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“MODULADOR Y DEMODULADOR FSK”
INTEGRANTES
Martell Vidal, Martin
Montes Gallegos, Yerson
Torres Torres, Jorge
Agreda Davila, Claudia
Riveros Camayo, Angel
LIMA, PERÚ
2015
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1. OBJETIVOS DEL PROYECTO.
1.1 Objetivo general
El objetivo de la presente práctica es realizar la implementación de un circuito modulador FSK, de alguna forma simple, es una modulación digital de bajo rendimiento; utilizando para su realización el circuito integrado generador de funciones XR-2206, el cual es adecuado para aplicaciones de potencia baja pero no es circuito práctico cuando se requiere potencias de salida alta.
Con la modulación FSK, la frecuencia se desplaza o desvía por los datos de entrada, por consecuencia la salida de este es una función escalón en el dominio del tiempo, Posteriormente se demodulará con el circuito integrado XR-2211, este demodulador es muy parecido a uno de FM, conforme cambia la entrada entre lasfrecuencias de marca y espacio, el voltaje.
1.2 Objetivos específicos
Realizar un el estudio y montaje de un circuito modulador y un
circuito demodulador de FSK.
Observar y estudiar los diversos tipos de modulación digital en
especial el de FSK.
Observar los cambios en el desplazamiento de la frecuencia de las
diferentes señales que manejamos en el laboratorio.
2. MATERIALES
Dentro de los materiales que se utilizó para la implementación del modulador tenemos los siguientes:
ITEM Descripción Cantidad1 Borneras de 2 Líneas 42 Diodo Led 13 Resistencia de 1.2K 14 Potenciómetro de 50K 25 Potenciómetro de 500 Ohmios 16 Potenciómetro de 100K 27 Condensador de Millas 4.7 NF 18 Condensador Cerámico de 104 (0.1 UF) 19 Resistencia de 4.7K 1
10 Resistencia de 5.1K 211 Condensador Electrolítico de 10 UF 1
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Dentro de los materiales que se utilizó para la implementación del demodulador tenemos los siguientes:
ITEM Descripción Cantidad1 Bornera 2 pines 12 Espadines 23 Regulador 7812 14 Condensador Electrolítico 10UF 15 Diodo Led 16 Resistencia 1.2K 17 Regulador 7805 18 Resistencia de 10K 39 Resistencia de 18K 1
10 Resistencia de 68K 111 Resistencia de 100K 112 Resistencia de 470K 113 Resistencia de 1M 114 Condensadores Cerámicos 104 (0.1 UF) 215 Condensador Cerámico de 1.5 NF 116 Condensador Cerámico de 2800 PF 117 Condensador Cerámico de 680 PF 118 Condensador Cerámico de 330 PF 119 Circuito Integrado XR2211 120 Circuito Integrado 74HC04 121 Integrado MAX232 122 Potenciómetro de 1M 123 Fuente de Poder 12V 124 Osciloscopio 1
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3. PROCEDIMIENTOS
3.1. El Modulador FSK:
Este circuito se realizó basándonos en el integrado xr2206 y su diseño al igual que
los valores de los elementos que se usan en él se encuentra en sus respectivas
hojas de datos (data-shett del fabricante).
El dispositivo XR2206 nos dará la modulación de la señal portadora, la que está
relacionada con la resistencia de 200 ohmios ubicada entre los pines 13 y 14, para
el cálculo de las dos diferentes frecuencias, una que representa un 1 y la otra que
representa un 0 de la señal de datos. Una de las frecuencias está dada por la
ecuación (1/R2C) y la otra por la ecuación (1/R1C), dando a entender que la
modulación se controla por el condensador conectada en los pines 5,6, R1 en el
pin 7 y R2 en el pin 8.
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Leyenda en el programa Orcad
Leyenda de la Placa en Orcad
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Figura: Modulador FSK, con el integrado XR2206cp
Figura: Modulador FSK, con el integrado XR2206cp
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3.2. El Demodulador FSK:
Este circuito se realizó basándonos en el integrado XR2211, este dispositivo seleccionado para la demodulación se integra de un sistema monolítico de phase locked loop (PLL) especialmente designado para aplicaciones de datos en comunicaciones ya que este integrado es capaz de detectar las dos diferentes frecuencias que le entrega el modulador. Esta particularmente diseñado para aplicaciones de módem de FSK. El mismo integrado opera dentro de un rango de ancho de suministro de voltaje de 4.5 a 20V y un rango de frecuencia de 0.01Hz a 300 KHz.A continuación se muestra el montaje del demodulador FSK con el XR-2211 que se encuentra en las hojas de datos del integrado.
La función de este demodulador es saber distinguir las 2 diferentes frecuencias de entrada para poder generar la onda original.
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En el demodulador se utilizó el integrado XR-2211 y se configuró para que
trabaje a la velocidad de 1200 baudios.
La señal de salida se mira en el pin número 2 del integrado XR2206 la cual
la procedemos a introducir en el pin 2 del integrado XR2211.
La salida en el XR2211 es la señal demodulada y es similar a la de entrada en sus factores de voltaje y frecuencia.
Cálculos:
Para el Demodulador, la frecuencia central es
Entonces:
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Asumiendo que está formada por una resistencia fija de en serie
con un potenciómetro de :
Para hallar , reemplazamos en y se obtiene lo
siguiente:
Entonces tomamos a
Luego:
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Para calcular , primero hallamos
Entonces , luego
Para determinar , usamos
Para seleccionar , usamos
,parauna
Selección del rango de detección:
Para seleccionar , antes hallamos el actual rango
Asumimos un rango de captura del 80%:
Por lo tanto el rango de captura total es
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El mínimo valor de es
Con esto quedan definidos todos los valores de diseño del demodulador.
Figura: Prueba de voltajes.
4. RESULTADOS
Figura: Conexión entre el modulador y demodulador.
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Figura: Señal de salida.
Las expresiones establecidas por el fabricante para calcular las frecuencias del modulador FSK utilizando el XR2206, tanto para un nivel alto como para un nivel bajo están definidas por:
F1= 1/R1*C F2= 1/R2*CDonde R2 y R1 están dadas en ohms y la C está dada en farads. R2 y R1 deben tener valores en el rango de 10KΩ y 100KΩ. Si se considera un condensador de 0.001μF.
R1xKhz yKzKhz mK
R2aKhz bKcKhz dK
Valores de R2 y R3, según la frecuencia utilizada
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Figura: Resultados en el osciloscopio, frecuencia y amplitud.
Los datos de entrada al modulador XR-2206 fueron los siguientes:
La señal de entrada (portadora) fue una onda cuadrada de amplitud ….Vp y una frecuencia de ………Hz aproximadamente.
Los datos de salida que entrego el demodulador XR-2211 fueron los siguientes:
La salida fue una señal digital de amplitud …..vpp y una frecuencia de …..hz a ……hz aproximadamente.
NOTA 1: Algunas veces habrá que cambiar la amplitud del generador de señales para que la señal de salida del modulador sea más parecida a una señal FSK.
NOTA 2: Teóricamente la frecuencia de salida deberá ser la misma de entrada del generador de señales sin importar su amplitud.
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5. PRESUPUESTO
6.
CONCLUSIONES
Después de haber realizado el laboratorio y su respectivo informe hemos obtenido las siguientes conclusiones.
Observamos en la practica el desplazamiento en frecuencia de forma real en el osciloscopio.
Es aconsejable colocar potenciómetros en vez de resistencias de valor fijo por que hay que ajustar este valor de la resistencia dependiendo de la frecuencia que se quería realizar la modulación.
Para el funcionamiento del circuito modulador es recomendable utilizar frecuencias bajas, inferiores a 1 Khz para observar mejor la frecuencia en la salida del demodulador.
