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LABORATORIO DE COMUNICACIONES:
Practica Nº 3:
MODULACIÓN EN FRECUENCIA Y FASE (FM Y PM):
¾ Modulación FM: es la variación de la frecuencia de la señal portadora en función de la amplitud
de la señal moduladora, manteniéndose una relación directamente proporcional entre la
frecuencia de la portadora y la amplitud de la moduladora.
La amplitud de la modulada se mantiene constante en todo momento, independiente de
cualquier cambio de la señal moduladora.
¾ Modulación PM: consiste en la variación de la fase de una señal portadora en forma
directamente proporcional a la variación de amplitud de una señal moduladora con una relación
igual a la frecuencia de la señal modulante.
La amplitud de la señal modulada se mantiene constante independiente de los cambios de la
moduladora.
¾ Desviación frecuencia: consiste en la cantidad de desplazamiento que sufre la señal de salida
con respecto a la frecuencia original de la señal portadora.
¾ Desviación en fase: consiste en el desplazamiento angular (radianes), de la señal de salida con
respecto a la señal portadora.
La frecuencia de una onda modulada en frecuencia viene dada por:
f = f c (1+ kEm cos (wmt ))
donde: fc : frecuencia natural de la portadora.
k: constante de proporcionalidad.
wm : frecuencia angular de la moduladora.
Em: voltaje pico de la moduladora.
La máxima desviación estándar, ocurre para cos(wc t ) = ±1 , para lo cual la frecuencia seria
f = f c (1 ± kE m ) , obteniéndose como desviación estándar.
∆f =
f max − f min
= f c kE m y ∆f pp = 2∆f = 2 f c kE m
2
La manera practica de obtener la desviación de frecuencia se produce como sigue:
9 Sin señal moduladora se mide la frecuencia natural de la portadora que es la de la salida.
9 Como señal moduladora se usa un nivel DC con un valor igual a la tensión pico de la señal
moduladora original, y se mide la frecuencia de la señal modulada para dicha moduladora.
9 Luego la máxima desviación de frecuencia se calcula con la frecuencia obtenida ∆f=fmáx-fmin
El índice de modulación en FM viene dado por m =
∆f
fm
El índice de modulación PM viene dado por m = kVm donde:
k= sensitividad de desviación.
Vm: tensión pico de la señal modulante.
k Vm: desviación pico de fase.
GENERADOR DE SEÑALES COMO VCO:
El generador de señales puede actuar como un VCO, ya que posee una entrada para la señal de
control. Los pasos a seguir son:
- Colocar el selector MODE en la posición CONT
- Colocar el selector de función en la forma de onda deseada.
- Ajustar el selector de rango FREQ Hz en el multiplicador deseado.
- Conectar la señal de control interno en el conector VCG IN, este voltaje debe estar entre 0v y
± 5v.
- Colocar el dial de frecuencia como sigue:
1. Para modulación frecuencia con entrada AC, en la frecuencia central.
2. Para incrementar el salto de frecuencia con entrada DC positiva, mover el dial al limite
inferior.
3. Para disminuir el salto de frecuencia con entrada DC negativa, mover el dial al limite más
alto.
- Girar el control 20 Vp-p al nivel de salida deseado.
CIRCUITO DERIVADOR PARA OBTENER MODULACIÓN PM A PARTIR DE FM:
R1 =
1
,
2πf o C
R2 =
1
2πf m C
DEMODULACION FM:
1. El circuito de fase cerrada (PLL) es básicamente un sistema de control de frecuencia
realimentado constituido por un detector de fase un filtro pasa-bajo, un amplificador y un VCO
tal como se muestra en el siguiente diagrama de bloques:
fi
Detector
de Fase
fo
Cos(wit) Cos(wot)
FPB
fi-fo
Amp
Vo
VCO
Cuando la frecuencia de la señal es la misma del VCO a la salida se genera un voltaje DC para
mantener la frecuencia del VCO igual a la de entrada. Cuando las dos señales están desfasadas a la
salida se genera un nivel DC que se aplica al VCO, para igualar la fase de la señal de entrada.
1. El LM-565 contiene un detector de fase, un amplificador y un oscilador controlado por voltaje,
los cuales se conectan internamente de forma parcial. Un resistor y un condensador exterior,
Ro (Ro=P1+R1) y Co se emplean para fijar la frecuencia del VCO, bajo la siguiente ecuación:
fo =
0 .3
. Otro capacitor C2 se utiliza para fijar la frecuencia de corte del filtro pasa-bajas y
Ro C o
la salida del VCO debe conectarse de nuevo como entrada del detector de fase para llevar el
lazo PLL.
2. Rango de captura: es el intervalo de frecuencia entorno a la frecuencia libre del VCO (fo), sobre
el cual el demodulador puede adquirir la condición de captura con la señal de entrada.
fl=±
8* f o
; (intervalo de amarre).
V
3. Rango de sujeción: es el rango de frecuencia centrado en fo, en el cual el circuito puede
mantenerse en la condición de captura.
fc=±
1
2π
2π f l
; (intervalo de captura).
R2C 2
4. Ganancia del lazo: relaciona la cantidad de cambio de fase entre la señal la señal de entrada y la
señal del VCO para un cambio en la frecuencia de la señal de entrada (suponiendo que la malla
permanece enganchada). Para el LM-565 la ganancia del lazo es:
Ko =
33.6 f o
Vc