ATE-UO EC mod 01

7- Moduladores

Moduladores de amplitud

Idea fundamental (véase ATE-UO EC mez 81): Modular una portadora con modificación de la amplitud.

Hay dos opciones:

1- Modulación a nivel de señal

2- Modulación a nivel de potencia

Amplificador de RF (o de FI) lineal

Información (moduladora)

Portadora modulada

ModuladorPortadora

sin modular

Modulación a nivel de señal

Vamos a estudiar moduladores de modulaciones de amplitud y de ángulo

Modulación a nivel de potencia

Amplificador de banda base

Amplificador de RF no lineal

Información (moduladora)

Portadora modulada

Modulador

Portadora sin modular

ATE-UO EC mod 02

• No siempre es posible

• El amplificador de RF trabaja con alto rendimiento

(véase ATE-UO EC amp pot

49)

Amplificador en Clase C, D, o E

Q1

L

VCC

RL

+ -

C

VCC’

+

-vpAM

+-

Amplificador de potencia de

banda base

VCC’

+

-

vmod

VCC’ = VCC+ vmod

vmod

vCC’

vCC

vpAM

Modulación de AM a nivel de potencia

vp

ATE-UO EC mod 03

(véanse las diapositivas ATE-UO EC mez 36-39)

Modulación de AM a nivel de señal con etapa diferencial

ATE-UO EC mod 04

+ VCC

Rvs

Q1

R

+ -

- VCC

Q2

iO

+vp

+vm

0,6 V

Q3

Ecuaciones:

vp = Vpcospt, iO = IOdc + gO·vm(mt)

Por tanto:

vs = -(0,5R/VT)·(Vpcospt)·[IOdc + gO·vm(mt)]

Es decir:

vs = Vp ’ ·[1 + vm’ (mt)]·cos(pt) = vpAM

io

Iodc

vpAM

vp

Modulación de AM,DSB y SSB a nivel de señal con mezcladores

ATE-UO EC mod 05

Véanse las transparencias - desde: ATE-UO EC mez 81 - hasta: ATE-UO EC mez 84

Modulación de ASK

Amplificador de RF no lineal

vp

VCC

Conmutador

vm

vpASK

Amplificador de RF no lineal

vp

VCC

Conmutador

vm vpASK

Modulación a nivel de señal

Modulación a nivel de potencia

ATE-UO EC mod 06

Modulación de 4 QAM

ATE-UO EC mod 07

011 01 1

vmez I

/2 +

vp

vmez Q

vm

Demultiplexadorcon retención y cambio de nivel

vpQAM

Reloj

I

Q

01 1

0 11

Coincide con la modulación digital de ángulo “PSK cuaternaria (QPSK)”

ATE-UO EC mod 08

Moduladores de ángulo

Idea general: Modulación a nivel de señal

Amplificador de RFInformación (moduladora)

Portadora modulada

ModuladorPortadora

sin modular

El amplificador de RF no tiene que ser lineal, por lo que es de alto rendimiento

Moduladores de fase:• Modulador con varicap (o varactor)

• Modulador de Armstrong

• Modulador con PLL

No los vamos a estudiar en esta signatura

+

vm(s)

-K F(s) 2KV/s

(s) osc(s)vc(s)v(s)

p(s)Conv. /V Filtro pasa-bajos VCO

osc(s) = p(s) + vm(s)2KVKF(s)/s

1 + 2KVKF(s)/s

2KVF(s)/s

1 + 2KVKF(s)/s

Modulador de fase con PLL (I)

PLL “bien diseñado”: ≈ 1 ≈ 1/K

Por tanto:osc(s) ≈ p(s) + vm(s)/K

vosc ≈ Voscpsen(pt + vm/K), que es una señal modulada en fase

ATE-UO EC mod 09

Modulador de fase con PLL (II)

Por tanto:osc(s) ≈ NXtal(s) + Nvm(s)/K

vosc ≈ Voscpsen(NXtalt + vmN/K), (señal modulada en fase)

ATE-UO EC mod 10

Para obtener frecuencia muy estable (para VHF, UHF, etc.)

+

vm(s)

-K F(s) 2KV/s

(s) osc(s)vc(s)v(s)

Xtal(s)Conv. /V Filtro pasa-bajos VCO

N

Moduladores de frecuencia

Tipos:

• Moduladores indirectos

• Moduladores directos:• Modulador con VCO

• Modulador con VCO y PLL

ATE-UO EC mod 11

No los vamos a estudiar en esta signatura

+

vm(s)

-K F(s) 2KV/s

(s) osc(s)

vc(s)

v(s)

p(s)Conv. /V Filtro pasa-bajos VCO

osc(s) = p(s) + vm(s)2KVKF(s)/s

1 + 2KVKF(s)/s

2KV/s

1 + 2KVKF(s)/s

Modulador de frecuencia con PLL y VCO (I)

≈ 1 a << m min

≈ 0 a m min

ATE-UO EC mod 12

Condición de diseño del filtro: su frecuencia de corte debe ser mucho menor que la mínima frecuencia de vm

≈ 1/KF(s) a << m min

≈ 2KV/s a m min

(señal modulada en frecuencia)

vosc ≈ Voscpsen(osc0t + 2KV ∫ vmdt) t

- Por tanto:

ATE-UO EC mod 13

Para obtener frecuencia muy estable (para VHF, UHF, etc.)

+

vm(s)

-K F(s) 2KV/s

(s) osc(s)

vc(s)

v(s)

Xtal(s)Conv. /V Filtro pasa-bajos VCO

N

Modulador de frecuencia con PLL y VCO (II)

(señal modulada en frecuencia)

vosc ≈ Voscpsen(NXtalt + 2KV ∫ vmdt) t

-

Modulador de PSK binaria (BPSK) (I)

ATE-UO EC mod 14

1:1:1+

-vsR

vm

+

+

vp

1:1:1

+

+

- Se usa un mezclador lo más cercano posible a ideal

- La señal moduladora digital vm toma valores positivos +VM (1 lógico) y negativos -VM (0 lógico)

- Por tanto, con vm > 0 se obtiene:

+

+vp vs

+

+

vp

vs

vm

vp

vs

+VM

-VM vs = k·VM·vp vs = k’·vp

Situación con señales muy fuertes y diodos ideales: vs = vp

Modulador de PSK binaria (BPSK) (II)

ATE-UO EC mod 15

1:1:1+

-vsR

vm

+

+

vp

1:1:1

+

+

Con vm < 0 se obtiene:

+

+vp vs

+

+

vp

vs

vm

vp

vs

vs = k·(-VM)·vp vs = -k’·vp

Situación con señales muy fuertes y diodos ideales: vs = -vp

Moduladores de FSK

ATE-UO EC mod 16

Con PLLs

V = k()Xtal

vpFSK

N

N1, N2vm

N1Xtal, N2Xtal

Xtal

vpFSK

V = k()

N

1

V = k()

N

2

vm

N1Xtal

N2Xtal

N1Xtal, N2Xtal