Guias de Telecomunicações Wander Rodrigues CEFET MG 2005
Sumário Apresentação do Laboratório de Telecomunicações... 04 Circuitos ressonantes... 28 Circuitos osciladores de onda senoidal oscilador Hartley... 56 Circuitos osciladores de onda senoidal oscilador Colpitts... 67 Circuitos osciladores de onda senoidal oscilador a cristal... 78 Multiplicador de freqüência... 89 Amplificador de radiofreqüência... 106 Modulador em amplitude valvulado modulação em alto nível... 119 Modulador em amplitude transistorizado modulação em baixo nível... 140 Modulador balanceado... 154 Modulador em freqüência a diodo varicap... 166 Conversor de freqüência em audiofreqüência... 178 Amplificador de freqüência intermediária e detector... 187 Detector a diodo e controle automático de ganho... 200
Limitador de amplitude para sinais de freqüência modulada... 212 Detecção de freqüência modulada - detector de inclinação... 226 Detecção de freqüência modulada circuito discriminador... 237 Análise de um receptor de AM - DSB - FC ou AM - A3... 248 Análise de um transceptor de AM - SSB ou AM - A3J... 259 Análise de um transceptor de VHF - FM... 267 Anexos... 278
WANDER RODRIGUES 140 Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais Prática de Laboratório de Telecomunicações Prof. Wander Rodrigues - 3 o e 4 o Módulo de Eletrônica - 2003 EXPERIÊNCIA N o 9 TÍTULO: Modulador em amplitude transistorizado modulação em baixo nível APLICAÇÃO: Geração de um sinal modulado em amplitude do tipo A3 para utilização em equipamentos de medição e geradores de sinais. CIRCUITO PRÁTICO:
MODULADOR EM AMPLITUDE TRANSISTORIZADO MODULAÇÃO EM BAIXO NÍVEL 141 DESENVOLVIMENTO PRÁTICO: 01 - Lista de material empregado e identificação dos pontos de interligação com os equipamentos de medida. R 1 - Resistor de carvão de 1 MΩ - 5% - 1/4W R 2 - Resistor de carvão de 2,2 kω - 5% - 1/4W R 3 - Resistor de carvão de 15 kω - 5% - 1/4W C 1 - Capacitor de poliester metalizado de 47 kpf - 10% - 250V DC C 2 - Capacitor eletrolítico de 22 µf - 20% - 25V DC C 3 - Capacitor disco de cerâmica de 10 kpf C 4 - Capacitor de poliester metalizado de 47 kpf - 10% - 250V DC C 5 - Capacitor eletrolítico de 22 µf - 20% - 25V DC C 6 - Capacitor variável de dupla seção de 30 430 pf C 7 - Capacitor styroflex de 56 pf Q 1 - Transistor de Efeito de Campo, canal N - BF 245A L - Indutor de 100 espiras de diâmetro de 9 mm, núcleo de ferrite de fio esmaltado # 32 AWG, enrolamento simples 01 a 03 - terminal de entrada de sinal portadora, e c 04 a 06 - terminal de gate de Q 1 07 a 09 - terminal de fonte de Q 1 10 a 14 - terminal de massa ou de -V DD 15 a 17 - terminal de entrada de sinal modulante, e m 18 e 19 - terminal de alimentação de +V DD e jumper J 1
WANDER RODRIGUES 142 20 e 21 - terminal de saída de sinal modulado, e o 22 - terminal de dreno de Q 1 - jumper J 2 02 - Feche os jumpers J 1 e J 2, conectando o capacitor variável C 6 externamente à placa de circuito impresso, em paralelo ao indutor L. OBS: Os jumpers já estão fechados. 03 - Alimente o circuito com uma tensão V DD = 10,0 V DC retirando do auxiliar 01 no painel frontal da bancada de trabalho ou de uma fonte de alimentação individual. 04 - Aplique um sinal de amplitude igual a 0,2 V de pico a pico, freqüência de 700 khz, senoidal, sem modulação à entrada de sinal portadora, e c. 05 - Anote a forma de onda, amplitude de pico a pico e freqüência do sinal aplicado a entrada de sinal portadora, e c. 0 t Amplitude na entrada de portadora, e c = Freqüência na entrada de portadora, e c = 06 - Ajuste o capacitor variável, C 6, para obter o máximo sinal de saída, e o, quando verifica-se que o circuito tanque está sintonizado. 07 - Anote a forma de onda, amplitude de pico a pico e freqüência do sinal de saída, e o.
MODULADOR EM AMPLITUDE TRANSISTORIZADO MODULAÇÃO EM BAIXO NÍVEL 143 0 t Amplitude de saída, e o = Freqüência na saída, e o = 08 - Com as tensões de entrada e de saída do circuito modulador, calcule o ganho de tensão aplicado ao sinal de radiofreqüência, sinal portadora, e c. e c = e o = e A v = e o c A v = A v = 09 - Aplique, simultaneamente, um sinal de 1,0 V de amplitude de pico a pico, freqüência de 1,0 khz, senoidal à entrada de sinal modulante, e m. 10 - Anote a forma de onda, amplitude de pico a pico e freqüência do sinal da entrada e m, sinal modulante. 0 t Amplitude do sinal modulante, e m = Freqüência do sinal modulante, e m =
WANDER RODRIGUES 144 11 - Observe e anote a forma de onda, amplitudes de pico a pico mínima e máxima e a freqüência do sinal de saída, e o. 0 t Amplitude mínima da saída, e o = Amplitude máxima da saída, e o = Freqüência na saída, e o = 12 - Você observou através do sinal de saída, e o, um sinal modulado em amplitude? Justifique sua resposta. 13 - Utilizando o canal B do osciloscópio, aplique, simultaneamente, os sinais modulante, e m, e modulado, e o, ao osciloscópio. 14 - Compare o sinal modulante, e m, com o sinal modulado, e o, obtido na saída do circuito modulador em amplitude. O sinal modulado apresenta-se com distorções? Justifique.
MODULADOR EM AMPLITUDE TRANSISTORIZADO MODULAÇÃO EM BAIXO NÍVEL 145 15 - Varie a amplitude do sinal modulante, e m, para obter os seguintes índices de modulação abaixo especificados. Anote a forma de onda de saída, amplitudes de pico a pico máxima e mínima do sinal de saída, e o, e a amplitude de pico a pico do sinal modulante, e m. m a E MÁXIMO E MÍNIMO e m 0,0 0,5 1,0 > 1,0 m Emax E = a E + E max min min m a = 0 0 t Amplitude mínima da saída, e o = Amplitude máxima da saída, e o = Freqüência na saída, e o =
WANDER RODRIGUES 146 m a = 0,5 0 t Amplitude mínima da saída, e o = Amplitude máxima da saída, e o = Freqüência na saída, e o = m a = 1,0 0 t Amplitude mínima da saída, e o = Amplitude máxima da saída, e o = Freqüência na saída, e o = m a > 1,0 0 t Amplitude mínima da saída, e o = Amplitude máxima da saída, e o = Freqüência na saída, e o =
MODULADOR EM AMPLITUDE TRANSISTORIZADO MODULAÇÃO EM BAIXO NÍVEL 147 16 - Faça a montagem para obter as figuras trapezoidais no osciloscópio. Observe a figura abaixo. 17 - Para cada valor de índice de modulação abaixo especificado, anote a figura trapezoidal correspondente e as amplitudes de pico a pico de a e b para cada figura. m a b a 0,0 0,5 1,0 > 1,0 m b a = a b + a
WANDER RODRIGUES 148 Figura trapezoidal para m a = 0 Figura trapezoidal para m a = 0,5 Figura trapezoidal para m a = 1,0 Figura trapezoidal para m a > 1,0
MODULADOR EM AMPLITUDE TRANSISTORIZADO MODULAÇÃO EM BAIXO NÍVEL 149 18 - Para os valores de índice de modulação abaixo especificados, determine o valor da constante do modulador, k a. Para m a = 0,5 Para m a = 1,0 mae k a = E m c k a = k a = k a = k a = Observações pessoais:
WANDER RODRIGUES 150 Questionário da Exp. N o 9 Nome: N o : Turma: 01 - Dê a função dos seguintes componentes do circuito modulador: C 2 : C 3 : C 5 L - C 6 : R 3 :
MODULADOR EM AMPLITUDE TRANSISTORIZADO MODULAÇÃO EM BAIXO NÍVEL 151 R 2 : 02 - Comparando os sinais dos dois moduladores em amplitude utilizados em aula prática, qual apresenta a maior potência de saída? Justifique. 03 - Qual dos dois moduladores em amplitude necessita de maior potência da fonte de sinal modulante, e m? Justifique. 04 - Qual dos dois circuitos moduladores em amplitude apresenta melhor linearidade? Como foi possível observar esta característica do modulador em amplitude durante a execução da aula prática? Justifique.
WANDER RODRIGUES 152 05 - A constante de proporcionalidade, k a, do circuito modulador em amplitude permaneceu em um valor fixo quando variamos o índice de modulação, m a? Justifique. 06 - Estabeleça uma comparação entre os dois métodos de geração de modulação em amplitude, enfatizando as vantagens e desvantagens de cada um dos métodos. 07 - Explique, resumidamente, o funcionamento do circuito modulador em amplitude transistorizado em baixo nível de modulação.
MODULADOR EM AMPLITUDE TRANSISTORIZADO MODULAÇÃO EM BAIXO NÍVEL 153