APLICACIONES EN LOS SISTEMAS AMPLITUD MODULADA CON PORTADORA SUPRIMIDA (AMSC, SSB, QAM, FDMA)

objeto
El objeto del presente trabajo practico es:

• Analizar los metodos que permiten obtener una banda lateral unica SSB partiendo de una señal modulada en doble banda.
• A partir de los valores obtenidos de potencia determinar el valor del rendimiento o eficiencia de modulación del sitema.
• Aplicando métodos de detección sincrónica recuperar el mensaje transmitido.
• Analizar las técnicas de transmisión de modulación de AM en cuadratura QAM.
• Estudiar los procesos de modulacion y demodulacion en los enlaces que utilizan acceso por acceso multicanalizacion de division de frecuencia FDMA.
• Extraer conclusiones analizando las aplicaciones de sistemas de portadora suprimida.

Software aplicado :

• Multisim (version 7).
• Mathcad

Desarrollo práctico

En un transmisor de SSB (Banda Lateral Única) que utiliza el método de desviación de frecuencia para obtener una LSB (Banda Lateral Inferior) posee un filtro el cual tiene una frecuencia de corte superior de 522,2 KHz.
Si la mínima frecuencia de audio de la banda base es de 800 Hz y la BW de informacion es 3 KHz:

a) Realice un diagrama espectral y dertemine ¿a que frecuencia opera el generador de portadora?





b)¿Cual es la frecuencia de corte inferior del filtro?



c)¿Cual es la máxima frecuencia de audio transmitida?



d)Dibuje un esquema en bloques del Trasmisor.




e)Si ahora se efectúa una segunda conversion con 16 MHz, calcular la frecuencia de corte inferior de BLS.




f)Con los valores de los generadores de portadora de la primera y segnda conversión, realice un diagrama espectral para obtener la USB(Banda Lateral Superior).



g)¿Cuántos KHz esta desplazada la USB(Banda Lateral Superior) del punto f de la LSB(Banda Lateral Inferior) en la banda de transmisión?



2. Una señal cosenoidal de 2V y de F=2 KHZ, se transmite utilizando un modulador por desviación de fase con una portadora suprimida de 0,8 MHz. y una amplitud de 5V, suponiendo K del modulador KM= 0,5[1/V].
Averiguar:

a)El esquema del modulador utilizado.



b)La tension vBLU(t).



c)El espectro en frecuencia de la señal de salida.



d)Suponiendo qeu la impedancia de carga es de 50 ohm, averiguar la potencia en W y dBm




3. Se quiere tranmitir una señal de audio de 10 dbm con frecuencia de 5000 Hz. por el sistema de Weaver para lo cual se tiene un TX que posee un sistema de doble conversión teniendo como frecuencia intemedias 205 KHz. y 7500 KHz con amplitud unitaria y los moduladores tienen K=2/v. Respectivamente.
a)Dibujar el esquema del TX.
b)Utilizando Mathcad representar el espectro en frecuencia para el caso en que se transmita por la USB(BLS) a la salida de cada bloque que interviene en le proceso de la obtencion de la banda lateral única.
c)Calcular la potencia de salida, sobre una carga normalizada.

4. Es posible transmitir simultáneamente dos señales diferentes en la misma portadora. Las dos señales modulan portadoras de la misma frecuencia pero con fase en cuadratura tal como se muestra en la fig.1

Demuestre que se pueden recobrar las señales mediante deteccion sincronica de la señal recibida con portadoras de la misma frecuencia pero con fase en cuadratura.

a)Utilizando software aplicado dibujar el Modem QAM utilizando los subcircuitos MA_2800 y SSD3801, los cuales son moduladores DSB basados en multiplicadores analógicos de cuatro cuadrantes como núcleo de procesamiento (llamada celda de Gilbert) tal como se representa en la figura 2.

En el subcircuio Ma_2800 las entradas del circuito son :

OSCPOS: Entrada positiva de la señal proveniente del oscilador de portadora.

OSCNEG: Entrada negativa de la señal proveniente del oscilador portadora.

VMPOS: Entrada positiva de la señal modulante.

Los otros cuatro terminales son:

VCC: Alimentación positiva.

VEE: Alimentación negativa.

GND: Tierra.

OUT: Salida.

Por otra parte los detectores sincronicos SSD3801 las entradas del circuito son:

IN: Entrada de la señal QAM proveniente del circuito sumador lineal.

Vpos: Alimentacion positiva
Vneg: Alimentacion negativa

OUT: Salida

5.a) Introducir al modulador del canal "I"(pata OSCPOS y OSCNEG) una señal con un generador senoidal, de amplitud 50mVp y frecuencia 100KHz. De la misma forma colocar a la entrada del modulador del canal "Q" la misma señal pero con la fase en cuadratura es decir 50mVp, frecuencia 100KHz, fase 90º.

Graficar ambas señales utilizando el programa Grapher las dos señales del osciloscopio.

Completar los factores de escalas del osciloscopio utilizadas en la medicion

CANAL I



FEV1: 50 mV/DIV

FEH1: 20 uS/DIV

CANAL Q



FEV2: 50 mV/DIV

FEH2: 20 us/DIV

6.a) Introducir al modulador del canal "I" (pata VMPOS y VMNEG) una señal con un generador senoidal, de amplitud 200mVp y frecuencia 300 Hz.Observar con el osciloscopio la señal obtenida a al asalida de cada modulador de canal y verificar el ajuste del control de anulacion de portadora hasta lograr el maximo de simetria en todos los picos maximos de la señal modulada. Graficar la señal modulada en doble banda lateral utilizando el programa Grapher.Completar los factores de escals del osciloscopio uilizadas en la medicion.

CANAL I



FEV1: 500 mV/DIV

FEH1: 100 us/DIV


CANAL Q



FEV2: 500 mV/DIV

FEH1: 500 us/DIV

b) Medir la señal resultante de la modulacion de la suma de componentesen cuadratura VQAM. Graficar esta señal modulada utilizando el program Grapher.

Completar los factores de escalas del osciloscopio utilizadas en la medicion.



FEV1: 1 V/DIV

FEH: 500 uS/DIV
c) Expresar matematicamente utilizando Mathcad cada una de las señales obtenidas a la salida de cad modulador de canal, y la señal suma de componetes en cuadratura VQAM.



7. En esta parte del presente T.P. analizaremos los procesos de la demodulacion de QAM, para ello utilizaremos los subcircuitos SSD3801 X3 para el canal I y el X4 para el canl Q.Estos circuios son deectores sincronicos, los cuales al utilizar una señal de sincronismo con lña misma frecuencia y fase de la poradoraoriginal separan las componentes I y Q demodulando de esta manera la señal QAM.

a) Conecar a la entrada de sincronismo del subcircuito X3 una señal senoidal de amplitud 50mVP y frecuencia 100 KHz. Repetir a la entrada de sincronismo del subcircuito X4 la misma señal pero con la fase en cuadratura es decir 50mVp, frecuencia 100KHz, fase 90º

Vsinc 50mVP , 100 KHz




Vsinc 50mVP, 100KHz , 90º




b) Graficar la señal de salida de cada uno de los circuitos SSD3801, utilizando el program Grapher. Completar los factores de escalas del osciloscopio utilizadas en la medicion.

SSD3801 X3




FEV1: 500 mV/DIV

FEH1: 200 uS/DIV


SSD3801 X4



FEV2 200 mV/DIV

FEH1: 2 mS/DIV

c) Jusificar matematicamente lo realizado en forma practica en el proceso de la deteccion sincronica y utilizando Mathcad realice la representacion espectral con escala en dBm de esatas señales.

8. A continuacion se aplica las señales de componentes separadas a las etapas U1 y U2 que son filtros activos de segundo orden con una estructura denominada “Múltiple Realimentación o MFB”.Para comprender el funcionamiento del sistema desarrollaremos el siguiente procedimiento práctico:

a) Con el uso del software aplicado dibuje los circuitos en el Multisim y simule el funcionamiento de los filtros MFB pasa bandas de salida realizando una representación de la respuesta en frecuencia de la ganancia y la fase utilizando el instrumento el Bode Plotter.

VOI (t)

VOQ(t)

b) Realice la representación en el dominio del tiempo de las señales de salida Voi(t) y Voq(t) utilizando el programa Grapher. Completar los factores de escalas del osciloscopio utilizadas en la medición.

Voi(t)

FEV1:__10___mV/DIV

FEH:__5______ms/DIV

Voq(t)

FEV2:__2___V/DIV

FEH:__5______ms/DIV


Mediante la utilización de software aplicado realizaremos el análisis de Fourier de las señales de las salidas, para comprobar el contenido armónico de la distorsión en la señal demodulada.

Elegiremos en la barra de herramientas del Mutisim el menú Simulate analyses, Fourier Analysis
c) Utilizando el programa Grapher grafique el espectro en el nodo de salida de cada una de estas señales (tome como componentes de análisis hasta la vigésima armónica). Con el valor de cada una de las componentes resultantes del espectro de salida realice el cálculo de la distorsión armónica total.

VOI(t)

VOQ(t)

9. Implementar un sistema de transmisión utilizando técnicas de portadora
suprimida que permita transmitir un GRUPO primario de la jerarquía del FDMA
(considere que todos los canales son telefónicos con un BW = 4 KHz).
a) Dibujar el diagrama en bloques del sistema propuesto (Multiplexor y
demultiplexor).



b) Calcular el BW total de transmisión y realizar esquema espectral del sistema.





10.Redacte las conclusiones finales del TP haciendo una síntesis sobre los resultados obtenidos en el mismo.

En este trabajo practico analizamos lo diferentes metodos de trasmision por banda lateral unica (BLU).

El primer metodo es el de desviacion de frecuencia consite en dos conversiones de frecuencia condos osciladore de portadores diferentes.

El segundo es el metodo de desviacion de fase donde se modula por un canal la informacion con una portadora de o grados y en el otro canal con la portadora desfasada 90 grados, el resultados de la suma de los dos canales da la banda lateral deseada.

El ultimo consitia en grupar las señales con distintas frecuencias de portadoras y transmitirlas en BLU.