Download Detalle

DEPARTAMENTO DE ELECTRÓNICA
LABORATORIO DE ELECTRÓNICA B.
Experiencia Nº3:
“ Modulador de frecuencia”
Introducción:
Cuando se tiene una cierta señal de información y se necesita transmitirla a distancia a
través de un canal de comunicación (fibra óptica, inalámbrico, cable coaxial, etc), es
necesario ocupar una señal portadora de alta frecuencia (UHF, VHF, Microondas, etc). Para
ello se requiere un método o técnica para poder modular la portadora con la señal de
información (AM, FM, FSK, etc). En este caso se empleará la modulación en frecuencia
para transmitir la señal proporcionada por los transductores y acondicionadores ocupados
en la experiencia 2.
En esta experiencia se ocupará un canal de transmisión inalámbrico, modulando en FM
pulsos de luz mediante láser.
Diagrama de bloques:
El esquema de esta experiencia se muestra en la figura Nº1:
Vr
TRANSMISOR
Vx
MÓDULO DE
ADAPTACIÓN
Ve
MODULADOR
CONMUTADOR
SISTEMA LASER
RECEPTOR
CANAL
Vs
FILTRO
PASA BAJOS
DEMODULADOR
Fig. Nº1:Diagrama de bloques del sistema de transmisión.
Ve = K1*Vr+K2*Vx
Vx = Voltaje de salida del acondicionador,
Vr = Voltaje de referencia
U.T.F.S.M.
1er PERIODO DE 2001
DEPARTAMENTO DE ELECTRÓNICA
LABORATORIO DE ELECTRÓNICA B.
Circuito propuesto:
Uno de los circuitos que se debe diseñar es el que se muestra en la figura Nº2, donde la
señal de entrada Ve corresponde a la salida del módulo de adaptación de la figura 1 (el cual
debe diseñarse también, para que se cumpla con las ecuaciones indicadas).
Este circuito entrega una frecuencia determinada para un cierto valor de tensión de entrada.
Al variar Ve, la frecuencia de Vs varía proporcionalmente (Determinar la función de
transferencia Frecuencia Oscilación v/s Ve).
Cuando el voltaje de salida del acondicionador de señales tenga el valor cero (Vx=0), en la
salida del modulador se debe obtener una determinada frecuencia distinta de cero
(determinada por Vr).
Se define como frecuencia central a aquella frecuencia obtenida a la salida del modulador
cuando Vx=0. A partir de esta frecuencia central se experimentará una desviación de
frecuencia de acuerdo a los valores que vaya adoptando la entrada.
C
R
+Vcc
-
Ve
2
R
3
555
Vs
6
+
7
R
R/2
1K
T
Fig. Nº2:Circuito propuesto para el modulador.
U.T.F.S.M.
1er PERIODO DE 2001
DEPARTAMENTO DE ELECTRÓNICA
LABORATORIO DE ELECTRÓNICA B.
Otro circuito que se debe diseñar es el conmutador que se muestra en la siguiente figura:
+12 V
in
LM317
out
adj
LASER
R3
Señal de salida
del modulador
R1
T1
R2
Figura Nº3: Circuito Conmutador.
El láser que se empleará para transmitir la información requiere 3 [V] para emitir el haz de
luz, y mediante T1 se conmuta a 1,25 [V] cortando dicho haz.
Condiciones de diseño:
El circuito se debe diseñar de tal manera que para una tensión de entrada al módulo de
adaptación de 0 [V] corresponda una frecuencia central de 10 [KHz]. Además, la máxima
desviación de frecuencia permitida es de 2 [KHz], para máxima amplitud de Vx.
La señal va a viajar en esta oportunidad por el aire para llegar finalmente al receptor el cual
cuenta con un demodulador y un filtro pasa bajos.
El circuito que se debe diseñar para esta etapa se muestra a continuación (la parte gris es
opcional, en caso de realizarse debe explicarse su funcionamiento detalladamente).
U.T.F.S.M.
1er PERIODO DE 2001
DEPARTAMENTO DE ELECTRÓNICA
LABORATORIO DE ELECTRÓNICA B.
Vcc
R7
T4
C3
R5
C2
T3
8 6
C1
7
-
2
555
3
1
R4
R10
+
R8
Vs
R9
C4
R6
R11
T4
C5
Figura Nº4: Receptor.
INFORME PREVIO
1. Dibuje las formas de ondas presentes a la salida del amplificador operacional y en la
salida del 555 (ambos de la figura 1), a la salida del 555 y del filtro (Vs) de la figura 4,
para un determinado valor de Ve.
2. Encuentre la expresión para la frecuencia de las señales en términos de Ve y de los
elementos del circuito.
3. Diseñe todas las etapas indicadas en el diagrama de bloques de la figura 1 según los
requerimientos.
U.T.F.S.M.
1er PERIODO DE 2001