Modulación por Amplitud de Onda

MODULACIÓN POR AMPLITUD DE PULSO Y TEOREMA DEL MUESTREO

Objetivos:
Implementar un circuito modulador y demodulador PAM para señales de voz.
Identificar los parámetros del sistema necesarios para transmitir una señal banda base aplicando modulación pulsada.
Evaluar los efectos al variar la frecuencia de muestreo en el sistema implementado.
Verificar el teorema del muestreo a partir de lasseñales moduladas y demoduladas.

Consultas previas:
Modulación por amplitud de pulso
Teorema del Muestreo
Muestreo natural y muestreo de cresta plana
Hoja de datos del IC CMOS 4016 (circuito recomendado para la implementación)
Recursos en la web del curso y enlaces relacionados en bibliografía
Equipo:
Analizador de espectros
Osciloscopio
Generador de funciones
Fuente de alimentaciónDC

Materiales:
Switch bilateral (4016 Recomendado)
Protoboard
Cables de conexión
Generador de pulsos (Puede ser 555 astable y monoestable)
Micrófono
Amplificador operacional (Puede ser 741 o 311)
Elementos pasivos para diseño de circuitos
Procedimiento:
1. Implementación del circuito

La modulación de amplitud de pulsos (PAM, Pulse Amplitude Modulated) se puede definir como lavariación de las amplitudes de un tren de pulsos rectangulares periódicos y de ancho constante, conforme se varia la información. Este tipo de modulación, a diferencia de las modulaciones analógicas de onda continua, permite transmitir solo porciones de la información (muestras) cada determinado intervalo de tiempo, sin necesidad de transmitir la señal en forma continua. El parámetro fundamental parapoder garantizar que la información transmitida se pueda recuperar en el receptor es la frecuencia de muestreo o frecuencia de Nyquist. Esta frecuencia debe ser mínimo el doble de la frecuencia máxima de la señal a transmitir y corresponde a la velocidad de el tren de pulsos a modular con la fuente de señal.

En el Dibujo 1, se puede apreciar el diagrama de bloques de un modulador PAM básico,donde la señal fuente corresponde a la señal de voz a transmitir. Inicialmente para efectos del montaje y prueba del circuito se recomienda utilizar una señal del generador de funciones. El circuito conmutador o muestreador corresponde a un switch bilateral (IC 4016) de entradas y salidas analógicas y control digital. A este dispositivo se le inyecta, en su terminal de control, la señal pulsada sinmodular; en el terminal definido como entrada se conecta la señal fuente y en su salida se observara la señal PAM con muestreo natural. Para generar una señal PAM con muestreo de cresta plana solo basta agregar en la salida del conmutador una etapa de retención. Se recomienda conectar en la salida del muestreador una resistencia de carga para asegurar la descarga cuando se encuentre en modoabierto “Open”. El Dibujo 2 muestra el diagrama de bloques de la etapa demoduladora para recuperar la información. En esta se observa nuevamente una etapa de muestreo y otra de filtrado. En la etapa de filtrado se recomienda utilizar filtros pasivo pasabajas, que eliminen las componentes de alta frecuencia correspondientes al tren pulsado. Los parámetros para el diseño del filtro deben ser: un tiempo decarga lo suficientemente rápido, mucho menor a la duración del pulso, y un tiempo de descarga lo suficientemente grande respecto al periodo de repetición del tren pulsado (consultar: STREMLER 3ed. Pág 382)
























En el Dibujo 3 se muestra los resultados de la simulación de un sistema de transmisión PAM con una señal fuente de 1 Khz y frecuencia demuestreo 10 Khz. En ella se puede apreciar cada una de las respectivas señales que se deben obtener al implementar el circuito en el laboratorio, así como los respectivos parámetros de la señal transmitida, como lo son: frecuencia de la señal fuente, frecuencia de repetición del tren pulsado, ciclo de dureza del tren pulsado, número de muestras por periodo de señal información, amplitud de la señal...