Modulação

UNIDADE II
Aula 2 – Modulação – parte 2
Modulações Analógicas: Modulação
Mod lação por Amplitude
Amplit de
(Amplitude Modulation - AM)
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
¾Matematicamente,
ti
t é uma aplicação
li
ã direta
di t da
d propriedade
i d d
de deslocamentos em frequências da transformada de
Fourier assim como da propriedade da convolução.
Fourier,
convolução
Modulações Analógicas: Modulação
Mod lação por Amplitude
Amplit de
(Amplitude Modulation - AM) – Simulando no Simulink
¾O diagrama de blocos do modulador AM encontra-se
encontra se na figura abaixo
(arquivo modulacaoAM.mdl):
¾Os blocos utilizados foram: Signal Generation (mensagem e portadora),
contant sum,
contant,
sum product e scope (modificado para 3 entradas
entradas, mensagem
mensagem,
portadora e sinal modulado)
Modulações Analógicas: Modulação
Mod lação por Amplitude
Amplit de
(Amplitude Modulation - AM) – parâmetros dos blocos
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
¾Portadora:
Amplitude
A lit d = 1
1; ffrequência
ê i = 20 hz
h (lembrando
(l b d
que a portadora possui sempre uma frequência muito maior
que o sinal,
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: Modulação
Mod lação por Amplitude
Amplit de
(Amplitude Modulation - AM) – considerações acerca da
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
constante
t t em fase,
f
amplitude
lit d e frequência,
f
ê i transportando
t
t d o
sinal senoidal de 1hz (mensagem) em seu interior, formando
a modulação AM
AM, no formato DSB
DSB, onde podemos notar
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: Modulação
Mod lação por Amplitude
Amplit de
(Amplitude Modulation - AM) – Gráfico resultante da
simulação da modulação AM DSB Large Carier.
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,
p
, no gráfico
g
da modulação,
ç , o sinal transportado
p
no
envelope desta modulação? Por quê ela é chamada de DSB
Supress Carier?
2 Modifique agora
2.
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).
Carier)
Identifique, onde se encontra, no gráfico da modulação, o sinal
transportado no envelope das duas modulações.
3 Faça
3.
F
o mesmo que foi
f i solicitado
li it d na questão
tã 3
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-ExamplesAmplitude-Modulation-using-Simulink
Modulações Analógicas: Demodulação AM
¾ Para que um sinal AM seja recuperado no receptor
(demodulado) faz
(demodulado),
faz-se
se necessário que o receptor esteja
sintonizado na mesma faixa de frequência do sinal
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,
temos pelo menos 10 harmônicos (5 harmônicos por
filtro - séries de Fourier) para recuperar o sinal original sem
grandes
g
a des d
distorções.
sto ções
¾Quanto maior a ordem dos filtros (mais harmônicos),
melhor é a qualidade do sinal recuperado.
Modulações Analógicas: Demodulação
Demod lação AM – Simulando
Sim lando
no Simulink
¾O diagrama de blocos do modulador/demodulador AM encontra
encontra-se
se na
figura abaixo (não fornecer arquivo aos alunos):
¾Os blocos utilizados foram aproveitados (copiados e colados), em
grande parte,
parte do arquivo do modulador AM
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
¾Product2 : mesmas observações e valores do bloco
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
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)
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.
Carier
•
OBS: Note como o sinal recuperado,
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
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
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.
3.
OBS: Para maiores informações (auxílio), assista o vídeo do professor
John Santiago em http://www
http://www.youtube.com/watch?v=R_inHfiOILk
youtube com/watch?v=R inHfiOILk