Técnicas de faixa lateral

Prévia do material em texto

APRESENTAÇÃO DA 1a EDIÇÃO
Este trabalho tem o intuito de facilitar o estudo e o acompanhamento
das aulas de Elementos de Telecomunicações do Curso Técnico de Eletrônica.
Após consultar a diversas fontes, não conseguimos adotar um único
livro, em língua nacional, que apresentasse a abrangência de conteúdo minis-
trado.
Com base nos motivos expostos acima, iniciamos uma pesquisa de
livros que abordasse o conteúdo e, a dois anos atrás, começamos o trabalho
de seleção e tradução de textos.
O resultado de nossos esforços estão concentrados em quatro vo-
lumes de apostilas que tratam de todo o conteúdo mínimo necessário à atual
formação do Técnico em Eletrônica, a nível de segundo grau, na disciplina
Elementos de Telecomunicações.
Esperemos que nosso trabalho não seja em vão e que quem ve-
nham a adquirir estes exemplares possam tirar os maiores proveitos na inicia-
ção ao estudo das Telecomunicações.
Belo Horizonte, Março de 1982
Wander José Rezende Rodrigues
WANDER RODRIGUES 2
CEFET-MG
Unidade III
Técnicas de Faixa Lateral - SSB
1 - Introdução .................................................................................................. 06
2 - Evolução e descrição do SSB .................................................................... 07
3 - Supressão da portadora ............................................................................ 09
3.1 - Efeitos de uma resistência não linear na soma de sinais .................. 11
3.2 - Modulador balanceado ...................................................................... 15
4 - Supressão da faixa lateral indesejável ...................................................... 19
4.1 - O sistema do filtro .............................................................................. 19
4.2 - Método do deslocamento de fase ...................................................... 22
4.3 - O Terceiro método ............................................................................. 24
4.4 - Evolução e comparação dos sistemas .............................................. 26
5 - Extensões do SSB ..................................................................................... 30
5.1 - Formas de modulação em amplitude ................................................. 30
5.2 - Reinserção da portadora - Sistema de portadora piloto .................. 31
TÉCNICAS DE SSB 3
CEFET-MG
5.3 - Sistema de faixa lateral independente - ISB ...................................... 34
5.4 - Transmissão em faixa lateral residual ............................................... 36
Questionário .................................................................................................... 39
Bibliografia ...................................................................................................... 46
WANDER RODRIGUES 4
CEFET-MG
Índice das Ilustrações
01 - Formas de onda de vários tipos de modulação em amplitude ................. 10
a - sinal modulante ................................................................................... 10
b - onda de AM - A3 ................................................................................. 10
c - onda com portadora suprimida ............................................................ 10
d - onda de SSB com portadora suprimida .............................................. 10
02 - Característica de uma resistência não linear ........................................... 12
03 - Moduladores balanceados ....................................................................... 16
a - diodos ................................................................................................ 16
b - FET’s.................................................................................................. 16
04 - Modulador balanceado em anel ............................................................... 18
05 - Método do filtro na supressão de uma das faixas laterais ....................... 19
06 - Método do deslocamento de fase na supressão
de uma das faixas laterais ........................................................................ 22
07 - Terceiro método na supressão de uma das faixas laterais ..................... 25
08 - Cancelamento imperfeito da faixa lateral ................................................. 28
TÉCNICAS DE SSB 5
CEFET-MG
09 - Transmissor de faixa lateral independente .............................................. 33
10 - Faixa lateral residual empregada para as transmissões de televisão ..... 38
a - espectro de freqüência do sinal transmitido pelo sistema NTSC ........ 38
b - correspondente resposta em freqüência do amplificador de vídeo .... 38
WANDER RODRIGUES 6
CEFET-MG
UNIDADE III
Técnicas de Faixa Lateral - SSB
1 - Introdução
A teoria de modulação em amplitude, discutida anteriormente mos-
trou que uma portadora e duas faixas laterais são produzidas na geração de
onda modulada em amplitude. Essa Unidade mostrará que não é necessária a
transmissão de todos esses sinais para prover o receptor com enorme quanti-
dade de informação na reconstrução do sinal modulante inicial. Desta forma,
será visto que a portadora poderá ser removida ou atenuada, e assim uma das
duas faixas laterais. Os sinais resultantes exigiram uma potência de transmis-
são menor e ocupará uma largura de faixa menor, todavia, comunicações per-
feitamente aceitáveis serão possíveis.
A modulação em faixa lateral única, SSB, é provavelmente a mais
rápida forma de modulação expandida a partir da segunda metade deste sé-
culo. Essa proposta, com as muitas vantagens que apresenta, tem um grande
número de sistemas de comunicações que foram modificados para essa for-
ma, ou foi empregada para iniciar ou em alguns casos, só foi possível por cau-
sa da existência do SSB.
Entre suas grandes vantagens, ele é capaz de transmitir boa comu-
nicação, com sinais de qualidade, usando uma largura de faixa muito estreita e
com baixa potência de transmissão para as distâncias envolvidas. Por outro
lado, para investigar essa forma de modulação e suas propriedades, é neces-
sário rever alguns trabalhos sobre modulação em amplitude.
TÉCNICAS DE SSB 7
CEFET-MG
2 - Evolução e Descrição do SSB
A equação da onda modulada mostrou-nos que, quando uma porta-
dora é modulada em amplitude por uma onda senoidal simples, a onda resul-
tante consiste de três freqüências: a freqüência da portadora original fc, a fre-
qüência da faixa lateral superior fc + fm e a freqüência da faixa lateral inferior
fc - fm. Isso é conseqüência do processo de modulação em amplitude, e sem-
pre acontece a menos que algumas providências sejam tomadas para previna-
la. De fato, providências talvez tomadas durante ou após o processo de mo-
dulação, para remover ou suprimir algum número de componentes ou combi-
nações das componentes da onda de AM deverão ser tomada. É o intento
dessa Unidade tratar com os fatores envolvidos nesse sistema, as vantagens e
desvantagens, suprimindo ou removendo a portadora e/ou uma das faixas late-
rais. Gerações de várias formas de modulação de faixa lateral única também
serão considerados.
Está aparente que a portadora do padrão ou DSB - FC - AM,
Double Sideband, Full Carrier, melhor conhecido como modulação A3, não
transmite a informação. Isso é obvio pelo fato de que a componente portadora
permanece constante em amplitude e freqüência, não importando a existência
ou não da tensão modulante. Como também está claro o fato de que as duas
faixas laterais são imagens uma da outra, desde que cada uma é afetada pela
mesma variação de amplitude, proporcionada pela tensão modulante, via o ex-
poente ma Ec / 2. Da mesma forma, cada uma é igualmente afetada com a
mesma variação da freqüência modulante, no qual afeta a freqüência das fai-
xas laterais respectivamente. Vê-se que, toda a informaçãopode ser transmiti-
da pelo emprego de uma única faixa lateral. A portadora é supérfluo, e a outra
faixa lateral redundante. A razão principal para o difundido emprego do AM -
A3 é a relativa simplicidade do equipamento de modulação e demodulação.
Ademais, o AM - A3 é a forma de modulação empregada para a radiodifusão
comercial. O fato de que variações radicais, isto é, gastos onerosos nos re-
WANDER RODRIGUES 8
CEFET-MG
ceptores domésticos serão exigidos se o SSB fosse introduzido em grande es-
cala, tendo até aqui, impedido semelhante troca, embora trabalhos em compa-
tibilizar o SSB continuam. Esta será uma forma de SSB para a qual nenhuma
troca ou mudança nos receptores domésticos fosse necessário.
A equação de potência de AM condiciona que a relação da potência
total para a potência da portadora é dado por :
P
P
mt
c
a
= +1
2
2
Se a componente portadora é suprimida, apenas a potência das faixas laterais
permanecem. Como a potência das faixas laterais é apenas de
P x
m
c
a
2
2
,
dois terços seriam economizados com uma profundidade de modulação de
100%, e o mesmo é economizado com uma profundidade de modulação redu-
zida. Se uma das faixas laterais também é reduzida, a potência restante será
de
P x
m
c
a
2
4
,
uma poupança de 50% sobre o AM com componente portadora suprimida e
um mínimo de 83,3% sobre o AM - A3.
Grande potência é gasta sendo transmitida a componente portadora
e ambas as faixas laterais, onde apenas uma faixa lateral seria suficiente. Uma
observação adicional mostra que no emprego do SSB imediatamente, metade
TÉCNICAS DE SSB 9
CEFET-MG
da faixa de freqüência requerida será empregada para a transmissão, quando
comparado ao AM - A3.
Na prática, o SSB é empregado para economizar potência onda tal
economia é indispensável, isto é, em sistemas móveis onde o peso e o con-
sumo de potência devem, naturalmente, permanecer em níveis baixos. O SSB
também é, empregado em aplicações onde a largura de faixa é um prêmio.
Comunicações ponto a ponto, rádio comunicações móveis marítimas, televi-
são, comunicações militares, rádio navegação e rádio amador são os maiores
empregos da faixa lateral única de uma forma ou de outra.
As formas de ondas apresentando o SSB são, naturalmente, de in-
teresse e essas formas de ondas estão apresentadas na FIG. 01, juntamente
com a tensão modulante; a correspondente tensão modulada de AM - A3 e
uma onda com apenas a portadora removida. Duas diferentes amplitudes mo-
duladas e freqüências são apresentadas para comparação. Isso demonstra,
claramente, que a onda de SSB é mais uma radio freqüência, onde a amplitu-
de é proporcional a amplitude da tensão modulante, e cuja freqüência varia
com a freqüência do sinal modulante. A faixa lateral superior é apresentada
como que sua freqüência aumentada com a modulação, mas note que esse
aumento de freqüência estão exagerado nesta figura, para indicar o efeito, cla-
ramente.
3 - Supressão da portadora
Três sistemas principais são empregados para a geração do SSB; o
método do filtro, o método do cancelamento de fase e o terceiro método. Eles
diferem uns dos outros na supressão da faixa lateral indesejável, mas todos
empregam a mesma forma de modulador balanceado para suprimir a portado-
WANDER RODRIGUES 10
CEFET-MG
ra. O modulador balanceado, desta forma, é visto, sendo o circuito chave na
geração da faixa lateral única.
Figura 01 – Formas de ondas de vários tipos de modulação em amplitude.
a – sinal modulante. b – onda de AM. c – onda com a portadora suprimida.
d – onda de SSB com portadora suprimida.
TÉCNICAS DE SSB 11
CEFET-MG
3.1 - Efeitos de uma resistência não linear na soma de
sinais.
A afinidade entre a tensão e a corrente em uma resistência linear é
dada por:
ebi .= Equação 01
onde b é uma constante de proporcionalidade específica. Se a equação 01
refere-se a um resistor, então b, obviamente, será sua condutância. Se por
outro lado, a equação 01 se refere à corrente de coletor e a tensão de base de
um transistor, i será a corrente de coletor, e e a tensão aplicada a base. Se o
amplificador opera em classe A, nesse caso terá uma componente DC da cor-
rente de coletor, que é independente da tensão do sinal de base. Podemos,
desta forma, escrever:
ebai .+= Equação 02
onde a é a componente DC da corrente de polarização de coletor, e b é a
transcondutância do transistor.
Em uma resistência não linear, a corrente é fixa e a uma certa ex-
tensão proporcional à tensão aplicada, mas não diretamente proporcional todo
momento como antes. Se a curva de corrente versus tensão é plotada como
na FIG. 02, observa-se que existe alguma curvatura nesta curva. Uma relação
inicial linear parece aplicar-se até certo ponto, depois a corrente aumenta mais
ou menos rapidamente com a tensão, como pode-se visualizar na FIG. 02. Se
o aumento é mais ou menos rápido, depende se o dispositivo começa a satu-
rar, ou de algum modo, a multiplicação da corrente ocorre por avalanche. A
corrente torna-se proporcional não apenas à tensão, mas também ao seu qua-
WANDER RODRIGUES 12
CEFET-MG
drado, ao cubo e a potências maiores da tensão. Essa relação não linear é
mais convenientemente expressa como:
( ) ( ) ( ) maiorespotênciasedecebai +++++= ...... 32 Equação 03
Figura 02 – Característica de uma resistência não linear.
A razão porque a porção inicial do gráfico apresentado é linear, sim-
plesmente por que o coeficiente c é muito menor do que o coeficiente b. Por
exemplo, uma equação numérica típica, pode ser algo semelhante a:
mAeei 2.2,0.155 ++=
nesse caso, a curvatura é insignificante até que a tensão e iguala-se a pelo
menos ao valor 3,0. Contudo c em relação as resistências não lineares práti-
cas, é muito maior do que o coeficiente d, no qual também é maior do que as
constantes dos termos seguintes de alto expoente. De fato, apenas o termo ao
quadrado é suficiente ser levado em consideração para muitas aplicações,
tanto que neste estudo, estaremos tratando com:
TÉCNICAS DE SSB 13
CEFET-MG
( ) ( )2.. ecebai ++= Equação 04
onde a e b têm o significado dado previamente, e c é o coeficiente de não li-
nearidade. Desde que a equação 04, geralmente, é adequada para relacionar
a corrente de saída para a tensão de entrada de uma resistência não linear,
ela agora será aplicada à característica tensão de gate - corrente de dreno de
um FET. Se duas tensões são aplicadas, simultaneamente, à gate, então:
( ) ( )22121 eeceebai ++++=
( ) ( )22212121 ..2 eeeeceebai +++++= Equação 05
Considerando que as tensões de entrada sejam senoidais, então
podemos escrever:
wtEe sen.11 = Equação 6a
tEe θsen.22 = Equação 6b
onde ωωωω e θθθθ são as duas velocidades angulares. Substituindo as equações 06
na equação 05 teremos a equação 07:
( ) ( )ttwEEtEtwEctEbtwEbai θθθ sensen2sensensensen 2122222121 +++++=
A equação 07 pode ser simplificada pelo emprego de expressões
trigonométricas adequadas, resultando:
( )[ ]ttEEc
t
Ec
t
Ec
tEbtEbai
)(coscos
)2cos1(
2
)2cos1(
2
sensen
21
2
2
2
1
21
θωθω
θ
ω
θω
+−−+
+−+
+−+
+++=
WANDER RODRIGUES 14
CEFET-MG
+



++=
22
2
2
2
1 EcEcai Termo I
++ tEb ωsen1 Termo II
++ tEb θsen2 Termo III
+−+ t
Ec
t
Ec θω 2cos
2
2cos
2
2
2
2
1 Termo IV
−−+ tEEc )(cos21 θω Termo V
tEEc )(cos21 θω +− Termo VI Equação 08
A dedução precedente que resultou na equação 08, provavelmente,
é a mais importante de todas as equações em comunicações. Ela é a prova:
1 - do sistema de modulação Van der Bijl;
2 - que harmônicos e distorções de intermodulação podem ocorrer
em amplificadores de áudio freqüência e de RF;
3 - que freqüências soma e diferença estarão presentes na saída de
um misturador ou conversor;
4 - de que o detetor àdiodo tem uma audiofreqüência em sua saída;
5 - da operação de um oscilador de batimento de freqüência, BFO, e
do detector de produto;
6 - em parte de que o modulador balanceado produz modulação em
amplitude com portadora suprimida
Se na equação 6 ωωωω é considerado como a freqüência angular da
portadora, e θθθθ como a freqüência angular do sinal modulante, então podemos
escrever:
TÉCNICAS DE SSB 15
CEFET-MG
• TERMO I - é uma componente contínua;
• TERMO II - é uma componente da portadora;
• TERMO III - é uma componente do sinal modulante;
• TERMO IV - consiste de harmônios da portadora e da tensão
modulante;
• TERMO V - representa a faixa lateral inferior;
• TERMO VI - representa a faixa lateral superior.
A equação mostra que quando duas freqüências são alimentadas,
simultaneamente, através de uma resistência não linear, o processo de modu-
lação em amplitude ocorrerá. Em um circuito de modulação prático, as tensões
da equação 08 serão desenvolvidas através de um circuito sintonizado na fre-
qüência da portadora que apresenta uma largura de faixa bastante grande
para encerrar as duas faixas laterais, mais não as outras componentes.
3.2 - Modulador balanceado
Dois circuitos moduladores balanceados são apresentados na FIG.
03. Cada um utiliza dos princípios não lineares já descritos. A tensão modu-
lante e2 é alimentada em push-pull, e a tensão portadora e1 em paralelo, para
um par de diodos idênticos ou amplificadores em classe A, transistor bipolar ou
FET’s. No circuito com FET’s, a tensão da portadora, é aplicada nas duas ga-
tes em fase, entretanto a tensão de modulação aparece defasada de 180o nas
gates, desde que estão em terminais opostos de um transformador com cen-
ter-tap. As correntes de saída modulada dos dois FET’s são combinadas no
primário do center-tap do transformador push-pull de saída. Desta forma, elas
subtraem como indicado pela direção das flechas na FIG. 3b. Se este sistema
é construído completamente simétrico, a freqüência da portadora será com-
pletamente cancelada. Nenhum sistema pode ser considerado perfeitamente
WANDER RODRIGUES 16
CEFET-MG
simétrico na prática, tanto que a portadora será excessivamente atenuada,
melhor que completamente removida; uns 45 dB de supressão, normalmente,
é considerado como aceitável. A saída do modulador balanceado, contém du-
as faixas laterais, e uma mistura de componentes, no qual são selecionados
pela sintonia do enrolamento secundário do transformador de saída. Desta
forma, a saída final consiste apenas das faixas laterais.
Figura 03 – Moduladores balanceados.
a – empregando diodos.
b – empregando FET’s.
TÉCNICAS DE SSB 17
CEFET-MG
Desde que não é imediatamente óbvio como e porque a portadora é
suprimida, uma análise matemática do modulador será apresentada.
Como indicado, a tensão de entrada ser e1 + e2, gate de T1 e e1 - e2
na gate de T2. Se assumirmos que sejam perfeitamente simétricos, as cons-
tantes de proporcionalidade serão as mesmas para ambos os FETs e podem
ser chamadas de a, b e c como antes. As duas correntes de dreno, calculadas
como na seção precedente, serão:
( ) ( )id a b e e c e e1 1 2 1 2 2= + + + +
id a be be ce ce ce e1 1 2 1
2
2
2
1 22= + + + + + Equação 09
( ) ( )id a b e e c e e2 1 2 1 2 2= + − + −
id a be be ce ce ce e2 1 2 12 22 1 22= + + + + − Equação 10
Como indicado previamente, a corrente de primário será dada pela
diferença entre as correntes de dreno individuais. Desta forma, quando a
equação 09 for subtraída da equação 10, teremos:
i id idL = −1 2
i be ce eeL = +2 42 1 2 Equação 11
Nós agora podemos representar as tensões da portadora por e1 e a
tensão modulante por e2, sendo Ec sen ωωωωct e Em sen ωωωωmt, respectivamente.
Substituindo esses valores na equação 11, teremos:
i bE t cE t tL m m m m c= +2 4sen sen senω ω ω
( ) ( )[ ]i bE t cE E t tL m m m c c m c m= + − − +2 4 2sen cos cosω ω ω ω ω
WANDER RODRIGUES 18
CEFET-MG
A tensão de saída eo é proporcional a sua corrente de primário.
Considerando a constante de proporcionalidade sendo αααα, então:
Lo ie α=
( ) ( )[ ]ttEEctbEe mcmccmmo ωωωωαϖα +−−+= coscos2sen2
simplificando, consideremos
mEbP α2= e
cm EEcQ α2= teremos:
( ) ( )tQtQtPe mcmco ωωωωω +−−+= coscossen Equação 13
A equação 13 mostra que, sob condições idealizadas de simetria, a
portadora foi cancelada na saída, deixando apenas as duas faixas laterais e a
freqüência modulante; a prova aplica-se igualmente a ambos os diagramas da
FIG. 03. O transformador sintonizado de saída remove a freqüência modulante
da saída do circuito, mas também é possível suprimi-la pela ação do circuito. A
adição de mais dois diodos no modulador balanceado à diodos será exigido
para isso, e o circuito então torna-se conhecido como modulador balanceado
em anel.
Figura 04 – Modulador balanceado em anel.
TÉCNICAS DE SSB 19
CEFET-MG
4 - Supressão da faixa lateral indesejável
Como afirmou-se anteriormente, os três métodos práticos de gera-
ção de SSB empregam o modulador balanceado para a supressão da portado-
ra, mas cada um utiliza um método diferente para remoção da faixa lateral in-
desejável. Todos os três métodos removerão a faixa lateral superior ou a faixa
lateral inferior com igual facilidade, dependendo do arranjo especifico do cir-
cuito. Cada um dos sistemas será estudado em detalhes.
4.1 - O sistema de filtro
Esse método, o mais simples dos três, após o modulador balancea-
do a faixa lateral indesejável é removida, realmente excessivamente atenuada,
por um filtro. O filtro pode ser do tipo LC, a cristal ou mecânico. Um diagrama
em blocos de um transmissor empregado esse sistema está apresentado na
FIG. 05.
Figura 05 – Método do filtro na supressão de uma das faixas laterais.
WANDER RODRIGUES 20
CEFET-MG
Os circuitos chave nesse transmissor são o modulador balanceado e
o filtro de supressão da faixa lateral. Ambos já foram discutidos, mas conside-
rações especiais envolvendo o último devem ser agora examinadas.
Basicamente, cada filtro deve ter uma faixa passante achatada e
estrema atenuação fora da faixa passante. Não existe limite de atenuação,
tanto maior melhor. Em sistemas de comunicações, a faixa de freqüência em-
pregada para a voz é de 300 a cerca de 2800 Hz em muitos casos. Se o filtro
exigido for para suprimir a faixa lateral superior e se a freqüência de transmis-
são nesse caso for igual a f, então a menor freqüência que esse filtro deve dei-
xar passar sem atenuação será igual a f + 300, contudo a maior freqüência que
deve ser completamente atenuada f - 300. Em outros trabalhos, a resposta do
filtro deve variar de atenuação zero até atenuação máxima ou completa sob
uma faixa de apenas de 600 Hz; se a freqüência de transmissão é muito acima
de 10 MHz, isso será quase impossível. Ademais, pode-se verificar que a situ-
ação torna-se péssima se freqüências modulantes menores são empregadas,
tais como o mínimo de 50 Hz, em radiodifusão de AM. Por outro lado, para
obter-se uma curva de resposta de freqüência para o filtro com a borda tão es-
carpada __ vertical __ como a sugerida acima, o fator de mérito, Q do circuito
sintonizado empregado deve ser muito alto. Muitas vezes, como a freqüência
de transmissão é elevada, tão elevado deverá ser o fator de mérito, Q, do filtro,
até que uma situação máxima é alcançada, onde o Q necessário torna-se tão
elevado que não existe métodos para obtê-los na prática.
Observando esta situação por outro lado, encontra-se um limite de
freqüência para um tipo de circuito de filtro a ser empregado. Tem-se encon-
trado, por exemplo, que múltiplos estágios de filtros LC não podem ser empre-
gados para valores de radiofreqüência muito maior do que cerca de 100 kHz.
Acima deste valor de freqüência, a atenuação exterior à faixa passante, torna-
se insuficiente. Filtros LC podem ainda serão encontrados em empregos,ge-
ralmente, nos equipamentos de HF, mas eles vem, por outro lado, sendo subs-
tituídos por filtro mecânico ou filtro a cristal, principalmente por causa do tama-
TÉCNICAS DE SSB 21
CEFET-MG
nho excessivo dos indutores de um lado, e maior aperfeiçoamento nos filtros
mecânicos por outro. O filtro mecânico tem emprego em freqüência até 500
kHz, e os filtros a cristal acima de cerca de 20 MHz.
Dos três tipos de filtros de SSB descritos, o filtro mecânico, parece
ser completo, com as melhores propriedades; pequeno tamanho, boa faixa
passante, melhor característica de atenuação e adequado limite de freqüência
superior são suas principais vantagens. O filtro a cristal pode ser mais barato,
mas tecnicamente preterido, apenas em freqüências superiores a 1,0 MHz.
Todos esses filtros, mesmo o a cristal, tem a desvantagem de que
sua freqüência de operação máxima estar abaixo da freqüência de transmis-
são usual. Essa é uma das razões para o conversor balanceado apresentado
na FIG. 05; ele é muito semelhante a um modulador balanceado, exceto que a
soma de freqüências, aqui empregada, é mais favorecida para a freqüência
dos cristais do oscilador do que para a faixa lateral superior foi para a portado-
ra, tanto que ela pode ser selecionada com um circuito sintonizado. Nesse
conversor, a freqüência do oscilador a cristal ou sintetizador é adicionado ao
sinal de SSB após o filtro; a freqüência dessa forma ser aumentada para o va-
lor desejado de transmissão. Tais arranjos, também, permitem que a transmis-
são seja harmoniosa. Contudo, se a freqüência de transmissão é muito maior
do que a freqüência de operação do filtro de faixa lateral, então duas quantida-
des convertendo serão requeridas; por outro lado, torna-se também difícil para
filtrar as freqüências indesejáveis na saída do conversor.
Nota-se que o conversor é seguido por amplificadores lineares. A
razão, certamente, é em função da amplitude variável do sinal de SSB e não
deve ser alimentada a um amplificador classe C, o que certamente, distorceria
este sinal. Um amplificador de radiofreqüência classe B será empregado em
seu lugar, sendo muito mais eficiente do que um amplificador em classe A, e
leva o nome de amplificador linear. Os amplificadores lineares não têm, certa-
mente, seu emprego limitado apenas para os sistemas de SSB; eles são em-
WANDER RODRIGUES 22
CEFET-MG
pregados em outros sistemas de AM onde outro amplificador diferente do am-
plificador final seja modulado. Tais amplificadores, são quase provavelmente
transistorizados, com fabricações tais como o REDIFON, produzindo amplifica-
dores lineares em estado sólido com potência de saída superior a 1,5 kW.
4.2 - Método do deslocamento de fase
Esse método evita o uso de filtros e algumas de suas presentes
desvantagens, em vez disso, faz emprego de dois moduladores balanceados e
duas redes de deslocamento de fase, como apresentado na FIG. 06.
Figura 06 – Método do deslocamento de fase
na supressão de uma das faixas laterais.
TÉCNICAS DE SSB 23
CEFET-MG
Como indicado, um dos moduladores M1, recebe a tensão da porta-
dora com um deslocamento de fase de 90o e a tensão modulante, enquanto o
outro, M2, é alimentado pela tensão modulante com um deslocamento de 90o e
a tensão da portadora. As vezes, o deslocamento de fase da tensão modulante
é arranjado apenas diferentemente; permitindo que seja feito um deslocamento
de fase de + 45o para um dos moduladores balanceados e de - 45o para o ou-
tro, mas o resultado será o mesmo.
Ambos os moduladores balanceados, produzem a saída contendo
apenas as faixas laterais. Aqui, contudo, visto que ambas as faixas laterais su-
periores levam a entrada da tensão da portadora deslocado de 90o; uma das
faixas laterais inferiores levam a tensão de referência adiantada por 90o, en-
quanto que a outra atrasada por 90o. As duas faixas laterais inferiores estão
desta forma, fora de fase, e quando combinadas no circuito somador, elas
cancelam-se. As faixas laterais superiores estão em fase no circuito somador
e, desta forma, somarão dando o sinal de SSB cuja a faixa lateral inferior foi
cancelada. O precedente pode ser comprovado como se segue.
Levando em consideração que os dois moduladores balanceados
com respeito um ao outro, são balanceados, então as amplitudes podem ser
ignoradas uma vez que elas não afetam o resultado, particularmente, desde
que ambos moduladores balanceados são alimentados pelas mesmas fontes.
Uma vez tomado a função sen ωωωωct como a portadora e a função sen ωωωωmt como
a tensão modulante, observa-se que o modulador balanceado M1 recebe
senωωωωmt e sen ( ωωωωct + ππππ/2 ) enquanto que M2 recebe sen ( ωωωωmt + ππππ/2 ) e sen ωωωωct.
Seguindo o mesmo raciocínio, empregado na prova do modulador balanceado,
determina-se que a saída de M1 conterá a soma e a diferença de freqüência.
Desta forma:



+


+−


−


+= tttte mcmc ω
π
ωω
π
ω
2
cos
2
cos1
WANDER RODRIGUES 24
CEFET-MG



++−


+−=
2
cos
2
cos1
π
ωω
π
ωω tttte mcmc Equação 14
de forma similar, a saída de M2 conterá:


 


++−

 


+−=
2
cos
2
cos2
π
ωω
π
ωω tttte mcmc



++−


−−=
2
cos
2
cos2
π
ωω
π
ωω tttte mcmc Equação 15
A saída do somador será:
21 eeeo +=



++=
2
cos2 πωω tte mco Equação 16
Essa equação foi obtida pela adição das equações 14 e 15 e obser-
vando que o primeiro termo da equação está 180o ou π radianos defasado em
relação ao primeiro termo da segunda equação. Tem-se, desta forma, provado
que uma das faixas laterais será cancelada no circuito somador, ao passo que
a outra será reforçada. O sistema, como apresentado, resulta na faixa lateral
superior. Uma análise similar, mostra que o sinal de SSB com a faixa lateral
inferior presente será obtido se ambos os sinais são alimentados, deslocados
de fase, para um dos moduladores balanceados.
4.3 - O terceiro método
O terceiro método de geração de SSB foi desenvolvido por WEA-
VER com o propósito de conservar as vantagens do deslocamento de fase, tal
como ele possibilita a geração de SSB em qualquer freqüência e emprega bai-
xa freqüência de áudio, sem associar a desvantagem da rede de deslocamento
TÉCNICAS DE SSB 25
CEFET-MG
de fase em áudio, AF, exigida para operar em uma grande faixa de audiofre-
qüência. Tal como foi elaborado, o terceiro método está em competição direta
com o método do filtro, mas é de tamanha complexidade que não é emprega-
do comercialmente.
Figura 07 – Terceiro método na supressão de uma das faixas laterais.
Para o diagrama da FIG. 07, vê-se que a última parte desse circuito
é idêntico ao do método de deslocamento de fase, mas o caminho por onde as
tensões apropriadas são alimentadas para os últimos dois moduladores balan-
ceados nos pontos C e F, tem-se modificado. Uma vez examinado o desloca-
mento de fase, e sabendo que a freqüência de áudio varia por inteiro, esse
método combina, uma portadora de AF, fo, que nada mais é uma freqüência de
áudio, fixa no meio da faixa de AF, por exemplo, em 1650 kHz como um sinal
de áudio. Um deslocamento de fase será então aplicado a essa freqüência
WANDER RODRIGUES 26
CEFET-MG
apenas, depois a tensão resultante será aplicada ao primeiro par de modulado-
res balanceados, aos filtros passa baixa cuja freqüência de corte é igual a fo e
assegura-se que à entrada do último par de moduladores balanceados resul-
tem em uma adequada supressão final da faixa lateral.
A prova desse método é injustificadamente complexa, e aqui não
será apresentada. Entretanto, pode-se dizer que todo o sinal da faixa lateral
inferior será cancelado para a configuração da FIG. 07, desatento se a audio-
freqüência está acima ou abaixo de fo. Se um sinal de faixa lateralinferior for
requerida, a fase da tensão portadora aplicada ao modulador balanceado M1
deve ser variada a 180o ou de π radianos.
4.4 - Evolução e comparação dos sistemas
O resultado final, certamente, será inteiramente o mesmo, indife-
rente em qual método de geração seja empregado. O sinal aceitável de faixa
lateral única e portadora suprimida será obtido, com uma das faixas laterais
removida como requerido. Tem-se encontrado, também, em listas subjetivas
de testes, que a qualidade é muito semelhante para todos os três métodos.
Entretanto, colocando-se cada sistema em uma perspectiva adequada, torna-
se necessário examinar as diferentes técnicas dos três métodos de geração.
O sistema de filtro proporciona uma mais do que adequada supres-
são da faixa lateral, 50,0 dB possível, sendo que o filtro de faixa lateral também
ajuda na atenuação da portadora, adicionando uma proteção que estará au-
sente para os dois sistemas de fase. A largura de faixa é suficientemente plana
e extensa, exceto da possibilidade de empregar filtros a cristal em freqüências
baixas, onde é ele tende a ser limitado para uma qualidade melhor. A grande
desvantagem desse sistema tem sido seu tamanho, mas isso vem sendo su-
perado com a advento dos pequenos filtros mecânicos de excelente qualidade
TÉCNICAS DE SSB 27
CEFET-MG
e de filtros a cristal de reduzido tamanho. A principal desvantagem, é a inabili-
dade desse sistema de gerar SSB em radiofreqüência alta, tanto que repetidas
conversões são exigidas, em conjunto com osciladores a cristal extremamente
estáveis. Também, existe o fato de que as audiofreqüências baixas não podem
ser empregadas e que dois filtros dispendiosos são exigidos em cada trans-
missor, para torná-lo capaz da supressão de um ou de outra faixa lateral. En-
tretanto, esse é um excelente meio de geração de SSB em comunicações de
qualidade, e vem sendo empregado em uma ampla maioria de sistemas co-
merciais, particularmente com filtros mecânicos, exceto em equipamentos mul-
ticanais, onde filtros a cristal ou filtros LC são, às vezes, empregados.
O método de cancelamento de fase foi originalmente introduzido
para superar o tamanho dos sistemas de filtros LC. Desde que esse tem sido,
substituído por filtros muito menores, essa vantagem inicial não mais se aplica,
mas existem ainda duas outras: o fácil chaveamento de uma faixa lateral para
a outra, e a habilidade da geração de SSB em qualquer freqüência, substituin-
do as conversões, desnecessária. Em adição, baixo valor de audiofreqüências
podem ser empregadas no canal de modulação. No débito, tem-se a rede de-
fasadora de áudio como um circuito crítico. Ao passo que o deslocamento de
fase da radiofreqüência opera em uma freqüência única e, desta forma, cons-
titui um circuito RC muito simples, o deslocamento de fase de áudio é um dis-
positivo muito complexo desde que, ele deve trabalhar sobre uma grande faixa
de freqüência. Se o deslocamento de fase proporciona uma variação de fase
diferente de 90o ou π/2 radianos em qualquer uma das freqüências da faixa de
audiofreqüências, essa freqüência particular não será completamente removi-
da para a faixa lateral indesejável. Desde que, grande cuidado na regulação
torna-se-á necessário.
WANDER RODRIGUES 28
CEFET-MG
Em um sistema de SSB por deslocamento de fase, por exemplo, o
deslocamento de fase na audiofreqüência de 500 Hz foi apenas de 88o. Em
que extensão essa freqüência estará presente na faixa lateral inferior indesejá-
vel?
Pela equação 16 segue-se que, idealmente, a amplitude relativa de
saída da faixa lateral superior ser de 2 E, e que a tensão de faixa lateral inferior
será zero. O cancelamento da faixa lateral inferior não será completo neste
caso, e como ilustrado na FIG. 08, a amplitude dessa componente indesejável
será 2 E sen 2o . A atenuação relativa desse nível, será:
Figura 08 – Cancelamento imperfeito da faixa lateral.
0349,0
1
2sen
1
2sen2
2
===
ooE
E
α
6,28=α
457,1206,28log20 x==α
dB14,29=α
A atenuação sob as condições do exemplo é inadequada para a
operação comercial, onde semelhante atenuação da faixa lateral indesejável
deverá ser de mínimo de 40,0 dB. O exemplo ilustra o problema envolvido e,
TÉCNICAS DE SSB 29
CEFET-MG
também, sugere que variações no deslocamento de fase na prática devem ser
algo menor do que um grau.
Em adição, o sistema tem dois moduladores balanceados, onde
ambos devem apresentar, exatamente, a mesma saída, suposição esta foi feita
na demonstração, ou o cancelamento mais uma vez seria incompleto ou ina-
dequado. Finalmente, tem-se encontrado na prática, que os layout são inteira-
mente críticos com esse sistema. O resultado de todas as três considerações é
que o sistema de deslocamento de fase não é empregado comercialmente,
mas tem seu emprego amplamente divulgado entre rádio amadores, desde
que, os filtros tendem a ser um pouco dispendiosos.
O terceiro método não requer nenhum filtro de supressão de faixa
lateral, nenhuma rede de deslocamento de fase de áudio de faixa larga; e a
saída correta pode ser mantida, simplesmente, sem partes críticas ou regula-
gens. Freqüências de áudio de baixo valor podem ser transmitidas se deseja-
do, e desde que, a maioria dos conjuntos são circuitos de AF, layout e a tole-
rância dos componentes não são críticos. As faixas laterais também podem ser
chaveadas com inteira facilidade, mas um cristal extra pode ser exigido para
isso. Por outro lado, o acoplamento DC poder ser necessário para evitar a per-
da de componentes do sinal encerada na freqüência da portadora de áudio, e
também, um zumbido existirá nesta freqüência se o balanço em baixa freqüên-
cia do modulador balanceado deteriorar. O sistema é o mais complexo dos
três, mas sua grande desvantagem consiste no método do filtro trabalhar tão
bem para os presentes requisitos. Embora o terceiro método tenha sido em-
pregado comercialmente, indicações presentes são de que ele seja improvável
para a substituição ao método do filtro. Suas aplicações futuras podem, talvez,
jazer-se na direção de compatibilizar a radiodifusão em SSB, se ou quando
isso torna-se possível.
WANDER RODRIGUES 30
CEFET-MG
5 - Extensões do SSB
5.1 - Formas de modulação em amplitude
Essa seção define, descreve e lista as principais aplicações das vá-
rias formas de modulação em amplitude empregada para telefonia e televisão,
particularmente, as várias formas de SSB. A I.T.U. Radio Regulations, tam-
bém, define e descreve todas as formas de emissões, moduladas de qualquer
maneira ou forma.
A3 - DOUBLE SIDEBAND, FULL CARRIER - AM - DSB - FC como
já discutido, esse é o padrão de modulação em amplitude, empregada para a
radiodifusão, e por muito tempo ainda o será.
A3A - SINGLE SIDEBAND, REDUCED CARRIER - este é um sis-
tema de portadora piloto, tratada em seção subseqüente. A portadora atenua-
da é reinserida ao sinal de SSB, para facilitar a sintonização do receptor e a
demodulação. Exceto para o então chamado de maritime mobile distress, tam-
bém conhecido como SOLAS - Safety of life sea, especialmente a 2182 kHz,
está sendo constantemente substituído por A3J, com base em todo o mundo.
A3H - SINGLE SIDEBAND, FULL CARRIER - este pode ser em-
pregado como um AM compatível em sistemas de radiodifusão, com recepto-
res A3. Distorções não excedentes a 5,0% é exigido para transmissões A3H
recebidos em receptores A3.
A3J - SINGLE SIDEBAND, SUPRESSED CARRIER - este é o sis-
tema até aqui referido como SSB, onde a portadora é suprimida pelo menos a
45,0 dB no transmissor. De fato, foi vantajoso sua implantação por causa da
alta estabilidade requerida pelos receptores. Entretanto, com o advento dos
TÉCNICAS DE SSB 31
CEFET-MG
estáveis receptores synthesizer - driven, ele vem, rapidamente, tomando a
forma padrão de SSB para comunicações móveis em HF.
A3B - TWO INDEPENDENT SIDEBAND - Emprega umaportadora
que é mais comumente atenuada do que suprimida. Essa forma de modulação
também é conhecida como emissões Independent Sideband __ ISB, e será
tratada inteiramente na seção subseqüente. Freqüentemente é empregada
para radiotelefonia ponto a ponto em HF, onde mais de um canal é exigido.
A5C - VESTIGIAL SIDEBAND - empregada para transmissões de
vídeo de televisão. Um sistema onde um vestígio, isto é, um traço da faixa late-
ral indesejável é transmitida, usualmente, com toda a portadora. Esse sistema
tratado na seção seguinte, e empregado para transmissões de vídeo em todos
os vários sistemas de televisão no mundo, com o objetivo de conservar a largu-
ra de faixa. Nota-se que quando é empregado para telefonia, esse sistema
será rotulado como A3C.
5.2 - Reinserção da portadora - Sistemas de portadora
piloto
Como pode ser verificado, o sistema AM - A3J exige excelente esta-
bilidade de freqüência por ambos as partes, de transmissão e recepção, por-
que qualquer deslocamento na freqüência, em qualquer parte ao longo da ca-
deia de eventos através do qual a informação deve atravessar, causará um
igual deslocamento de freqüência para o sinal recebido. Imagine um desloca-
mento de freqüência de 40 Hz em um sistema através do qual três sinais estão
sendo transmitidos a 200, 400 e 800 Hz. Não apenas todos eles serão deslo-
cados em freqüência para 160, 360 e 760 Hz, respectivamente, mas suas rela-
ções de um para o outro também o serão suprimindo harmônicos. O resultado
é que, música de boa qualidade, obviamente, será difícil para transmitir via AM
WANDER RODRIGUES 32
CEFET-MG
- A3J. A fala, também, será debilitada, embora ela sofra menos do que uma
música, a menos que um grande termo de estabilidade, da ordem de 1 por 107,
ou melhor, seja obtida.
Tal estabilidade em freqüência pode ser obtida para uma boa quali-
dade de estabilidade de temperatura dos osciladores a cristais por muitos
anos. O que é primoroso para transmissões em freqüências fixas, mas nos re-
ceptores será uma proposição inteiramente diferente, desde que eles devem
ser sintonizáveis. Ainda o advento de sintetizadores de freqüências de tama-
nho menor do que monstruosos, de fato, tornou impossível a produção de re-
ceptores de freqüência variável e de osciladores estáveis o suficiente para o
sistema AM - A3J. A técnica empregada para solucionar esse problema, e que
ainda é amplamente empregada, consiste em transmitir uma portadora piloto
com a faixa lateral desejada. O diagrama de blocos de semelhante transmissor
é muito similar àquele já apresentado, com uma diferença que o sinal da por-
tadora atenuada é adicionado à transmissão, após a faixa lateral indesejável
ter sido removida. A técnica de reinserção da portadora está ilustrada na FIG.
09, empregando o sistema de filtro.
A portadora normalmente é reinserida a um nível de 16,0 ou 28,0 dB
abaixo do valor que ela teria se não fosse suprimida, o que proporciona um si-
nal de referência para ajudar a demodulação no receptor. O receptor, então,
pode empregar um AFC, controle automático de freqüência, similar àqueles
empregados nos sistemas de freqüência modulada.
Desde que, a estabilidade em freqüência obtida sobre grandes perí-
odos de tempo com o A3A é da ordem de 1 por 107, sistema semelhante serão
amplamente empregados. Eles são utilizados, particularmente, em radiotelefo-
nia ponto a ponto trans-marítima, e em comunicações móveis marítimas, espe-
cialmente nas freqüências de salvamento. Para alta densidade de tráfico, pe-
quena ou grande amostras, técnicas de modulação diferentes são empregadas
TÉCNICAS DE SSB 33
CEFET-MG
e são conhecidas como multiplex por divisão de freqüência ou divisão de tem-
po.
Figura 09 – Transmissor de faixa lateral independente, ISB.
WANDER RODRIGUES 34
CEFET-MG
5.3 - Sistema de faixa lateral independente - ISB
Como mencionado em seção precedente, técnicas de multiplex são
empregadas para alta densidade de comunicações ponto a ponto. Para média
densidade de tráfico, transmissões em faixa lateral única independente é em-
pregada muitas vezes. O progresso das comunicações modernas em diversas
rotas tem sido maior do que para um canal simples de HF, embora um sistema
de quatro canais ISB, com ou sem Limcompex, para satélites ou comunicações
por cabo submarino sejam possível.
Como apresentado no diagrama em blocos da FIG 09, o ISB, es-
sencialmente, consiste de um A3A com dois canais SSB adicionados para for-
mar duas faixas laterais em torno da portadora reduzida. Entretanto, cada faixa
lateral é inteiramente independente uma da outra; e simultaneamente, trans-
mitem uma informação totalmente diferente, por exemplo, a faixa lateral supe-
rior pode ser empregada para telefonia enquanto a faixa lateral inferior trans-
mite telegrafia.
Cada canal de 6,0 kHz está alimentando seu próprio modulador ba-
lanceado, e cada modulador balanceado, também, recebe a saída de um os-
cilador a cristal em 100 kHz. A portadora é suprimida, por 45,0 dB ou mais, no
modulador balanceado e o filtro seguinte tem como principal função a supres-
são da faixa lateral indesejável, como em todos os outros sistemas de SSB. A
diferença é que, enquanto um filtro suprime a faixa lateral inferior, o outro su-
prime a faixa lateral superior. Ambas as saídas são combinadas com a porta-
dora a - 26,0 dB no circuito somador, tanto que um sinal de ISB a baixa fre-
qüência existe nesse ponto, com uma portadora piloto presente. Através da
conversão com a saída de outro oscilador a cristal, a freqüência então é au-
mentada para o valor padrão de 3,1 MHz. Nota-se o emprego do conversor
balanceado para permitir uma remoção mais fácil das freqüências indesejáveis
para a saída do filtro.
TÉCNICAS DE SSB 35
CEFET-MG
O sinal, agora deixa a unidade Driver e entra no transmissor princi-
pal. Sua freqüência é aumentada ainda mais através da conversão com a saí-
da de outro oscilador a cristal, ou sintetizador de freqüência. Isso é realizado
porque a faixa de freqüência para tais transmissões está na faixa de HF, de 3,0
a 30,0 MHz. O sinal resultante de ISB-RF então é amplificado por amplificado-
res lineares, como era de se esperar, até alcançar o último nível de potência,
neste ponto ele alimenta uma antena direcional para a transmissão. O nível de
potência típico é geralmente entre 10 e 60 kW de pico.
Desde que cada faixa lateral tem uma largura de 6,0 kHz, ela pode
transportar dois circuitos de voz de 3,0 kHz, tanto que um total de quatro con-
versações podem ser transmitidas, simultaneamente. Naturalmente, para esta-
belecer sinais de áudio em cada pista de 6,0 kHz será necessário transladar
um canal acima de 3,0 kHz, assim como para ocupar a faixa de 3,3 kHz a 5,8
kHz. Como alternativa, um ou mais faixas de 3,0 kHz podem ser ocupadas com
15 ou mais canais telegráficos, com o emprego de multiplexação. No é acon-
selhável a concessão dos canais telefônicos e telegráficos em uma única faixa
lateral, desde que um barulho semelhante a clicks de chaves podem ser ouvi-
dos no circuito de voz. Entretanto, tais arranjos híbridos são as vezes inefica-
zes desde que a demanda quase invariavelmente experimentada sendo pas-
sada a adiante existindo facilidade.
A demodulação de ISB nos receptores segue um caminho similar
para o processo de modulação, está incluída em seções de futuras Unidades.
Finalmente, é de interesse que o sistema ISB, como já descrito, seja inteira-
mente similar ao OTC (A), circuito de 10,0 kW de Sydney Honiara, previamente
mencionado em conexão com Limcompex. OTC (A) - Oversears Telecomuni-
cations Comission (Austrália)
WANDER RODRIGUES 36
CEFET-MG
5.4 - Transmissões em faixa lateral residual
Foi enfatizado nessa Unidade que a maior vantagem da faixa lateral
única é a economia na largura de faixa que resulta de seu emprego, embora,
certamente, a economia de potência não pode ser desprezada.Por outro lado,
como será visto na Unidade dos Receptores, algumas complicações na demo-
dulação aparecem pelo emprego do A3J, como oposição aos sistemas de AM,
onde uma portadora é transmitida. Também, nota-se que uma largura de faixa
maior ocupada por um sinal, maior largura de faixa do espectro pode ser eco-
nomizado pela transmissão de uma faixa lateral ao invés de ambas. Final-
mente, será visto que um número maior de informações devem ser transmiti-
das em um dado instante, isto é, por segundos, e uma menor largura de faixa
será requerida para essa transmissão.
Após esses preliminares pode-se, agora, resolver a questão da
transmissão de sinais de vídeo necessária para a adequada recepção de tele-
visão. A largura de faixa ocupada por semelhantes sinais, é no mínimo de 4,0
MHz. Lembrando das características dos filtros, uma largura de faixa de 9,0
MHz transmitida, será o mínimo exigido se as transmissões de vídeo emprega-
rem o sistema A3, onde, com precisas razões, o sistema de TV assim não é
realizado. O emprego de alguma forma de SSB, claramente, é indicado aqui,
para assegurar a conservação do espectro de freqüência . Assim, como para
simplicidade da demodulação de vídeo no receptor, a portadora é transmitida,
não reduzida na prática. Por causa da resposta de fase dos filtros, próximo ao
corte, a faixa passante plana teria um efeito prejudicial nos sinais de vídeo re-
cebidos em um receptor de TV, Uma porção da faixa lateral indesejável, no
caso a inferior, deve também ser transmitida. O resultado é a transmissão por
faixa lateral residual, ou A5C, como apresentado na FIG. 10a. Por favor, note
que as freqüências apresentadas aqui, semelhante àquelas empregadas no
texto, referem estritamente apenas para o sistema NTSC TV em uso nos Esta-
dos Unidos e Japão. Os princípios são os mesmos, mas as freqüências são
TÉCNICAS DE SSB 37
CEFET-MG
um tanto quanto diferentes no sistema PAL TV em uso na Europa, Austrália,
Brasil e outros países, e ainda diferente do sistema SECAN, francês.
Estabelecendo de início 1,25 MHz a faixa lateral inferior é possível
assegurar que as mais baixas freqüências na faixa lateral superior não sejam
distorcidas em fase pelo filtro de faixa lateral residual. Por causa apenas dos
primeiros 1,25 MHz, a faixa lateral inferior é transmitida, 3,0 MHz dos espectros
de VHF será economizado para todos os canais de televisão. Desde que, a
largura de faixa total requerida para um canal de televisão agora é de 6,0 MHz,
em vez de 9,0 MHz, claramente, uma grande economia foi obtida, e mais ca-
nais na faixa de VHF, conseqüentemente, podem ser acomodados.
Para completar, a FIG. 10a também mostra a locação em freqüência
a transmissão em freqüência modulada do som que acompanha o vídeo. Mais
será dito acerca deste sistema em textos sobre padrões de televisão e demo-
dulação. A esse ponto, devemos notar que essas transmissões usadas tem
haver com o fato de que o sistema de modulação para vídeo seja o A5C, e foi
negligenciado o sistema de modulação. A segunda transmissão ocupa fre-
qüências próximas às transmissões de vídeo, porque o som é exigido com a
imagem, e não seria muito prático ter um receptor completamente separado
para o som, operando em alguma freqüência remota daquelas freqüências de
vídeo.
A FIG. 10b apresenta a resposta de freqüência de vídeo de um re-
ceptor de televisão. A atenuação, como pode ser visto, é expressamente pro-
porcional para as freqüências de vídeo de 0,0 a 1,25 MHz. A razão é inteira-
mente simples: potência extra transmitida nessas freqüências, desde que elas
são transmitidas em ambas as faixas laterais, ao passo que as freqüências de
vídeo remanescentes são transmitidas apenas na faixa lateral superior. Con-
seqüentemente, essas freqüências serão injustificadamente enfatizadas na
saída de vídeo do receptor, se elas não fossem atenuadas apropriadamente.
WANDER RODRIGUES 38
CEFET-MG
Figura 10 – Faixa lateral residual empregada para as transmissões de te-
levisão. a – espectro de freqüência do sinal transmitido pelo sistema
NTSC. b – correspondente resposta em freqüência do amplificador de ví-
deo.
TÉCNICAS DE SSB 39
CEFET-MG
QUESTIONÁRIO DA UNIDADE III
ASSUNTO: Técnicas de Faixa Lateral - SSB.
Nome: ________________________________________ No: ____ Turma: ___
Para cada período abaixo mencionado, analise seu conteúdo e
marque F para uma situação FALSA ou V para uma situação VERDADEIRA.
Justifique cada resposta dada se verdadeira e faça a correção para as res-
postas falsas.
01 - ( ) Um sinal de SSB na freqüência de transmissão é obtido pelo emprego
do método do deslocamento de fase.
02 - ( ) Para uma completa supressão da portadora, 60 dB de atenuação, o cir-
cuito modulador balanceado deve ser perfeitamente simétrico.
03 - ( ) Um sinal diferença é obtido na soma de dois sinais em uma resistência
não linear.
04 - ( ) Dos três tipos de filtros apresentados o mais completo é o filtro a cristal
por apresentar melhores propriedades, boa faixa passante e melhor ca-
racterística de atenuação.
05 - ( ) Devido a resposta de fase dos filtros, próximo ao corte, que é prejudicial
aos sinais de vídeo recebidos, transmissões em A5C são utilizados.
06 - ( ) Para o sistema de portadora piloto, a portadora é reinserida a um nível
de 16 a 28 dB abaixo de seu valor nominal.
WANDER RODRIGUES 40
CEFET-MG
07 - ( ) Com quatro moduladores balanceados, o terceiro método permite ape-
nas a obtenção da faixa lateral superior.
08 - ( ) Um deslocamento de fase na faixa lateral indesejável deve ocorrer de
+45o e de -45o para uma perfeita supressão da faixa lateral indesejável.
09 - ( ) O sistema AM - SSB - A3B apresenta dupla faixa lateral independente,
com a portadora suprimida ou atenuada.
10 - ( ) O sistema de AM - SSB - A3J apresenta dupla faixa lateral com a por-
tadora suprimida ou atenuada por 60 dB.
11 - ( ) O amplificador em classe C é utilizado logo após a saída do conversor
balanceado para fornecer a potência adequada de transmissão no
método do filtro para a geração de SSB.
12 - ( ) Uma portadora na faixa de áudio é utilizada no terceiro método em
substituição aos filtros, na geração de um sinal de SSB.
13 - ( ) O ponto crítico do método do deslocamento de fase está na utilização
de dois moduladores balanceados na geração do sinal de SSB.
14 - ( ) Na obtenção do sinal de SSB pelo método do filtro, qualquer das duas
faixas laterais podem ser obtidas pelo simples chaveamento dos filtros.
15 - ( ) No modulador balanceado, a portadora é aplicada em paralelo en-
quanto que o sinal modulante será aplicado em série aos terminais de
entrada.
16 - ( ) O modulador em anel suprime do sinal de saída modulada apenas a
componente portadora.
17 - ( ) Um circuito conversor balanceado é utilizado no método do filtro para
transladar o sinal de SSB para a freqüência de transmissão.
TÉCNICAS DE SSB 41
CEFET-MG
18 - ( ) Amplificadores lineares são utilizados para ampliar a onda modulada
gerada em um sistema de modulação em baixo nível.
19 - ( ) Sendo a amplitude do sinal de SSB variável no tempo, amplificadores
em classe C podem ser empregados e apresentam pequena distorção
no sinal de SSB.
20 - ( ) Todos os tipos de filtros têm a vantagem de sua freqüência de opera-
ção ser muito baixa, inferior a freqüência de transmissão do sinal de
SSB.
21 - ( ) No método do filtro, cada filtro deve ter uma faixa passante achatada e
atenuação infinita fora da faixa passante.
22 - ( ) Se considerarmos o modulador balanceado perfeitamente simétrico,
verificamos que a portadora será perfeitamente cancelada do sinal de
saída.
23 - ( ) Quando dois sinais são aplicados a uma resistência não linear, fre-
qüências harmônicas são obtidas na saída.
24 - ( ) Um transmissor de SSB apenas poder transmitir a faixa lateral superior
que não poderá coincidir com a faixa lateral inferior deum outro trans-
missor em SSB.
25 - ( ) O SSB é capaz de transmitir boa comunicação utilizando um Bw mais
estreito e baixa potência relativa às distâncias envolvidas.
26 - ( ) Quando dois sinais senoidais alimentam uma resistência não linear o
processo de modulação em amplitude convencional ocorrerá.
27 - ( ) Com o emprego do SSB, metade da faixa de freqüência exigida será
empregada para a transmissão comparado com o AM - A3.
WANDER RODRIGUES 42
CEFET-MG
28 - ( ) Em uma transmissão AM - SSB - A3J, a potência média total transmiti-
da será 50% menor do que em uma transmissão AM - A3.
Responda as questões seguintes objetivamente. Procure não copiar
as respostas do texto, mas apresentar a sua interpretação para a questão.
01 - Demonstre as afirmativas abaixo:
a - " O sistema AM - DSB - SC permite uma economia de 2/3 da potência
transmitida pelo sistema AM - A3";
b - " O sistema AM - A3J permite uma economia de 83% sobre o sistema
AM - A3".
02 - Porque os amplificadores lineares devem seguir o conversor balanceado
em um transmissor de SSB?
03 - Qual é a principal característica exigida para um filtro de faixa lateral?
04 - Quais as componente que devem ser selecionadas da corrente de saída
de uma resistência não linear para a obtenção de um sinal modulado em
amplitude pelo sistema AM - A3 ? Escreva a equação para o sinal modula-
do.
05 - Qual o circuito responsável pela supressão da componente portadora em
qualquer sistema de SSB?
06 - Explique a afirmativa a seguir: " Se uma freqüência baixa, tal como 50 Hz
utilizada na radiodifusão, for aplicada ao modulador usando o método do
filtro, o sistema torna-se crítico".
TÉCNICAS DE SSB 43
CEFET-MG
07 - Qual é a finalidade do conversor balanceado em um sistema de AM - SSB
que utiliza o método do filtro para a geração do sinal?
08 - Um sinal modulante em(t) = 2,5 sen 1.000t e uma portadora ec(t) = 5,0 sen
4 x104t são aplicados a uma resistência não linear que apresenta a se-
guinte característica corrente de saída - tensão de entrada: io = ( 5 + 2 x ei
+ 0,2 x ei2 ) mA. Pede-se relacionar as amplitudes e freqüências de cada
componente da corrente de saída e traçar o espectro de freqüência.
09 - Trace o espectro de freqüência para cada saída dos blocos componentes
do transmissor de AM - ISB apresentado no texto.
10 - Identifique cada sigla abaixo. Desenhe o espectro de freqüência, caracte-
rizando cada componente que diferencie o sistema. A3, A3J, A5C,A3H.
11 - O que deve-se fazer para que o diagrama em blocos do terceiro método
de geração de AM - SSB apresentado no texto, suprima a USB?
12 - Compare os diagramas em blocos dos métodos de deslocamento de fase
e do terceiro método. Anote as diferença.
13 - Qual a principal característica do sistema de faixa lateral independente?
14 - Considerando que estamos utilizando uma portadora sen ωct e uma ten-
são modulante sen ωmt, demonstre que na saída do transmissor utilizando
o método do deslocamento de fase cancelará a LSB.
15 - Qual o processo utilizado para a mudança de faixa lateral a ser suprimida,
utilizando o método do filtro?
16 - Quais as principais vantagens dos filtros mecânicos e a cristal sobre os
múltiplos estágios de filtros LC?
WANDER RODRIGUES 44
CEFET-MG
17 - Se dois diodos forem adicionados ao circuito modulador balanceado, qual
o resultado obtido no sinal de saída do novo modulador? Qual é o seu
nome?
18 - No modulador balanceado transistorizado, quem é responsável pela ob-
tenção apenas das faixas laterais no sinal de saída?
19 - Com relação as tensões de entrada modulante e portadora, como elas são
aplicadas ao circuito modulador balanceado?
20 - Qual a principal condição imposta ao circuito modulador balanceado? Jus-
tifique sua resposta.
21 - Identifique cada termo da equação de uma resistência não linear dada: i =
10 + 25e + 0,12e2.
22 - Quais os métodos empregados para a supressão da faixa lateral por um
sistema de AM - SSB?
23 - Caracterize uma onda de AM - SSB.
24 - Quais as principais vantagens da utilização de um sistema de SSB compa-
rado a um sistema de AM - A3?
25 - Cite três vantagens do método de deslocamento de fase.
26 - Porque no sistema A3A a portadora é atenuada e reinserida ao sinal do
saída de AM - SSB?
27 - Cite situações de emprego do sistema AM - SSB e qual a forma de SSB
empregada?
28 - Dos três tipos de filtros utilizados no sistema AM - SSB, qual o que se
destaca? Justifique.
TÉCNICAS DE SSB 45
CEFET-MG
29 - Desenhe o circuito de um modulador balanceado. Apresentar as formas
de ondas necessárias à interpretação de seu funcionamento.
30 - O que impede a utilização do sistema AM - SSB na radiodifusão sonora
comercial atualmente?
31 - Um sinal em(t) = 5 cos 6280t modula em amplitude o sinal ec(t) = 25 cos
6,28 x 106t. Pede-se calcular: o índice de modulação, a equação expandi-
da da onda modulada em amplitude; a potência dissipada quando a onda
modulada aplicada a uma antena de impedância de 100 ohms, a potência
em cada faixa lateral e a economia de potência se o sistema AM - A3J for
empregado.
32 - Caracterize, resumidamente, o método do filtro para a geração de um sinal
de AM - SSB.
33 - Qual é a principal desvantagem do método do filtro comparado aos de-
mais métodos de geração de AM - SSB?
34 - Descreva, resumidamente, sob a forma de esquema o funcionamento de
um transmissor de AM - SSB utilizando o método do deslocamento de
fase.
35 - Um sinal com tensão de pico de 10,0V na freqüência de 5kHz, modula em
amplitude uma portadora de 50,0V de tensão de pico na freqüência de 3,0
MHz. Pede-se calcular: as freqüências das faixas laterais, a potência mé-
dia se o sinal modulado for aplicado sobre uma carga de 50 ohms, a po-
tência da portadora se o sistema for AM - SSB - A3J, a potência transmiti-
da se o sistema for AM - DSB - SC.
WANDER RODRIGUES 46
CEFET-MG
Bibliografia
KENNEDY, George. Electronic Communication Systems Second Edition -
McGraw-Hill Kogakusha, Ltda. 1979
SHEINGOLD, Abraham. Fundamentos de Radiotécnica Editora Globo - 1962
SILVA, Gilberto Ferreira Vianna. Telecomunicações - Sistema de Radiovisi-
bilidade Embratel - Livros Técnicos e Científicos Ltda. Rio de Janeiro - 1979
MELO, Jair Cândido de. Princípios de Telecomunicações Editora McGraw-
Hill do Brasil - 1976
FILHO, Francisco Bezerra. Modulação, Transmissão e Propagação de On-
das de Rádio - Distribuidora de Livros Érica Ltda.
PINES, José e BARRADAS, Ovídio Cesar Machado. Telecomunicações - Sis-
tema de Multiplex Embratel - Livros Técnicos e Científicos Ltda. Rio de Ja-
neiro - 1978
CEFET – MG
CURSO DE
ELETRÔNICA
UNIDADE 03
TÉCNICAS DE
FAIXA LATERAL
Wander - 1991