04 - ( )Através da utilização de um modulador balanceado e uma rede defasadora de π/2 é possível obter um modulador de PM faixa estreita.

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1 MODULAÇÃO EM FREQÜÊNCIA 1 QUESTIONÁRIO DA UNIDADE IV ASSUNTO: Modulação em Freqüência. Nome: N o : Turma: Para cada período abaixo mencionado, analise seu conteúdo e marque " F " para uma situação FALSA ou " V " para uma situação VERDADEIRA. Justifique cada resposta dada se verdadeira e faça a correção para as respostas falsas ( ) Em um transmissor de FM que utiliza o processo de modulação direta, faz-se necessário o controle da freqüência portadora que tende a deslocar-se durante o processo de modulação ( ) No processo de modulação em freqüência, quando mf é muito menor do que a unidade, o espectro de freqüência difere do espectro de AM pela inversão da raia lateral inferior ( ) O espectro de freqüência do sinal de FM apresenta um número infinito de raias laterais distanciadas entre si de fm, sendo que componentes eqüidistantes têm o mesmo valor absoluto ( )Através da utilização de um modulador balanceado e uma rede defasadora de π/2 é possível obter um modulador de PM faixa estreita ( )O aumento na freqüência modulante e a amplitude modulante permanecendo constante, o valor de mf aumenta ( )A pré-acentuação consiste em amplificar as freqüências baixas do sinal modulante que são mais afetadas pelo ruído de transmissão.

2 WANDER RODRIGUES ( )No FM o desvio de freqüência é proporcional a tensão modulante e inversamente proporcional à freqüência modulante ( )O espectro de freqüência de um sinal de FM faixa estreita é idêntico ao espectro de freqüência do sinal de AM ( )O circuito que intensifica as altas freqüências do sinal modulante, melhorando a imunidade ao ruído é denominado de pré-ênfase ( )O índice de modulação, m f, é definido como a relação entre o desvio máximo e a freqüência do sinal modulante ( )O FM tem um número infinito de raias laterais distanciadas de f m e a componente portadora suprimida ( )A amplitude da componente portadora no sistema de FM permanece constante ( )A diferença entre os sinais de FM e PM está na definição de m f e de m p ( )A modulação em fase é um sistema no qual a fase da portadora é variada, contudo a amplitude da portadora permanece constante ( )Uma das vantagens do FM é que a amplitude do sinal modulado permanece constante a todo instante ( )A razão na qual a variação de freqüência do sinal de FM ocorre é igual à do sinal modulante ( )O índice de modulação, m f, é um número puro que varia de zero à unidade ( )O índice de modulação determina o número de raias laterais que apresentam amplitude significativas para um específico sistema de transmissão ( )Quando o ângulo de fase é variado proporcionalmente com a freqüência do sinal modulante, caracteriza-se a modulação em fase.

3 MODULAÇÃO EM FREQÜÊNCIA ( )A amplitude de cada par de faixa lateral é determinada por um dos coeficientes da Função de Bessel ( )Amplificadores em classe C podem ser utilizados na amplificação do sinal de FM uma vez que sua amplitude permanece constante a todo instante ( )No sinal de FM toda a potência é útil, enquanto no AM a maior parte é a portadora que não indica nenhuma variação de modulação ( )O raio de recepção do FM é limitado devido a faixa de freqüência utilizada neste tipo de modulação ( )Uma variação na freqüência do ruído não afeta a relação S/R para um receptor de AM ( )O desvio de freqüência de 75 khz é um compromisso prático entre os efeitos do ruído e o funcionamento do limitador de amplitude ( )O ângulo q, descrito por um vetor representando um sinal de FM, é o somatório de pequenos intervalos, onde a velocidade w permanece constante ( )Fazendo o valor do índice de modulação muito menor do que a unidade, verifica-se que o espectro de freqüência do sinal de FM coincide com o espectro de freqüência do sinal de AM ( )Comparando os sinais de FM e PM obtidos a partir da mesma portadora e sinal modulante, obtém-se que o sinal de PM está atrasado em relação ao sinal de FM ( )A freqüência instantânea do sinal de PM apresenta as mesmas variações verificadas na freqüência instantânea do sinal de FM, diferenciando-se apenas nos valores das constantes k f e k p ( )Na modulação em fase devemos restringir o índice de modulação, m p, ao intervalo de +π/2 > m p > -π/2.

4 WANDER RODRIGUES ( )No Sistema Armstrong de geração de sinal de FM, o sinal modulante é aplicado a um modulador balanceado após sua equalização ( )Em sistemas de rádio comunicações, o sistema FM faixa larga é amplamente utilizado para uma maior fidelidade do sinal recebido ( )Um sinal de PM recebido por um receptor de FM aparecerá necessitando de agudos, freqüências altas ( )Uma maneira de equalizar o sinal para que transmissões de FM sejam satisfatoriamente recebidas por um receptor de PM é a utilização de um intensificador de graves no sinal modulante ( )Uma das vantagens do sistema de FM comparado com o sistema de AM é apresentar um canal de 7 a 15 vezes mais largo ( )A porção ou quantidade na qual a freqüência da portadora é variada de seu valor não modulado é chamado de desvio de freqüência ( )As Funções de Bessel são utilizadas para a solução do seno de um seno, na dedução da expressão da onda modulada em freqüência instantânea ( )As constantes k f e k p dependem do dispositivo modulador, determinando a linearidade com que o sinal modulante varia as características do sinal portadora ( )O máximo desvio de fase de um sinal modulado em freqüência depende diretamente da amplitude e inversamente da freqüência do sinal modulante ( )Um aumento no valor do índice de modulação, na modulação em freqüência, proporciona um aumento na potência do sinal a ser transmitido ( )Um aumento no valor do índice de modulação pelo decréscimo no valor de f m leva as raias laterais apresentar-se mais concentradas em torno do valor da componente portadora.

5 MODULAÇÃO EM FREQÜÊNCIA ( )No processo indireto de modulação em freqüência faixa estreita, o multiplicador de freqüência por n aumenta a freqüência da portadora e mantém o desvio de freqüência constante ( )A modulação em fase e a modulação em freqüência representam um mesmo tipo de modulação, modulação angular ( )Através do Sistema Armstrong é possível obter a modulação em fase pelo método conhecido como processo indireto de PM ( )Uma razão para o menor nível do ruído é verificado pela presença do limitador em amplitude removendo as variações provocadas pelo ruído no receptor de FM ( )A modulação em fase tem todas as propriedades de imunidade ao ruído igual ao FM, exceto o triângulo de ruído ( )O reforço nas mais altas freqüências modulantes de acordo com um curva pré-disposta é denominada pré-ênfase ( )O efeito captura ocorre quando um receptor móvel de FM está na área de atuação de dois transmissores operando em uma mesma freqüência ( )Definimos dois sistemas de modulação em freqüência utilizando o critério da largura de faixa ( )Um sistema de multiplexação do sinal modulante é utilizada para que um receptor monoral receba um sinal transmitido por um transmissor estereofônico ( )Quando da variação da freqüência modulante o mf permanecerá constante, embora o m p aumenta para uma redução de freqüência ( )Utilizando dois moduladores balanceados, podemos obter um sinal faixa estreita através do processo de modulação indireta de FM.

6 WANDER RODRIGUES ( )O efeito da enfatização do sinal modulante é a redução do efeito do ruído sobre as freqüências muito baixas do sinal modulante ( )A modulação em freqüência é um sistema no qual a amplitude da portadora é feito constante e sua freqüência variada segundo o sinal modulante ( )No processo direto de modulação em freqüência, a freqüência do oscilador sintonizado é variado através da introdução de um elemento de reatância variável ( )Após uma conversão de freqüência o sinal de FM é transladado para uma freqüência mais alta e o desvio de freqüência permanece constante ( )No Sistema AFC uma tensão contínua obtida no discriminador é realimentada no modulador de reatância para a correção de freqüência ( )O triângulo de ruído no FM é a distribuição do ruído ao longo do espectro de freqüência do sinal modulante ( )Uma faixa de guarda ou de segurança entre as estações de AM permite menor interferência do que no FM ( )O modulador de reatância é um dispositivo que apresenta uma reatância de saída dependente da tensão aplicada à entrada ( )Um sistema semelhante à multiplexação TDM é utilizada para obter um sistema de modulação em freqüência estereofônico ( )A constante de ênfase determina uma freqüência no qual o circuito apresentará um ganho ou uma atenuação de 3 db ( )Se a enfatização fosse aplicada em um sistema de AM grandes resultados sobre a imunidade ao ruído seriam obtidos.

7 MODULAÇÃO EM FREQÜÊNCIA ( )A potência transmitida no sistema FM varia quando o índice de modulação é variado, porém a largura de faixa diminui ( )Desvio de freqüência é a porção na qual a freqüência da portadora é variada de seu valor de repouso ( )O sistema de FM foi idealizado para fazer transmissões de rádio menos resistentes aos efeitos do ruído ( )A característica do sinal modulante no FM está impressa na variação de freqüência da portadora ( )O desvio de fase na modulação de PM é função apenas do nível do sinal modulante, enquanto que na modulação de FM, m f é função do nível e da freqüência do sinal modulante ( )A principal vantagem da modulação direta de FM é que grandes desvios de freqüência podem ser obtidos, acompanhados como desvantagem a tendência do deslocamento da portadora ( )O sinal de freqüência modulada apresenta um número infinito de raias laterais e a portadora que para determinados valores de m f pode anular-se ( )Após um estágio multiplicador de freqüência o sinal de FM apresenta uma freqüência mais alta e o mesmo desvio de freqüência ( )Uma regra prática, a largura de faixa exigida para conter a onda de FM é duas vezes a soma do desvio de freqüência mais a freqüência modulante de maior freqüência ( )O circuito de dê-ênfase encontra-se no transmissor, enquanto que o circuito de pré-ênfase localiza-se logo após o demodulador ( )O ruído de saída de um receptor de FM é menor devido ao limitador de amplitude e ao aumento do desvio de freqüência.

8 WANDER RODRIGUES ( )Para um aumento do índice de modulação, verifica-se uma nova redistribuição da potência ao longo do espectro de freqüência para o sinal de FM ( )O circuito de pré-acentuação encontrado nos transmissores de freqüência modulada tem a função de ampliar os sinais de baixa freqüência do sinal modulante, melhorando a relação sinal / ruído ( )A modulação angular é obtida quando o ângulo de fase ϕ do sinal portadora é variado proporcionalmente pelo sinal modulante. Responda as questões seguintes objetivamente. Procure não copiar as respostas do texto, mas apresentar a sua interpretação para a questão Qual a diferença entre os espectro de freqüência para os sinais de AM e FM quando m f é muito menor do que a unidade? 02 - Explique a seguinte frase: " O ruído apresenta maior efeito nas freqüências modulantes mais altas " Cite algumas desvantagens da modulação em freqüência Explique o funcionamento do circuito de ênfase de 75 µs, encontrado no texto O que é pré-enfatizar um sinal modulante? 06 - Qual o resultado verificado quando : a - um sinal de FM é recebido por um Rx de PM; b - um sinal de PM é recebido por um Rx de FM Qual o significado de um coeficiente " J n (m f ) " com sinal negativo? 08 - Cite algumas vantagens da modulação em freqüência.

9 MODULAÇÃO EM FREQÜÊNCIA Cite as desvantagens dos moduladores pelo método indireto de geração de FM Em um modulador de reatância transistorizado, qual a função dos choques de rádio freqüência? 11 - Quais os requisitos à geração de modulação em freqüência? 12 - Das afirmativas da modulação em freqüência comparadas com a modulação em amplitude do texto, cite duas, explicando o que compreendeu que a torne uma desvantagem Caracterize uma maneira de distinguir um sinal modulado em fase, quando comparado sua expressão matemática com a de um sinal modulado em freqüência Defina modulação em freqüência. Qual a sua expressão matemática para a freqüência em função do tempo? 15 - Deduza a expressão instantânea do sinal modulado em freqüência Compare os processos de modulação em fase e modulação em freqüência Qual a interpretação dada à constante k f? 18 - Qual a interpretação dada à afirmativa: " O desvio de FM é de 75 khz "? 19 - Qual a gama de variação de áudio freqüência utilizada para produzir o desvio máximo autorizado com nível constante de sinal modulante? 20 - O que caracteriza o sistema de modulação em freqüência faixa larga? 21 - O que representa a índice de modulação em freqüência modulada? 22 - Qual o critério para a determinação da largura de faixa quando não podemos considerar m f muito menor do que a unidade ou muito maior do que a unidade?

10 WANDER RODRIGUES Qual a largura de faixa ocupada quando modulamos com um sinal modulante complexo em FM? 24 - Se a largura de faixa de uma emissora de FM é de 200 khz, estamos utilizando toda esta largura de faixa do sinal modulado? Justifique Qual a expressão do desvio de freqüência? 26 - Na modulação em fase o que representa o valor de m p? Qual sua expressão? 27 - Tendo-se dois sinais, um modulado em fase e um outro modulado em freqüência, como você identificaria cada um dos sinais? 28 - Defina modulação em fase. Qual a expressão matemática para o ângulo de fase em função do tempo? 29 - Defina modulação angular. Quais os tipos possíveis de modulação angular? 30 - Defina os sistema de FM : a - faixa larga; b - faixa estreita; c - dê a aplicação de cada sistema Caracterize o efeito captura em receptores de FM Das afirmativas sobre a modulação em freqüência quando comparadas com a modulação em amplitude, cite duas, explicando o que compreendeu que a torne uma vantagem Na expressão seguinte, identifique : a - o sinal portadora; b - o desvio de freqüência; c - o tipo de modulação; e ( t ) = E o cos [ ω o t + ( k E m / f m ) sen ω m t ].

11 MODULAÇÃO EM FREQÜÊNCIA Defina excursão de freqüência do sinal de FM Quais os valores de ênfase mais utilizados? Em que freqüências atuam? 36 - Caracterize a interferência do canal adjacente Um aumento no valor de m f implica em um aumento de potência transmitida? Justifique Esquematize um diagrama em blocos de um transmissor de FM contendo: um amplificador de áudio freqüência, dois osciladores à cristal, dois moduladores, um circuito de pré-ênfase, um amplificador de potência de rádio freqüência, um circuito equalizador, uma rede defasadora de π/2, um rede de combinação Explique as frases seguintes : " A componente portadora do sinal de FM não permanece constante. É possível a componente portadora do sinal de FM desaparecer completamente " Dados os sinais portadora e c (t) = 100 sen 10 6 t e modulante e m (t) = 5 sen 10 3 t, determinar a expresso do sinal modulado em freqüência, sabendo que o desvio de freqüência máximo permitido é de 75 khz Em um serviço de radiodifusão sonora, um sinal senoidal com tensão de pico de 2,0 V na freqüência de 4 khz modula uma portadora de 8,0 V de tensão de pico, na freqüência de 30 MHz. Pergunta-se : a percentagem de modulação, sabendo-se que a excursão do sinal de FM é de 10 khz; o índice de modulação, sabendo que o sistema modula em amplitude; a amplitude e freqüência das raias laterais para a modulação em amplitude Dada a expresso e ( t ) = E p cos ( ω p t + k p E m cos ω m t ) o que representa: a - o sinal modulante; b - a portadora não modulada; c - o sinal modulado;

12 WANDER RODRIGUES 12 d - o desvio de fase Uma portadora senoidal de freqüência de 25 MHz é modulada por um sinal senoidal de freqüência 400 Hz. Se a amplitude da portadora é de 4,0V e o desvio de freqüência é de 10 khz, pede-se : a - a equação da onda modulada em freqüência; b - a equação da onda modulada em fase; c - a equação da onda modulada em freqüência quando a freqüência do sinal modulante varia para 2,0 khz; d - a equação da onda modulada em fase, quando a freqüência do sinal modulante varia para 2,0 khz Dados os sinais portadora ec ( t ) = 100 sen 10 6 t e modulante em ( t ) = 4 sen 10 3 t, determinar a expressão do sinal modulado em freqüência, sabendo que o desvio de freqüência máximo permitido é de 75 khz Uma portadora de amplitude igual a 20,0 V com freqüência de 90,0 MHz é modulada por um sinal cossenoidal de 50 Hz com amplitude igual a 3,0 V. A constante do modulador é de 20 Hz/V. Determine : a - o índice de modulação; b - a potência na portadora onde a antena apresenta uma carga de 50 ; c - a largura de faixa ocupada pela onda modulada, por Bessel; d - repetir os itens anteriores para um sinal modulante de 15 khz e amplitude de 1,0 V Um dado sinal X ( t ) modula em freqüência um sinal Y ( t ), expresso como indicado. Sabendo que k f = 0,02 khz/v, determine : a - o desvio de freqüência; b - o índice de modulação; c - a largura de faixa exigida para o sinal modulado em freqüência; d - desenhe o espectro de freqüência indicando as freqüências e amplitudes de cada componente, bem como a inversão de fase, se ocorrer.

13 MODULAÇÃO EM FREQÜÊNCIA 13 X ( t ) = 10 sen 8,792 x 10 4 t e Y ( t ) = 20 sen 13,188 x 10 5 t 47 - A equação e ( t ) = 10 sen ( 10 8 t + 2,4 sen 10 4 t ) representa uma onda modulada angularmente. Pede-se : a - qual o tipo de modulação empregado; b - as freqüências da portadora e do sinal modulante; c - o índice de modulação e a excursão do sinal modulado; d - a potência dissipada pela onda modulada em uma carga de 100 Ω ; e - os espectros de freqüência, fase e potência para o sinal modulado.

14 CEFET MG CURSO DE ELETRÔNICA QUESTIONÁRIO UNIDADE 04 MODULAÇÃO EM FREQÜÊNCIA Wander Rodrigues