Modulación Angular - Ensayo

República Bolivariana de Venezuela[pic 1]

Ministerio del Poder Popular para la Defensa

Universidad Nacional Experimental Politécnica de la Fuerza Armada

(UNEFA)

Cumana-Estado-Sucre

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Profesora:                                                                                    Bachilleres:

Ing. Meribel León                                                       Paola Cardozo C.I. 25.621.294

Verónica Centeno C.I. 21.095.599

Eberyck Córdova C.I. 23.923.010

Cumana, Junio de 2014

INTRODUCCIÓN

El proceso de modulación es sumamente importante en las telecomunicaciones y este consiste en hacer variar alguno de los parámetros de una portadora, la cual por lo general es senoidal, esta variación se hace de acuerdo a una señal de información o señal moduladora. Existen varios tipos de modulación, entre los cuales están la modulación lineal (Onda Continua) y la modulación no lineal (Angular).

Con lo que respecta a la modulación no lineal la cual también es conocida como modulación angular o exponencial, esta consiste en hacer variar la frecuencia o la fase de la portadora dejando constante el parámetro de amplitud de la portadora. En la modulación angular se diferencian dos tipos o casos: Modulación de Frecuencia (FM) y Modulación de Fase (PM).

En la modulación de frecuencia (FM) se hace variar el parámetro de frecuencia de la portadora con respecto a una señal moduladora y en la modulación de fase (PM) se hace variar el parámetro de fase de la portadora con respecto a una señal moduladora, en ambos casos la amplitud de la portadora se mantiene constante, por esta razón a estos tipos de modulación se les conoce también como de envolvente constante, ya que a la modulación lineal se le llama también como de envolvente variable.

 En la modulación angular o de envolvente constante existen distintos tipos de moduladores y de detectores para cada uno de los casos. En referencia a la modulación de frecuencia (FM) se diferencian dos tipos de moduladores los directos y los indirectos y con respecto a la modulación de fase (PM) se tienen el modulador de fase con varactor y el modulador de fase con FET.

La modulación de frecuencia puede ser detectada aplicando ciertos tipos de detectores entre los cuales están: el detector de pendientes, el detector diferencial de picos y el detector en cuadratura. Estos detectores aplican múltiples técnicas que son utilizadas para recuperar la información transportada por la portadora, la cual había sido modulada en el extremo transmisor del sistema de comunicación.  

Tipos de moduladores

Modulación de Frecuencia (Fm)

La modulación en frecuencia consiste en variar la frecuencia de la portadora proporcionalmente a la frecuencia de la onda moduladora, permaneciendo constante su amplitud. A diferencia de la AM, la modulación en frecuencia crea un conjunto de complejas bandas laterales cuya profundidad (extensión) dependerá de la amplitud de la onda moduladora.

Como consecuencia del incremento de las bandas laterales, la anchura del canal de la FM será más grande que el tradicional de la onda media, siendo también mayor la anchura de banda de sintonización de los aparatos receptores.

La principal consecuencia de la modulación en frecuencia es una mayor calidad de reproducción como resultado de su casi inmunidad hacia las interferencias eléctricas.

La frecuencia modulada es usada comúnmente en las radiofrecuencias de muy alta frecuencia por la alta fidelidad de la radiodifusión de la música y el habla. El sonido de la televisión analógica también es difundido por medio de FM. Un formulario de banda estrecha se utiliza para comunicaciones de voz en la radio comercial y en las configuraciones de aficionados.

El tipo usado en la radiodifusión FM es generalmente llamado amplia-FM o W-FM. En la radio de dos vías, la banda estrecha o N-FM es utilizada para ahorrar ancho de banda. Además, se utiliza para enviar señales al espacio.

Entre los tipos de moduladores Fm se encuentran:

• Moduladores indirectos

La FM indirecta es una modulación angular en la cual la frecuencia de la portadora se desvía indirectamente por la señal modulante. La FM indirecta se logra cambiando directamente la fase de la portadora y es, por lo tanto, una forma de modulación en fase directa. La fase instantánea de la portadora es directamente proporcional a la señal modulante.

Se basa en formar primero una modulación FM banda estrecha y luego utilizar multiplicadores de frecuencia para aumentar la desviación. Como esto también afecta la frecuencia de la portadora, se puede utilizar un mezclador para reubicar fc sin alterar la desviación fD

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• Moduladores directos:

Modulador de diodo varactor

Una forma de generar FM directa es usando diodos especiales, como los varactores y diodos de recuperación de escalón, que producen muchas armónicas. El uso de estos dispositivos permite multiplicar por un orden de magnitud, o más en un solo paso. Hay limitaciones como el hecho de que las pérdidas debidas a la generación de armónicos hacen necesaria una amplificación y las pequeñas inestabilidades de fase del proceso de multiplicación se acumulan y aparecen como ruido a la salida.

En este tipo de moduladores, la señal modulante se suma o se resta al voltaje de polarización, lo que cambia la capacitancia del diodo, y por lo tanto, la frecuencia de oscilación. Los cambios positivos de la señal modulante, aumentan la  frecuencia de oscilación, y los negativos, la disminuyen. En este método una señal de FM se puede generar utilizando la señal modulante como señal de control. Por lo que:

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La generación de FM directa produce la suficiente desviación de frecuencia y requiere de poca multiplicación de frecuencia; sin embargo, este método tiene una baja estabilidad de frecuencia.

Modulador de    oscilador    controlado por voltaje (vco)

Los osciladores controlados por voltaje, VCO (por sus siglas en inglés), pueden generar una señal de FM de manera directa. La señal modulante desvía la frecuencia del VCO, produciendo una señal FM. La frecuencia de salida del modulador está dada por:

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En donde la desviación de frecuencia, Af, es igual a la amplitud pico de la señal modulante multiplicada por la sensitividad de desviación del VCO.

Como en los moduladores directos la frecuencia está controlada por la señal modulante, en este tipo de modulador, la estabilidad de frecuencia no es tan buena a largo plazo. Generalmente, se utilizan para aplicaciones de baja potencia.

Modulación de Fase (PM)

La mayoría de los transmisores modernos de FM utilizan alguna forma de modulación de fase para producir FM indirecta. La razón de usar PM en lugar de FM directa es que el oscilador de la portadora puede optimizarse en cuanto a precisión y estabilidad de la frecuencia. Los osciladores a cristal o los sintetizadores de frecuencia controlados por cristal pueden utilizarse para fijar la frecuencia de la portadora con precisión y mantener una sólida estabilidad. La salida del oscilador de la portadora se alimenta a un modulador de fase donde se hace variar el corrimiento de fase de acuerdo con la señal moduladora. Dado que los cambios de fase producen variaciones de frecuencia, resulta FM indirecta.

Algunos moduladores de fase se basan en el corrimiento de fase producido por un circuito sintonizado RC o Le. Cabe destacar que los defasadores simples de este tipo no generan una respuesta lineal dentro de un intervalo amplio de corrimiento de fase. El corrimiento de fase total disponible debe restringirse para obtener mejor linealidad, y deben usarse multiplicadores para conseguir la desviación deseada.

Moduladores de fase con varactor

Un circuito defasador sencillo puede usarse como modulador de fase si se logra que la resistencia o capacitancia varíen con la señal moduladora. Una forma para hacerlo es reemplazar el capacitor que se muestra en el circuito de la figura 6-9b) con un varactor.

En este circuito, la señal moduladora modifica la capacitancia del varactor. Si la amplitud de la señal moduladora a la salida del amplificador A se hace más positiva, se añade a la polarización en inversa del varactor de RI y R2 causando disminución en la capacitancia. Esto incrementa la reactancia; por lo tanto, el circuito produce menos corrimiento de fase y una desviación menor. Una señal moduladora más negativa del amplificador A se resta de la polarización en inversa del diodo varactor, lo que incrementa la capacitancia o reduce la reactancia capacitiva.

Esto aumenta la cantidad de corrimiento de fase y la desviación. Con este arreglo, hay una relación inversa entre la polaridad de la señal moduladora y la dirección de la desviación de la frecuencia, que es lo opuesto a la variación deseada. Para corregir esta condición se puede insertar un amplificador inversor A entre la fuente de la señal moduladora y la entrada al modulador. Entonces, cuando la señal modulad ora se hace más positiva, la salida del inversor y entrada del modulador van a negativo y la desviación se incrementa.

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