ELE 1090 PRINCÍPIOS DE COMUNICAÇÕES QUINTA EXPERIÊNCIA ROTEIRO EXPERIMENTAL CIRCUITOS SSB / COM 3 PARTE 1

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1 ELE 1090 PRINCÍPIOS DE COMUNICAÇÕES QUINTA EXPERIÊNCIA ROTEIRO EXPERIMENTAL CIRCUITOS SSB / COM 3 PARTE 1 OBJETIVOS: Examinar o circuito de anel balanceado como misturador e detector de AM. 1 INTRODUÇÃO Conforme foi discutido no trabalho preparatório, o sinal modulado em banda lateral única (SSB) pode ser obtido a partir do sinal AM, eliminando-se a componente de portadora e uma das bandas laterais. Quando gerada a partir de DSB, basta eliminar uma das bandas lateriais. Isto reduz a potência do transmissor, reduz a largura de faixa de transmissão e melhora a relação sinal-ruído no receptor. Por outro lado, a demodulação de SSB não pode ser realizada através de detectores de envoltória, e requer um circuito receptor mais elaborado que em AM, utilizando-se a detecção síncrona. 2 PARTE EXPERIMENTAL 2.1 MISTURADOR O circuito que será ensaiado no próximo item está representado esquematicamente na Fig.1 abaixo, o qual é composto por um oscilador, um modulador balanceado e por um filtro amplificador: Figura 2 Circuito prático do misturador empregando-se o modulador balanceado em anel. c) L: Ajustar a frequência do oscilador local em 450 khz com amplitude de 250 mvpp. d) L: Ajustar o oscilador externo (gerador de AM/FM) na frequência 550 khz e variar sua amplitude até 100mVpp (usar 5 pontos). e) L: Anotar a tensão de FI na saída de Q 3 para cada valor de tensão do oscilador externo. f) R: Registrar suas principais conclusões. RF Figura 1 Diagrama de blocos do circuito misturador. Trata-se, portanto, de um circuito misturador empregando-se o modulador balanceado. Na Fig. 2 representa-se o circuito elétrico associado, utilizando um modulador em anel como modulador balanceado. Esta etapa contém um amplificador FET com circuito sintonizado em 100 khz na saída de seu dreno (COM 3/3). Este circuito atua como etapa de saída para o modulador balanceado, filtrando-se as componentes de frequência indesejadas. a) L: Verificar se o oscilador local (isolado e SEM sinal de modulação de FM) produz uma onda senoidal na faixa de frequência de 440 khz a 470 khz. Qual a faixa de amplitudes? b) L: Montar o circuito da Fig. 2 (conferir cuidadosamente as ligações, principalmente os jumps de aterramento). 2.2 DETECTOR DE PRODUTO Neste item, o modulador em anel será empregado como detector de AM. Na Fig. 3 ilustra-se o diagrama de blocos do detector de AM utilizando-se um modulador balanceado. OSCILADOR LOCAL Figura 3 - Detector de AM empregando-se o modulador balanceado. O circuito modulador de AM está representado na Fig. 4, correspondente à unidade COM 3/1. O modulador de amplitude é baseado no modulador integrado balanceado CI 1496 O potenciômetro P 3 determina o nível do sinal de saída. O transformador T 1 no circuito de saída sintoniza-se em 455 khz. Na Fig. 5 ilustra-se o circuito prático empregando o modulador em anel, correspondente a Fig.2. Atenção: a unidade COM-3/1, 2, 3 de cada circuito está indicada na própria Fig. 5.

2 Figura 4 Modulador de amplitude utilizando-se o CI a) L: Montar cuidadosamente o circuito da Fig.5. O gerador de áudio é externo e seu sinal é aplicado em modulation in. b) L: Fixar a saída do oscilador local em 250 mvpp, a qual é aplicada em carrier in. c) L: Estabelecer uma onda na saída do modulador de AM com 30% de modulação mediante ajuste da amplitude do sinal modulador (Gerador de áudio). d) L: Medir a saída do detector em função da frequência do sinal modulador (mantendo-se os 30% de modulação). Utilizar a frequência de 1 khz. e) R: Registrar suas principais conclusões (a respeito do modulador balanceado a diodos). Figura 5 O modulador balanceado como detector de AM.

3 ELE 1090 PRINCÍPIOS DE COMUNICAÇÕES QUINTA EXPERIÊNCIA ROTEIRO EXPERIMENTAL CIRCUITOS SSB / COM 3 PARTE 2 OBJETIVOS: Examinar o circuito de anel balanceado como modulador e detector síncrono de SSB. 2.3 O FILTRO MECÂNICO a) L: Conectar o circuito da Fig. 6. GERADOR DE RF ENTRADA Filtro Passa-banda ao osciloscópio SAÍDA Figura 6 - Circuito de prova do filtro mecânico. b) L: Fixar o gerador de AM/FM em 1 Vpp na frequência de 440 khz. c) L: Aumentar lentamente a frequência, medindo-se a tensão de saída, mantendo-se a tensão de entrada constante. d) L: Medir o ganho do filtro entre 440 khz e 470 khz (10 pontos). e) R: Desenhar a característica de transferência do filtro. 2.4 MODULAÇÃO EM BANDA LATERAL DUPLA Na Fig. 7 ilustra-se o diagrama de blocos de um modulador DSB utilizando-se um modulador balanceado. Figura 8- Circuito de modulação DSB. d) L: Verificar mediante o osciloscópio as formas de onda de saída do oscilador local, do sinal de áudio frequência e do sinal de saída do modulador. e) R: Registrar suas principais conclusões. 2.5 SUPRESSÃO DA BANDA LATERAL E CIRCUITO DE DETECÇÃO O sinal SSB pode ser gerado a partir do sinal DSB (com bandas laterais simétricas em relação a frequência central de 455 khz e separadas por 5 khz), filtrando-se uma das bandas laterais. Na Fig. 9 ilustra-se o diagrama de blocos do circuito de filtragem SAÍDA DO MODULADOR DE DSB Figura 9 Circuito de supressão de banda lateral. O diagrama de blocos do sistema de detecção de SSB está representado na Fig. 10. Figura 7 Modulador de DSB. Procedimento experimental a) L: Na Fig. 8 ilustra-se um circuito prático correspondente ao diagrama da Fig. 7. Montar o circuito da Fig. 8. b) L: Fixar a saída do oscilador local (unidade COM 3/1) em 150 mvpp e 455 khz. c) L: Fixar o gerador de áudio em 150mVpp e 5 khz. SSB PASSA-BAIXA Figura 10 Diagrama de blocos da detecção de SSB. Na Fig. 11 ilustra-se o diagrama de blocos completo para modulação e demodulação de SSB. As frequências dos osciladores locais devem ser as mesmas anteriores. Na Fig. 12 ilustram-se os circuitos de transmissor e receptor práticos. Foi utilizado apenas um gerador para produzir ambos os sinais de oscilador local.

4 Figura 11. Diagrama de blocos de um canal de comunicação SSB. Procedimento experimental para modulação e detecção: a) L: Montar o circuito completo da Fig. 12, conferindo cuidadosamente as ligações; b) L: Ajustar o circuito de forma que na saída do modulador apareça um sinal USSB. Para isto, os geradores devem estar sintonizados nas frequências adequadas a fim de selecionar a faixa lateral desejada. c) L: Medir a frequência do OL e ajustá-la de modo que f OL +f AF =f FC (condição para banda lateral superior), onde f OL = frequência do oscilador local; f AF = 5 khz; f FC = frequência central do filtro tal qual foi determinado no item 2.3. d) L: Desenhar a forma de onda do sinal de modulação (áudio); e) L: Idem, para o sinal de saída do modulador DSB; f) L: Idem, para o sinal de saída do filtro mecânico; g) L: Idem, para o sinal de saída do amplificador de áudio. h) L: Verificar a detecção de banda lateral superior (USSB) e inferior (LSSB) através da variação da frequência do oscilador local. i) R: Registrar suas principais conclusões. 3. BIBLIOGRAFIA Apostila da DEGEM SYSTEMS (Experimentos en Comunicaciones Modernas): Curso COM 3 Circuitos de Comunicaciones en BLU.

5 Figura 15 Circuito de comunicação prático de SSB.