Modulación de amplitud con PWM
Páginas: 6 (1389 palabras)
Publicado: 13 de noviembre de 2014
MODULACION DE AMPLITUD MEDIANTE MODULACION
POR DURACION DE PULSOS (PWM o PDM)
Introducción
La potencia total de la señal modulada en amplitud esta dada por:
En que m es el índice de modulación, que depende de la amplitud de la señal moduladora y Pc es la potencia de la portadora sin modulación (m = 0). De la fórmula anterior se ve que cuando se tiene modulación al 100% (m = 1),el modulador debe proporcionar una potencia de salida igual a la mitad de la potencia de la portadora. Esto no tiene mucha importancia si se trata de potencias pequeñas, digamos del orden de unos 10 w o algo más, pero en radiodiofusión de AM las potencias que se manejan pueden llegar a 100 kw o más, lo que significa que a 100% de modulación el modulador debe proporcionar 50 kw o más.
En tantoque la portadora de RF sin modulación puede amplificarse con amplificadores clase C no lineales, la señal moduladora tiene que amplificarse necesariamente con amplificadores lineales (clase A o AB). Si la modulación se aplica antes del paso final de amplificación en el transmisor, todos los amplificadores después del modulador también deben ser lineales.
Modulación alto nivel
En el caso dela modulación en alto nivel, como se puede apreciar en el diagrama de bloques de la figura 2, la portadora de RF y la señal moduladora se amplifican por separado. La portadora mediante amplificadores no lineales, generalmente clase C y la señal moduladora mediante amplificadores lineales. Con amplificadores clase C pueden alcanzarse eficiencia
superiores al 80% en tanto que con amplificadoresclase A la eficiencia suele ser del orden de 20% y con clase AB, poco más de 30%.
Modulación por duración de pulsos
La modulación por duración o anchura de pulsos (PWM1 o PDM2) es uno de los esquemas más utilizados en la actualidad en transmisores de AM y permite conseguir eficiencias bas‐ tante superiores a las que se tienen con AM tradicional. En cierta forma puede considerarse como unamodulación de alto nivel. La señal moduladora o de información se convierte en un tren de pulsos de duración variable que se amplifica al nivel suficiente para aplicarlo co‐ mo señal moduladora al paso amplificador final del transmisor. La señal de RF se conduce por separado al amplificador final y en éste, se combina con la señal de información que se verá más adelante se reconvierte a su formaanalógica original. El tren de pulsos es, de hecho una señal digital y, por tanto, puede amplificarse con técnicas no lineales.
Generación de la señal PWM.
La generación de la señal PWM se consigue mediante la suma de la señal de información con una señal triangular o bien, un diente de sierra en la forma indicada en la figura .
.
La señal de información es eneste caso un tono puro de 2 kHz. La frecuencia de la señal triangular suele ser de 50 kHz o más. La combinación lineal (suma) de estas señales da lugar a la señal mostrada en la figura .
Obsérvese que las señales de las figuras anteriores tiene una componente de CC, de modo que su valor mínimo e 0 V.
La señal de la figura se aplica a un comparador que, en este caso, genera unasalida cuando el nivel de la señal es superior a 2 V y no hay salida cuando el nivel es inferior. Esta salida puede llevarse a un nivel deseado, por ejemplo 200 V, lo que facilita pensar en términos del porcentaje de modulación3. El resultado es la señal formada por el tren de pulsos de duración variable que se muestra en la figura 5, en que se ha superpuesto la señal de información úni‐ camente conel fin de observar que la duración de los pulsos aumenta en los semiciclos posi‐ tivos de aquélla y se reduce a pulsos más estrechos en los semiciclos negativos.
Estrictamente, la forma de la señal PWM a la salida del comparador es la mostrada en la figura.
Si en lugar de una señal triangular se emplea una señal en diente de sierra, que por lo gene‐ ral es más fácil de generar...
POR DURACION DE PULSOS (PWM o PDM)
Introducción
La potencia total de la señal modulada en amplitud esta dada por:
En que m es el índice de modulación, que depende de la amplitud de la señal moduladora y Pc es la potencia de la portadora sin modulación (m = 0). De la fórmula anterior se ve que cuando se tiene modulación al 100% (m = 1),el modulador debe proporcionar una potencia de salida igual a la mitad de la potencia de la portadora. Esto no tiene mucha importancia si se trata de potencias pequeñas, digamos del orden de unos 10 w o algo más, pero en radiodiofusión de AM las potencias que se manejan pueden llegar a 100 kw o más, lo que significa que a 100% de modulación el modulador debe proporcionar 50 kw o más.
En tantoque la portadora de RF sin modulación puede amplificarse con amplificadores clase C no lineales, la señal moduladora tiene que amplificarse necesariamente con amplificadores lineales (clase A o AB). Si la modulación se aplica antes del paso final de amplificación en el transmisor, todos los amplificadores después del modulador también deben ser lineales.
Modulación alto nivel
En el caso dela modulación en alto nivel, como se puede apreciar en el diagrama de bloques de la figura 2, la portadora de RF y la señal moduladora se amplifican por separado. La portadora mediante amplificadores no lineales, generalmente clase C y la señal moduladora mediante amplificadores lineales. Con amplificadores clase C pueden alcanzarse eficiencia
superiores al 80% en tanto que con amplificadoresclase A la eficiencia suele ser del orden de 20% y con clase AB, poco más de 30%.
Modulación por duración de pulsos
La modulación por duración o anchura de pulsos (PWM1 o PDM2) es uno de los esquemas más utilizados en la actualidad en transmisores de AM y permite conseguir eficiencias bas‐ tante superiores a las que se tienen con AM tradicional. En cierta forma puede considerarse como unamodulación de alto nivel. La señal moduladora o de información se convierte en un tren de pulsos de duración variable que se amplifica al nivel suficiente para aplicarlo co‐ mo señal moduladora al paso amplificador final del transmisor. La señal de RF se conduce por separado al amplificador final y en éste, se combina con la señal de información que se verá más adelante se reconvierte a su formaanalógica original. El tren de pulsos es, de hecho una señal digital y, por tanto, puede amplificarse con técnicas no lineales.
Generación de la señal PWM.
La generación de la señal PWM se consigue mediante la suma de la señal de información con una señal triangular o bien, un diente de sierra en la forma indicada en la figura .
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La señal de información es eneste caso un tono puro de 2 kHz. La frecuencia de la señal triangular suele ser de 50 kHz o más. La combinación lineal (suma) de estas señales da lugar a la señal mostrada en la figura .
Obsérvese que las señales de las figuras anteriores tiene una componente de CC, de modo que su valor mínimo e 0 V.
La señal de la figura se aplica a un comparador que, en este caso, genera unasalida cuando el nivel de la señal es superior a 2 V y no hay salida cuando el nivel es inferior. Esta salida puede llevarse a un nivel deseado, por ejemplo 200 V, lo que facilita pensar en términos del porcentaje de modulación3. El resultado es la señal formada por el tren de pulsos de duración variable que se muestra en la figura 5, en que se ha superpuesto la señal de información úni‐ camente conel fin de observar que la duración de los pulsos aumenta en los semiciclos posi‐ tivos de aquélla y se reduce a pulsos más estrechos en los semiciclos negativos.
Estrictamente, la forma de la señal PWM a la salida del comparador es la mostrada en la figura.
Si en lugar de una señal triangular se emplea una señal en diente de sierra, que por lo gene‐ ral es más fácil de generar...
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