Modulação AM

Modulação em Amplitude
Modulação AM
• Modulação
– Amplitude
– Espectro
v (t ) = (1 + m ⋅ cos ωmt ) ⋅ EC cos ωC t
• Portadora
• Bandas Laterais
ωC
ωC ± ωm
– Índice de Modulação
• 0<m<1
• Como medir?
– Portadora modulada vs sinal em banda base
• O que acontece quando m>1?
Formas de Onda
• Indice de Modulação
– m = 100%
– m = 120%
• Math
• Real
Espectro
• Banda lateral dupla com portadora
– Espectro
• LSB, USB, Portadora
Eficiência
• Eficiência no uso do canal?
– Duas bandas laterais
• Eficiência no consumo de energia?
– Portadora
V 2 Ec2 < (sin ωc t )2 > Ec2
Pc =
=
=
R
R
2R
– Banda Lateral
m 2 Pc
Plsb = Pusb =
4
– Informação na banda lateral
– Portadora para sincronização
Variações da AM
• Eficiência da Largura de Banda
– Banda Lateral Singela
– Banda Lateral Vestigial
• Eficiência de Potência
– Portadora Reduzida
– Portadora Suprimida
• Complicações
– Circuitos: geração, sinonia, detecção
– Filtros, variação de tom, recuperação da
portadora
Radio AM
• Fonte
– Audio, 20-20 kHz
• Frequência Portadora
– 525 – 1705 kHz
• Desempenho
– 5 kHz lrgura de banda
– 250-500 km alcance
– 50 µV sensibilidade
Radio AM
Radio AM Comercial
• Diagrama Elétrico
Rádio Comercial
• Placa de Circuito
Diagrama de Blocos
Componentes Cruciais
• Amplificador de RF
– Alta faixa dinâmica
• Autodyne Oscillator and Mixer
– Sintonia
• Antena de quadro
– LC resonator
• Amplificador de Frequência Intermediária
–
–
–
–
455 kHz
Circuito tanque (sintonizador duplo) com resposta plana
Diodo retificador de RF
Detector de envoltória
• Controle Automático de Ganho
– Estações fortes e fracas
• Amplificador de Áudio
• Alto Falante
Receptor Heteródino
• Sinal de entrada de RF
vRF (t ) = (1 + m ⋅ cos ωmt ) ⋅ EC cos ωC t
– Amplificador de RF
– Filtro Passa Banda
vLO (t ) = ELO cos(ωC + ωIF )t
• Oscilador Local
• Misturador
– Dispositivo não linear, misturador balanceado,
etc v (t ) = (1 + m sin ω t ) E E cos(ω )t
– Filtro Passabanda
– Sinal proporcional ao oscilador local?
IF
m
C
LO
IF
• Frequência Intermediária (AM em 455 kHz)
• EMI do Oscilador Local
Detecção
• Sinal Banda base
• Detector Coerente
Detecção
–
–
–
–
–
–
vRF (t ) = m ⋅ A(t )
vRF (t ) = (1 + m ⋅ A(t )) ⋅ EC cos ωC t
vLO (t ) = ELO cos ωC t
Modulação AM
Oscilador Local vM (t ) = (1 + m ⋅ A(t )) ⋅ EC ELO cos ωC t ⋅ cos ωC t
vLP (t ) = (1 + m ⋅ A(t )) ⋅ EC ELO / 2
Misturador
vO (t ) = m ⋅ A(t ) ⋅ EC ELO / 2
Filtro passa baixa
Acoplamento AC
Alta sensibilidade para
baixa relação S/N
Detector de Envoltória
• Circuito
– Retificador de RF
– Filtro
– Constante de tempo RC
– Simples e barato, aplicável onde há elevada
relação S/N
• Forma de onda
Detecção
• Detector Quadrático
–
–
–
–
Modulação
Nonlinearidade
Filtro de RF
Passa baixo e
acoplamento CA
vRF (t ) = (1 + m ⋅ A(t )) ⋅ EC cos ωC t
vsq (t ) = (1 + m ⋅ A(t )) 2 ⋅ EC2 cos2 ωC t
vRF − LF (t ) = (1 + m ⋅ A(t )) 2 ⋅ EC2 / 2
vLF (t ) = m ⋅ A(t ) ⋅ EC2
Desempenho
•
•
•
•
Sensibilidade
Fidelidade ou Largura de banda
Faixa Dinâmica
Seletividade
– Canal Adjacente
• Rejeição de Imagem
– IF
• Resposta Espúria
– Harmônicos
• Silenciador
• Ruídos
– Ruído estático do meio
Transmissor de AM
• Histórico
• Diagrama de Blocos (modulação em alto nível)
• Controle Automático de Nível
– m<1
Modulador AM
• Misturador Balanceado
• Outros Tipos de Circuito
– Sinal banda base modulando o suprimento de
corrente de um oscilador