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FAINOR – FACULDADE INDEPENDENTE DO NORDESTE Estudante: Bruno Oliveira Caires Souza MODULADOR AM-DSB Vitória da Conquista – Bahia Outubro, 2018 FAINOR – FACULDADE INDEPENDENTE DO NORDESTE Estudante: Bruno Oliveira Caires Souza Trabalho realizado como avaliação parcial do VIII Semestre do curso de Engenharia da Computação, FAINOR, da disciplina Princípios de Comunicações, a pedido do professor Marlon Caires Pamponet. Vitória da conquista-Bahia Outubro, 2018 1 INTRODUÇÃO A Telecomunicação constitui no ramo da Engenharia que trata do aperfeiçoamento, manutenção e implantação de sistemas de comunicações, e tem como o principal objetivo atender a necessidade da realização de comunicação entre duas pessoas em longa distância. Para que isso seja possível, é realizada a modulação, que é um processo que realiza a transmissão do sinal a partir de um outro sinal de alta frequência, denominado de portadora. A portadora será a responsável por carregar as informações necessárias, obtendo assim um sinal modulante. Segundo CAMPOS (2015), “modulação é um processo que consiste em alterar uma ou mais características da onda portadora, proporcionalmente ao sinal modulante, sendo a amplitude, a frequência ou a fase as características que podem ser modificadas”. O principal método utilizado para realizar a modulação é a modulação em amplitude (Amplitude Modulation – AM), no qual o mesmo método é dividido em quatro tipos: AM-DSB (Amplitude Modulation – Double side band) – Modulação em amplitude com banda lateral dupla. AM-DSB/SC (Amplitude Modulation – Double side band) – Modulação em amplitude com banda lateral dupla e portadora suprimida. AM-SSB (Amplitude Modulation – Single side band) – Modulação em amplitude com banda lateral única. AM-VSB (Amplitude Modulation – Vestigal side bande) – Modulação em amplitude com banda lateral em vestígio. Neste trabalho, será demonstrado o AM-DSB, sendo simulado no software Multisim e ao longo do circuito, será detalhado seu funcionamento. 2 METODOLOGIA Este estudo caracteriza-se como uma pesquisa descritiva com abordagem quantitativa, em que o embasamento dos dados será obtido com o funcionamento do circuito AM-DSB (Amplitude Modulation – Double side band) sendo simulado na ferramenta NI Multisim 14.0. 3 OBJETIVOS 3.1 OBJETIVOS GERAIS Realizar a modulação e demodulação do sinal com o uso do AM-DSB (Amplitude Modulation – Double side band) 3.2 OBJETIVOS EXPECÍFICOS Ilustrar o espectro e forma de onda do sinal modulante Mostrar o espectro e forma de onda da portadora Demonstrar o espectro de forma de onda do sinal modulado em AM-DSB Analisar o espectro e forma de onda do sinal após passar pelo 2º mixer (antes da filtragem) Expor o espectro e forma de onda do sinal modulado Forma de onda do sinal antes e depois de todo o processo de modulação e demodulação. 4 AM-DSB (Amplitude Modulation – Double side band) Realizado a construção no circuito, segue abaixo a Figura 1 do AM-DSB Figura 1–Circuito AM-DSB (Amplitude Modulation – Double side band) Fonte: Elaborado pelo autor, 2018 Note que, temos no circuito a função geradora XFG1 que está com frequência de 1kHz com portadora de 10kHz, com um índice de ajuste de 80% dado no potenciômetro Na figura 2 temos o Spectrum Analyzer-XSA1, como segue abaixo: Figura 2–Analisador de Espectro Fonte: Elaborado pelo autor, 2018 Que é a representação do espectro que conterá a informação que deverá ser enviada pela portadora, o analisador de espectro XSA1 está configurado com Span 4kHz, com Range de 0.2 V/Div e resolução de frequência de 250 Hz. Em seguida, temos o osciloscópio XSC2, que está ilustrando o sinal de informação e o sinal modulado simultaneamente: Figura 3–Osciloscópio com potenciômetro com índice de 80% Fonte: Elaborado pelo autor, 2018 Perceba que o canal (A) ilustra 1.8V, ou seja, Ep+Em=1.8 e consequentemente Ep-Em=0.2, o que resulta em Ep=1V e Em=0.8V com o índice de modulação m=0.8, mostrando que assim não ocorre o fenômeno de sobre-modulação (quando m>1). Figura 4–Analisador de Espectro já depois da modulação. Fonte: Elaborado pelo autor, 2018 Realizada a modulação do sinal, começaremos a demodulação, que é a recuperação do sinal original, para isso, é necessário realizar uma multiplicação pela mesma portadora que foi utilizada para realizar a modulação. Na próxima figura, será outro analisador de espectro mostrando a forma de onda do sinal após passar pelo 2º mixer, ou seja, após sofrer demodulação antes de passar pelo filtro passa-faixa: Figura 5-Analisador de Espectro após a demodulação (antes do filtro) Fonte: Elaborado pelo autor, 2018 Figura 6-Osciloscópio ilustrando o sinal (passagem do filtro) Fonte: Elaborado pelo autor, 2018 Ao passar pelo filtro, podemos verificar no analisador de espectro do sinal recuperado pelo o filtro de passa-faixa Figura 7-Analisador de Espectro após a passagem do filtro Fonte: Elaborado pelo autor, 2018 E por fim, o osciloscópio demonstrando o sinal recuperado junto com o sinal original: Figura 8 – Osciloscópio ilustrando o sinal recuperado Fonte: Elaborado pelo autor, 2018 6 CONCLUSÕES Com a ajuda do software NI Multisim, foi possível analisar a modulação e demodulação de amplitude AM-DSB de forma prática, pela familiaridade que o software oferece, deixando cada vez mais próximo da realidade de como é feita todo o processo da comunicação. Foi possível o melhor entendimento do manuseio do Analisador de Espectro e Osciloscópio, por trabalhar em diferentes frequências, sua configuração do Span e Range tem que ser trabalhadas constantemente para a leitura do sinal, o que aumenta o aprendizado do estudante. 7 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS MEIDEIROS, J. Princípios de Telecomunicações Teoria e Prática: 2 ed. Tatuapé-SP: Erica, 2007 CAMPOS, A. Laboratório de Princípios de Telecomunicações: 1 ed. Rio de Janeiro: LTC, 2015 FAINOR – FACULDADE INDEPENDENTE DO NORDESTE Vitória da conquista-Bahia Outubro, 2018 1 INTRODUÇÃO A Telecomunicação constitui no ramo da Engenharia que trata do aperfeiçoamento, manutenção e implantação de sistemas de comunicações, e tem como o principal objetivo atender a necessidade da realização de comunicação entre duas pessoas em longa distância. Para que isso seja possível, é realizada a modulação, que é um processo que realiza a transmissão do sinal a partir de um outro sinal de alta frequência, denominado de portadora. A portadora será a responsável por carregar as informações necessárias, obtendo assim um sinal modulante. Segundo CAMPOS (2015), “modulação é um processo que consiste em alterar uma ou mais características da onda portadora, proporcionalmente ao sinal modulante, sendo a amplitude, a frequência ou a fase as características que podem ser modificadas”. O principal método utilizado para realizar a modulação é a modulação em amplitude (Amplitude Modulation – AM), no qual o mesmo método é dividido em quatro tipos: AM-DSB (Amplitude Modulation – Double side band) – Modulação em amplitude com banda lateral dupla. AM-DSB/SC (Amplitude Modulation – Double side band) – Modulação em amplitude com banda lateral dupla e portadora suprimida. AM-SSB (Amplitude Modulation – Single side band) – Modulação em amplitude com banda lateral única. AM-VSB (Amplitude Modulation – Vestigal side bande) – Modulação em amplitude com banda lateral em vestígio. Neste trabalho, será demonstrado o AM-DSB, sendo simulado no software Multisim e ao longo do circuito, será detalhado seu funcionamento. 2 METODOLOGIA Este estudo caracteriza-se como uma pesquisa descritiva com abordagem quantitativa, em que o embasamento dos dados será obtido com o funcionamento do circuito AM-DSB (Amplitude Modulation – Double sideband) sendo simulado na ferramenta NI Multisim 14.0. 3 OBJETIVOS 3.1 OBJETIVOS GERAIS Realizar a modulação e demodulação do sinal com o uso do AM-DSB (Amplitude Modulation – Double side band) 3.2 OBJETIVOS EXPECÍFICOS Ilustrar o espectro e forma de onda do sinal modulante Mostrar o espectro e forma de onda da portadora Demonstrar o espectro de forma de onda do sinal modulado em AM-DSB Analisar o espectro e forma de onda do sinal após passar pelo 2º mixer (antes da filtragem) Expor o espectro e forma de onda do sinal modulado Forma de onda do sinal antes e depois de todo o processo de modulação e demodulação. 4 AM-DSB (Amplitude Modulation – Double side band) Realizado a construção no circuito, segue abaixo a Figura 1 do AM-DSB Figura 1–Circuito AM-DSB (Amplitude Modulation – Double side band) Fonte: Elaborado pelo autor, 2018 Note que, temos no circuito a função geradora XFG1 que está com frequência de 1kHz com portadora de 10kHz, com um índice de ajuste de 80% dado no potenciômetro Na figura 2 temos o Spectrum Analyzer-XSA1, como segue abaixo: Figura 2–Analisador de Espectro Fonte: Elaborado pelo autor, 2018 Que é a representação do espectro que conterá a informação que deverá ser enviada pela portadora, o analisador de espectro XSA1 está configurado com Span 4kHz, com Range de 0.2 V/Div e resolução de frequência de 250 Hz. Em seguida, temos o osciloscópio XSC2, que está ilustrando o sinal de informação e o sinal modulado simultaneamente: Figura 3–Osciloscópio com potenciômetro com índice de 80% Fonte: Elaborado pelo autor, 2018 Perceba que o canal (A) ilustra 1.8V, ou seja, Ep+Em=1.8 e consequentemente Ep-Em=0.2, o que resulta em Ep=1V e Em=0.8V com o índice de modulação m=0.8, mostrando que assim não ocorre o fenômeno de sobre-modulação (quando m>1). Figura 4–Analisador de Espectro já depois da modulação. Fonte: Elaborado pelo autor, 2018 Realizada a modulação do sinal, começaremos a demodulação, que é a recuperação do sinal original, para isso, é necessário realizar uma multiplicação pela mesma portadora que foi utilizada para realizar a modulação. Na próxima figura, será outro analisador de espectro mostrando a forma de onda do sinal após passar pelo 2º mixer, ou seja, após sofrer demodulação antes de passar pelo filtro passa-faixa: Figura 5-Analisador de Espectro após a demodulação (antes do filtro) Fonte: Elaborado pelo autor, 2018 Figura 6-Osciloscópio ilustrando o sinal (passagem do filtro) Fonte: Elaborado pelo autor, 2018 Ao passar pelo filtro, podemos verificar no analisador de espectro do sinal recuperado pelo o filtro de passa-faixa Figura 7-Analisador de Espectro após a passagem do filtro Fonte: Elaborado pelo autor, 2018 E por fim, o osciloscópio demonstrando o sinal recuperado junto com o sinal original: Figura 8 – Osciloscópio ilustrando o sinal recuperado Fonte: Elaborado pelo autor, 2018 6 CONCLUSÕES Com a ajuda do software NI Multisim, foi possível analisar a modulação e demodulação de amplitude AM-DSB de forma prática, pela familiaridade que o software oferece, deixando cada vez mais próximo da realidade de como é feita todo o processo da comunicação. Foi possível o melhor entendimento do manuseio do Analisador de Espectro e Osciloscópio, por trabalhar em diferentes frequências, sua configuração do Span e Range tem que ser trabalhadas constantemente para a leitura do sinal, o que aumenta o aprendizado do estudante. 7 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS MEIDEIROS, J. Princípios de Telecomunicações Teoria e Prática: 2 ed. Tatuapé-SP: Erica, 2007 CAMPOS, A. Laboratório de Princípios de Telecomunicações: 1 ed. Rio de Janeiro: LTC, 2015
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