4.4 Banda Lateral Suprimida

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1 . Banda Laeral Supriida E odulação AM oorre u desperdíio de poênia de ransissão S T e de largura de banda B T. A supressão da poradora reduz a poênia de ransissão, e, a supressão oal ou parial de ua das bandas laerais reduz a largura de banda de ransissão, dando orige à odulação o banda laeral únia SSB Single SideBand e à odulação o banda laeral vesigial VSB Vesigial SideBand. Apliações: Operadores de radio aador PY 3 a 30 Mz, aia do idadão P a Mz, serviços iliares, aríios e aeronáuios, serviços de inorações eeorológias. SSB abé é usado por linhas eleônias de longa disânia, oo pare de ua énia onheida oo ulipleação por divisão de requênia FDM Frequeny-Division Mulipleing. ver apíulo 7 Sinais e Espero SSB As bandas laerais superior e inerior de DSB esão relaionadas pela sieria e orno da requênia poradora, e enão, ada ua delas oné oda a inoração da ensage. Porano, a largura de banda de ransissão pode ser reduzida à eade, se ua banda laeral or supriida e opanhia de sua poradora. Coneiualene, SSB pode ser onsiuída a parir de sinal DSB, gerado a parir de u odulador balaneado, e passando-o aravés de u ilro de banda laeral que suprie ua das bandas. SSB pode ser onsiuída a parir de sinal DSB, gerado a parir de u odulador balaneado, e passando-o aravés de u ilro de banda laeral que suprie ua das bandas. USSB upper o ilro reove a banda laeral inerior. LSSB lower o ilro reove a banda laeral superior. O sinal resulane, e abos os asos, possui largura de banda e poênia ransiidas iguais a:,

2 Ebora SSB sea ailene visualizada no doínio da requênia, a desrição no doínio do epo não é ão óbvia, a não ser para o aso espeial da odulação de o. Nese aso, reornando ao espero DSB Fig..-a, ou sea:...observa-se que, reovendo ua linha laeral, deia-se apenas a oura linha: USSB LSSB Porano, se o sinal de odulação or u o na requênia ω, a odulação SSB siplesene ranslada a requênia desse o, para ais ou para enos, de ω. No odulador, enra ua ossenoide de baia requênia, e sai oura ossenoide de ala requênia, ±. kz, Mz Para analisar SSB o ensagens arbirárias, observa-se que o ilro de banda laeral na Fig..-a é u sisea passa banda, o ua enrada passa banda DSB: v i bp A osω, Figure.- Single-sideband odulaion: a odulaor; bp e que a saída passa banda SSB será:?? A epressão para será obida apliando-se o éodo do equivalene passa baia. y bp Obs: v bp v osω v sinω, represenação poradora-quadraura de sinal passa-banda. i q Coo bp não e oponene e quadraura, o sinal de enrada enrada equivalene passa baia é deinido onore.-a, ou sea: e assi Ua vez esabeleido o sinal de enrada equivalene passa baia, orna-se neessário esabeleer o sisea equivalene passa-baia. oninua...

3 Resposa e requênia do ilro passa banda para USSB e seu equivalene passa baia: para USSB onde: A resposa e requênia orrespondene para ilro LSSB é ploada na igura abaio: para LSSB onde: Abas as resposas e requênia passa baias pode ser represenadas por: oninua... sinal: sisea: Mulipliando-se p por p gera-se o espero equivalene passa baia, USSB eou LSSB: Relebra-se que: sgn I{ˆ } ˆ ulipliar ebro a ebro por sendo ˆ a ransorada de ilber de. Porano, I {sgn } ˆ e daí:...onheido oo analyi signal de Finalene, eeua-se a ransoração de passa baia para passa banda: ω y Re{ y e } bp p que onsiui a epressão prourada, a qual e a ora da desrição poradora-quadraura. As epressões e ase e e quadraura são: e e a envolória SSB é: Obs: A [ vi vq ]

4 Eeplo.-: Modulação de pulso o SSB Sepre que o sinal odulado e SSB apresena ransições abrupas, a ransorada de ilber oné pios agudos. Coo eeplo, reorde-se do aso uuτ e sua ransorada de ilber Fig. 3.5-b: ˆ Figura 3.5-b Pios, enão, aparee na envolória A, dando orige ao eeio onheido oo horns. A envolória SSB eibe pios ininios e 0 e τ, os insanes quando e desoninuidades do ipo degrau. O ransissor não pode anipular a poênia do pio de envolória neessária para esses horns ininios. Noa-se, abé, os alargaenos sears e A, anes e após ada pio. Porano, SSB não é apropriada para ransissão por pulsos, dados digiais ou apliações siilares. # SSB para sinais o poradora não supriida: Pode-se deonsrar que, se e vez de DSB, or odulado e AM o poradora [roar por μ], o sinal odulado e SSB assi gerado orna-se: no aso de USSB. Mosrar iso! A{[ μ ]osω μˆ sinω} Para geração de LSSB, deve-se roar o sinal de por na epressão aia. Obs: A ^ 0 Nese aso o de AM, onudo, ebora a banda de passage sea reduzida à eade, o onsuo de poênia pela poradora não odulada ainda é elevado.

5 Geração de SSB A geração de SSB desria aneriorene a parir de DSB eprega u ilro de banda laeral ideal. Conudo, na práia, o ilro passa banda periirá a passage de ua porção de banda laeral indeseável ou aenuará ua pare deseável. Por sore, uios sinais de odulação de ineresse práio ê pouo ou nenhu oneúdo de baia requênia, oo o osrado na Fig..-a. Eses esperos são ípios de sinais de áudio voz e úsia, por eeplo. launa Tipiaene, 300 z e varia enre a 5 kz. oninua... Méodo da ilrage da banda laeral Após a ranslação por u odulador balaneado, a launa e orno da requênia zero aparee oo u espaço vazio e orno da requênia da poradora, ao longo do qual a região de ransição do ilro de banda laeral práio pode ser ausada. Sinal e banda base Filro práio, o

6 Eeplo: SSB o sinal de voz espero da ensage de voz DSB.3, kz espero DSB 600 z SSB espero SSB, kz ilro passa banda , kz Q 0 B~30Mk75000 O ilro passa banda deve er u aor de qualidade Q 0 B 3dB, grande e u aor de ora FF B 60dB B 6dB, pequeno adequados para auar o sua região de ransição oalene denro do inervalo que separa as duas bandas laerais 600 z.... Iso não é ua area siples. Regra práia: a largura da região de ransição de u ilro práio não onsegue ser uio enor que % da requênia noinal de ore, o. ilro LC ou o o uo arrier Iso ipõe u liie para a requênia de ore: o o Eeplo: Filrage SSB de sinal de voz. De 300 z o, e, oo. Assi, de 00, e-se kz. o Ou sea, para ua ensage de voz poder gerar u SSB aravés de u ilro práio, a poradora do sinal odulado deveria ser enor que 60 kz, ua requênia uio baia. observação deduzida de eperienos práios Deve ser lebrado que as prinipais apliações de SSB esão e: a Rádio-aadoriso PY: 3 Mz a 30 Mz. b Faia do idadão P: 6.96 a 7.6 Mz. # É uio diíil onseguir ua largura de ransição uio pequena o ua poradora uio ala.

7 Porano, oo é resringido pela largura da região de vazio esperal pero da orige, e, o deveria ser aproiadaene igual a, pode não ser possível ober ua requênia poradora suiieneene elevada para u dado espero de ensage. no eeplo anerior oi de apenas 60 kz Nesses asos, o proesso de odulação pode ser realizado e dois ou ais passos usando o sisea abaio: O síbolo orresponde a odulador balaneado, enquano BPF- e BPF- são ilros passa banda. Reoenda-se que BPF- sea u ilro eânio: Q 0000, ipedânia 50 Ω, perda por inserção o ilro arrega a one de sinal inerior a 7 db. Problea: opera abaio de Mz, devido a liiações de osilação eânia dos seus eleenos. Frequênia ípia: 55 kz. Co iso, o ilro BPF- poderá ser u siples ilro LC. por que?? oninua ensage 55 kz, sub-poradora 3 ilro eânio, BPF- 5 poradora SSB 6 ilro LC, BPF- 90 kz 7 USSB O prieiro osilador a risal opera na sub-poradora de 55 kz, e orno da qual são abriados os ilros eânios. Uilizando-se 55 kz, se dá ua arge de aproiadaene 90 kz para a auação do ilro LC região de ransição, a qual é ais do que suiiene. por que?? oninua...

8 oninuação: 90 kz Filro LC Sinal SSB poradora USSB Uilizando-se 55 kz, se dá ua arge de aproiadaene 90 kz para a auação do ilro LC região de ransição, a qual é ais do que suiiene! Para o ilro obedeer a regra práia: Mz 9 Mz e assi, o ilro e perissão para operar o poradoras aé 9 Mz. Coo 3 Mz < < 30 Mz e SSB PY ou P esá be abaio desse liie, não haverá probleas! oninuação: 90 kz Filro LC Sinal SSB poradora USSB Uilizando-se 55 kz, se dá ua arge de aproiadaene 90 kz para a auação do ilro LC região de ransição, a qual é ais do que suiiene! Para o ilro obedeer a regra práia: Mz 9 Mz e assi, o ilro e perissão para operar o poradoras aé 9 Mz. Coo 3 Mz < < 30 Mz e SSB PY ou P esá be abaio desse liie, não haverá probleas! No pior aso, e-se 30 Mz, e enão: 30 M 300 kz Ou sea, basaria 300 kz de banda de ransição do ilro LC para se gerar SSB, a qual é uio inerior a 90 kz. #

9 Méodo do desloaeno de ase eso que onenha baias requênias Oura ora de geração de SSB, válida e prinípio para qualquer, eso se região, usa a equação.-, ou sea: A [ osω ˆ os ω 90 a qual epressa que u sinal SSB onsise de duas oras de onda DSB, o poradoras e quadraura e sinais oduladores e ˆ. 0 ] Mensage Osilador Modulador balaneado Filro de ilber deasador Soador: USSB LSSB Vanage: dispensa o uso de ilros de banda laeral; as bandas laerais DSB são deasadas de al ora que se anela e u lado de e se soa no ouro lado.... ilrage por ase Desvanage: o ilro de ilber Q ideal é ua rede não realizável, podendo apenas ser aproiada; al ipereição geralene ausa disorção de sinais de baia requênia, e o sisea desloador de ase rabalha elhor o esperos de ensage do ipo da Fig..-a. Obs: as bandas laerais DSB são deasadas de al ora que se anela e u lado de e se soa no ouro lado????. Epliar!! Foi osrado, durane o desenvolvieno aeáio no iníio dessa seção, que a saída passa-baia equivalene do odulador SSB é dada por: Assi, no aso de sinal : A [ ], > 0 Y p A[ sgn ] A [ ], < 0 Y p Y p Geração de USSB, para <0, para >0 soa anelaeno 0 0 Ua análise seelhane se aplia para a geração de LSSB. #

10 Eeplo.-: Modulador SSB de eaver odulação de o A análise será realizada para odulação de o:, o <. A saída será: v ± v. Enrada do LPF:, ipulsos e ±. Saída do LPF:... o ilro deia passar apenas a baia requênia Saída v : os v v } os {os os os os v os os os os os os ± ± ± ± oninua... ilrage para > 0 Enrada do LPF:, ipulsos e ±. Saída do LPF: Saída v : } 90 os 90 {os } sin {sin sin os 0 0 sin v os os os os sin sin ± ± ± ± oninua... v v os para > 0

11 Resuo aé aqui: v v Saída v os ± os ± Saída v os ± os ± Toando-se os sinais superiores, ano e v quano e v no soador: v v os os ω ω o qual orresponde a USSB. Siilarene, oando-se os sinais ineriores, ano e v e v quano no soador: v v os os ω ω o qual orresponde a LSSB. # Eeplo.-: Modulador SSB de eaver sinal de odulação arbirário Considere-se o odulador de eaver para u sinal arbirário: rao de LPF v3 v os V3, sinal DSB. V5, saída do ilro passa-baia LPF ideal. Π Aenção! v9 v5os V9 V5 V5 V9 Π Π oninua

12 Eeplo.-: Modulador SSB de eaver sinal de odulação arbirário Considere-se o odulador de eaver para u sinal arbirário: rao de LPF v, sinal DSB. v sin V V, saída do ilro passa-baia LPF ideal. 6 Π Aenção! v0 v6 sin V0 V6 V6 V0 Π Π oninua Eeplo.-: Modulador SSB de eaver sinal de odulação arbirário V0 Π Π V0 Π Π oninua

13 Eeplo.-: Modulador SSB de eaver sinal de odulação arbirário V9 Π Π V0 Π Π No aso de se usar o sinal : USSB v v V V oninua Eeplo.-: Modulador SSB de eaver sinal de odulação arbirário V9 Π Π V0 Π Π No aso de se usar o sinal : USSB v v V V Π Π Π Π oninua

14 Π Π Π 0 Π 0 0 USSB 0 Vanage: dispensa o uso de ilros de ilber, usando apenas deasadores de Desvanage: ebora as ilragens passa-baia sea realizadas e banda base, e assi, os ilros sea ais áeis de ipleenação, deve possuir araerísias próias das ideais. 0 Por eeplo, no aso do ilro LPF: V 3 v3 v os DSB DSB, o aliasing V 3 0 LPF V 5 V5 Π LPF O ilro LPF deve ser ideal!! 0 Novaene, o odulador só é adequado para sinais o launa e orno da requênia zero.

15 Sinais e Espero VSB Vesigial Side-Band A odulação VSB é adequada para sinais de odulação que possue elevada largura de banda e o oneúdo signiiaivo de baia requênia oo, por eeplo, vídeo de elevisão analógia, a síile a e dados de ala veloidade. Traa-se de u oproisso enre SSB que usa enos largura de banda, poré, não opera be na baia requênia do sinal de ensage e DSB que rabalha be na baia requênia as uiliza uia largura de banda. A odulação VSB é onsiuída pela ilrage de DSB ou AM, de al ora que ua banda laeral passa quase que oalene, enquano u raço ou vesígio da oura banda é inluído. A araerísia da resposa e requênia do ilro de banda laeral é undaenal e VSB: seu orao eao não é undaenal, sendo que o ais iporane é que possua sieria ípar e orno da requênia poradora e ua resposa relaiva igual a ½ e. Filro vesigial Considerando-se o aso do ilro UVSB, e-se que sua resposa e requênia é dada por: sendo:, 0< < Obs: u u u para > 0 heriiano

16 O ilro VSB é u ilro de banda laeral práio, o região de ransição. A largura de banda de ransissão será: ensage DSB 0 VSB ilro vesigial saída VSB pois << a largura do vesígio é pequena e relação à banda de sinal de ensage. Para analisar VSB o arbirário, relebra-se que a enrada do ilro vesigial é u sinal passabanda DSB: A osω a qual não e oponene e quadraura. O sinal de enrada equivalene passa baia é: bp O sisea equivalene passa-baia será obido a parir de.-7a, qual sea: azendo: u. Ou sea: [ u ] u u para > 0. p p heriiano u para > 0 esa igura á oi osrada aneriorene p u equivalene passa baia oninua...

17 O espero de saída do sisea equivalene passa-baia será: É ineressane lebrar que: al que: Apliando-se a TFI, dado que a saída do ilro de ilber é:, e-se Deinindo-se a unção: e-se: ] [ u A Y p p p ] sgn [ ] sgn [ u sgn sgn A A Y p ˆ } sgn { I I ] [ ˆ A y p } { Δ I d e d e dividido por?? oninua... 0 para ] [ > u u u p I ] [ ˆ A y p d e d e A parir do qual se obé: graças ao aor ria-se ais u ero e quadraura de ase Apliando a ransoração de equivalene passa baia para passa banda, ou sea: obé-se: Ou sea: sendo o { } ˆ ] ˆ A A y p } Re{ p p e y } sin sin ˆ os { A ω ω ω DSB SSB VSB } { Δ I desrição de poradora-quadraura

18 *Quando << o que geralene é verdadeiro, o espero VSB se paree essenialene o o espero SSB a siilaridade abé se ané no doínio do epo. Nese aso 0. A { osω ˆ sinω sinω} DSB SSB VSB 0 ensage ilro vesigial espero seelhane a SSB *Por ouro lado, se >>, VSB se aproia de DSB, e, ˆ 0 ˆ. q ilro vesigial espero seelhane a DSB Largura de banda VSB: Poênia VSB ransiida: A poênia VSB ransiida, S T, não é deerinada ailene, ua vez que depende da largura vesigial, as deve esar liiada e: ou sea, enre a poênia SSB e a poênia DSB.

19 Modulação VSBC VSB o poradora Analisa-se a seguir o aso e que u sinal AM é apliado a u ilro de banda laeral vesigial. Tal sisea é usado e ransissão de vídeo de elevisão. A poradora não supriida perie a deeção de envolória, enquano ainda ané a pequena largura de banda VSB. Pode-se osrar que, se o sinal VSB or gerado a parir de AM, oorre osrar iso!: ˆ q Reorrendo a desrição de poradora-quadraura: observa-se que Co isso, a envolória será: ou sea: osω i e sinω Porano, se μ or pequeno e não ão pequeno VSB DSB, q 0, oorre μ q <<, e, nese aso:... pode usar deeção de envolória! q Espero de sinal de vídeo de elevisão A ensage de TV deve oner inorações sobre varredura de ela, linhas aivas, reraço horizonal, luinânia, roinânia e áudio e FM séreo. Ver apíulo 7 áudio DSB vídeo DSB espero ransiido Espero VSBC inserção da poradora ilro VSB no reepor não ão pequeno , Mz