TELECOMUNICACIONES I

2014TELECOMUNICACIONES I

ESCUELA MILITAR DE INGENIERIA Mcal. Antonio Jos de Sucre LA PAZ - BOLIVIA

NOMBRES: Oscar Ramirez Guachalla.Tte. Ponce Huanaco WilbertDuran Corrales RandolfHebert Mamani CondoriCI: 8320698 LP.5506592 PT.9181299 LP.6782584 LP.ASIGNATURA:Telecomunicaciones ITEMA:Modulacin fm y pmDOCENTE:Ing. Vasquez Quiones Ramiro Jesus CURSO:4er Ao.SEM. ACADEMICO:7 Semestre Electrnica FECHA:Mircoles 21 de mayo del 2014.PRE INFORME N 8

MODULACIN FM y PM

I. OBJETIVO

1. Comprender los conceptos y tcnicas de modulacin FM y PM.2. Experimentar en Laboratorio con circuitos y seales FM.3. Construir un modulador FM utilizando un Oscilador Controlado por Tensin (VCO) basado en el circuito integrado 566 PLL 4046.4. Realizar las mediciones en el dominio del tiempo y frecuencia de la seal modulada, portadora y modulante.5. Realizar la simulacin de moduladores de FM y PM utilizando los simuladores OrCAD, MatLAB y LabVIEW.

II. PRE-INFORME

1. Describir Conceptos y Tcnicas de Modulacin FM y PM (Modulacin Angular).Lafrecuencia modulada(FM) omodulacinde frecuencia es una modulacin angular que transmiteinformacina travs de unaonda portadoravariando su frecuencia. En aplicacionesanalgicas, lafrecuencia instantneade la seal modulada es proporcional al valor instantneo de la seal moduladora.Datos digitalespueden ser enviados por el desplazamiento de la onda de frecuencia entre un conjunto de valores discretos, una modulacin conocida comoFSK.La frecuencia modulada es usada comnmente en lasradiofrecuenciasdemuy alta frecuenciapor laalta fidelidadde laradiodifusinde lamsicay elhabla. El sonido de latelevisinanalgica tambin es difundido por medio de FM. Un formulario debanda estrechase utiliza para comunicaciones devozen la radio comercial y en las configuraciones deaficionados. El tipo usado en la radiodifusin FM es generalmente llamado amplia-FM o W-FM (de la siglas eningls"Wide-FM"). En la radio de dos vas, la banda estrecha o N-FM (de la siglas eningls"Narrow-FM") es utilizada para ahorrar ancho de banda. Adems, se utiliza para enviar seales al espacio.Lamodulacin por desplazamiento de faseoPSK(Phase Shift Keying) es una forma demodulacinangular que consiste en hacer variar la fase de la portadoraentre un nmero de valores discretos. La diferencia con lamodulacin de faseconvencional (PM) es que mientras en sta la variacin de fase es continua, en funcin de la seal moduladora, en la PSK la seal moduladora es unaseal digitaly, por tanto, con un nmero de estados limitado.La modulacin PSK se caracteriza porque lafasede la seal portadora representa cada smbolo de informacin de la seal moduladora, con un valor angular que el modulador elige entre un conjunto discreto de "n" valores posibles.Un modulador PSK representa directamente la informacin mediante el valor absoluto de la fase de la seal modulada, valor que el demodulador obtiene al comparar la fase de esta con la fase de la portadora sin modular.

Diagrama de las formas de onda en PSKLa seal modulada resultante, responde a la expresin:

Donde: =amplitud =frecuencia =tiempo =representa cada uno de los valores posibles de la fase, tantos como estados tenga la seal codificada en banda base multinivel.2. Describir Teoria y Principio de funcionamiento de un Voltage-Controlled oscillator (VCO), y un Phase-Locked Loop (PLL).UnOscilador controlado por tensinoVCO(Voltage-controlled oscillator) Es undispositivo electrnicoque usa amplificacin, realimentacin y circuitos resonantes que da a su salida una seal elctrica de frecuencia proporcional a la tensinde entrada. Tpicamente esa salida es una seal senoidal, aunque en VCOsdigitaleses una seal cuadrada.Cuando la entrada es 0V, el VCO tiene una seal con una frecuencia llamadafrecuencia libre de oscilaciny ante variaciones de la entrada, sube o baja la frecuencia de su salida de forma proporcional.Una aplicacin tpica de los VCO es generar seales moduladas en frecuencia (FM). Tambin son usados como parte deBucles de enganche de fase. Suelen emplearse en aplicaciones electrnicas de comunicaciones.En su construccin pueden emplearse distintos dispositivos, siendo los ms habituales losdiodos varicapy los cristales de cuarzo.Este tipo de osciladores suele presentar problemas debido a que los cambios de temperatura (humedad) afectan a la afinacin del mismo.Loslazos de seguimiento de fase,bucles de enganche de fase, oPLL(del inglsphase-locked loop) son dispositivos muy populares enelectrnicadesde la dcada de 1960. Se trata de un sistema en el que lafrecuenciay la fase son realimentados.Los circuitos con PLL son analizados de dos formas distintas: Anlisis lineal, donde se consideran todos los componentes lineales y el PLL est inicialmente enganchado. Anlisis no lineal. Otro tipo de anlisis en el cual se tomen en cuenta todos los dispositivos de la forma en que son, ya sean lineales o no.

Mrgenes de funcionamientoDefinen las condiciones en las que el PLL estar enganchado, cuanto le costar conseguirlo y en cuales se desenganchar.Hold ino rango de bloqueoParte del PLL enganchado. Es el margen de frecuencias para las que el PLL puede seguir a la entrada para variaciones muy lentas de sta.Pull outEs el margen de frecuencias para las que ante un salto brusco de la frecuencia de entrada el PLL no se desengancha.Lock inParte del PLL desenganchado. Es el margen de frecuencias en el que el PLL puede engancharse en menos de un periodo de la frecuencia de la seal de salida.Pull ino rango de capturaEs el margen de frecuencia para las que el PLL puede, con un tiempo mayor al periodo de la salida, llegar a engancharse.

En la imagen anterior se muestran estos mrgenes de frecuencia. Todos se representan alrededor de la frecuencia de oscilacin libre del VCO, que es la frecuencia central.Aplicaciones Demodulacin de seales enFMyFSK, tambin se aplican en demodulacionesQPSK(una de las configuraciones es el bucle de costas). Filtros de seguimiento. Osciladores muy estables. Modulacin y demodulacin de seales en FM. Sintetizadores de frecuencia3. Utilizando el circuito Integrado 566 PLL4046, describir y disear 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.

Circuito en orcad:

Simulacin en orcad:

5. Realizar la simulacin en MATLAB de un sistema con modulacin FM y PM realizar comparaciones y proponer conclusiones.

En matlab:

En matlab:

Espectro de frecuencia:

III MATERIALES Y EQUIPOS. 1 Generador de seales 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 potencimetros lineales Capacitores CI: 566 o PLL4046 u otros.

IV DESARROLLO

1. Armar el circuito de la Opcin seleccionada. Conectar el osciloscopio y visualizar la seal FM. Verificar que la misma corresponda con el resultado de la SIMULACION realizada en PC. Observar la desviacin de Frecuencia.Opcin 1:a. Visualizar las formas de onda de salida al variar el potencimetro de 10K. Con el pin 5 conectado al condensador, observar y comprobar analticamente como afecta a la frecuencia la variacin de resistencia del potencimetro lineal.b. Con el pin 5 conectado al condensador, ajustar el potencimetro de 10K hasta que la frecuencia sea de 2.0 KHz. Medir la tensin continua en el pin5. Medir el valor de resistencia conectada a la entrada del pin 6. Comparar los resultados con los valores tericos.c. Conectar el potencimetro de 1K al pin 5. Variando dicho potencimetro, medir las frecuencias para valores de tensin entre pin 5 y 1 desde 8.1 V hasta 9.1 V en pasos de 0.1 V. Representar grficamente la caracterstica tensin-frecuencia.Calcular la sensibilidad y comparar con el valor terico. Comentar los resultados.d. Sustituir el potencimetro de 1K por la red de resistencias y el generador de seal 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 mtodo para medir el ndice de modulacin con el empleo del osciloscopio, en funcin de las frecuencias mxima y mnima de salida del VCO.Opcin 2 o 3:g. Realizar el anlisis que corresponda similar a lo planteado para la Opcion1

2. Obtener el ndice de modulacin para fm=1 KHz, fc=100KHz y @F=75 KHz. Calcular el ancho de Banda real mediante las funciones de BESSEL y utilizando la frmula de CARLSON. Ambos valores contrastarlos con las mediciones en laboratorio de su circuito.3. Presentar la simulacin en OrCAD/PSpice del circuito implementado en Laboratorio.4. Realizar la simulacin en MATLAB de un sistema de transmisin 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 simulacin de un sistema de MODULACION FM y PM, en LabVIEW analizando ndice de modulacin, sensibilidad de modulacin, espectro de frecuencia, e interpretar.

Circuito:

VII. BIBLIOGRAFA1. Manual de OrCAD Pspice A/D User Guide2. Communications Blockset, Using the Communications Blockset, MatLAB 3. Communications Blockset, Reference, MatLAB4. Communications Toolbox, Users Guide, MatLAB5. Getting Started & Fundamentals LabVIEW6. Sistemas de Comunicaciones Electrnicas Wayne Tomasi, Prentice Hall, 4ta Edicin 2003.7. Sistema de Comunicaciones Digitales y Analgicos Leon W. Couch II, Prentice Hall,7ma Edicin. 20078. Modern Digital & Analog Communication System B.P. Latti Third Edition -OXFORD University Press 19989. Contemporary Communication Systems Using Matlab - Proakis 1998