Experiência – Transmissão SSB

Experiência7 - Transmissão SSB
Modulação AM-DSB-SC e AM- SSB
Introdução teórica:
A modulação AM-DSB-SC é caracterizada pela supressão da portadora, possuindo
a seguinte expressão:
e(t)=K.em(t).ec (t) => sinal modulado AM-DSB-SC
Desenvolvendo e(t), temos:
e(t)=K.em(t).ec(t) = K.Em.Ec.cos.(m.).t.cos.(c).t
e(t ) 
K .Em .EC
K .Em .EC
. cos(C  m )t 
. cos(C  m )t
2
2
O espectro de freqüências do sinal modulado AM-DSB-SC é:
Existem duas raias e a
Portadora Suprimida
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Para um caso geral, onde o sinal
modulador possuir n freqüências,
o espectro do sinal modulado será:
A forma de onda do sinal modulado em AM-DSB-SC tem o seguinte aspecto:
De acordo com a expressão do sinal modulado AM-DSB-SC, temos que:
e(t) = K.em(t).Ec.cos(c).t, tem-se:
a) Se o sinal K.Ec.em(t) for positivo, a oscilação K.em(t).Ec.cosct estará em fase com cosct.
b) Se o sinal K.Ec.em(t) for negativo, a oscilação K.em(t).Ec.cosct estará defasada de 180 em
relação a cosc.t.
Conclui-se que toda vez que em(t) trocar de polaridade, a oscilação
K.em(t).Ec.cosc sofrerá uma inversão de fase.
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Parte1: Modulação em Amplitude
Objetivo:
- Descrever a geração dos sinais modulados em amplitude e explicar como o
sinal modulador afeta a forma do sinal modulado em amplitude.
- Calcular o índice de modulação de um sinal AM
- Descrever modulação 100%, modulação em excesso e eficiência na
transmissão
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Parte Prática
Parte 1 - Modulador Balanceado e Filtro LSB
Objetivo:
• Descrever como um Modulador Balanceado produz um sinal DSB-SC
• Explicar como o AM-SSB é a saída do filtro LSB
• Entender porque o AM-SSB tem baixo consumo de potência e largura de banda estreita
Equipamento necessário:
• Bastidor F.A.C.E.T.
• Placa de Comunicações Analógicas
• Osciloscópio duplo canal
• Gerador de Sinais
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Procedimento:
A) Modulador Balanceado:
Converte a portadora e o sinal modulador em um sinal DSB-SC.
• Nesta etapa você irá produzir um sinal AM-DSB-SC no modulador balanceado,
modulando uma portadora de 452kHz com um sinal modulador de 3kHz . Você
irá verificar a diferença entre um sinal AM-DSB-SC e um sinal AM-DSB-FC 100%
modulado.
• As entradas do modulador balanceado são: a informação (sinal modulador) de
3KHz e a portadora de 452kHz.
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- Os sinais na saída do modulador balanceado são a soma (455kHz) referente à
USB e a diferença (449kHz) referente à 449kHz.
- A portadora (452kHz) será suprimida, ajustando-se o potenciômetro de nulo do
modulador.
- Atuando no potenciômetro do modulador o sinal varia de AM-DSB-FC para AMDSB-SC.
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1. Localizar os blocos AM-SSB e VCO-LO na placa. Conectar o circuito
conforme a figura. Colocar o jumper no VCO-LO na posição 452kHz.
2. Conectar o canal 1 do osciloscópio na entrada M (sinal modulador) do
Modulador. Ajustar o gerador de sinais para 0,8Vpp a 3kHz.
Observar e anotar a forma de onda.
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3. Conectar o canal 2 do osciloscópio na entrada C (portadora) do Modulador.
Ajustar VCO-LO para 0,6 Vpp, 452kHz em C. Ajustar a freqüência da
portadora através do botão da Fonte Negativa do Bastidor e a amplitude da
portadora pelo botão do bloco VCO-LO.
4. Ajustar as chaves S1, S2 e S3 para OFF.
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5. Conectar o canal 2 do osciloscópio na saída do modulador , com o
sincronismo pelo canal 1 (sinal modulador). Girar o botão da fonte negativa
totalmente no sentido anti-horário.
6. Girar o potenciômetro do modulador e verificar as formas de onda nas
diversas posições. Ajustar o sinal para AM-DSB-SC.
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B) Filtro LSB:
Produz um sinal AM-SSB, filtrando o sinal AM-DSB-SC .
Quando o botão da fonte negativa do bastidor está totalmente no sentido antihorário, a freqüência da portadora é menor do que 450 kHz. Como
conseqüência, as bandas laterais (LSB e USB) são menores do que as
freqüências contidas na banda passante do filtro, conforme mostra a figura
abaixo.
Girando-se o botão para a direita, ajustando-se a freqüência da portadora em
452 kHz, a banda lateral superior, (USB) será a freqüência central do filtro. Esta
banda, portanto, será amplificada, enquanto a banda lateral inferior (LSB), será
fortemente atenuada. Temos então, um sinal AM-SSB.
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Se continuarmos a girar o botão para a direita, pode-se chegar a um ponto,
com a freqüência da portadora a 455kHz, onde as duas bandas estão dentro da
faixa do filtro. Temos então, um sinal AM-DSB-SC.
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Continuando a girar o botão para a direita, pode-se chegar a um ponto, com a
freqüência da portadora a 458kHz onde teremos um sinal AM-SSB a 455kHz.
Continuando a girar o botão para a direita, pode-se chegar a um ponto, com a
freqüência da portadora a 458kHz onde teremos um sinal AM-SSB a 455kHz.
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7. Conectar o filtro LSB ao modulador, através de um jumper. S1 deve estar em
ON e S2 e S3 em OFF.
No procedimento anterior você ajustou o sinal modulador para 0,8Vpp a 3KHz e
o VCO-LO para 0,6Vpp.
8.Conectar o canal 2 do osciloscópio na saída do filtro LSB e o canal 1 na
entrada M do modulador, com o sincronismo pelo canal 1.
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9. No canal 2 irá aparecer um sinal próximo de zero, conforme a figura A .
Variar a freqüência do VCO-LO, atuando lentamente no potenciômetro da fonte
negativa no sentido horário, até que no canal 2 do osciloscópio apareça uma
figura semelhante à figura B.
10.Visualize o sinal do canal 2, conforme a figura abaixo.
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11. Continue a variar a freqüência, até aparecer um sinal conforme a figura
abaixo. Que tipo de sinal é este ? Que freqüências estão na saída do filtro ?
12. Variar a freqüência para o outro lado até aparecer um sinal conforme a
figura abaixo. Que tipo de sinal é este ? Que freqüências estão na saída do
filtro ?
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13. Continue a variar a freqüência, até que o sinal do canal 2 seja apenas uma
linha. Que tipo de sinal é este ? Qual dos gráficos abaixo, representa essa
situação ?
14. Retornar a freqüência do VCO-LO para que o sinal na saída do modulador
seja AM-DSB-SC.
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Parte 2: Misturador e Amplificador de Potência RF
Objetivo:
- Descrever a operação do modulador balanceado.
- Explicar a função da rede LC misturadora.
- Descrever a operação de um amplificador de potência.
- Entender as vantagens da transmissão AM-SSB.
Introdução
A Segunda seção do transmissor AM-SSB transforma a freqüência de 455kHz
SSB para 1000KHz SSB. Em seguida a potência do sinal é amplificada para ser
aplicada à antena.
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- O processo de aumento da freqüência de 455kHz SSB para uma freqüência
mais alta é chamado: Conversão Superior.
- O Misturador, que é um modulador balanceado, executa a Conversão
superior
Procedimento - Misturador:
1. Conectar a saída do bloco VCO-HI na entrada C do misturador.
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2. Conectar o canal 2 do osciloscópio na entrada C do Misturador. Ajustar o
sinal de VCO-HI para 600mVpp.
3. Ajustar a freqüência de VCO-HI para 1455kHz.
4. O canal 1 do osciloscópio deverá estar na entrada M do modulador, com o
sincronismo pelo canal 1.
5. Conectar o canal 2 do osciloscópio na entrada do misturador. Confirmar que
é obtido um sinal AM-DSB-SC.
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6. Conectar o canal 2 do osciloscópio no pino 6 do misturador. Ajustar o
potenciômetro do misturador para que haja um sinal AM-DSB-SC no pino 6 do
misturador (antes do filtro LC).
7. Conectar o canal 2 do osciloscópio na saída do pino 12 (após o filtro LC) do
Misturador. Fazer o ajuste fino da freqüência do VCO-HI em 1455kHz,
buscando obter o sinal AM-DSB-SC máximo no pino 12
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8. Ajustar o botão do potenciômetro do misturador para aproximadamente a
posição central, buscando o máximo aprofundamento no sinal AM-DSB-SC.
9. Com o sincronismo pelo canal 2, visualizar o sinal do pino 12. Abrir a escala
de tempo e medir a freqüência do sinal.
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10. Retornar o sincronismo pelo canal 1 do osciloscópio e visualizar o sinal AMDSB-SC.
11. Enquanto observa o sinal AM-DSB-SC de 1000kHz no pino 12 do
misturador, variar a amplitude do sinal modulador de 3kHz no gerador de sinais.
A amplitude do sinal do pino 12 varia com a mudança da amplitude do sinal
modulador ?
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Amplificador de Potência RF e Rede Casadora de Antena
-O amplificador de potência de RF é o mesmo circuito utilizado na transmissão
AM-DSB-FC.
- Quando S3 está ligado, a impedância na rede casadora é automaticamente
ajustada para 330.
12. Ajustar o sinal para AM-SSB, atuando na freqüência do VCO-LO. Conectar
o Amplificador de Potência de RF ao Misturador e à Rede Casadora de Antena
através de jumpers, conforme a figura abaixo:
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13. Ajustar S1, S2 e S3 para ON. Quando S1 e S2 estão ligados, eles
balanceiam automaticamente o Modulador e o Misturador, respectivamente,
para sinais AM-DSB-SC ou AM-SSB. Quando S3 está ligado, a impedância da
Rede Casadora de Antena é automaticamente ajustada em 330.
14. Conectar o Canal 1 do Osciloscópio à entrada do amplificador de Potência
de RF. Medir a tensão pico-a-pico (Vi).
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15. Nas condições existentes, a corrente de entrada (Ii) do Amplificador de
Potência de RF é cerca de 26A.
Calcular:
Pi 
Vi .Ii
2. 2
16. Conectar o canal 2 do Osciloscópio na Saída da Rede Casadora de Antena.
Medir a tensão de saída pico-a-pico em cima de R5 (Vo). Esse resistor simula a
impedância da antena transmissora.
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17. Calcular a potência rms dissipada por R5 (Po).

Vo 2
Po 
8 x 51
18. Calcular o Ganho de Potência (Ap) sobre o Amplificador de Potência de RF
e a Rede Casadora de Antena: Ap = Po/Pi
19. Em um sinal AM-DSB-FC, com m=1, cada banda lateral representa, 16,66%
da potência total do sinal. Portanto calcular a potência total do sinal AM-DSBFC (PT), conhecendo-se a potência medida sobre R5 (Po).
Po (SSB)
PT 
0,1666
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