Escuela Militar de IngenieríaLABORATORIO DE TELECOMUNICACIONES I DOCENTE: Ing. Ramiro Jesús Vásquez Quiñones LABORATORIO Nº Modulación FM y PM

MODULACIÓN FM y PM

I. OBJETIVO

1. Comprender los conceptos y técnicas de modulación FM y PM.2. Experimentar en Laboratorio con circuitos y señales FM.3. Construir un modulador FM utilizando un Oscilador Controlado por Tensión (VCO) basado en el circuito integrado 566 ó PLL 4046.4. Realizar las mediciones en el dominio del tiempo y frecuencia de la señal modulada, portadora y modulante.5. Realizar la simulación de moduladores de FM y PM utilizando los simuladores OrCAD, MatLAB y LabVIEW.

II. PRE-INFORME

1. Describir Conceptos y Técnicas de Modulación FM y PM (Modulación Angular).2. Describir Teoría y Principio de funcionamiento de un “Voltage-Controlled oscillator”(VCO), y un “Phase-Locked Loop” (PLL).3. Utilizando el circuito Integrado 566 ó PLL4046, describir y diseñar el modulador para las condiciones que se indican. Alternativamente pueden proponer un PLL diferente para construir el modulador de FM.4. Simular el circuito Modulador a ser implementado Utilizando OrCAD/Pspice.5. Realizar la simulación en MATLAB de un sistema con modulación FM y PM realizar comparaciones y proponer conclusiones.

Opción 1.

Opción2.

a) Vm = 2V, fm = 1KHzb) fo = 100 KHz (frecuencia del VCO)c) ∆F=75 KHz

Opción 3. El estudiante puede proponer un circuito Modulador FM o PM para ser implementado en laboratorio; el mismo circuito será utilizado en el laboratorio 4 en la práctica de Demodulación

III MATERIALES Y EQUIPOS.

1 Generador de señales 1 Osciloscopio 1 Analizador de espectros con antena y terminales de 50 ohms 1 Fuente DC, variable 1 Computador con Simuladores instalado.

Modulador de FM

Resistencias y potenciómetros lineales Capacitores CI: 566 o PLL4046 u otros.

IV DESARROLLO

1. Armar el circuito de la Opción seleccionada. Conectar el osciloscopio y visualizar la señal FM. Verificar que la misma corresponda con el resultado de la SIMULACION realizada en PC. Observar la desviación de Frecuencia.Opción 1:

a. Visualizar las formas de onda de salida al variar el potenciómetro de 10K. Con el pin 5 conectado al condensador, observar y comprobar analíticamente como afecta a la frecuencia la variación de resistencia del potenciómetro lineal.b. Con el pin 5 conectado al condensador, ajustar el potenciómetro de 10K hasta que la frecuencia sea de 2.0 KHz. Medir la tensión continua en el pin5. Medir el valor de resistencia conectada a la entrada del pin 6. Comparar los resultados con los valores teóricos.c. Conectar el potenciómetro de 1K al pin 5. Variando dicho potenciómetro, medir las frecuencias para valores de tensión entre pin 5 y 1 desde 8.1 V hasta 9.1 V en pasos de 0.1 V. Representar gráficamente la característica tensión-frecuencia.Calcular la sensibilidad y comparar con el valor teórico. Comentar los resultados.d. Sustituir el potenciómetro de 1K por la red de resistencias y el generador de señal que se muestra en la figura 2.

e. Ajustar el generador para una senal senoidal de 10Hz y amplitud de 1Vpp. Ajustar el osciloscopio de manera que se puedan observar unos cinco ciclos de onda triangular en el pin 4.f. Proponer un método para medir el índice de modulación con el empleo del osciloscopio, en función de las frecuencias máxima y mínima de salida del VCO.

Opción 2 o 3:g. Realizar el análisis que corresponda similar a lo planteado para la Opcion1

2. Obtener el índice de modulación β para fm=1 KHz, fc=100KHz y @F=75 KHz. Calcular el ancho de Banda real mediante las funciones de BESSEL y utilizando la fórmula de CARLSON. Ambos valores contrastarlos con las mediciones en laboratorio de su circuito.3. Presentar la simulación en OrCAD/PSpice del circuito implementado en Laboratorio.4. Realizar la simulación en MATLAB de un sistema de transmisión que incluya un modulador FM y PM, incluir un canal de comunicaciones, introducir ruido y evaluar los resultados con los instrumentos de medida en el dominio del tiempo y en el dominio de frecuencia. Verificar formas de onda, realizar mediciones y obtener conclusiones.5. OPCIONAL: Realizar la simulación de un sistema de MODULACION FM y PM, en LabVIEW analizando índice de modulación, sensibilidad de modulación, espectro de frecuencia, e interpretar.

V. RESULTADOS Y CONCLUSIONES

1. Explicar conceptualmente los resultados obtenidos2. Explicar las diferencia (si existen) de la teoría con su práctica de laboratorio.3. Presentar datos tabulados (frecuencia, amplitud, índice de modulación) espectro, y formas de onda del trabajo realizado.4. Elaborar y presentar conclusiones.

VI: METODOLOGÍA Y EVALUACIÓN1. Cada grupo debe presentar un Pre-Informe de la sección II, antes de cada Laboratorio (Puntuación 25%).

2. El laboratorio es realizado por grupo de trabajo, siguiendo los lineamientos de la sección IV. La evaluación del mismo es por grupo e individual, durante el laboratorio. Cada grupo de obtener los datos de la práctica para presentar en el informe de Resultados y Conclusiones. (Puntuación 50%).3. Cada grupo debe presentar un Informe de Resultados y Conclusiones de Laboratorio realizado, sección V. El informe se presenta una semana después de la práctica. (Puntuación 25%).

VII. BIBLIOGRAFÍA1. Manual de OrCAD Pspice A/D “User Guide”2. Communications Blockset, Using the Communications Blockset, MatLAB 3. Communications Blockset, Reference, MatLAB4. Communications Toolbox, User’s Guide, MatLAB5. Getting Started & Fundamentals LabVIEW6. Sistemas de Comunicaciones Electrónicas – Wayne Tomasi, Prentice Hall, 4ta Edición– 2003.7. Sistema de Comunicaciones Digitales y Analógicos – Leon W. Couch II, Prentice Hall,7ma Edición. – 20078. Modern Digital & Analog Communication System – B.P. Latti – Third Edition -OXFORD University Press 19989. Contemporary Communication Systems Using Matlab - Proakis 1998

ANEXO IINTRODUCCIÓN TEORICA

CI 566

El circuito es un generador de forma de onda.

La fuente de corriente I es proporcional al voltaje de entrada V e inversamente proporcional a la resistencia R, el condensador C se carga linealmente hasta que el voltaje alcanza el nivel de comparación. Luego, el comparador cambia el sentido del generador de corriente produciéndose la descarga del condensador. Esta descarga se realiza hasta que la tensión del condensador llega a su nivel inferior de comparación. En ese momento, la fuente de corriente vuelve a cambiar de polaridad repitiéndose el ciclo indefinidamente.

El voltaje en el condensador está disponible en el pin 4 y el voltaje de salida del comparador está disponible en el pin 3.La frecuencia de salida en Hz es:

f = 2(Vcc-V)/(R.C.Vcc)

La sensibilidad (Hz/V) del circuito es:

S = 2/(R.C.Vcc)

CI 4046

Salida del circuito modulador FM