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Lab 6 Modulação PAM

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Objectivos

• Comprovar que o parâmetro de onda que transporta a informação é a amplitude.

• Qual a função do circuito de amostragem.

• Determinar o formato do espectro do sinal PAM e o efeito dos parâmetros do amostrador

nesse mesmo espectro.

• Reconhecer este método como sendo linear.

• Visualizar o fenómeno do alising, devido à sub-amostragem e à dependência desse

mesmo fenómeno.

• Compreender a designação de distorção não linear.

• Utilizar o método de limitação de banda para minimizar o efeito de alising, registando a

resposta em frequência.

Parte I

MODULAÇÃO PAM no domínio do tempo

Procedimento experimental

- Implemente o circuito da montagem 1.

- Ajuste o gerador de pulsos para τ1 = 3/10 e a frequência fp = fmax . Aplique um sinal

sinusoidal com fs1 = 500Hz e fs2 = 5KHz, com uma amplitude constante A1= 5V à entrada

do filtro no modulador PAM.

1. Meça a amplitude A0 à saída do filtro passa-baixo. Calcule a partir de A1 e A0

aamplitude V (V=A0/A1) do LPF. Qual é o interesse da utilização de um filtro passa

baixo?

- Aplique novamente à entrada do filtro um sinal sinusoidal fs1 = 500Hz.

2. Visualize em sequência o sinal modulante s(t) à entrada do LPF, o sinal PAM s1(t) á

saída do amostrador e o sinal s2(t) à saída do desmodulador PAM no osciloscópio.

Frequência de amostragem fp =fpmax e τ1 = 3/10 (duty cycle).

3. Repita a alínea anterior agora para um duty cycle de = 5/10, mantendo inalterável

fp.

Desenhe s(t), s1(t) e s2(t)

4. Compare os resultados das alíneas 2 e 3. Quantitativamente a que conclusões chega?

5. Ajuste a frequência de pulso fp para 5KHz. O que observa? Desenhe s(t) SPAM(t), e s2(t).

6. Repita a alínea anterior agora para fp =fpmin. O que observa? Varie a amplitude A do

sinal de entrada. O que observa à saída do desmodulador PAM?

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Parte II

MODULAÇÃO PAM no domínio da frequência

1. Como é produzida a onda PAM?

2. Que diferenças existem entre PAM unipolar e PAM bipolar?

3. Onde pode ser visualizado o efeito modulante do amostrador?

Procedimento experimental

- Implemente a montagem 1. Todas as medidas devem ser tomadas à saída do

amostrador do modulador PAM.

- Aplique um sinal sinusoidal com fs = 600Hz e A = 5V à entrada do filtro.

- Ligue o analizador de espectros à saída do amostrador.

- Com o auxílio de um osciloscópio ajuste o gerador de pulsos para τ1 = 2/10 e uma

frequência fp = 2KHz.

1. Meça o espectro PAM no intervalo de 500Hz até 12KHz. Desenhe o espectro.

2. Repita a alínea anterior para fs = 800Hz, não varie os outros parâmetros. Desenhe o

espectro.

3. Que diferenças existem entre o espectro PAM e o espectro de um trem de impulsos?

4. O espectro PAM é linear. Se o espectro de um sinal de entrada for conhecido então o

espectro PAM pode ser directamente deduzido. Assuma que o sinal de entrada s1(t), tem

componentes na frequência como mostra a figura abaixo. Como deverá ser o espectro

PAM se 2/ps ff ≤ ?

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Parte III

SUB-AMOSTRAGEM Domínio da frequência 1. Desenhe o espectro para uma portadora (trem de impulsos) com fp = 2KHz, =

2/10, A = 6V e uma entrada sinusoidal com A = 5V e fs = 1200Hz.

2. Calcule os valores teóricos obtidos de acordo com a equação:

3. Entre agora com a onda de entrada de fs = 600Hz e fs = 800Hz. Observe o espectro.

4. Conclua sobre os resultados obtidos.

Domínio do tempo

- Remova o conector entre o filtro de entrada e o amostrador.

- Alimente directamente o sinal modulante no amostrador.

- Coloque a frequência fp no máximo.

5. Seleccione como entrada uma onda quadrada com amplitude de 5Vpp. Varie esta

frequência de 2KHz a 25KHz. Esboce as curvas do sinal de entrada s(t) e do sinal

desmodulado s2(t).

6. Observe a curva do sinal desmodulado s2(t). Como deverá ser o sinal à saída do filtro

passa-baixo, considerando que há limitação na frequência de 3,4KHz.

fg

S1(f)

f

( )( )

p

p

PAMnfT

nfTAnS

0

0sin

π

πτ=

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Parte IV RESPOSTA TRANSITÓRIA DO FILTRO PASSA-BAIXO

Objectivos

• Variações das características dos sinais nos filtros passa-baixo.

• Efeito dos filtros passa-baixo no desmodulador PAM.

• Explicação do cross-talk (inter-símbolos).

1. Nas telecomunicações os cabos coaxiais e as linhas de transmissão são muito utilizados.

Os canais de transmissão desta natureza têm características de filtro passa-baixo. Como

influem estas linhas na transmissão digital?

2. Qual a função do filtro passa baixo na modulação PAM.

Procedimento experimental

- Implemente a montagem 1.

- Ligue um sinal de onda quadrada com As = 5V e fp = 500Hz ao amostrador do

modulador PAM. (Neste caso o sinal de entrada não passa pelo LPF).

- Ajuste a frequência de amostragem com fp = 2KHz e um duty cycle de = 3/10.

1. Visualize os sinais à saída do amostrador s1(t) e à saída do desmodulador PAM s2(t).

Desenhe esses sinais.

2. Repita a alínea 1, para fp = 6KHz. Desenhe os sinais.

3. Repita a alínea 1, agora para a frequência máxima de amostragem. Desenhe os sinais.

4. Conclua sobre os resultados.

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