Laboratório 3 Modulação Analógica em Frequência. Data: Horário: Turma: Turno: Grupo: Aluno N : Nome: Aluno N : Nome: Aluno N : Nome:

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1 Data: Horário: Turma: Turno: Grupo: 3. DIMENSIONAMENTO Esta secção visa preparar os alunos para as experiências que irão realizar no laboratório. Todos os grupos terão de no início da sessão de laboratório entregar ao docente uma cópia desta secção. Considere um sinal de informação xt ( ) = 0.1cos( ω mt) ( V) com uma frequência f m =1(kHz) que pretende ser modulado em FM utilizando uma portadora com f c =500(kHz) de frequência e amplitude A c =1(V). Considere que o desvio de frequência do modulador é de f Δ =15(kHz/V). Determine a expressão do espectro do sinal modulado Desenhe na Figura 8 o espectro do sinal modulado. Figura 8 Espectro do sinal modulado em FM. Pag. 48

2 Estime a largura de banda do sinal modulado impondo como condição apenas desprezar componentes espectrais com amplitude -20dB ou -40dB abaixo da maior componente. Pag. 49

3 Data: Horário: Turma: Turno: Grupo: 7. RELATÓRIO Cada grupo após terminar a sessão de laboratório terá de entregar ao docente uma cópia deste relatório. Os alunos deverão preencher todos os valores solicitados, justificar os resultados obtidos e se possível efectuar a comparação com os valores teóricos estimados MODULAÇÃO FM Para o REACTANCE MODULATOR preencha a Tabela 1 com os diferentes valores medidos para a frequência de oscilação. Tensão DC (V) Frequência (khz) Tabela 1 Variação da frequência de oscilação do REACTANCE MODULATOR com a tensão de polarização. Desenhe na Figura 10 a curva frequência de oscilação em função da tensão de polarização para o modulador anterior. Figura 10 Variação da frequência de oscilação do REACTANCE MODULATOR com a tensão de polarização. Com base nos resultados anteriores estime, justificadamente, o valor do desvio de frequência f Δ deste modulador em torno da frequência f c correspondente ao botão CARRIER FREQUENCY na posição vertical. Pag. 55

4 Para a referida frequência f c estime, justificadamente, qual o limite máximo para a amplitude pico-a-pico do sinal modulante. Qual é a consequência do sinal modulante exceder essa amplitude? Comente a razão das ambiguidades observadas no osciloscópio para algumas das arcadas do sinal modulado. Justifique as diferenças observadas com as posições extremas do botão CARRIER FREQUENCY. Desenhe na Figura 11 o espectro do sinal FM modulado por uma sinusóide com f m =3(kHz). Figura 11 Espectro do sinal FM modulado por uma sinusóide através do REACTANCE MODULATOR. Pag. 56

5 Compare as amplitudes e frequência do espectro anterior com os correspondentes valores teóricos, justificando sempre os valores utilizados nos cálculos teóricos. Para o VARACTOR MODULATOR preencha a Tabela 2 com os diferentes valores medidos para a frequência de oscilação. Tensão DC (V) Frequência (khz) Tabela 2 Variação da frequência de oscilação do VARACTOR MODULATOR com a tensão de polarização. Desenhe na Figura 12 a curva frequência de oscilação em função da tensão de polarização para o modulador anterior. Figura 12 Variação da frequência de oscilação do VARACTOR MODULATOR com a tensão de polarização. Pag. 57

6 Com base nos resultados anteriores estime, justificadamente, o valor do desvio de frequência f Δ deste modulador em torno da frequência f c correspondente ao botão CARRIER FREQUENCY na posição vertical. Para a frequência f c estime, justificadamente, qual o limite máximo para a amplitude pico-a-pico do sinal modulante. Desenhe na Figura 13 o espectro do sinal FM modulado por uma sinusóide com f m =3(kHz). Figura 13 Espectro do sinal FM modulado por uma sinusóide através do VARACTOR MODULATOR. Compare as amplitudes e frequência do espectro anterior com os correspondentes valores teóricos, justificando sempre os valores utilizados nos cálculos teóricos. Pag. 58

7 Justificadamente, indique qual dos dois moduladores é melhor DESMODULAÇÃO FM Para o DETUNED RESONANT CIRCUIT preencha a Tabela 3 com os diferentes valores medidos para a amplitude do sinal de saída. Frequência (khz) Amplitude (mv) Frequência (khz) Amplitude (mv) Tabela 3 Variação da amplitude do sinal de saída do desmodulador DETUNED RESONANT CIRCUIT em função da frequência de entrada. Desenhe na Figura 14 a função de transferência frequência-tensão do desmodulador DETUNED RESONANT CIRCUIT. Figura 14 Função de transferência frequência-tensão do desmodulador DETUNED RESONANT CIRCUIT. Pag. 59

8 Compare o sinal áudio antes de modulado com o sinal desmodulado pelo DETUNED RESONANT CIRCUIT antes e após o filtro passa-baixo. Qual a função do filtro? Comente e justifique possíveis diferenças entre os sinais desmodulados quando utiliza o modulador VARACTOR ou o modulador REACTANCE Para o PLL preencha a Tabela 4 com os diferentes valores medidos para a amplitude do sinal de saída. Frequência (khz) Amplitude (V) Frequência (khz) Amplitude (V) Tabela 4 Variação da amplitude do sinal de saída do desmodulador PLL em função da frequência de entrada. Desenhe na Figura 15 a função de transferência frequência-tensão do desmodulador PLL. Figura 15 Função de transferência frequência-tensão do desmodulador PLL. Pag. 60

9 7.3. INCLUSÃO DE RUÍDO Qual a influência do ruído no sinal modulado? Que efeito produz a presença de ruído no sinal desmodulado? Qual dos dois desmoduladores é o mais imune a presença de ruído? Qual a função do limitador do amplitude e que beneficio produz na transmissão FM? Pag. 61