Laboratorio Nº 05: Modulación de Frecuencia

Alburqueque Valdivia Marlon JesusFacultad de Ingeniería Eléctrica y Electrónica, Universidad Nacional de

IngenieríaLima, Perú

marlon.green.777@gmail.com

I. OBJETIVO

Demostrar los principios y fundamentos de la modulación de Frecuencia.

Determinar los índices de modulación. Determinar su representación en el

dominio del tiempo.

II. TEORÍA

III. DESARROLLO DE LA EXPERIENCIA

A. Equipos y MaterialesUtilizamos él:

Generador de audio de 300Hz – 30KHz

Equipo modulador AM/FM

Osciloscopio 25mHz, 5mV/div, cables BNC conector T

IV. RESPUESTA A PREGUNTAS

1. Defina la modulación de frecuencia FM y el índice de modulación en FM

FM

Variar la frecuencia de una portadora de amplitud constante en proporción directa a la amplitud de la señal moduladora, con una rapidez igual a la frecuencia de la señal moduladora.

Es la modulación angular en la que la desviación instantánea de frecuencia, es proporcional a la amplitud de la señal moduladora, la desviación instantánea de fase es proporcional a la integral del voltaje de la señal moduladora.

Índice de modulación

El índice de modulación es la desviación máxima de fase en radianes. Para una modulación en frecuencia el índice de modulación es directamente proporcional a la amplitud de la señal moduladora, e inversamente proporcional a la frecuencia de la señal moduladora.

Además el índice de modulación para FM es a dimensional y solo se usa para describir la profundidad de la modulación lograda en una señal moduladora con determinada amplitud máxima y frecuencia en radianes.

2. Ventajas de la FM sobre la AM

Inmunidad al ruido

La mayor parte del ruido, incluyendo el ruido causado por el hombre produce variaciones no deseadas de amplitud en la onda modulada (es decir, ruido de AM). Los receptores de FM tienen limitadores que eliminan la mayor parte del ruido de AM en la señal recibida, antes de que se lleve a cabo el proceso final de demodulación; este proceso no se puede usar en los receptores de AM, porque la información también está contenida en variaciones de amplitud, la eliminación del ruido también eliminaría información.

Desempeño ante el ruido y mejoramiento de la relación señal a ruido

Con el uso de limitadores, los demuladores de FM pueden, en realidad, reducir el nivel de ruido y mejorar la relación señal a ruido durante el proceso de demodulación.

Efecto de captura

Este fenómeno permite a un receptor diferenciar entre dos señales recibidas con la misma frecuencia, siempre que una de ellas tenga cuando menos el doble de amplitud que la otra, el receptor capturara la señal más intensa y eliminara la más débil.

Uso de energía y eficiencia energética

En la modulación angular, se toma la potencia de la portadora, con la modulación, y se redistribuye en las bandas laterales, por lo que, se podría decir, que la modulación angular pone la mayor potencia en la información.

3. Explique la transmisión FM estéreo.

Hasta 1961, todas las transmiciones comerciales de FM eran monofónicas. Es decir, un solo canal de audio de 50Hz a 15KHz formaba todo el espectro de frecuencias de información de voz y música.En 1961, la FCC autorizo la transmicion estereofónica en banda comercial de FM. En la transmicion estereofónica, la señal de información se divide espacialmente en dos canales de audio, de 50Hz a 15KHz: uno derecho y uno izquierdo.Así con la transmicion estereofónica es posible reproducir música con una direccionalidad y dimensión espacial exclusivas, que antes solo era posible con la fuente viva, es decir con una fuente extendida.

4. Cuál es la banda de frecuencia asignada a la FM

Según la FCC (Comisión Federal de Comunicaciones) en Estados Unidos se ha asignado una banda de frecuencias de 20MHz al servicio de emisiones de FM.

5. Metodo para generar FM

6. Analisis matemático de FM, formas de onda, espectro desviación de frecuencia, índice de modulación, etc.

Desviación instantánea de fase

Es el cambio instantáneo de fase de la portadora, en determinado momento, e indica cuanto está cambiando la fase de la portadora con respecto a su fase de referencia.

Fase instantánea

Es la fase precisa de la portadora en un momento dado.

Desviación instantánea de frecuencia

Es el cambio instantáneo en la frecuencia de la portadora, y se define como la primera derivada de la desviación instantánea con respecto al tiempo. Por consiguiente la desviación instantánea de fase es la primera integral de la desviación instantánea de frecuencia.

Frecuencia instantánea

Es la frecuencia precisa de la portadora en determinado momento, y se define como la primera derivada de la fase instantánea respecto al tiempo.

Sensibilidad a la desviación

Las sensibilidades a las desviación son las funciones de transferencia de salida en función de la entrada de los moduladores, que producen la relación entre que parámetro de salida cambia con respecto a los cambios especificados de la señal de entrada.

Formas de onda

Índice de modulación

El índice de modulación es la desviación máxima de fase en radianes. Para una modulación en frecuencia el índice de modulación es directamente proporcional a la amplitud de la señal moduladora, e inversamente proporcional a la frecuencia de la señal moduladora. Además el índice de modulación para FM es a dimensional y solo se usa para describir la profundidad de la modulación lograda en una señal moduladora con determinada amplitud máxima y frecuencia en radianes.

Desviación de frecuencia (∆f)

Es el cambio de frecuencia que sucede en la portadora cuando sobre ella actúa la frecuencia la frecuencia de la señal

moduladora. Se expresa normalmente como el desplazamiento máximo de frecuencia. En FM la desviación máxima de frecuencia no es más que el producto a la sensibilidad a la desviación y el voltaje máximo de la señal moduladora.

Porcentaje de modulación

O modulación porcentual, para una onda con modulación angular, se calcula en forma distinta que en la onda de amplitud modulada. Con la modulación angular, el porcentaje de modulación es tan solo la relación de desviación de frecuencia producida realmente, entre la desviación máxima de frecuencia permitida, expresada en forma porcentual.

Relación de desviación

Es el índice de modulación en el peor de los casos, y es igual a la desviación máxima de frecuencia máxima dividida entre la frecuencia máxima de señal moduladora.

7. Cuál es el ancho de banda asignado a un transmisor FM

Además del dicho en el punto 4 (banda de frecuencias de 20 MHz al servicio de emisiones de FM), se añade que estas frecuencias vas desde los 88 a los 108MHz. Esta banda de 20Mhz se divide en canales de 100 y 200kHz de ancho que comienzan en 88.1MHz etc.

8. Explique que es FM de banda estrecha y FM de banda ancha.

9. Medios usados en la propagación de la señal FM

10. Diagrama de bloques de un transmisor FM y de un transmisor FM estéreo

V. SIMULACIÓN

VI. BIBLIOGRAFÍA