1 Tema: Modulación de Ángulo – Segunda Parte Objetivos Equipos

Sistemas de Comunicación I. Guía 71
Facultad: Ingeniería
Escuela: Electrónica
Asignatura: Sistemas de comunicación
I
Tema: Modulación de Ángulo – Segunda Parte
Objetivos
•
•
•
•
Conocer los principios básicos de la modulación de frecuencia de banda estrecha.
Constatar la relación existente entre modulación de frecuencia y modulación de
fase.
Analizar en el dominio de la frecuencia la señal de FM de banda estrecha.
Emplear el método directo de generación de señales de FM.
Equipos y materiales
•
•
•
•
•
•
•
Fuente de Poder / Amplificador Doble de Audio.
Generador Doble de Funciones.
Generador Multiplex FM / PM Directo.
Generador FM / PM Indirecto.
Receptor FM / PM.
Analizador de Espectro.
Osciloscopio.
Procedimiento
PARTE I. Modulación de ángulo de banda estrecha.
Ejercicio 1. Principios básicos.
Objetivos del ejercicio: Luego de completado este ejercicio, habrá utilizado el Generador
Directo FM / PM para producir una señal de NBFM. Comparará el ancho de banda de dicha
señal con la desviación de frecuencia, y observará la distribución espectral de potencia
por medio del analizador de espectro.
AJUSTES CLAVE DEL EQUIPO.
Analizador de espectro:
• Entrada: 50Ω
• Entrada máxima: -10dBm
• Rango de frecuencia: 0 – 30MHz
Generador indirecto FM / PM:
• Tipo de modulación: FM
• Ganancia RF: 50%
1. Genere una señal de NBFM con una moduladora sinusoidal de 3kHz, 40dB de
2Sistemas de Comunicación I. Guía 7
Sistemas de Comunicación I. Guía 7
atenuación y nivel de salida entre 0 y 25%, y visualícela en el analizador de espectros.
2. Determine el ancho de banda de la señal de NBFM.
3. Verifique la relación entre el ancho de banda de la señal de NBFM y la frecuencia de la
moduladora.
4. Varíe la amplitud de la moduladora y constate cuáles componentes espectrales
contienen la mayor parte del espectro de potencia.
Ejercicio 2. La relación entre FM y PM.
Objetivos del ejercicio: Luego de completado este ejercicio, será capaz de constatar las
relaciones entre modulación de frecuencia y modulación de fase por medio del uso del
integrador que se encuentra en la entrada del modulador PM del Generador Indirecto FM /
PM.
AJUSTES CLAVE DEL EQUIPO.
Generador doble de funciones:
• Frecuencia: Entre 300 y 3KHz
• Atenuación: 20dB
• Nivel de salida: 50%
1. Compruebe cómo afecta el integrador del receptor de FM / PM a la amplitud de una
señal sinusoidal, cuando la frecuencia de ésta aumenta. ¿Cómo qué tipo de filtro se
comporta el integrador?
2. Determine, por medio de una figura de Lissajous, el desfase entre la salida y la
entrada del integrador en el receptor de FM / PM, para una entrada sinusoidal de
300Hz y una de 3kHz.
3. Llene la Tabla 1 para explicar el significado de la figura 1.
TXPM
RXFM
RXPM
TXFM
RXFM
RXPM
fM=300Hz
fM=3KHz
Tabla 1 – Nivel en mV de recepción para diferentes condiciones de transmisión (TX).
Sistemas de Comunicación I. Guía 73
Figura 1 – Condiciones de transmisión de la señal.
Ejercicio 3. Características espectrales.
Objetivos del ejercicio: Luego de completado este ejercicio, será capaz de analizar el
espectro de una NBFM usando el analizador espectral. Además, podrá evaluar
rápidamente el índice de modulación midiendo la diferencia en potencia entre las líneas
espectrales correspondientes a la portadora y al primer par de componentes de banda
lateral.
AJUSTES CLAVE DEL EQUIPO.
Generador doble de funciones:
• Frecuencia: 5KHz
• Atenuación: 40dB
Generador Multiplex FM Directo:
• GANANCIA RF: 50%
• SEÑALES MULTIPLEX: Todas en 0 excepto I + D
• DESVIACION: 75KHz
• NIVEL: CAL
Analizador de Espectros:
• ENTRADA: 50Ω
• ENTRADA MÁXIMA: 0dBm
• RANGO DE FRECUENCIA: 85–115MHz
1. Calcule la sensibilidad del modulador para la que se produce un índice de modulación
de 2.4 (portadora desvanecida). Utilice este valor de sensibilidad para los cálculos
teóricos posteriores del índice de modulación.
4Sistemas de Comunicación I. Guía 7
Sistemas de Comunicación I. Guía 7
2. Calcule el índice de modulación teórico y el obtenido por el método de diferencias de
potencia para una señal de FM de banda estrecha, y compare los valores obtenidos.
PARTE II. Generación de señales FM.
Ejercicio I. Método directo.
Objetivos del ejercicio: Luego de completado este ejercicio, será capaz de demostrar los
principios que afectan la generación de señales de FM. Además, constatará la relación
existente entre la desviación de frecuencia y la amplitud de la señal moduladora.
AJUSTES CLAVE DEL EQUIPO.
Generador Multiplex FM Directo:
• GANANCIA RF: 50%.
• DESVIACIÓN: 75kHz.
• SEÑALES MULTIPLEX: Todas en 0 excepto I + D.
1. Implemente un sistema de comunicación de FM de banda ancha, utilizando el método
modulación directo.
2. Complete la tabla siguiente y explique la relación existente entre la desviación de
frecuencia y la amplitud de la moduladora.
3. Elabore un gráfico ∆f—Am que muestre dicha relación. ¿A qué equivale la pendiente
del gráfico?
Am
∆F (leído)
Kf = ∆f (leído) /
Am
V pico
kHz
KHz / V
0.50
0.75
1.00
1.25
1.50
1.75
2.00
2.50
3.00
TOTAL
SENSIBILIDAD PROMEDIO
Tabla 2 – Relación entre la amplitud de la señal de mensaje y la desviación de frecuencia.
Sistemas de Comunicación I. Guía 75
Analisis de resultados
•
Presente las preguntas, respuestas, explicaciones, mediciones, cálculos,
comentarios, oscilogramas y gráficas solicitados a lo largo del procedimiento, que
hagan constar la ejecución de las actividades realizadas.
Investigación complementaria
•
•
•
•
Investigue las partes que componen un modulador directo de FM, y explique su
funcionamiento.
Investigue las partes que componen un modulador indirecto de FM, y explique su
funcionamiento. ¿Por qué se le llama "indirecto" a este tipo de modulador?
Investigue y explique las características de dos tipos de receptores de FM.
Mencione y explique las diversas etapas o componentes de los receptores de FM
investigados en el numeral 3.
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Sistemas de Comunicación I. Guía 7
Facultad: Ingeniería
Escuela: Electrónica
Asignatura: Sistemas de comunicación
I
Guia 7: Modulación de Ángulo - Segunda Parte.
Alumno:
Docente:
GL:
Fecha:
EVALUACIÓN
%
CONOCIMIENTO
1-4
5-7
8-10
Explica
deficientemente la
relación entre la
modulación FM y
PM.
Explica
parcialmente el
concepto descrito.
Explica claramente
la relación entre
la modulación FM y
la modulación PM.
No determina
correctamente el
ancho de banda de
la señal FM.
Determina el ancho
de banda, pero los
resultados
difieren de los
esperados.
Determina
correctamente el
ancho de banda de
la señal FM.
25
No determina
correctamente el
efecto del
integrador en la
demodulación
FM/PM.
Determina
correctamente el
efecto, pero los
resultados de la
tabla 1 varían
mucho.
Determina
correctamente el
efecto del
integrador,
llenando la tabla
1 correctamente.
25
No emplea
correctamente el
modulador de FM
directo ni obtiene
la relación entre
la señal de
mensaje y la
desviación de
frecuencia.
Tiene dificultades
empleando el
modulador directo,
obtiene algunos
resultados
erróneos en el
proceso.
Emplea
correctamente el
modulador directo
FM y obtiene
resultados acordes
en la tabla 2.
Es un observador
pasivo.
Participa
ocasionalmente o
lo hace
constantemente
pero sin
25
20
APLICACIÓN DEL
CONOCIMIENTO
ACTITUD
2.5
Participa
propositiva e
integralmente en
toda la práctica.
Nota
Sistemas de Comunicación I. Guía 77
coordinarse con su
compañero.
2.5
TOTAL
100
Es ordenado pero
no hace un uso
adecuado de los
recursos.
Hace un uso
adecuado de los
recursos, respeta
las pautas de
seguridad, pero es
desordenado.
Hace un manejo
responsable y
adecuado de los
recursos conforme
a pautas de
seguridad e
higiene.