Demodulador FSK mediante PLL

PRÁCTICA 5: DEMODULADOR FSK MEDIANTE PLL

POP Tecn. Electrónicas y Comun. SISTEMAS DE COMUNICACIONES DIGITALES

Práctica 5. Demodulador FSK mediante PLL

5.1. Objetivos

Estudiar el funcionamiento de un PLL y su aplicación para la demodulación de una señal modulada FSK.

5.2. El PLL LM565

El LM565 es un circuito de fase cerrada (PLL) de propósito general que dispone de un oscilador controladopor tensión (VCO) altamente lineal y un detector de fase doblemente balanceado con buena supresión de portadora. Las aplicaciones en las cuales puede utilizarse este dispositivo son varias: sincronización de datos, demodulación

de FM
o FSK,
demodulación
coherente,
sintetizador
de frecuencia,
multiplicador de frecuencia, etc.

Tanto la frecuencia de oscilación libre del VCO como elancho de banda del filtro pueden ser seleccionados mediante el uso de resistores y

capacitores externos. A continuación se detallan las características más importantes de este dispositivo.

Detector de Fase


Impedancia de entrada
5 kΩ

Resistencia de salida
3,6 kΩ

Sensibilidad KD
0.68 V/rad

Oscilador controlado por tensión


Frecuencia máxima de operación
500 kHz

Sensibilidad KO
4,1 fOrad/sec·V (fO, frec. VCO)

Bucle cerrado
2,8·fO Hz (Alimentación ± 6V)

Ganancia del lazo KOKD



La frecuencia de oscilación libre del VCO viene dada aproximadamente por:

f0 ≅
0,3
(1)


R0C0







donde R0 y C0 son los valores de la resistencia y condensador externos conectados a las patillas 8 y 9 del circuito integrado. De esta forma, la ganancia del lazo viene dada por:

K0 KD =
33,6 f0
(2)


VC1/5
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siendo VC la tensión de alimentación total. El rango de frecuencias en el que el bucle puede mantenerse cerrado (rango de retención) es
∆fH
= ±
K0 KD
≅ ±
8 f0
(3)



2π

VC










5.3. Realización práctica

5.3.1. Modulador FSK

En la figura 1 se muestra el circuitopráctico que permite generar la señal modulada FSK mediante el uso de un temporizador NE555. El funcionamiento de dicho circuito es el siguiente:

a) Cuando la señal moduladora digital está en el nivel lógico alto la carga del condensador se produce a través de las resistencias de 4,7 kΩ y 22 kΩ estando en paralelo y la resistencia de 10 kΩ. En cuanto a la descarga del condensador, ésta se produceúnicamente a través de la resistencia de 10 kΩ. De esta forma los tiempos a nivel lógico alto y bajo a la salida del temporizador son:

W1 = 0,693(R1 || R3 )R2C

W2 = 0,693R2C
(4)
R1 = 4,7 kΩ, R2
=10 kΩ, R3 = 22 kΩ, C = 47 nF
b) Cuando la señal moduladora está en el nivel lógico bajo, la carga del condensador se produce a través de las resistencias de 4,7 kΩ y 10 kΩ, pero parte de dicha corrientese va a tierra a través de la resistencia de 22 kΩ. Esto complica un poco el análisis del circuito, pero es claro ver que la carga será más lenta, por lo que el tiempo en el que la salida del temporizador está a nivel alto será mayor que antes.

W1 = −τ ln
1 −
2

B






3





















1
−
1

B

















3


(5)













A = R + R
2
+
R1 R2
, B =1 +
R1
,τ = AC / B









1R3

R3













En cuanto a la descarga, ésta se produce al igual que antes únicamente por la resistencia de 10 kΩ, por lo que el tiempo a nivel bajo será igual que en el caso anterior.

De esta forma, con este sencillo circuito podemos generar una señal modulada FSK (con portadora digital) cuyas frecuencias están en torno a 1 kHz y 1,2 kHz para el nivel bajo y el nivel alto,respectivamente.

1. Realizar dicho montaje y aplicar una señal moduladora digital con +6V para el nivel lógico “1” y 0V para el nivel lógico “0”, y frecuencia en torno a 20 Hz.





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2. Observar la señal de salida del modulador y medir las frecuencias de salida para ambos niveles lógicos....