UNIDADE II
Modulações Analógicas: Mod lação por Amplit de Modulações Analógicas: Modulação por Amplitude
(Amplitude Modulation - AM)
¾É a forma de modulação em que a amplitude de um sinal ¾É a forma de modulação em que a amplitude de um sinal senoidal, chamado portadora, varia em função do sinal de interesse, que é o sinal modulador.
¾A frequência e a fase da portadora são mantidas constantes.
¾M t ti t é li ã di t d i d d
¾Matematicamente, é uma aplicação direta da propriedade de deslocamentos em frequências da transformada de
Fourier assim como da propriedade da convolução Fourier, assim como da propriedade da convolução.
Modulações Analógicas: Mod lação por Amplit de Modulações Analógicas: Modulação por Amplitude
(Amplitude Modulation - AM) – Simulando no Simulink ¾O diagrama de blocos do modulador AM encontra-se na figura abaixo ¾O diagrama de blocos do modulador AM encontra se na figura abaixo (arquivo modulacaoAM.mdl):
¾Os blocos utilizados foram: Signal Generation (mensagem e portadora), contant sum product e scope (modificado para 3 entradas mensagem contant, sum, product e scope (modificado para 3 entradas, mensagem, portadora e sinal modulado)
Modulações Analógicas: Mod lação por Amplit de Modulações Analógicas: Modulação por Amplitude
(Amplitude Modulation - AM) – parâmetros dos blocos ¾Bloco da mensagem: amplitude = 1; frequência = 1hz ¾Bloco da mensagem: amplitude 1; frequência 1hz
¾Constant : constant value = 2 (2 bias => 1 viés estatístico, utilizado para determinar o ponto central da distribuição
amostral do sinal. Neste caso o sinal é do tipo DSB – Double Side Band Large Carrier)
¾P t d A lit d 1 f ê i 20 h (l b d
¾Portadora: Amplitude = 1; frequência = 20 hz (lembrando que a portadora possui sempre uma frequência muito maior que o sinal assunto visto na aula passada)
que o sinal, assunto visto na aula passada)
¾Product: Tempo de amostragem (Sample time) = 0.001 ¾Tempo de simulação: 2s
¾OBS: Note que, para formar a mensagem, temos duas funções. A mesagem propriamente dita e a constante, que determina que tipo de mensagem deve ser transportada (DSB)
Modulações Analógicas: Mod lação por Amplit de Modulações Analógicas: Modulação por Amplitude (Amplitude Modulation - AM) – considerações acerca da simulação
simulação
¾Note que o sinal é multiplexado, através da multiplicação entre a mensagem e a portadora formando, assim, a
modulação AM
¾Ao rodar a simulação, notamos que a portadora mantém-se
t t f lit d f ê i t t d
constante em fase, amplitude e frequência, transportando o sinal senoidal de 1hz (mensagem) em seu interior, formando a modulação AM no formato DSB onde podemos notar
a modulação AM, no formato DSB, onde podemos notar, nitidamente o sinal sendo transmitido, no limiar superior da amplitude e seu espelhamento no limiar inferior,
característica do formato de modulação DSB. Gráfico resultante no próximo slide.
Modulações Analógicas: Mod lação por Amplit de Modulações Analógicas: Modulação por Amplitude (Amplitude Modulation - AM) – Gráfico resultante da simulação da modulação AM DSB Large Carier
Modulações Analógicas: Modulação por Amplitude (Amplitude Modulation - AM) – Trabalho 1 – Unidade 2 – grupo 1:
1. Modifique, agora, a constante para o valor 0 (DSB Supress Carier). Note que a modulação assumiu outro formato. Pergunta-se: Onde está representado, no gráfico da modulação, o sinal transportado no p , g ç , p envelope desta modulação? Por quê ela é chamada de DSB
Supress Carier?
2 Modifique agora o parâmetro da forma de onda (Wave form) na 2. Modifique agora, o parâmetro da forma de onda (Wave form) na
mensagem, para que a transmissão agora seja de uma onda quadrada (square); execute a simulação para os dois tipos de modulação AM (DSB Large Carier e DSB Supress Carier)
modulação AM (DSB Large Carier e DSB Supress Carier).
Identifique, onde se encontra, no gráfico da modulação, o sinal transportado no envelope das duas modulações.
3 F f i li it d tã 3
3. Faça o mesmo que foi solicitado na questão 3, agora para a mensagem seja transmitida na forma de onda dente de serra (sawtooth)
OBS: para maiores informações (auxílio), consulte o vídeo do Professor John
Santiago em http://www.wiziq.com/tutorial/36329-Matlab-Examples-Amplitude-Modulation-using-Simulink
Modulações Analógicas: Demodulação AM
¾ Para que um sinal AM seja recuperado no receptor (demodulado) faz se necessário que o receptor esteja (demodulado), faz-se necessário que o receptor esteja sintonizado na mesma faixa de frequência do sinal
transmitido, onde a portadora também deve estar na mesma transmitido, onde a portadora também deve estar na mesma frequência da portadora utilizada para a transmissão.
¾ O sinal é recuperado, fazendo-se que a demultiplexação entre portadora e sinal recebido passe por, pelo menos, dois filtros passa-baixa (LPF de segunda ordem). Isso implica que temos pelo menos 10 harmônicos (5 harmônicos por que temos, pelo menos 10 harmônicos (5 harmônicos por filtro - séries de Fourier) para recuperar o sinal original sem grandes distorções.
g a des d sto ções
¾Quanto maior a ordem dos filtros (mais harmônicos), melhor é a qualidade do sinal recuperado.
Modulações Analógicas: Demod lação AM Sim lando Modulações Analógicas: Demodulação AM – Simulando
no Simulink
¾O diagrama de blocos do modulador/demodulador AM encontra-se na ¾O diagrama de blocos do modulador/demodulador AM encontra se na figura abaixo (não fornecer arquivo aos alunos):
¾Os blocos utilizados foram aproveitados (copiados e colados), em grande parte do arquivo do modulador AM sendo apenas inserido o grande parte, do arquivo do modulador AM, sendo apenas inserido o bloco dos LPF 1 e 2 (bloco Transfer fcn)
Modulações Analógicas: Demodulação AM – parâmetros dos blocos
¾Portadora (recepção): mesmos valores da portadora (recepção) do transmissor AM
(recepção) do transmissor AM
¾Product2 : mesmas observações e valores do bloco Product do transmissor AM
Product do transmissor AM
¾LPF1: Bloco Transfer Fcn: Numerador = [2*pi*5]; denominador = [1 2*pi*5] (indica a existência de 5 harmônicos)
¾OBS: Observe que a transmissão ocorre sem fios (pelo ar). Como não existe uma forma de expressar tal comunicação no Simulink, foi
existe uma forma de expressar tal comunicação no Simulink, foi
necessário a ligação “física” entre transmissor e receptor, ligação essa feita através da multiplexação do transmissor (bloco Product) com a demultiplexação do receptor (bloco Product2) A transmissão ocorre em demultiplexação do receptor (bloco Product2). A transmissão ocorre em ambiente ideal, sem a presença de ruído algum (impossível de existir, na prática)
Modulações Analógicas: AM – Gráfico resultante da simulação da demodulação AM DSB Supress Carier
simulação da demodulação AM DSB Supress Carier.
OBS: Note como o sinal recuperado sem a presença dos filtros (harmônicos) é
• OBS: Note como o sinal recuperado, sem a presença dos filtros (harmônicos) é
difuso (ruidoso). Com o primeiro LPF, o sinal recuperado já se assemelha mais com o sinal original e, no LPF de segunda ordem, o sinal está bem mais suavizado, mais condiscente, porntanto, com o sinal originalmente transmitido.
Modulações Analógicas: Modulação por Amplitude (Amplitude Modulações Analógicas: Modulação por Amplitude (Amplitude
Modulation - AM) – Trabalho 1 – Unidade 2 – grupo 2:
1. Baseado nas explicações do receptor (demodulador) e de posse do arquivo de simulação do transmissor, construa o esquema completo transmissor (modulador)/receptor(demodulador).
2. Simule as transmissões dos sinais senoidais, de onda quadrada e de dente de serra para a técnica de modulação DSB Supress Carier.
3. Faça o mesmo para o DSB Large Carier.
4. Baseado na questão 2, insira mais um filtro (LPF de ordem 3) e 4. Baseado na questão 2, insira mais um filtro (LPF de ordem 3) e
verifique se o sinal recuperado ficou mais fidedigno com o sinal transmitido e o porque disso ter ocorrido.
5 Faça o mesmo baseado na questão 3 5. Faça o mesmo baseado na questão 3.
OBS: Para maiores informações (auxílio), assista o vídeo do professor John Santiago em http://www youtube com/watch?v=R inHfiOILk John Santiago em http://www.youtube.com/watch?v=R_inHfiOILk
