Comunicación analógica – moduladores FM
AREAtutorial » Tutoriales de Ingeniería » Comunicación analógica – moduladores FM
En este capítulo, analicemos los moduladores que generan ondas NBFM y WBFM. Primero, analicemos la generación NBFM.
Sabemos que la ecuación de onda FM estándar es
$$ s \left (t \right) = A_c cos \left (2 pi f_ct + 2 pi k_f int m \left (t \right) dt \right) $$
$ \Rightarrow s \left (t \right) = A_c cos \left (2 pi f_ct \right) cos \left (2 pi k_f int m \left (t \right) dt \right) – $
$ A_c sin \left (2 pi f_ct \right) sin \left (2 pi k_f int m \left (t \right) dt \right) $
Para NBFM,
$$ left | 2 pi k_f int m \left (t \right) dt right |
Sabemos que $ cos theta es aproximadamente 1 $ y $ sin theta es aproximadamente 1 $ cuando $ theta $ es muy pequeño.
Usando las relaciones anteriores, obtenemos Ecuación NBFM como
$$ s \left (t \right) = A_c cos \left (2 pi f_ct \right) -A_c sin \left (2 pi f_ct \right) 2 pi k_f int m \left (t \right) dt $$
El diagrama de bloques del modulador NBFM se muestra en la siguiente figura.
Aquí, el integrador se utiliza para integrar la señal de banda base $ m \left (t \right) $. La señal portadora $ A_c cos \left (2 pi f_ct \right) $ es una fase desplazada por $ -90 ^ 0 $ para obtener $ A_c sin \left (2 pi f_ct \right) $ usando $ -90 ^ 0 $ cambiador de fase. El modulador de producto tiene dos entradas $ int m \left (t \right) dt $ y $ A_c sin \left (2 pi f_ct \right) $. Produce un resultado que es el producto de estos dos insumos.
Esto luego se multiplica por $ 2 pi k_f $, colocando el bloque $ 2 pi k_f $ en la ruta directa. El bloque de verano tiene dos entradas, que no son más que dos términos de la ecuación NBFM. Los signos positivos y negativos se asignan a la señal portadora y otro término en la entrada de la unidad de verano. Finalmente, el bloque de verano da la onda NBFM.
Los dos métodos siguientes generan una onda WBFM.
Este método se denomina método directo porque generamos directamente una onda FM de banda ancha. Este método utiliza un oscilador controlado por voltaje (VCO) para generar el WBFM. El VCO genera una señal de salida cuya frecuencia es proporcional al voltaje de la señal de entrada. Es como definir una onda FM. En la siguiente figura se muestra un diagrama de bloques de la generación de ondas WBFM.
Aquí, la señal de modulación $ m \left (t \right) $ se aplica a la entrada de un oscilador controlado por voltaje (VCO). El VCO produce una salida que no es más que WBFM.
$$ f_i : alpha : m \left (t \right) $$
$$ \Rightarrow f_i = f_c + k_fm \left (t \right) $$
Dónde:
$ f_i $ es la frecuencia instantánea de la onda WBFM.
Este método se llama indirecto porque generamos indirectamente una onda FM de banda ancha. Esto significa que primero generaremos la onda NBFM y luego con los multiplicadores de frecuencia obtendremos la onda WBFM. En la siguiente figura se muestra un diagrama de bloques de la generación de ondas WBFM.
Este diagrama de bloques consta básicamente de dos etapas. En el primer paso, la onda NBFM se generará utilizando el modulador NBFM. Vimos el diagrama de bloques del modulador NBFM al comienzo de este capítulo. Sabemos que el índice de modulación de la onda NBFM es menor que uno. Por lo tanto, para obtener el índice de modulación requerido (mayor que uno) de la onda FM, seleccione el valor correcto del multiplicador de frecuencia.
Multiplicador de frecuencia es un dispositivo no lineal que produce una señal de salida que es n veces la frecuencia de la señal de entrada. Donde n es el factor de multiplicación.
Si una onda NBFM cuyo índice de modulación $ beta $ es menor que 1 se usa como entrada al multiplicador de frecuencia, entonces el multiplicador de frecuencia genera una señal de salida cuyo índice de modulación es n veces $ beta $ y la frecuencia también es n ‘ veces la frecuencia de la onda WBFM…
A veces, es posible que necesitemos múltiples etapas del multiplicador de frecuencia y mezcladores para aumentar la desviación de frecuencia y el índice de modulación de la onda FM.
🚫