Trabajo Practico Nº5 "Recepción de AM"

Software aplicado : Multisim(versión 7)

Mathcad

El objetivo de este trabajo practico es analizar el funcionamiento de una etapa conversora en el dominio del tiempo mediante software aplicados, poder evaluar el contenido armónico de las señales a la salida del conversor,comprender y analizar el proceso de la demodulacion, observar efectos de las señales a la salida del detector de envolvente calculando los componente del filtro de salida y analizar las mejoras que se pueden introducir al poseso de la demodulacion

DESARROLLO PRACTICO

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 de RF (radio frecuencia) modulada en AM en una señal de FI (frecuencia intermedia), por el método súper heterodino gracias a la inserción de una señal que proviene de un oscilador local.

El subcircuito MIX2850 es un circuitoconversor que utiliza un multiplicador analógico de cuatro cuadrantes como núcleo 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.

Internamente el MIX2850 esta formado por una seccion multiplicadora caelda de Gilbert circuito, que se representa en la siguiente figura:

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 medición.

FEV: 50mV/DIV

FEH:1µs/DIV

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

FEV: 20mV/DIV

FEH: 200µs/DIV

c) Medir la señal de salida (OUT), determinando las componentes armónicas heterodinas, del resultado del producto de sumas 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 medición.

FEV:1V/DIV

FEH:200µs/DIV

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 4:
Donde R2= 10 KOhm, R1= 100 KOhm, Fm= 1 KHz, FI= 465 KHz, m= 60%.

Utilizando software aplicado simule el comportamiento del circuito:

Recuerde que para que el circuito funcione adecuadamente debemos tener un tiempo de carga rápido y un tiempo de descarga lento, de forma tal que satisfaga la siguiente ecuación

Ajuste el valor de los componentes del filtro RC de salida tal que cumplan con los requerimientos antes mencionados.

a) Calcular el valor de C1

Utilizamos un capacitor de 2.2nF ya que es un valor comercial y cumple con los requerimientos antes mencionados

b) Realice la representación del dominio del tiempo de la señal de entrada y de salida.

Graficar utilizando el programa Grapher la señal del osciloscopio de entrada al demodulador. Completar los factores de escalas del osciloscopio utilizando en la medición

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

6) A continuación mediante la utilización de software aplicado realizaremos el análisis de Fourier de la señal de salida, determinando el contenido armónico de la distorsión en la señal demodulada.
a) Elegiremos en la barra de herramientas de Multisim el menú Simulate analyses, Fourier Analysis.

Hemos realizado satisfactoriamente el análisis de Fourier.

b) Utilizando el programa Grapher grafique el espectro en el nodo de salida de la señal demoludada (tome como componentes de análisis hasta la décima armónica).

c) Con el valor de cada una de las componentes resultantes del espectro de salida realice el cálculo de la distorsión armónica total.
Recuerde que definimos al parámetro distorsión armónica THD (Total Harmonic Distortion) como el cociente:

7)En esta parte del presente tp mejoraremos los resultados obtenidos en el proceso de demodulación. Para ello utilizaremos un circuito con amplificadores operacionales que permita obtener la señal original con muy baja distorsión.

El circuito está compuesto por tres etapas que realizan la detección y filtrado requerido por el demodulador tal como podemos apreciar en la figura 6.
El amplificador U1 es un circuito diodo ideal, que con la combinación de la etapa U3 consiguen obtener una detección completa de la señal modulada.
A continuación se aplica la transferencia a una etapa U2 que es un filtro activo de segundo orden con una estructura denominada "Multiple Realimentacion o MFB".
Para comprender el funcionamiento del sistema desarrollaremos el siguiente procedimiento práctico:
a) Con el uso de software aplicado dibuje el circuito en el Mustisim y simule el funcionamiento del filtro MFB pasa bajos de salida realizando una representación de la respuesta en frecuencia de la ganancia y la fase utilizando el instrumento el Bode Plotter tal como se observa en la figura 5.

b) Dibuje la respuesta en frecuencia de modulo y fase utilizando el programe Grapher

c) Dibuje el circuito del demodulador completo como se aprecia en la figura 6.

d) Realice la representación en el dominio del tiempo de la señal de entrada y de salida.
Graficar utilizando el programa Grapher la señal del osciloscopio utilizadas en la medición.

FEV:500mV/DIV

FEH:500µs/DIV

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

FEV: 200 mV/DIV
FEH: 500 µs/DIV

8. Al igual que en el punto 7 y mediante la utilización de software aplicado realizaremos el análisis de Fourier de la señal de salida, para comprobar nuevamente el contenido armónico de la distorsión en la señal demodulada.
a) Elegiremos en la barra de herramientas del Multisim el menú Simulate analyses, Fourier Analysis
b) Utilizando el programa Grapher grafique el espectro en el nodo de la señal demodulada (tome como componentes de análisis hasta la décima armónica).

c) Con el valor de cada una de las componentes resultantes del espectro de salida realice el cálculo de la distorsión armónica total.

9. Investigar una solución de un sistema receptor AM comercial.
Finalmente se buscará algún circuito receptor de AM en banda de MF realizando el siguiente análisis técnico:
a) Características funcionales más importantes de cada bloque que forma el sistema.
b) Recomendaciones a tener en cuenta en el proceso de diseño e industrialización.
c) Especificaciones finales del sitema.

10. Redacte las conclusiones finales del TP haciendo una sintesis sobre los resultados obtenidos en el mismo0