GERAÇÃO E DEMODULAÇÃO DE SINAIS AM-DSB

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1 GERAÇÃO E DEMODULAÇÃO DE SINAIS AM-DSB

2 OBJETIVO: GERAÇÃO DE SINAIS AM-DSB Dados e provocar a multiplicação dos dois sinais: PRODUTO s( t) = c( t) = A A [1 + k c c cos(2πf t) PORTADORA m ( t ) MENSAGEM 1+ k a a m( t)]cos(2πf t) SINAL c m( t) ENVOLTÓRIA c MODULADO TIPOS DE CIRCUITOS MODULADORES: 1 Modulador por Chaveamento 2 Modulador usando Circuito Não Linear 3 Controle de Ganho 4 Multiplicação Direta

3 1 Modulador por Chaveamento CHAVEADOR FPF

4 1 Modulador por Chaveamento O circuito chaveadorabre e fecha no período Isso equivale a multiplicar o sinal por um trem de pulsos.

5 1 Modulador por Chaveamento Representando e c (t) em série de Fourier, tem-se:

6 1 Modulador por Chaveamento Forma de Onda Analógica em Banda Base (Sinal Modulante) Forma de Onda Periódica de Chaveamento Sinal Modulante Chaveado

7 1 Modulador por Chaveamento Modulação em Modulação em

8 Espectro do Sinal Modulado AM-DSB Filtro Passa Faixa (FPF) O sinal que nos interessa é: Depois do FPF centrado em e com banda

9 Espectro do Sinal Modulado AM-DSB Pré-AMP CHAVEADOR AMP. POT. ~ Oscilador FPF

10 2 Modulação por Elemento Quadrático Este método utiliza o fato da multiplicação ocorrer em um elemento não linear: Multiplicação de por = Modulação A resposta não linear de componentes eletrônicos costuma ser uma exponencial que pode ser aproximada por uma série: Desta série consideramos apenas os primeiros elementos (quadrado/cúbico)

11 2 Modulação por Elemento Quadrático R1 1 2 R5 3 R2 R3 R4 FPF FPF

12 2 Modulação por Elemento Quadrático Exemplo: Resposta do Elemento Não Linear

13 2 Modulação por Elemento Quadrático Exemplo:

14 2 Modulação por Elemento Quadrático Espectro de : Sinal após o Filtro Passa Faixa (FPF) Depois do FPF centrado em e com banda

15 2 Modulação por Elemento Quadrático e m (t) e e o (t) se somamem(i) o resultado da soma passa por um dispositivo não linear ( que implementa a lei quadrática)(ii) antesdeirparaasaídadocircuitoosinalpassaporumfpf(iii)

16 2 Modulação por Elemento Quadrático e m (t) e e o (t) se somamem(iii), natensãov GS o resultado da soma, tensão V GS, gerará, pelo efeito do transistor ( dispositivo não-linear), uma corrente de dreno em(iv) a corrente de dreno tem uma característica quadrática expressa por:

17 2 Modulação por Elemento Quadrático Na corrente de dreno são encontradas as componentes da modulação AM-DSB. Além das componentes do AM-DSB existem outras componentes que são eliminadas pelo filtro passa-faixa (v) antes de deixar o circuito como sinal modulado AM-DSB.

18 3 -Modulação por Variação de Ganho O CA 3080 é um Amplificador operacional de transcondutância. Como o próprio nome sugere este amplificador transforma a diferença entre as tensões de entrada em uma corrente de saída. Possui uma entrada capaz de ajustar o ganho do amplificador i o =gm(v + -v - ) gm=k.i m

19 3 -Modulação por Variação de Ganho Z i m o = = R L ( A + V 0, 6) m R V CC m o = V g i m R L Projetar um Modulador AM-DSB, com as seguintes características: fc=250 K Hz, fm=5 K Hz, Am= 1 V, Vcc= 12 V, v i = 50 m V, v o = 1 V, Z o = 10 K ohm g m = 20i m

20 DEMODULAÇÃO DE SINAIS AM-DSB A Demodulação é o processo de recuperação do sinal modulante, a partir do sinal modulado, e é feita transladando-se osinalmodulante paraaposiçãoemtornodozerohertz (banda base). Matematicamente isto é feito multiplicando-se o sinal AM-DSB por,queéosinaldeportadora. Translação para Termo que elimina a portadora transladando para 0 Hz

21 DEMODULAÇÃO DE SINAIS AM-DSB DETETOR DE ENVOLTÓRIA

22 DEMODULAÇÃO DE SINAIS AM-DSB DETETOR DE ENVOLTÓRIA Passando pelo diodo, fica apenas a parte superior da onda: Portadora retificada e portanto temos meia onda

23 DEMODULAÇÃO DE SINAIS AM-DSB DETETOR DE ENVOLTÓRIA A série de Fourier para meia onda é dada por:

24 DEMODULAÇÃO DE SINAIS AM-DSB DETETOR DE ENVOLTÓRIA Calculando temos: Podemos verificar que o sinal original está presente em. Passando pelo filtro passa baixa (FPB) podemos recuperar a informação original. Filtro Passa Baixa (FPB) Sinal Recuperado

25 DEMODULAÇÃO DE SINAIS AM-DSB DISPOSITIVO NÃO-LINEAR Resposta do Elemento Não Linear Razão entre Sinal Desejado e Indesejado

26 DEMODULAÇÃO DE SINAIS AM-DSB 10K R L 47K Z i = 2,4R se R R L = 0,1 f CORTE = 1 RS 6π [1 + R ] RC