2017814 14194 PRIC MODULO+4 AM (1)

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PRIC I-PRINCIPIOS DE COMUNICAÇOES
4 - Amplitude Modulada (AM)
O que é modulação AM?
Modulação é a modificação que ocorre com a portadora analogica (normalmente cosenoidal), modificação está em sua amplitude (valor de pico) que ocorrerá de acordo com o sinal modulante (sinal este tambem analogico) . 
1 – INTRODUÇÃO
O que ocorre com a portadora após a modulação?
A- Quando variamos a amplitude da modulante teremos uma variação da amplitude da portadora, variação está proporcional a variação da amplitude da modulante. 
B- Quando variamos a freqüência da modulante teremos uma variação da velocidade de variação da amplitude da portadora, a variação da velocidade é proporcional a variação da freqüência da modulante. 
Ou seja:
Quando temos um aumento da amplitude da modulante teremos um aumento da amplitude da portadora.
Quando temos uma diminuição da amplitude da modulante teremos uma diminuição da amplitude da portadora.
Quando temos um aumento da frequência da modulante teremos a variação da amplitude da portadora ocorrendo mais rápido.
Quando temos uma diminuição da freqüência da modulante teremos a variação da amplitude da portadora ocorrendo mais devagar ( variação mais lenta)
2 –Tipos de modulação AM
AM-DSB : Amplitude Modulation – Double Side Band (Amplitude Modulada com dula faixa lateral) – Utilizado em radio difusão comercial (Radio AM).
AM-DSB/SC: Amplitude Modulation – Double Side Band with Supressed Carrier (Amplitude Modulada com dula faixa lateral sem a portadora) – Utilizado para obtermos o AM-SSB. 
AM-SSB : Amplitude Modulation – Single Side Band (Amplitude Modulada com faixa lateral unica – faixa lateral inferior ou superior) – Utilizado em transceptores comercial (Radio PX).
AM-VSB : Amplitude Modulation – Vestigial Side Band (Amplitude Modulada com faixa lateral vestigial) – Utilizado em modulação de luminância ( sinal de video preto e branco) em sistema de TV. 
AM-DSB/SC-Q: Amplitude Modulation – Double Side Band / Quadrature (Amplitude Modulada com dula faixa lateral em quadratura) ou QAM: Quadrature Amplitude Modulation – Utilizado em modulação de crominância (sinal de video colorido) em sistema de TV. 
3 – AM-DSB
Aspecto fisico da modulação AM-DSB 
ENVOLTÓRIA
SUPERIOR
ENVOLTÓRIA INFERIOR
ENVOLTORIA É UMA ENTIDADE DIDATICA
Equação da onda modulada 
eC(t)=ECcos(WCt+f)(V)
eM(t)=EMcos(WMt)(V)
eCM(t)= (EC + KeM)cos (Wc t)(V)
eCM= EC [ 1 +(KEM/ EC) cos (WM t)] cos (WC t) (V)
K Constate de modulação, e depende apenas do modulador(ciecuito de modulaçao)
KEM/ EC= Ma indice de modulação, grau de modulação ou profundidade de modulação.
Logo, temos:
eCM= EC [1+Macos(WMt)]cos(WCt)(V) Sendo que esta equação corresponde a equação da onda modulada.
Índice de modulação 
Ma Índice de modulação, grau de modulação ou profundidade de modulação
Ma =KEM/ EC 
Ma = (ECM MAX-ECM MIN)/(ECM MAX+ECM MIN)
Ma% = Ma x100 Percentagem de modulação. 
Forma de onda em osciloscópio
Vemos ainda que o índice de modulação pode variar entre “0" e "l" ou 0 e 100% e teremos uma modulação sem distorção.
Sendo que Ma = 0 indica ausência de modulação
Ma = 100% indica modulação máxima sem distorção. 
Para Ma> 100% definimos um regime de trabalho denominado sobremodulação, inaceitável na prática, pois gera uma distorção ininteligível. 
Em rádio-dífusão comercial ("AM‑broadcast") a legislação estabelece um índice de modulação médio igual a 85%. 
Determinação de Ma na pratica 
O resultado é um trapézio como indica a figura:
Sendo que:
Ma=[(A–B)/(A+B)]x100 % 
Distorção por modulador não for linear, ou seja 
modulador não linear.
Distorção por de fase, ou seja diferença de fase entre a envoltória e o sinal modulante
Distorção por Sobremodulação
Espectro de Amplitude
Equação da onda modulada:
EC = EC [1+Macos(WM t)]cos (WCt)
Desenvolvendo a equação da onda modulada, temos:
e CM = Eccos (WCt)+(EcMa/2)sen[(WC+WM)t]+ 
 +(E c Ma/2) sen[(WC-WM)t]
Portadora sem modulante
Faixa Lateral Superior-FLS
Portadora com modulante
Faixa Lateral Inferior-FLI
Portadora com modulante
Logo, o espectro de raias de uma onda AM‑DSB, fica:
Observando o espectro de raias da onda AM‑DSB, podemos concluir que:
a)As freqüências laterais são simétricas em relação a componente de portadora.
b)As amplitudes relativas as freqüências laterais dependem de"Ma" e estas serão no máximo (para 100% de modulação) meta­de da amplitude da componente de portadora.
c)Existe uma situação de dupla faixa lateral (Double side Band).
d)A largura de faixa relativa a onda modulada é duas vezes a mais alta freqüência de modulação. No caso de rádio‑difusão comercial AM (AM broadcast) a mesma é de 10 (KHz).
e)Tudo se passa como se o processo de modulação deslocasse simplesmente o espectro da modulante (moduladora) para região de alta freqüência, em torno da portadora.
f)A informação introduzida pelo sinal modulador é transferido para as faixas laterais, sendo que ambas contem a mesma informação.
g)A portadora não transmite informação.
Espectro de Potência 
PCM = PC + PFLI + PFLS 
 
PC = = Potência na componente de portadora.
PFLI = PFLS= = Potência das componentes 
 de FL.
 PCM = PC+ + Potencia total
PCM = PC+ = PC(1 + ) Potencia total
Devido ao epectro de potencia podemos concluir que:
a)A portadora, quando modulada no sistema AM‑DSB, sofre um acréscimo de energia.
b)Este acréscimo representa a energia consumida pela onda para a transmissão da mensagem e deve ser levado em consideração nos moduladores.
c)Quanto maior for o índice de modulação, mais a potencia estará associada a transmissão da mensagem, o que é desejável, pois:PFLI=PFLS= 
d)A energia contida na portadora permanece inalterada com o processo de modulação.
e)No melhor caso Ma=100%, a potência de efetivamente irradiada é 16,67% da potência irradiada na componente de portadora, o que mostra um desperdício de energia.
f) A componente de portadora absorve 2/3 da energia total contida na portadora modulada e cada faixa lateral apenas 1/6, e, que confirma a tese do desperdício de potência.
g)A especificação da potência de um transmissor AM‑DSB é feita em cima da potência transmitida na portadora, também conheci­da por PCW (Continuous Wave), pois a componente de portadora é transmitida contínuamente, independentemente se há ou não transmissão de informações.
Analisando o sistema AM‑DSB, podemos escrever:
a) Há um desperdício de energia.
b) Há um desperdício de espectro.
c)Há um aumento relativo na potência de ruído uma vez que a largura de faixa é duas vezes maior que a necessária.
d)O sistema se justifica apenas pelo baixo custo dos receptores,
 
 Rendimento da modulação AM-DSB
Rendimento %=(Pefetiva/Ptotal)x100
Potência total=PCM = PC (1 + )
Potência efetiva=PFLI = PFLS= 
%=Pefetiva/Ptotalx100= 
3 - AM-DSB/SC
Para se obter um sinal AM-DSB/SC basta eliminarmos, matematicamente, a componente de portadora da equação do AM-DSB.
Aspecto fisico da modulação AM-DSB/SB 
Equação da onda modulada 
eSC(t)= (EC + KeM)cos (WM t)(V)
eSC= [ EC + KEM cos (WM t)] cos (WC t) (V)
eSC= EC [1+(KEM/EC)cos(WMt)]cos (WC t)(V)
eSC=(KEM/ (2)sen[(WC-WM)t]+ KEM/ (2)sen[(WC+WM)t]
Faixa Lateral Superior-FLS
Portadora com modulante
Faixa Lateral Inferior-FLI
Portadora com modulante
Espectro de Amplitude 
Observando o espectro de raias da onda
AM‑DSB/Sc, podemos concluir que:
a)As freqüências laterais são simétricas em relação a componente de portadora.
b)Existe uma situação de dupla faixa lateral (Double side Band).
c)A largura de faixa relativa a onda modulada é duas vezes a mais alta freqüência de modulação. 
e)Tudo se passa como se o processo de modulação deslocasse simplesmente o espectro da modulante (moduladora) para
região de alta freqüência, em torno da portadora.
f)A informação introduzida pelo sinal modulador é transferido para as faixas laterais, sendo que ambas contem a mesma informação.
g)A portadora não existe.
E- Espectro de potência
 PCM = PFLI + PFLS 
Potência contida nas componentes de faixa lateral.
PFLI = PFLS= 
PCM = 2xPFLS= 
a) Há um desperdício muito menor de energia, pois não será transmitido a componente de portadora.
b) Há um desperdício de espectro.
c)Há um aumento relativo na potência de ruído uma vez que a largura de faixa é duas vezes maior que a necessária.
F- Rendimento %=Pefetiva/Ptotalx100
Como potência total é igual a o dobro da potência efeitva, teremo o rendimento deste sistema de modulação é de 50%
4 – AM-SSB
Neste caso, vemos que a portadora modulada corresponde a uma senoide de freqüência WM vezes superior a WC (SSB/USB) ou WM vezes inferior a W c (SSB/LSB). Logo, a onda modulada tem amplitude dependente de EM e difere em freqüência de uma quantidade WM em relação a WC, sendo:
SSB/USB  SSB com faixa lateral superior
SSB/LSB  SSB com faixa lateral inferior
Equação da onda modulada 
A obtenção de um sinal SSB é feito a partir de um sinal AM-DSB/SC, através da eliminação da faixa lateral indesejada. Logo temos:
FLS: e SSB/USB = (KEM/2) sen [(W C+ WM )t]
FLI: e SSB/LSB = (KEM/2)sen [(W C- WM )t]
Espectro de Amplitude 
Observando o espectro de raias da onda AM‑SSB, podemos concluir que:
a)As freqüências laterais são simétricas em relação a componente de portadora.
d)A largura de faixa relativa a onda modulada é igual a freqüência mais alta de modulação. 
e)Tudo se passa como se o processo de modulação deslocasse simplesmente o espectro da modulante (moduladora) para região de alta freqüência.
f)A informação introduzida pelo sinal modulador é transferido para as faixa lateral.
g)A componente de portadora não existe.
Espectro de potência 
PSSB/LSB = PFLI ou PSSB/USB =PFLS 
PT = PFLI = PFLS=
O espectro de potência fica:. 
Rendimento %=100%