UNIVERSIDAD FERMÍN TOROFACULTAD DE INGENIERIA

Escuela de Telecomunicaciones Laboratorio de Comunicaciones Analógicas – T816

Practica N°:_7_Demodulación de Frecuencia

Sección: T-816, Grupo: 4

Hernández Maria

Mota Jhoan

Hernández Luis

Gutiérrez Vanessa

Prof. Miguel Brito

Cabudare Edo. Lara

NotaObjetivoMaterialPre-LabDesarrolloPost-LabConclusionesBibliografíaTotal 6ptos

OBJETIVOS:

Examinar el funcionamiento del detector de FM de Foster-Seely. Examinar el funcionamiento del detector de FM de relación Medir la curva característica del detector.

Material:

Unidad Básica para sistema IPES Módulo de experimentación MCM21 Osciloscopio Digital Generador de Funciones Multimetro Frecuencímetro

Pre Laboratorio:

1. defina demodulación en frecuencia

Para demodular una señal modulada en frecuencia se requiere un circuito para que suministre en la salida una tensión proporcional a la desviación de frecuencia de la señal modulada en la entrada.

Entonces, la característica ideal del demodulador es una recta, incluso si es suficiente obtener características como las de la fig.917.1, que presenta un desarrollo lineal solo en cierto intervalo de frecuencias (campo de empleo del demodulador)

En la figura se muestran:

a) La frecuencia instantánea f de la señal moduladora, que oscila entre F1 e F2 (Fc frecuencia de la portadora)

b) La curva característica tensión/frecuencia del demoduladorc) La señal detectada

2. a que se llama sensibilidad y no linealidad de demodulación

La sensibilidad y la No linealidad son parámetros característicos del demodulador de frecuencia, independientemente de la realización de los circuitos. Los dos parámetros pueden sacarse de la curva característica de demodulación

La sensibilidad está definida por: S = dV (F)df

Vf

En donde V(f) es la tensión instantánea de salida, función de la frecuencia instantánea de salida f.

Si Sc y S1 son las sensibilidades calculadas respectivamente en proximidad de la frecuencia central y en el punto 1, la No linealidad N.L en el punto 1 está definida por:

N.L ¿Sc−S1Sc

∗100

3. describa el circuito limitador de frecuencia

Los demoduladores de frecuencia generalmente son sensibles a las variaciones de amplitud de la señal de FM de salida. Por lo tanto, la salida del demodulador no depende solo de la variación de frecuencia de la señal de salida, sino también de su eventual variación de amplitud (causada por ejemplo por el ruido o por las interferencias). Para minimizar dicho inconveniente, frecuentemente al demodulador está después de un circuito limitador, que suprime o reduce las variaciones de amplitudes no deseadas.

Las curvas características del limitador ideal y de un limitador real se muestran

En el primer caso la amplitud de la señal de salida es constante para cualquiera amplitud de la señal de entrada; en el segundo caso la amplitud de salida permanece constante solo si la señal de salida supera un valor mínimo.

4. indique las características del discriminador Foster-Seely

Características

El transformador está doblemente sintonizado a la frecuencia de resonancia con acoplamiento débil (k = 0,7).

El secundario está desfasado π/2 respecto al primario (a la frecuencia de resonancia). La tensión en el primario se introduce por el divisor (C1,Lc). La tensión entre las dos mitades del secundario están con desfase 180º

Para remodular una señal molada en frecuencia se requiere un circuito para que suministre en la salida una tensión proporcional a la desviación de frecuencia de la señal modulada en la entrada.

En la detección de señales moduladas en frecuencia se han utilizado diferentes tipos de circuitos, por ejemplo:

Discriminador de travis: el cual estriba en la variación de amplitud, en función de la frecuencia introducida por un circuito resonante. La variación de la amplitud esta detecta da por un diodo.

Discriminador Foster-Seely: estriba en la variación de fase, en función de la frecuencia, introducida por un circuito resonante. La señal modulada original y la desfasada se suman oportunamente y la señal que resulta se detecta mediante diodo.

Detector de relación; tiene funcionamiento análogo a lo del discriminador Foster-Seely, pero es insensible a variaciones de amplitud de la señal modulada.

Detector en cuadratura: se utiliza en los circuitos integrados. La señal de FM directa y la misma señal desfasada de 90º se multiplican entre ellos: la señal que resulta es proporcional a la desviación de frecuencia de la señal de FM de entrada.

Detector de PLL: constituye una de las aplicaciones del PLL y es con respecto a los circuitos precedentes es menos sensible al ruido.

ACTIVIDADES DE LABORATORIO:

EXPERIENCIA Nº 1: DEMODULADOR FOSTER-SEELY

INSTRUCCIONES

Se utiliza como generador de FM el VCO 1 preajustado para LEVEL de aprox. 2Vpp y frecuencia de aprox. 450KHz.

Conectar el TP6 con el TP22 y salir por el TP24. Conectar el frecuencímetro en la entrada del demodulador TP24 Y masa. Poner la frecuencia de salida a 450MHz y verificar que la tensión de salida sea 0V.

DESARROLLO

Después de realizar el montaje descrito se observo en el osciloscopio las siguientes figuras

En el frecuencímetro se observó una frecuencia de 463.5 KHz, mientras que tensión de salida era de 24mV, este valor de voltaje es muy cercano al que queríamos obtener que fuera de 0V. lo que nos indica que el demodulador FOSTER-SEELY estaba funcionando de forma correcta.

EXPERIENCIA Nº2: MEDICIÓN POR PUNTOS DE LA CURVA CARACTERISTICA DE DEMODULACIÓN.

INSTRUCCIONES

La curva característica de demodulación se obtiene por la tensión de salida del demodulador en función de la frecuencia instantánea de entrada. Es posible detectar por puntos la curva, variando la frecuencia de entrada midiendo la correspondiente tensión de salida.

Variar la frecuencia de entrada de 400 a 500KHz por pasos de 5KHz, y apuntar en una tabla las frecuencias y las correspondientes tensiones de salida.

Indicar en un gráfico los valores medidos.

Al tomar los datos como nos indica la práctica se observó la siguiente curva:

Obteniendo la siguiente grafica

EXPERIENCIA Nº3: SENSIBILIDAD DE DEMODULACIÓN Y NO LINEALIDAD.

INSTRUCCIONES

De este análisis de la curva se observa que el trozo central tiene desarrollo lineal mientras considerando la entera característica verifica una notable no linealidad.

Considere hacer funcionar el modulador en el trozo de curva incluido entre 445 y 455KHz, de frecuencia central de 450KHz. De este análisis de la curva puede calcularse la sensibilidad de demodulación.

Después de realizar el montaje descrito se observo en el osciloscopio las siguientes figuras

EXPERIENCIA Nº4: CURVA CARACTERISTICA DE DEMODULACIÓN DETECTADA POR GENERADOR BOBULADO.

INSTRUCCIONES:

Preajustar los circuitos de la siguiente forma: Entrada TP1, puentear TP2 con TP3, ajustar el VCO1 a 2Vpp y 450KHz, puentear TP6 y TP22 salir en TP24.

Preajustar el osciloscopio en XY y monitorear TP1 en X con 1V/div y TP24 en Y con 0,2V/div.

Ajustar la frecuencia central del VCO1 y la amplitud del Sweep depth para obtener en el osciloscopio la curva característica del demodulador

Después de realizar el montaje descrito se observo en el osciloscopio las siguientes figuras

EXPERIENCIA Nº5: FORMAS DE ONDA DE LA SEÑAL DEMODULADA.INSTRUCCIONES

Preajustar de acuerdo a las siguientes instrucciones. Alimentar el TP3 con 500KHz y 200m Vpp, ajustar el VCO1 con 2Vpp y 450KHz, puentear TP6 con TP22 y salida en TP24.

Conectar el osciloscopio en TP3 (señal moduladora)y TP24 (señal detectada), si la frecuencia central del discriminador y la frecuencia portadora de la señal de FM coinciden, se obtienen dos señales sinusoidales. Note que la señal remodulada tiene componente continua nula.

Variar la amplitud de la señal de FM y verificar que también varia la amplitud de la señal detectada.

Aumentar la frecuencia de la portadora… Responda Luego disminuya la frecuencia de la portadora y notar un comportamiento

simétrico con respecto a lo del caso precedente. Reajustar la frecuencia de la portadora a su valor correcto (450KHz). Aumentar la

amplitud de la señal moduladora para generar una señal de FM de desviación de frecuencia superior a la zona lineal del discriminador.

Después de realizar el montaje descrito se observo en el osciloscopio las siguientes figuras

EXPERIENCIA Nº6: DETECTOR DE RELACIÓN.

INSTRUCCIONES

Realizar el circuito en función de la respuesta precedente.

La respuesta fue Puentes R; entrada TP22; salida TP25 comenzando el montaje desde ahi

Efectuar sin dirección las mediciones siguientes: Calibrado del discriminador a 450KHz, detección de la curva característica de demodulación y examen de las formas de onda de la señal detectada.

Cuando se analizan las formas de onda de la señal detectada es posible verificar la función del condensador electrolítico C26 de la siguiente manera: Desconectar el condensador del circuito. Variar la amplitud de la señal de FM y

verificar que varía la amplitud también de la señal detectada. Conectar el condensador y verificar que ahora las variaciones de amplitud de la señal

detectada se reducen notablemente.

Después de realizar el montaje descrito se observo en el osciloscopio las siguientes figuras

Utilizando en VCO1 como discriminador a esa frecuencia de 450khz, la curva característica se realizo con hist pass filters y el sweep generator conectados con el VCO1 y su salida TP6 hacia TP22, obteniendo su salida en TP2, al conectar, desconectar el condensador y variar la amplitud se puedo observar como la amplitud al conectar el condensador comenzó a disminuir y cuando se desconecto se puedo obtener un voltaje más elevado.

POST LABORATORIO:

1. Si a la tensión de salida es diferente de 0V. ¿Qué componente permite calibrar el demodulador a 450KHz?

R. CV1

2. ¿Cómo varia la tensión de salida?

R. de -400 a +400mV aprox.

3. ¿Cuánto vale la sensibilidad de demodulación?

R. aprox. 15mV/KHz.

4. ¿Cómo varia la señal detectada?

R. tiene una tensión continua positiva.

5. la señal detectada:

R. tiene una distorsión semejante a la de la fig.917.10a (se va a actuar en una zona no lineal del discriminador)

6. La señal detectada resulta:

R. una onda cuadrada

7. ¿Qué componentes presenta un funcionamiento anómalo?

R. La inductancia L5

8. ¿Mediante cual de los siguientes preajustes se realiza el detector de relación?

R. Puentes R; entrada TP22; salida TP25

9. La salida suministrada por un demodulador de frecuencia debe resultar:

R. Una tensión proporcional a la desviación de frecuencia de entrada.

10. un demodulador de frecuencia tiene sensibilidad de demodulación de 70mv/KHz. Una señal de FM, obtenida modulando la portadora por una señal sinusoidal, tiene una desviación de frecuencia de 15KHz. Si dicha señal se aplica al demodulador, ¿Cuál es la amplitud pico-pico de la señal detectada?

R. 2.1Vpp

11. ¿Cuál de los siguientes circuitos no es un demodulador de frecuencias?

Detector de relación Discriminador de Foster-Seeley Detector en cuadradura Detector de envoltura Detector PLL Discriminador de Travis

R. Detector de envoltura

12. ¿Cuál entre las afirmaciones siguientes es falsa?

El detector en cuadradura se utiliza en los circuitos integrados. El detector de relación es muy sensible a variaciones de amplitud de la señal modulada. En el detector de relación la salida depende de la relación de dos tensiones detectadas por

diodos. El discriminador Foster-Seeley es sensible a variaciones de amplitud de la señal modulada.

R. El detector de relación es muy sensible a variaciones de amplitud de la señal modulada.

CONCLUSIONES:

Es necesario el conocimiento teórico de los procesos de modulación y demodulación para comprender los procesos y resultados del laboratorio.• La señal es claramente reconstruida después de haber realizado el proceso de modulación y su respectiva demodulación.• Las señales moduladas en frecuencia tienen unas amplias ventajas frente a la modulación de AM• La modulación FM tiene una amplia gama de aplicaciones comerciales como TV, radio etc.• Es necesario que las señal de salida (modulada) tenga un voltaje pico pico bajo para que pueda ser trasmitida por un receptor normal• La modulación de frecuencia requiere un ancho de banda mayor que la modulación de amplitud para una señal modulante equivalente, sin embargo este hecho hace a la señal modulada en frecuencia más resistente a las interferencias.• La modulación de frecuencia también es más robusta ante fenómenos de Desvanecimiento de amplitud de la señal recibida. Es por ello que la FM fue elegida como la norma de modulación para las transmisiones radiofónicas de alta fidelidad