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Modulacao de Onda Contınua - Modulacao deAmplitude - AM

Luis Henrique Assumpcao Lolis

18 de fevereiro de 2014

Luis Henrique Assumpcao Lolis Modulacao de Onda Contınua - Modulacao de Amplitude - AM1

Conteudo

1 Introducao

2 Modulacao AM DSB

3 Modulacao AM DSB-SC

4 Modulacao AM SSB

5 Modulacao AM VSB

Luis Henrique Assumpcao Lolis Modulacao de Onda Contınua - Modulacao de Amplitude - AM2

Sumario

1 Introducao

2 Modulacao AM DSB

3 Modulacao AM DSB-SC

4 Modulacao AM SSB

5 Modulacao AM VSB

Luis Henrique Assumpcao Lolis Modulacao de Onda Contınua - Modulacao de Amplitude - AM3

Introducao

Por que modular um sinal?

Deslocar a informacao para uma frequencia mais apropriadapara a transmissao sem fio.Multiplexacao.Alocacao de frequencias.

Elementos da modulacao

Informacao : sinais de banda baseportadora

O Processo de modulacao:

Processo onde a caracterıstica de uma portadora e variada deacordo com a onda modulante.

Descricao no tempo e na frequencia.Modulacao de Amplitude.Modulacao de Frequencia.Modulacao de onda contınua: o sinal modulante e contınuo.

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Ilustracao de Sinais AM e FM

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Classificacao das modulacoes AM

DSB (Double sided band).

DSB-SC (Double sided band, suppressed carrier).

SSB (Single sided band), ou a banda superior ou a inferior etransmitida.

VSB (Vestigial sided band), um vestıgio de uma das bandaslaterais e uma versao correspondente modificada da outrabanda lateral.

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Sumario

1 Introducao

2 Modulacao AM DSB

3 Modulacao AM DSB-SC

4 Modulacao AM SSB

5 Modulacao AM VSB

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Modulacao de Amplitude

Processo pelo qual a amplitude da portadora c(t) varia linearmentecom o sinal da banda base m(t), em torno de um valor medio

A envoltoria sera igual amensagem se:

1 |kam(t)| < 1 paratodo t

2 fc >> W

Onda portadora: c(t) = Ac cos(2πfct)

Sinal modulado: s(t) = Ac[1 + kam(t)] cos(2πfct)

ka coeficiente de modulacao de amplitude.

Modulacao AM no Domınio da Frequencia

S(f) = Ac

2 [δ(f − fc) + δ(f + fc)] +kaAc

2 [M(f − fc) +M(f + fc)]

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Ex: Modulacao com uma onda de tom unico

m(t) = Am cos(2πfmt)

s(t) = Ac [1 + µ cos(2πfmt)] cos(2πfct), µ = kaAm

µAmax −Amin

Amax +Amin

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A simplicidade da modulacao AM

Modulador chaveado

Demodulador - Detector de envoltoria

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Comparacao da modulacao classica e chaveada

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1−1

0

1

s(t)

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1−1

0

1

p(t)

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1−2

0

2

am(t

)

t

Classico

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1−1

0

1

s(t)

0 0.2 0.4 0.6 0.8 10

0.5

1

pc(t

)

0 0.2 0.4 0.6 0.8 10

0.5

1

1.5

am(t

)

t

Chaveado

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Comparacao da modulacao classica e chaveada

−10 −5 0 5 10−20−16−12−8−4

0

S(f

) dB

−60 −40 −20 0 20 40 60−20−16−12−8−4

0

P(f

) dB

−60 −40 −20 0 20 40 60−20−16−12−8−4

0

AM

(f) dB

f(Hz)

Classico

−10 −5 0 5 10−20−16−12−8−4

0

S(f

) dB

−150 −100 −50 0 50 100 150−22−18−14−10−6−2

P(f

) dB

−150 −100 −50 0 50 100 150−36−28−20−12−4

AM

(f) dB

f(Hz)

Chaveado

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Detector de Envoltoria

Consideramos que o sinal na recepcao e igual ao modulado naforma classica (media zero e sem harmonicas)

Primeiramente faremos passar pelo diodo (que siginificamultiplicar novamente pela serie de cossenos que representa asequencia de pulsos)

O filtro passa baixa completa a filtragem dos produtos quenao representam o sinal modulador.

Fica sobrando uma componente DC. Considerando um sinalde audio analogico, um alto falante ja desempenha o papel defiltro passa banda (20-20KHz).

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Detector de Envoltoria

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1−2

0

2

am(t

)

0 0.2 0.4 0.6 0.8 10

0.5

1

1.5

env(

t)

0 0.2 0.4 0.6 0.8 10

0.5

1

env_

filtr

ada(

t)

t

Passagem pelo filtro - domınio dotempo

−60 −40 −20 0 20 40 60−20−16−12−8−4

0

FA

M(f

) dB

−150 −100 −50 0 50 100 150−50−40−30−20−10

0

EN

V(f

) dB

−150 −100 −50 0 50 100 150−60−50−40−30−20−10

0

EN

V_F

ILT

RA

DA

(f) dB

f(Hz)

Passagem pelo filtro - domınio dafrequencia

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Detector de Envoltoria (2)

Caso de um filtro nao muito seletivo:

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Limitacoes da Modulacao AM simples

Desperdıcio de energia.

A portadora e completamente independente da informacao.

Desperdıcio de banda passante.

A banda lateral superior e inferior em torno da portadora saoidenticas.

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Sumario

1 Introducao

2 Modulacao AM DSB

3 Modulacao AM DSB-SC

4 Modulacao AM SSB

5 Modulacao AM VSB

Luis Henrique Assumpcao Lolis Modulacao de Onda Contınua - Modulacao de Amplitude - AM18

Modulacao AM DSB-SC

s(t) = Acm(t) cos(2πfct)

Modulador multiplicador.

Inversao de fase quando m(t) cruza zero.

Componente em fase: m(t). Componente em quadratura 0

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Modulacao AM DSB-SC no Domınio da Frequencia

S(f) = Ac

2 [M(f − fc) +M(f + fc)]

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Demodulacao Coerente

Supoe ser capaz de gerar um oscilador na recepcao de mesmafrequencia e fase que da emissao.

Multiplica-se o sinal recebido por esse cosseno.

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Demodulacao Coerente

Calculo com um erro de fase φ e amplitude A′c do oscilador na

recepcao na recepcao:

Sinal demodulado e v(t) depois de passar por um filtro.

v(t) = A′c cos(2πfct+ φ)s(t)

= A′c cos(2πfct+ φ)Acm(t) cos(2πfct)

=1

2A′

cAc [cos(4πfct+ φ)m(t) + cos(φ)m(t)]

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Saıda do Modulador Produto no domınio da Frequencia

H(f)

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Modulacao de amplitude em quadratura (QAM)

A ideia e transportar o dobro de informacao na mesma bandapasante.

A banda lateral inferior sera diferente da banda lateralsuperior.

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Representacao geral de uma modulacao em quadratura

g(t) = gI(t) cos(2πfct)− gQ(t) sin(2πfct)

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Sumario

1 Introducao

2 Modulacao AM DSB

3 Modulacao AM DSB-SC

4 Modulacao AM SSB

5 Modulacao AM VSB

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Modulacao AM SSB

Ja que o sinal real e simetrico na frequencia, somente umabanda lateral e enviada.

Tres maneiras de implementacaoFiltro passa banda muito seletivo.Filtro passa baixa ainda mais seletivo.Implementacao a partir da modulacao em quadratura e energia0 na frequencia positiva ou negativa.

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Representacao em Quadratura da AM SSB

Banda lateral superior.

Componente em fase: 1/2m(t). Componente em quadratura1/2m(t).

Banda lateral inferior.

Componente em fase: 1/2m(t). Componente em quadratura−1/2m(t).

Onde m(t) e a transformada de Hilbert de m(t).

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Sumario

1 Introducao

2 Modulacao AM DSB

3 Modulacao AM DSB-SC

4 Modulacao AM SSB

5 Modulacao AM VSB

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Modulacao AM VSB

Filtro passa banda menos seletivo.

A porcao a esquerda de fc complementa a porcao a direita defc.

O ganho em fc = 0.5.

BT =W + fv

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Para fazer uma modulacao em quadratura da VSB -Calculo da componente em quadratura

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Translacao de Frequencia

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Espectro dos Sinais na Entrada e na Saıda do Multiplicador

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Diagrama em Blocos de um Sistema FDM

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