RECEPCION DE AM

objeto
El objeto del presente trabajo practico es:

Analizar el funcionamiento de una etapa conversora en el dominio del tiempo mediante software aplicado, determinando las componentes de frecuencia a la salida, medidas con el osciloscopio en modo Y-T.

Evaluar el contenido armonico de las señales a la salida del conversor y graficar en el dominio de la frecuencia.

Comprender y analizar el proceso de la demodulacion.

Observar efectos de las señales a la salida del detector de envolvente calculando los componentes del filtro de salida.

Analizar las mejoras que se pueden introducir al proceso de la demodulacion para recuperar la señal del mensaje con la mas baja distorsion armonica.

Investigar una solucion tecnica de un sistema receptor de AM comercial.

Redactar las conclusiones finales anlizando los resultados obtenidos en los procesos que forman parte de la recepcion de AM.

Desarrollo practico

1. Utilizando software aplicado dibujar una etapa conversora basado en un subcircuito MIX2850 tal como se representa en la figura 1.
   Este circuito convierte una señal RF(radio frecuencia) modulada en AM en una señal de FI(frecuencia intermadia), por el metodo super heterodino gracias a la insercion de unaseñal que proviene de un oscilador local.
   El subcircuito MIX2850 es un circuito conversor que utiliza un multiplicador anlogico de cuatro cuadrantes como nucleo de procesamiento llamada celda de Gilbert.
   Las entradas del circuito son:
   OSCPOS:Entrada positiva de la señal proveniente del oscilador local.
   OSCNEG:Entrada negativa de la señal proveniente del oscilador local.
   RFPOS:Entrada positiva de la señal de RF.
   RFNEG:Entrada negativa de la señal de RF.

En nuetro caso conectamos la entrada RFNEG,a un divisor de tension formado por R1,R2 y un potenciometro que nos permite realizar el ajuste de portadora.
Los otros cuatro terminales son
VCC:Alimentaciobn positiva
VEE:Alimentacion negativa
GND:Tierra
OUT:Salida

Internamente el MIX2850 esta formado por una seccion multiplicadora celda de Gilbert,circuito,que se representa en al figura2.

2.a) Introducir al conversor MIX2850 (pata OSCPOS Y OSCNEG) una señal con un generador senoidal, de amplitud 50 mVp y frecuencia 1000KHz.Graficar utilizando el programa Grapher la señal del osciloscopio. Completar los factores de escalas del osciloscopio utilizadas en la medicion.



FEV:50 mV/DIV

FEH:1 uS/DIV

b) Introducir al conversor MIX2850 (pata RFPOS y RFNEG) una señal VRF con un generador de AM, amplitud 100 mVp, frecuencia de portadora de 600KHz y frecuencia modulante de 5KHz, modulada al 60%.
Verificar el ajuste de control de anulacion de portadora al 50%.
Graficar utilizando el programa Grapher la señal del osciloscopio. Completar los factores utilizadas en la medicion.



FEV: 10 mV/DIV

FEH: 100 uS/DIV

c) Medir la señal de salida (OUT), determinado las componentes armonicas hesrodinas, del resultado del producto de suma y restas.
Graficar utilizando el programa Grapher la señal del osciloscopio del producto de sumas. Completar los factores de escalas del osciloscopio utilizadas en la medicion



FEV: 500 mV/DIV

FEH: 100 uS/DIV

Graficar utilizando el programa Grapher la sñal del osciloscopio del producto de las rests. Completar los factores de escalas del osciloscopio utilixadas en la medicion.



FEV: 500 mV/DIV

FEH: 100 uS/DIV

3)Expresar matematicamente utilizando mathcad cada una de las señales obtenidas a la salida del conversor.



4)Realice la representacion espectral de la señal a la salida del conversor con escala en dBm y verifique graficamente el indice de modulacion m en porcentaje aplicando la formula:



Donde:
x[dB]= Nivel de potencia de laterales en dBm - Nivel de potencia de portadora en dBm


5)Una señal de FI modulada en AM entra a un demodulador de AM utilizando un circuito detector de envolvente como se indica en la figura
Donde R2=10 Kohm, R1= 100 Kohm, Fm=1 KHz, FI:465 KHz, m=60%.



Utilizando sofware aplicado simule el comportamiento del circuito:
Recuerde que para que el circuito funcione Adecuadmene debemos tener untiempo de carga rapido y un tiempo de descarga lento, de forma tal que satisfaga la siguiente ecuacion:



Ajuste el valor de los componentes de filtro RC de salida tal que cumpla con los requerimientos antes mencionados.
a) Calcular el vaor de C1

El capacitor uno deve ser mayor o igual a 2.2nf

b) Realice la representacion en el dominio del tiempo de la señal de entrada y de salida.
Graficar utilizando el programa de Graficar la señal del osciloscopio de entrada al demodulador. Completar los factores de escals del osciloscopio utilizadas en la medicion.

FEV= 2 V/DIV

FEH= 500 uS/DIV

Graficar utilizando el programa Grapher la señal del osciloscopio de salida al demodulador. Completar los factores de escalas del osciloscopio utilizadas en la medicion.



FEV= 500 mV/DIV

FEH= 500 uS/DIV

c) Escriba la expresion matematica de la señal en la carga


6)A continuacion mediante la utilizacion de sofware aplicado realizaremos el analisis de Fourier de la señal de salida, determinando el contenido armonico de la distosion en la señal demodulada.
a) Elegiremos en la barra de herramienta de multisim el menu Simulate analyses, Fourier Analysis
b) Utilizandoel programa Grapher grafique el espectro en el nodo de salida de la señal demodulada(tome como componentes de analisis hasta la decima armonica).
c)Con el valor de cada una de las componentes resultantes del espectro de salida realice el calculo de la ditorsion armonica total.
Recuerde que definimos al prametro distorsion armonica THD(Total harmonic distortion) como el cociente.





utilizando el programs mathcad podra calcula THD utilizando la siguiente definicion de formula:




THD=65.2954%

7)En esta parte del TP mejoraremos los resultados obtenidos en el proceso de demodulacion. Para ello utilizaremos un circuito con amplificcadores operacionales que permita obtener la señal original con muy baja distorsion.
El circuito esta compuesto por tres estapas que realizan la deteccion y filtrado requerido por el demoldulador tal como podemos apreciar en la figura 6.
El amplificador U1 es un circuito diodi ideal,que con la combinacion de la etapa U3 consiguen obtener una deteccion complet la señal modulada.
A continuacion se aplica la transferencia a una etapa U2 que es un filtro activo de segundo orden con una estrucura denominada"Multiple Realimentacion o MFB".
Para comprender el funcionamiento del sistema desarrollaremos el siguiente procedimiento practico:
a) Con el uso del sofware aplicado dibuje el circuito en el multisim y simule el funcionamiento de filtro MFB pasa bajos de salida realizando una representacion de la respuesta en frecuencia de la ganacia y la fase utilizando el instrumento Bode Plotter tal como se observa en la figura 5.



B) Dibuje la respuesta en frecuencia de modulo y fase utilizando el programa Grapher.
c) Dibuje el circuito del demodulador completo como se apreci en la figra 6.



d) Realice la respuesta en el dominio del tiempo de la señal de entrada y de salida.
Graficar utilizando el programa Grapher la señal del osciloscopio de entrad al demodulador. Completar los factores de escalas del osciloscopio utilizadas en la medicion.


Graficar utilizando el programa Grapher la señal del osciloscopio de salida al demodulador. Completar los factores de escalasdel osciloscopio utilizads en la medicion.


e)Escriba la expresion matematica de la carga

8) Al igual que en el punto 7 y mediante la utilizacion del sofware aplicado realizaremos el analisis de fourier de la señal de salida, para comprobar nuevamente el contenido armonico de la distorsion de la señal demodulada.
a) Elegiremos en la barra de herramienta del multisim el menu simulate analyses,fourier analysis
b) utilizando el programa Grapher grafique el espectro en el nodo de salida de la señal demodulada ( tome como componetes de analisi hasta la decima aronica).
c)Con el valor de cada una de las componentes resultantes del espectro de salida realice el calculo de la distorsion armonica total.