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Proyecto Final 2002 - Fisi 3144 Diseño y Construcción de un Sistema Receptor de Amplitud Modulada (AM)
1. Introducción El propósito de este proyecto es estudiar el concepto de amplitud modulada (AM) y diseñar un sistema receptor de señales AM. La modulación de una señal hace que ésta adquiera una forma más apropiada para su transmisión y por eso este proceso se utiliza en sistemas decomunicación (por ejemplo, radio y televisión) y de transmisión de datos. El principio básico de modulación implica la sobre-imposición de la señal de información (una onda de baja frecuencia) sobre una onda de alta frecuencia. La primera, vm(t), se conoce como la señal de modulación y la segunda, vc(t), como la señal de transporte (carrier) o simplemente transporte. En la figura 1, el transporte es senoidaly tiene una frecuencia fc y una amplitud Vc(t) que cambia con el tiempo de acuerdo a la señal de modulación vm(t).

Figura 1: Señal de Amplitud Modulada

Como implica su nombre, AM (Amplitude Modulation) envuelve modulación de la amplitud del transporte. Todos los procesos de modulación AM generan valores extremos de frecuencias de los cuáles puede extraerse la señal original. Si consideramosuna señal de información senoidal con frecuencia fm, los extremos serán (fc-fm) y (fc+fm). Una señal AM típica como la que aparece en la figura 1, puede representarse como:

v AM = K [1 + mv m (t )] cos 2πf c t

(1)

donde cos2πfct es el transporte, vm(t) es la señal de modulación, m es el índice de modulación y Vc(t)=K[1+mvm(t)] es la cubierta (envelope) de la señal AM. El índice demodulación representa la fracción por la cual la amplitud de la cubierta Vc(t) se desvía del promedio, o el grado de modulación. Si –1≤vm≤1, entonces el valor de m debe limitarse a |m| 1 2πf c

(3)

(4)

Note que R2>>R1 y que VDC debe ser lo suficientemente grande como para que la amplitud del transporte exceda el voltaje umbral del diodo (0.7V). El esquemático del receptor AM aparece en la figura3. La parte dentro del rectángulo es la que usted diseñará y construirá. En el receptor AM la señal de transporte se selecciona sintonizando un circuito resonante LC a la frecuencia fc. Esto permite seleccionar una estación en particular de todas la que están transmitiendo en la

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banda AM. La señal seleccionada se amplifica en la región RF y se demodula,utilizando el circuito de cubierta de la figura 2, para extraer la parte de la señal que representa la información transmitida. La señal demodulada se amplifica en la región de audio y mediante un amplificador de potencia se prepara para alimentar una bocina de 8 Ω.

Figura 3: Sistema Receptor AM

Procedimiento: Instrucciones: Lea todo el procedimiento antes de comenzar a calcular, simular,construir o medir. Algunas etapas pueden trabajarse independientes de otras y no necesariamente hay que hacerlo de forma secuencial. Haga un plan de trabajo con su compañero(a) para desarrollar el proyecto de la forma más eficiente posible. Verifique el funcionamiento de cada etapa por separado antes de conectarlas. 1. Señal de entrada AM La señal de entrada será suministrada por el HP33120A yalimentará el circuito detector. Esto sustituye al sintonizador y al amplificador RF en la figura 3. Utilice el generador de señales para obtener una señal con las siguientes especificaciones: un transporte con amplitud de 1V, dc offset de 2.5V, fc de 550kHz y una fm de 440Hz, el porciento de modulación (depth) a 100. (Vea la página de CIELab para detalles de cómo programar el generador de señales-http://cuhwww.upr.clu.edu/~rarce/cielab/home.htm). Esta señal corresponde a la entrada AM (AM Input) en la figura 4. Observe la señal en el osciloscopio y guarde una copia para su informe. 2. Diseño y Construcción del Circuito Detector Recuerde que la función de este circuito es recuperar la señal modulada mientas filtra el transporte. El circuito a construir es el que discutimos en la figura 2 y...