UNIDADE II Aula 2 Modulação parte 2

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1 UNIDADE II Aula 2 Modulação parte 2

2 Modulações Analógicas: Modulação por Amplitude (Amplitude Modulation - AM) É a forma de modulação em que a amplitude de um sinal senoidal, chamado portadora, varia em função do sinal de interesse, que é o sinal modulador. A frequência e a fase da portadora são mantidas constantes. Matematicamente, t ti t é uma aplicação direta da propriedade d de deslocamentos em frequências da transformada de Fourier, assim como da propriedade da convolução.

3 Modulações Analógicas: Modulação por Amplitude (Amplitude Modulation - AM) Simulando no Simulink O diagrama de blocos do modulador AM encontra-se na figura abaixo (arquivo modulacaoam.mdl): Os blocos utilizados foram: Signal Generation (mensagem e portadora), contant, sum, product e scope (modificado para 3 entradas, mensagem, portadora e sinal modulado)

4 Modulações Analógicas: Modulação por Amplitude (Amplitude Modulation - AM) parâmetros dos blocos Bloco da mensagem: amplitude = 1; frequência = 1hz Constant : constant value = 2 (2 bias => 1 viés estatístico, utilizado para determinar o ponto central da distribuição amostral do sinal. Neste caso o sinal é do tipo DSB Double Side Band Large Carrier) Portadora: t d Amplitude = 1; frequência = 20 hz (lembrando que a portadora possui sempre uma frequência muito maior que o sinal, assunto visto na aula passada) Product: Tempo de amostragem (Sample time) = Tempo de simulação: 2s OBS: Note que, para formar a mensagem, temos duas funções. A mesagem propriamente dita e a constante, que determina que tipo de mensagem deve ser transportada (DSB)

5 Modulações Analógicas: Modulação por Amplitude (Amplitude Modulation - AM) considerações acerca da simulação Note que o sinal é multiplexado, através da multiplicação entre a mensagem e a portadora formando, assim, a modulação AM Ao rodar a simulação, notamos que a portadora mantém-se constante t em fase, amplitude e frequência, transportando t o sinal senoidal de 1hz (mensagem) em seu interior, formando a modulação AM, no formato DSB, onde podemos notar, nitidamente o sinal sendo transmitido, no limiar superior da amplitude e seu espelhamento no limiar inferior, característica do formato de modulação DSB. Gráfico resultante no próximo slide.

6 Modulações Analógicas: Modulação por Amplitude (Amplitude Modulation - AM) Gráfico resultante da simulação da modulação AM DSB Large Carier.

7 Modulações Analógicas: Modulação por Amplitude (Amplitude Modulation - AM) Trabalho 1 Unidade 2 grupo 1: 1. Modifique, agora, a constante para o valor 0 (DSB Supress Carier). Note que a modulação assumiu outro formato. Pergunta-se: Onde está representado, no gráfico da modulação, o sinal transportado no envelope desta modulação? Por quê ela é chamada de DSB Supress Carier? 2. Modifique agora, o parâmetro da forma de onda (Wave form) na mensagem, para que a transmissão agora seja de uma onda quadrada (square); execute a simulação para os dois tipos de modulação AM (DSB Large Carier e DSB Supress Carier). Identifique, onde se encontra, no gráfico da modulação, o sinal transportado no envelope das duas modulações. 3. Faça o mesmo que foi solicitado it na questão 3, agora para a mensagem seja transmitida na forma de onda dente de serra (sawtooth) OBS: para maiores informações (auxílio), consulte o vídeo do Professor John Santiago em Amplitude-Modulation-using-Simulink

8 Modulações Analógicas: Demodulação AM Para que um sinal AM seja recuperado no receptor (demodulado), faz-se necessário que o receptor esteja sintonizado na mesma faixa de frequência do sinal transmitido, onde a portadora também deve estar na mesma frequência da portadora utilizada para a transmissão. O sinal é recuperado, fazendo-se que a demultiplexação entre portadora e sinal recebido passe por, pelo menos, dois filtros passa-baixa (LPF de segunda ordem). Isso implica que temos, pelo menos 10 harmônicos (5 harmônicos por filtro - séries de Fourier) para recuperar o sinal original sem grandes distorções. Quanto maior a ordem dos filtros (mais harmônicos), melhor é a qualidade do sinal recuperado.

9 Modulações Analógicas: Demodulação AM Simulando no Simulink O diagrama de blocos do modulador/demodulador AM encontra-se na figura abaixo (não fornecer arquivo aos alunos): Os blocos utilizados foram aproveitados (copiados e colados), em grande parte, do arquivo do modulador AM, sendo apenas inserido o bloco dos LPF 1 e 2 (bloco Transfer fcn)

10 Modulações Analógicas: Demodulação AM parâmetros dos blocos Portadora (recepção): mesmos valores da portadora (recepção) do transmissor AM Product2 : mesmas observações e valores do bloco Product do transmissor AM LPF1: Bloco Transfer Fcn: Numerador = [2*pi*5]; denominador = [1 2*pi*5] (indica a existência de 5 harmônicos) OBS: Observe que a transmissão ocorre sem fios (pelo ar). Como não existe uma forma de expressar tal comunicação no Simulink, foi necessário a ligação física entre transmissor e receptor, ligação essa feita através da multiplexação do transmissor (bloco Product) com a demultiplexação do receptor (bloco Product2). A transmissão ocorre em ambiente ideal, sem a presença de ruído algum (impossível de existir, na prática)

11 Modulações Analógicas: AM Gráfico resultante da simulação da demodulação AM DSB Supress Carier. OBS: Note como o sinal recuperado sem a presença dos filtros (harmônicos) é OBS: Note como o sinal recuperado, sem a presença dos filtros (harmônicos) é difuso (ruidoso). Com o primeiro LPF, o sinal recuperado já se assemelha mais com o sinal original e, no LPF de segunda ordem, o sinal está bem mais suavizado, mais condiscente, porntanto, com o sinal originalmente transmitido.

12 Modulações Analógicas: Modulação por Amplitude (Amplitude Modulation - AM) Trabalho 1 Unidade 2 grupo 2: 1. Baseado nas explicações do receptor (demodulador) e de posse do arquivo de simulação do transmissor, construa o esquema completo transmissor (modulador)/receptor(demodulador). 2. Simule as transmissões dos sinais senoidais, de onda quadrada e de dente de serra para a técnica de modulação DSB Supress Carier. 3. Faça o mesmo para o DSB Large Carier. 4. Baseado na questão 2, insira mais um filtro (LPF de ordem 3) e verifique se o sinal recuperado ficou mais fidedigno com o sinal transmitido e o porque disso ter ocorrido. 5. Faça o mesmo baseado na questão 3. OBS: Para maiores informações (auxílio), assista o vídeo do professor John Santiago em