TRANSMISIN DE MODULACIN TRANSMISIN DE MODULACIN DE DE AMPLITUD AMAMPLITUD AMDE DE AMPLITUD AMAMPLITUD AM

11 -- AM en el dominio del tiempoAM en el dominio del tiempo

ContenidoContenido1.1.-- AM en el dominio del tiempo.AM en el dominio del tiempo.2.2.-- AM en el dominio de la frecuencia.AM en el dominio de la frecuencia.3.3.-- Ancho de banda de la seal AM.Ancho de banda de la seal AM.44 Di t ib i d t i Di t ib i d t i 4.4.-- Distribucin de potencia Distribucin de potencia de la seal AM.de la seal AM.5.5.-- Tipos de transmisin AM.Tipos de transmisin AM.

Objetivo.Objetivo.-- Al finalizar, el lector ser capaz de representar una seal AM en los dominios del tiempo y de la frecuencia, calcular su ancho de banda y explicar porqu ste es un factor importante en un sistema de

l i difi iTema 3 de:Tema 3 de:

banda y explicar porqu ste es un factor importante en un sistema de comunicacin. Calcular la potencia y el voltaje para una seal AM y para cada uno de sus componentes.

Edison Coimbra Edison Coimbra G.G.

ltima modificacin:1 de agosto de 2010 COMUNICACIONES ANALGICASCOMUNICACIONES ANALGICAS

Tema 3 de:Tema 3 de:

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1.1.-- AM en el dominio del tiempoAM en el dominio del tiempo

Seal Seal moduladora

Seal

tEv mmm senportadora

tEv ccc sen

Seal AM tvEv cmcAM sen ttEEv cmmcAM sensen

ttmEv cmcAM sensen1Endice de ndice de

Ecuacin AMEcuacin AMc

m

EEmndice de ndice de modulacinmodulacin

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Formas de onda para diferentes ndices de modulacinFormas de onda para diferentes ndices de modulacin

Vale la pena examinar las formas de onda moduladas a medida que vara m. Observe en ti l l lt d 1 ( 100%) l di i id l d d l iparticular el resultado para m = 1 (m = 100%), que es la condicin ideal de modulacin.

ttmEv cmcAM sensen1c

m

EEm

VcV

ttm = 0 m = 0.3t

V VV V

1t tm = 0.8 m = 1

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Cuando m > 1, se dice que hay sobremodulacin. En la ecuacin AM no hay nada que pueda evitar que E > E Sin embargo hay dificultades prcticas: la envolvente ya no

SobremodulacinSobremodulacin

ttmEv cmcAM sensen1 mEEmpueda evitar que Em > Ec . Sin embargo, hay dificultades prcticas: la envolvente ya no se asemeja a la seal moduladora, por consiguiente, m debe ser m 1.

cE

m = 2

Segn la ecuacin matemtica AM Con un modulador prctico

La condicin ideal para AM es Em = Ec m = 1 (100% de modulacin). Esto da una mxima potencia de salida en el transmisor y un mximo voltaje de salida en el

Condicin idealCondicin ideal

p y jreceptor, sin distorsin. La sobremodulacin se elimina limitando el nivel de la seal moduladora.

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ndice modulacin para moduladoras mltiples.ndice modulacin para moduladoras mltiples.

Los sistemas AM prcticos pocas veces se utilizan para transmitir una sola onda seno. Los sistemas AM prcticos pocas veces se utilizan para transmitir una sola onda seno. La seal de informacin tiene ms probabilidades de ser una seal de voz, la cual , segn el anlisis de Fourier, est compuesta por mltiples ondas seno de distintas frecuencias.

Cuando hay 2 ms ondas seno de distintas frecuencias, el ndice de modulacin resultante se debe calcular considerando el ndice debido a cada moduladora.

222 ........232221 mmmmTmT = ndice de modulacin resultante total.

di d d l i d bid dm1, m2, m3,= ndice de modulacin debidos a cada uno de componentes moduladores.

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2.2.-- AM en el dominio de la frecuenciaAM en el dominio de la frecuencia

Hasta el momento, se ha visto la seal AM en el dominio del tiempo, es decir, cmo se ve en Hasta el momento, se ha visto la seal AM en el dominio del tiempo, es decir, cmo se ve en un osciloscopio. A fin de indagar ms acerca de ella, es necesario considerar su contenido espectral. Podra usarse el anlisis de Fourier, pero para una forma de onda simple de AM es ms fcil y vlido usar trigonometra.

ttmEv cmcAM sensen1 ttmEtEv cmcccAM sensensen Portadora Se resuelve con identidades

trigonomtricas:trigonomtricas:

tmEtmEtEv mcmcccAM )(cos2)(cos

2sen cc

VVpicopico

fffc fm = frecuencia de la banda lateral inferior.fc + fm = frecuencia de la banda lateral superior.

ff

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Formas de onda y espectro en AMFormas de onda y espectro en AM

Portadora nica no modulada en el dominio del tiempo y de la frecuencia.

Portadora modulada con un tono senoidalPortadora modulada con un tono senoidal.

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3.3.-- Ancho de banda de la seal AMAncho de banda de la seal AM

El ancho de banda de una seal es el El ancho de banda de una seal es el Para una seal AM se calcula de El ancho de banda de una seal es el El ancho de banda de una seal es el rango de frecuencias contenido en ella.rango de frecuencias contenido en ella.

Para una seal AM, se calcula de acuerdo al siguiente ejemplo:

BWBW

.2 MaxmfBW BW = ancho de banda de la seal AM, en Hz.fm Mx.= frecuencia moduladora ms alta, en Hz.

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Asignacin de bandas en radiodifusin comercial AMAsignacin de bandas en radiodifusin comercial AM

En Bolivia cada estacin de radio AM tiene asignado un ancho de banda BW de 10 kHz El En Bolivia, cada estacin de radio AM tiene asignado un ancho de banda BW de 10 kHz. El BW total dedicado a estaciones AM va desde los 530 hasta los 1700 kHz.

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4.4.-- Distribucin de potencia de la seal AM.Distribucin de potencia de la seal AM.La potencia es importante debido a la relacin S/N en el receptor. Sin embargo, no es la potencia total la ms importante, sino slo la porcin que se utiliza para transmitir informacin.

tmEtmEtEv mcmcccAM )(cos2)(cos

2sen cc Ecuacin de la seal AM:

Potencia de la portadora a travs de la resistencia de carga R:

Potencia de las bandas laterales superior e

22

REP cc 2

2

PmPP2p

inferior a travs de la resistencia de carga R: clsbusb PmPP4

La potencia total PT de la seal completa es la suma de la potencia en la portadora y en las bandas laterales: ccT P

mPP

2

2

ConclusionesConclusiones

La PT aumenta con la modulacin. Para

d l i l 100%

11La potencia extra va hacia las b d l t l

22 33La potencia til alcanza un mximo de un1/3d l P P t modulacin al 100%,

ser 50% mayor que la de la portadora sin modulacin.

bandas laterales. La de la portadora no cambia con la modulacin.

de la PT . Por esta razn, la transmisin AM es ms eficiente cuando m = 1.

d bi l d l i i i f i i f iLa portadora no cambia con la modulacin y no contiene informacin; su nica funcin es ayudar a demodular la seal en el receptor. Esto hace que en AM se desperdicie potencia.

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5.5.-- Tipos de transmisin AMTipos de transmisin AMLa AM convencional es simple, pero no es una modulacin eficiente en trminos del BW o de la relacin S/N.

El BW de la transmisin es 2fmMx. . Hay 2 bandas laterales que contienen la misma informacin.

2/3 ms de la potencia transmitida se encuentra en la portadora, que no contiene

Est claro que la AM contiene componentes innecesarios. Esto es aprovechado para optimizar el uso de BW y ahorro en potencia, por ello se tienen tres variantes.

2/3 ms de la potencia transmitida se encuentra en la portadora, que no contiene informacin.

Transmisin DSBTransmisin DSB--FC FC (Double Side Band Full Carrier). Se transmiten las 2 bandas y la portadora. La potencia de la portadora no se desperdicia, permite el uso de circuitos de demodulacin baratos y sencillos en el receptor.

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Transmisin DSBTransmisin DSB--SC SC (Double Side Band Supressed Carrier). Se suprime la potadora y se transmiten las 2 bandas. Eliminar la portadora permite que toda la potencia del transmisor se destine a las bandas laterales, incrementando sustancial su potencia. El BW es similar al de DSB-FC. Es utilizada por las estaciones de radio comerciales.

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Transmisin SSBTransmisin SSB--SC SC (Single Side Band Supressed Carrier). Se transmite slo una de las bandas, eliminando la otra y la portadora. Dispone de toda la potencia del transmisor o, si se prefiere, se necesita menos potencia para la transmisin, porque

h l di t l t d l t b d Sl it l

33

se ahorra la correspondiente a la portadora y a la otra banda. Slo se necesita la mitad de BW que en DSB. Se utiliza en telefona.

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Formas de onda con portadora completa y suprimida.Formas de onda con portadora completa y suprimida.

Portadora completa

Portadora suprimida

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Mezclador balanceado para AM con portadora suprimida.Mezclador balanceado para AM con portadora suprimida.

Un mezclador balanceado mezclador balanceado es aquel en el que las frecuencias de entrada no aparecen en la Un mezclador balanceado mezclador balanceado es aquel en el que las frecuencias de entrada no aparecen en la salida. Las nicas frecuencias que se producen son la sumasuma y la diferenciadiferencia de las frecuencias de entrada.

Mezclador balanceado o modulador equilibrado de circuito integrado (Motorola).

FINFIN13www.coimbraweb.com