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Modulación
 

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    Modulación Modulación Document Transcript

    • Modulación ¿Cómo funciona la modulación de ondas? Iván Darío Arango Quiroz Institución universitaria de envigado Tecnología Gestión de redes 2 semestre Envigado-Antioquia 2010
    • Introducción Modificar una señal de origen o moduladora, cambiarla en una portadora mediante diversos pasos para poder mandarla a la frecuencia requerida, aplicando los diversos cálculos que se requieren para obtener una onda modula y sus diversos tipos de modulación. Representación matemática de la modulación AM. Las señales de información deben ser transportadas entre un transmisor y un receptor sobre alguna forma de medio de transmisión. Sin embargo, las señales de información pocas veces encuentran una forma adecuada para la transmisión. La modulación se define como el proceso de transformar información de su forma original a una forma más adecuada para la transmisión
    • Objetivos Llegar a comprender las ondas am y FM las cuales son las más usadas en modulación, interactuar con las ondas des la onda moduladora, portadora y modulada; las cuales son la base para trasmisión de ondas sin importar el medio de transmisión conocido.
    • MODULACIÓN Amplitud modulada (AM) o modulación de amplitud es un tipo de modulación no lineal que consiste en hacer variar la amplitud de la onda portadora de forma que esta cambie de acuerdo con las variaciones de nivel de la señal moduladora, que es la información que se va a transmitir. AM es el acrónimo de Amplitude Modulation (en español: Modulación de Amplitud) la cual consiste en modificar la amplitud de una señal de alta frecuencia, denominada portadora, en función de una señal de baja frecuencia, denominada moduladora, la cual es la señal que contiene la información que se desea transmitir. Entre los tipos de modulación AM se encuentra la modulación de doble banda lateral con portadora (DSBFC). Índice de modulación: El índice de modulación muestra la relación entre la amplitud de la onda transmisora original y la amplitud de la onda de la onda de señal Representación matemática de la modulación en AM. Al considerar la señal moduladora (señal del mensaje) como: y Señal portadora como: La ecuación de la señal modulada en AM es la siguiente:  y(t) = Señal modulada
    •  xn(t) = Señal moduladora normalizada con respecto a su amplitud = ys(t) / As  m = Índice de modulación (suele ser menor que la unidad)=As / Ap Básicamente, se trata de multiplicar el mensaje a transmitir x (t) por la portadora cosenoidal y, a su vez, sumarle esa portadora cosenoidal. El espectro en frecuencias de la señal quedará trasladado a wp radianes por segundo, tanto en la parte positiva del mismo cómo en la negativa, y su amplitud será, en ambos casos, el producto de la señal moduladora por la amplitud de la portadora, sumado a la amplitud de la portadora, y dividido por dos. El resultado se aprecia en los enlaces a las siguientes imágenes: Demodulación en AM: Existen dos posibilidades para la demodulación de una señal x(t) modulada en AM. La primera de ellas, la más simple, es sólo posible en caso de que se cumpla la condición siguiente: En este supuesto, la envolvente de la señal modulada, esto es es siempre positiva y para recuperar la señal moduladora es suficiente con un receptor que capte dicha envolvente. Esto se consigue con un simple circuito rectificador con carga capacitiva. Así funcionaba la pionera radio de galena. La otra opción para la demodulación de la señal modulada en AM es utilizar el mismo tipo de demodulación que se usa en las otras modulaciones lineales. Se trata del demodulador coherente. Para ello, es necesario conocer la frecuencia de la portadora wp y, en ocasiones, también la fase, lo que requiere la utilización de un PLL (Phase Lock Loop). En este otro supuesto, no es necesario que el índice de modulación sea menor que la unidad, o lo que es lo mismo, no es necesario que la envolvente [1 + m·x (t)] sea siempre positiva. El demodulador coherente utiliza la siguiente propiedad matemática de la función coseno:
    • para multiplicar la función y(t) por la portadora: A partir de esto, con un filtro paso-bajo y un supresor de continua, se obtiene la señal x (t). Potencia de la señal modulada: La amplitud máxima de cada banda lateral está dada por la expresión: y cómo la potencia es proporcional al cuadrado de la tensión, la potencia de la señal modulada resultará la suma de la potencia de la señal portadora mas la potencia de ambas bandas laterales: Para que la igualdad sea posible debemos tener en cuenta las potencias en lugar de las tensiones: En el caso de que la modulación sea al cien por ciento, entonces m = 1 y por lo tanto la potencia de la señal modulada será:
    • O lo que es lo mismo: Espectro de frecuencia de AM y ancho de banda Como se estableció anteriormente, un modulador AM es un dispositivo no lineal. Por lo tanto, ocurre una mezcla no lineal (producto) y la envolvente de salida es una onda compleja compuesta por un voltaje de c.c., la frecuencia portadora y las frecuencias de suma (fc + fm) y diferencia (fc- fm) (es decir, los productos cruzados) La suma y la diferencia De frecuencias son desplazadas de la frecuencia portadora por una cantidad igual a la frecuencia de la señal modulante. Por lo tanto, una envolvente de AM contiene componentes en frecuencia espaciados por “fm” Hz en cualquiera de los lados de la portadora. Sin embargo, debe observarse que la onda modulada no contiene una componente de frecuencia que sea igual a la frecuencia de la señal modulante. El efecto de la modulación es trasladar la señal de modulante en el dominio de la frecuencia para reflejarse simétricamente alrededor la frecuencia de la portadora. La figura 3-2 muestra el espectro de frecuencia para una onda de AM. El espectro de AM abarca desde (f c- f m(max)) a(fc +fm(max)) en dondefc es la frecuencia de la portadora yfm(max) es la frecuencia de la señal modulante más alta. La banda de frecuencias entre fc -fm(max) yfc se llama banda lateral inferior (LSB) y cualquier frecuencia dentro de esta bandase llama frecuencia lateral inferior (LSF). La banda de frecuencias entre fc yfc +fm(max) se llama banda lateral superior (USB) y cualquier frecuencia dentro de esta banda se llama frecuencia lateral superior (USF). Por lo tanto, el ancho De banda (B ó BW) de una onda AM DSBFC es igual a la diferencia entre la frecuencia lateral superior más alta y la frecuencia lateral inferior más baja o sea dos veces la frecuencia de la señal modulante más alta (es decir, B =2fmm a x ) Para la propagación de una onda radio, la portadora y todas las frecuencias dentro de las bandas laterales superiores e inferiores debe ser
    • lo suficientemente altas para propagarse por la atmósfera de la Tierra (incluida la ionosfera) EJEMPLO 3-1 Para un modulador de AM DSBFC con una frecuencia portadora fc = 100 kHz y una frecuencia máxima de la se- ñal modulante fm (max) = 5 kHz, determine: (a) Límites de frecuencia para las bandas laterales superior e inferior. (b) Ancho de banda. (c) Frecuencias laterales superior e inferior producidas cuando la señal modulante es un tono de 3 kHz de frecuencia simple. (d) Dibuje el espectro de la frecuencia de salida.
    • Solución (a) La banda lateral inferior se extiende desde la frecuencia lateral inferior más baja Posible a la frecuencia portadora o LSB = [fc -fm ( m a x ) ]afc⇒ (100 - 5) kHz a 100 kHz⇒ 95 a 100 kHz La banda lateral superior se extiende desde la frecuencia portadora a la frecuencia lateral superior más alta posi- ble o USB =fc a [fc + fm(max)] ⇒ 100 kHz a(100 + 5) kHz⇒ 100a105 kHz (b) El ancho de banda es igual a la diferencia entre la máxima frecuencia lateral superior y la mínima frecuencia lateral inferior o B = 2fm(max) = 2x(5 kHz) = 10 kHz (c) La frecuencia lateral superior es la suma de la portadora y la frecuencia modulante o fu s f =fc+fm = 100kHz + 3kHz = 103kHz La frecuencia lateral inferior es la diferencia entre la portadora y la frecuencia modulante Fl s f = fc-fm = 100kHz - 3kHz =97kHz (d) El espectro de frecuencia de salida se muestra en la figura 3-3.
    • CONCLUSIONES En este trabajo de da a entender que las ondas para ser transmitidas tienes que ser moduladas a cierta frecuencia, para poder ser mandadas mediante un canal que tenga la capacidad de poder recibir las señales que ya que en espectro electromagnético se produce sin fin de ondas
    • Bibliografía ttp://es.wikipedia.org/wiki/Modulación_de_amplitud http://www.scribd.com/doc/36029117/Modulacion-AM - Compilado, redactado y agregado por el Ing. Oscar M. Santa Cruz - 2008