El objeto del presente trabajo práctico es:
♦Analizar las características del receptor de FM y comprender los principios de la demodulación.
♦Analizar las mejoras que se pueden introducir al proceso de la demodulación para recuperar la señal del mensaje con la más baja distorsión armónica.
♦Investigar una solución técnica de un sistema receptor de FM comercial.
♦A partir de la simulación con software aplicado analizar el proceso de demodulación de un detector de cuadratura
♦Extraer conclusiones analizando las aplicaciones de sistemas de demodulación angular.
Software aplicado:
♦ Multisim (versión 7).
♦Mathcad
Desarrollo práctico
1. Investigar y analizar una solución comercial de un sistema receptor de FM SUPERHETERODINO Estéreo, de doble conversión que trabaja en la banda Broadcasting.
Buscar algún circuito del receptor realizando el siguiente análisis técnico:
a) Dibuje el diagrama en bloques del receptor suponiendo que se utiliza un detector de cuadratura.
♦Analizar las características del receptor de FM y comprender los principios de la demodulación.
♦Analizar las mejoras que se pueden introducir al proceso de la demodulación para recuperar la señal del mensaje con la más baja distorsión armónica.
♦Investigar una solución técnica de un sistema receptor de FM comercial.
♦A partir de la simulación con software aplicado analizar el proceso de demodulación de un detector de cuadratura
♦Extraer conclusiones analizando las aplicaciones de sistemas de demodulación angular.
Software aplicado:
♦ Multisim (versión 7).
♦Mathcad
Desarrollo práctico
1. Investigar y analizar una solución comercial de un sistema receptor de FM SUPERHETERODINO Estéreo, de doble conversión que trabaja en la banda Broadcasting.
Buscar algún circuito del receptor realizando el siguiente análisis técnico:
a) Dibuje el diagrama en bloques del receptor suponiendo que se utiliza un detector de cuadratura.
b) Dibujar el circuito esquemático marcando cada uno de los bloques.
c) Características funcionales más importantes de cada bloque que forma el sistema.
2. Se sintoniza una emisora cuya frecuencia de portadora está en 104,2 MHz.
Determinar la frecuencia de trabajo del oscilador local suponiendo que la primera conversión se efectúa a 10,.7MHz
Determinar la frecuencia de trabajo del oscilador local suponiendo que la primera conversión se efectúa a 10,.7MHz
3. Si la segunda conversión se efectúa a una frecuencia de 455 KHz ¿Cuál será la frecuencia de trabajo del oscilador local? ¿Cuáles serían las posibles frecuencias imágenes?
4. Si el receptor tuviese una etapa de audio estéreo, partiendo de la señal de transmisión explique cómo podría obtener la información del canal derecho y la del canal izquierdo. Dibuje el decodificador de FM estéreo.
5. A continuación analizaremos el circuito detector de cuadratura:
En primer lugar analizaremos la respuesta en frecuencia del detector de fase del detector de cuadratura, por lo tanto dibujaremos el circuito de la figura 2, y utilizando el instrumento Bode Plotter realizaremos una representación de la respuesta en frecuencia de la ganancia y la fase.
figura 2:
En primer lugar analizaremos la respuesta en frecuencia del detector de fase del detector de cuadratura, por lo tanto dibujaremos el circuito de la figura 2, y utilizando el instrumento Bode Plotter realizaremos una representación de la respuesta en frecuencia de la ganancia y la fase.
figura 2:
6. Utilizando el multisim dibuje el circuito de la fig. 3 demodulador FM
a). Introduzca una señal modulada en FM con las siguientes características amplitud de la portadora 250 mV, frecuencia 455 KHz, índice de modulación mf=1, frecuencia modulante 5KHz.
a). Introduzca una señal modulada en FM con las siguientes características amplitud de la portadora 250 mV, frecuencia 455 KHz, índice de modulación mf=1, frecuencia modulante 5KHz.
b). Exprese matemáticamente la señal modulada y utilizando Mathcad grafique el espectro en frecuencia de las bandas laterales significativas.
7. Realice la representación en el dominio del tiempo de la señal de entrada y de salida del filtro pasa bajo de salida.
a) Graficar utilizando el programa Grapher la señal del osciloscopio de entrada del filtro pasa bajo. Completar los factores de escalas del osciloscopio utilizadas en la medición.
a) Graficar utilizando el programa Grapher la señal del osciloscopio de entrada del filtro pasa bajo. Completar los factores de escalas del osciloscopio utilizadas en la medición.
b) Graficar utilizando el programa Grapher la señal del osciloscopio de salida del filtro pasa bajo. Completar los factores de escalas del osciloscopio utilizadas en la medición.
8. En este punto analizaremos los resultados del proceso de la demodulación.
a) Mediante la utilización de software aplicado realizaremos el análisis de Fourier de la señal de salida, para comprobar el contenido armónico de la distorsión en la señal demodulada. Para ello elegiremos en la barra de herramientas del Mutisim el menú Simulate analyses, Fourier Análisis.
b) Calcular el valor de distorsión armónica THD.
9. Escriba la expresión matemática de la señal en la carga y realice una descripción del funcionamiento del circuito, justificando matemáticamente el proceso de la demodulación.
El demodulador extrae la señal de información original, de la forma de onda de IF compuesta, multiplicando a dos señales en cuadratura (90° fuera de fase). Un detector de cuadratura utiliza un desplazador de fase de 90° y un detector de porducto para demodular las señales de FM.
Ci es un capacitor de alta reactancia que, cuando se coloca en serie con un circuito tanque (R0, L0 y C0), produce un desplazamiento en fase de 90° con la frecuencia central de IF. El circuito tanque se sintoniza a la frecuencia central de IF y produce un desplazamiento de fase adicional (q) que es proporcional a la desviación de frecuencia. La señal de entrada de IF (vi) se multiplica por la señal en cuadratura (v0), en el detector de producto, y produce una señal de salida que es proporcional a la desviación de frecuencia. A la frecuencia resonante, la impedancia del circuito tanque es resistiva. Sin embargo, las variaciones en la frecuencia en la señal de IF producen un desplazamiento adicional de fase positiva o negativa. Por lo tanto, el voltaje de salida del detector de producto es proporcional a la diferencia de fase entre las dos señales de entrada.
Su expresión matemática es:
a) Mediante la utilización de software aplicado realizaremos el análisis de Fourier de la señal de salida, para comprobar el contenido armónico de la distorsión en la señal demodulada. Para ello elegiremos en la barra de herramientas del Mutisim el menú Simulate analyses, Fourier Análisis.
b) Calcular el valor de distorsión armónica THD.
9. Escriba la expresión matemática de la señal en la carga y realice una descripción del funcionamiento del circuito, justificando matemáticamente el proceso de la demodulación.
El demodulador extrae la señal de información original, de la forma de onda de IF compuesta, multiplicando a dos señales en cuadratura (90° fuera de fase). Un detector de cuadratura utiliza un desplazador de fase de 90° y un detector de porducto para demodular las señales de FM.
Ci es un capacitor de alta reactancia que, cuando se coloca en serie con un circuito tanque (R0, L0 y C0), produce un desplazamiento en fase de 90° con la frecuencia central de IF. El circuito tanque se sintoniza a la frecuencia central de IF y produce un desplazamiento de fase adicional (q) que es proporcional a la desviación de frecuencia. La señal de entrada de IF (vi) se multiplica por la señal en cuadratura (v0), en el detector de producto, y produce una señal de salida que es proporcional a la desviación de frecuencia. A la frecuencia resonante, la impedancia del circuito tanque es resistiva. Sin embargo, las variaciones en la frecuencia en la señal de IF producen un desplazamiento adicional de fase positiva o negativa. Por lo tanto, el voltaje de salida del detector de producto es proporcional a la diferencia de fase entre las dos señales de entrada.
Su expresión matemática es:
Sustituyendo en la identidad trigonométrica para el producto de una onda seno y coseno de igual frecuencia nos da:
Se filtra la segunda armónica, dejando:
10. Redacte las conclusiones finales del TP haciendo una síntesis sobre los resultados obtenidos en el mismo.
En este trabajo practico lo que hicimos fue analizar las caracteristicas de varios receptores de FM y vimos como es demodulación y sus diversas variaciones de tal, respecto de cada demodulador y configuración. Por ejemplo, al comienzo observamos algunas ventajas/desventajas y vimoes el circuito de un circuito superheterodino con el TDA7000.
Tambien observamos como recuperar la señal del mensaje con la mas baja distorción armónica. Por otra parte, a partir de la simulación con el Multisim analizamos el proceso de demodulación en un circuito detector de cuadratura. Luego aprendimos los circuitos PLL y sus aplicaciones.
Tambien observamos como recuperar la señal del mensaje con la mas baja distorción armónica. Por otra parte, a partir de la simulación con el Multisim analizamos el proceso de demodulación en un circuito detector de cuadratura. Luego aprendimos los circuitos PLL y sus aplicaciones.
