico de la seal deinormación moduladora y la portadora.



Despe-ando Ap de amas ecuaciones e i)ualando

5. Manual de operación del analizador de espectro.>n anali%ador de espectros es un e<uipo de medición electrónica <uepermite (isuali%ar las componentes espectrales de las seales presentesen la entrada, pudiendo ser estas de cual<uier naturale%a.

Se dierencia del osciloscopio en <ue este permite otener inormaciónde amplitud e inter(alos de tiempo de la seal eléctrica dominio deltiempo, mientras <ue el anali%ador de espectro presenta inormación deamplitud y recuencia de las dierentes componentes discretas de laseal eléctrica dominio de la recuencia.Al)unas de las unciones m/s importantes <ue posee son• Banda de recuencia de 9 Lh% a 3 h%.• Di(isión de pantalla con a-ustes indi(iduales.• Disparo 'ri))er se pueden utili%ar seales e0ternas se re<uieren

condiciones especiales.• unción marcadores completa, acti(a hasta $ marcadores o pares de

marcadores simult/neamente.• unción *s<ueda de picos, encuentra autom/ticamente los picos de

seal en (arias condiciones.• Pre# compensación de medidas en amplitud.• Secuencia Se< )raa y e-ecuta macros de&nidos por el usuario.• 54neas de l4mite 5imit line de amplitud inerior y superior

con&)urales.• Pruea de test PasaN Oo pasa• unción autoset, a-usta las medidas en la pantalla.







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