Trabalho - MODULAÇÃO EM FREQUÊNCIA

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MODULAÇÃO
EM
FREQUÊNCIA (FM)
Integrantes:
· Guilherme Mota Silva do Nascimento / Matrícula: 201908062924
· Gabryel Pedro de Souza Freitas / Matrícula: 201902249364
MODULAÇÃO EM FREQUÊNCIA (FM)
O processo de modulação consiste numa operação realizada sobre o sinal ou dados a transmitir e que produz um sinal apropriado para a transmissão sobre o meio de transmissão em causa. A escolha da técnica de modulação permite “moldar” as características do sinal a transmitir e adaptá-lo às característic	as do canal.
A modulação em frequência é feita quando o sinal modulante altera para mais e para menos a frequência da onda portadora (fo ±f), ficando inalterada a sua amplitude. É um tipo de modulação angular (variação de 
). Em função do índice de modulação, pode haver um sinal de faixa estreita, FMFE, de pouco interesse em telecomunicações, ou de faixa larga, FMFL, mais usado.
A Figura 1 apresenta um diagrama em blocos de um transmissor com modulador básico de FM, uma vez que existem alguns modos diferentes de obter uma onda FM.
Figura 1: Diagrama em blocos de um transmissor de FM – básico, com modulação direta.
No transmissor de FM comercial, antes de pré-amplificação, o sinal modulante de áudio é filtrado por um PB (passa-baixas) que limita a frequência em 15 kHz (fmáx) por força de legis-
lação. Em transceptores com canais de voz, o áudio fica restrito a 4 kHz.
Com o objetivo de reduzir a distorção do sinal na recepção, realiza-se o tratamento de pré-ênfase no sinal modulante, logo após o estágio pré-amplificador de áudio. O pré-ênfase é a primeira parte do processo para robustecer as componentes de frequências mais altas do sinal de áudio, para diminuir o efeito do ruído, principal causa da distorção. O circuito de pré-ênfase pode ser montado apenas com componentes passivos, conforme apresentado na Figura 2, que exibe também a curva de resposta do circuito.
Figura 2: a) Esquema do pré-ênfase; b) curva de resposta.
O modulador analógico de FM pode realizar dois tipos: modulação direta ou modulação indireta. O primeiro tipo consiste em aplicar o sinal modulante sobre um circuito capacitivo ligado ao oscilador, gerador da portadora; o sinal faz a capacitância do circuito variar e altera a frequência da portadora. Esse processo pode ser realizado com um diodo varactor ou varicap, em diodo de capacitância variável. O segundo tipo, mais consistente, possui um circuito integrador (de constante k), aplicado a um modulador balanceado, seguido de um defasador de 90o e de um somador, conforme a Figura 3.
Figura 3: Diagrama em blocos do modulador de FM pelo processo indireto.
Voltando à Figura 5.15, após o modulador, a onda modulada passa por estágios multi- plicadores de frequência até chegar ao valor final da frequência de transmissão. A potência de saída é de responsabilidade do estágio final.
Um outro tipo de modulador de FM pode nascer de um circuito digital, um gerador de trem de pulsos modulado em PWM (ver Capítulo 2). Após uma filtragem do sinal modulado, obtém-se a onda na forma senoidal.
Onda FM no domínio do tempo
A Figura 4 exibe as formas de onda em função do tempo, da onda portadora, do sinal
modulante e da onda modulada em frequência.
Figura 4: Formas de ondas no domínio do tempo: a) eo(t) onda portadora cossenoidal; b) em(t) sinal modulante cossenoidal (áudio); c) e (t) onda modulada FM.
A potência média da transmissão FM em faixa finita é calculada pela expressão:
Em que: Eo = tensão de pico da portadora
 R = resistência de carga (antena)
Onda FM no domínio da frequência
A Figura 5 mostra o espectro das amplitudes de uma onda modulada em frequência por um tom de áudio cossenoidal de 1 kHz. O espectro foi levantado a partir da expressão matemática da onda modulada e(t).
Figura 5: Representação gráfica do espectro das amplitudes de uma onda portadora modulada em frequência por um tom cossenoidal de 1 kHz.
Por definição, o índice de modulação FM é expresso por:
Em que: = valor do índice de modulação, em rad.
 fm = maior frequência do sinal modulante, em Hz.
 f = desvio máximo da portadora, em Hz.
Para entender f, imagine a onda portadora de frequência fo, ao ser modulada, excursionar para mais e para menos de fo. A diferença entre essas frequências extremas corresponde ao valor 2 f.
Os valores de [rad], na prática, estão compreendidos entre 1 e 15, sendo mais usuais os valores de 1 até 5 rad.
A banda ocupada pela transmissão FM, em Hz, pode ser calculada de duas maneiras:
B = 2 ( + 1) fm
 ou: B = 2 (f + fm)
Referências
· MEDEIROS, J.C.D. O. Princípios de Telecomunicações - Teoria e Prática. Editora Saraiva, 2016. 
· http://www3.dsi.uminho.pt/adriano/Teaching/Comum/TecModul.html