Tecnologia Mundial em Transporte e Distribuio de sinais de TV

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APRESENTA

PROCESSOS DE MODULAOTCNICAS DE MODULAO ANALGICA

TIPOS DE MODULAOAM Portadora analgica Informao analgica FM PM Informao digital FSK ASK PSK QAM PAM Informao analgica Portadora digital Informao digital PWM PPM PCM DPCM ADPCM

BPSK QPSK

MODULAO EM AMPLITUDEEm

t

sinal modulante; informao

Eot portadora

t portadora modulada; envelope de modulao envoltria

AM Amplitud Modulation

MODULAO EM AMPLITUDE Consiste em modificar a amplitude da portadora conforme as variaes de amplitude do sinal modulante. A envoltria da portadora a informao transmitida e esta presente nos semi-ciclos positivos e negativos da portadora. O percentual em que o sinal modulante altera a portadora senoidal determina o ndice ou profundidade de modulao ( Ma ). Ma = Em x100% EoEm: tenso de pico do sinal modulante Eo: tenso de pico da portadora senoidal

Na demodulao o detector de envoltrias - diodo para RF faz a retificao de uma das envoltrias, que basicamente a informao.

MODULAO EM AMPLITUDE AM DSB AM DSB Dual Side Band Modulao em amplitude com dupla banda lateral.envoltria processo de modulao em amplitude

A portadora no transmite nenhuma das caractersticas que definem a mensagem e mesmo assim consome a maior parte de energia da onda modulada. A largura de faixa necessria para a transmisso da informao duas vezes a frequncia do sinal modualnte, provocando um desperdcio no espectro

Ec Ec.Ma 2

FLI

Fc

FLS

Bw=2Fm

Espectro de raias AM-DSB

MODULAO EM AMPLITUDE AM DSB/SC AM DSB/SC Dual Side Band Supremid Carrierenvoltria processo de modulao em amplitude

Modulao em amplitude com dupla banda lateral e supresso da portadora. A componente da portadora pode ser eliminada sem prejuzo mensagem transmitida. ndice de modulao de 100%, h um menor desperdcio de potncia em relao ao AM DSB.

Ec Ec.Ma 2

FLI

Fc

FLS

Bw=2Fm

O AM/DSB-SC tem sua aplicao na gerao do sinal estreo para a transmisso de FM comercial e na modulao do sinal de croma em TV .

MODULAO EM AMPLITUDE AM SSB A necessidade de se encontrar um sistema que ocupasse a menor faixa possvel do espectro e com um melhor aproveitamento possvel da potncia de transmisso contriburam para a criao do sistema AM/SSB (Amplitude Modulated Single Side Band). O sistema nasceu do AM/DSB-SC que transmite duas faixas laterais que levam a mesma informao. Portanto, se eliminarmos uma das faixas, ainda assim a informao seria transmitida pela outra. Este sistema destina-se a comunicaes ponto-a-ponto e no radiodifuso. Estudos mostram que 99% da inteligibilidade da voz humana se restringe faixa entre 300Hz e 4kHz, logo o espectro do sinal modulante para este sistema ser:

MODULAO EM AMPLITUDE AM SSB Se modularmos um sinal igual ao da figura anterior em AM/DSB-SC, teremos o seguinte espectro:

LSB

USB

A partir do sinal da figura anterior, podemos, ento, retirar a banda lateral inferior, gerando o AM/SSB-USB (Upper Side Band), ou retiramos a banda lateral superior, gerando o AM/SSB-LSB (Lower Side Band). Para eliminar uma das faixas laterais, usa-se um filtro, que deve ter como caractersticas um alto valor de fator de qualidade (Q) e um fator de forma (SF), para atuar dentro de um intervalo de 600Hz, que o que separa as duas faixas laterais. O tipo de filtro capaz de realizar esta tarefa o filtro mecnico que possue estas caractersticas.

COMPARAO AM DSB x AM SSB LARGURA DE FAIXA DO SINAL MODULADO Este fator traz dois pontos positivos para o SSB em relao ao DSB, pois como o primeiro ocupa uma faixa de 3 a 4 KHz e o DSB ocupa uma faixa de 10 KHz, observamos, a princpio, que na banda de freqncia ocupada por uma deter-minada quantidade de estaes AM-DSB, teremos mais que o dobro de estaes AM-SSB. O outro ponto positivo devido ao fato de o rudo presente ao sinal ser proporcional banda ocupada e, assim, o sistema AM-SSB tem presente em seu sinal modulado a metade do rudo presente no sinal AM-DSB. POTNCIA DO TRANSMISSOR Como o sinal modulado em AM-DSB tem, alm das raias de informao, a raia da portadora, a potncia do transmissor dividida, cabendo a cada raia de informao no mximo 16,7 % da potncia total do transmissor. Como a raia do SSB nica, ela aproveita 100 % da potncia total do transmissor, o que corresponde a uma potncia efetiva de informaes 6 vezes maior.

COMPARAO AM DSB x AM SSB COMPLEXIDADE DO EQUIPAMENTO Neste ponto notrio que, apesar do baixo rendimento de potncia de informao na transmisso, o sistema AM-DSB tem em seus receptores o que h de mais simples em termos de concepo e circuito. Em contrapartida, os receptores AM-SSB so extremamente complexos e, em virtude disso, bastante caros. TOLERNCIA DO EQUIPAMENTO Um receptor AM-DSB sempre conta com um erro de rastreio, sendo neste ponto bastante tolerante, enquanto o sistema SSB no permite variaes de freqncias, maiores que poucas dezenas de Hz, o que obriga o uso de caros osciladores a cristal ou controlados por PLL, que muitas vezes so mantidos em ambiente com temperatura constante, para evitar desvios.

MODULAO EM FREQUNCIAt sinal modulante (fm)

t portadora

t portadora modulada - desvio de frequncia f fmx fmin f = fmx - fmin

FM Frequency Modulation

MODULAO EM FREQUNCIA Consiste em desviar a frequncia da portadora conforme as variaes de amplitude do sinal modulante. A informao est contida nos desvios de frequncia provocados na portadora. O desvio de frequncia dado pela diferena entre a mxima e a mnima frequncia da portadora modulada. Na demodulao o discriminador de FM o circuito que faz a extrao da informao na portadora modulada. O ndice de modulao () para FM dado pela relao entre o desvio de frequncia (f) e a frequncia do sinal modulante (fm): = f fmPadronizao de f: - FM comercial estreo: 75KHz - portadora de udio TM padro M: 25KHz

MODULAO EM FREQUNCIA NULO DE BESSEL Atravs da funces desenvolvidas pelo fsico alemo Friedrich Wilhelm Bessel, conhecidas por funes de Bessel, foi determinado valores de frequncia que para um determinado nvel de amplitude do sinal modulante ocorre um nulo na portadora, conforme mostrado na figura ao lado:1A BANDA LATERAL

NULO

MODULAO EM FREQUNCIARdio Comunicao (SCA / PRO)fm para 5KHz de desvio Portadora 2079,0 Hz 905,8 Hz 577,8 Hz 424,0 Hz 334,9 Hz 276,7 Hz 235,7Hz 1A BL 1304,8 Hz 712,7 Hz 491,5 Hz 375,3 Hz 303,6 Hz 254,9 Hz 219,7 Hz

ndice de Modulao = f / fm Nulo 1o 2o 3o 4o 5o 6o 7o Portadora 2,405 5,520 8,654 11,792 14,931 18,071 21,212 1A BL 3,382 7,016 10,173 13,323 16,470 19,616 22,760

FM Comercialfm para 75KHz de desvio Portadora 1A BL

TV - MTSfm para 25KHz de desvio Portadora 10395,0 Hz 4529,0 Hz 2888,8 Hz 2120,1 Hz 1674,4 Hz 1383,4 Hz 1178,6 Hz 1A BL 6524,0 Hz 3563,3 Hz 2457,5 Hz 1876,5 Hz 1517,9 Hz 1274,5 Hz 1098,4 Hz

31185,0 Hz 19572,0 Hz 13587,0 Hz 10689,9 Hz 8666,5 Hz 6360,2 Hz 5023,1 Hz 4150,3 Hz 3,535,7 Hz 7372,5 Hz 5629,4 Hz 4553,7 Hz 3823,4 Hz 3295,3 Hz

MODULAO EM FREQUNCIA PR-NFASE A transmisso de sinais por meio de ondas eletromagnticas sofre a ao de vrios tipos de rudos. Particularmente, no sinal modulado em freqncia, quando realizada sua recepo, a relao existente entre a amplitude do sinal e o nvel de rudo (chamada normalmente de relao sinal/rudo, simbolizada por S/N e expressa em dB) no ser constante devido ao ndice de modulao () depender inversamente da freqncia do sinal modulante. Um grfico que expressa o nvel de rudo na comunicao em funo da freqncia mostrado a seguir:

MODULAO EM FREQUNCIA Com o intuito de manter uma boa relao sinal/rudo ao longo de toda a faixa audvel, foi desenvolvida a tcnica da Pr-nfase que, sendo usada na transmisso do sinal, consiste em reforar o sinal modulante na regio de mais alta freqncia.GV (dB) GV2

GV1 GV 0

f(Hz) f1 f2

GV = 20 log 1 + (2 .. f. R1. C)2 : constante de tempo =R1.C

* Para TV: = 75s f1= 2,1KHz / GV1= 3dB f2= 15KHz / GV2= 17dB

MODULAO EM FREQUNCIA DE-NFASE Da mesma forma, na recepo do sinal ser necessrio desfazer esta enfatizao que foi dada informao, mediante o processo chamado de de-nfase. Obviamente, a curva de resposta da de-nfase contrria estipulada para a pr-nfase.

BW PARA CANAIS DE FM A banda ocupada BW (Band Wide) para um canal de FM dado por: BW(FM) = 2( f + fm ) Exemplo: - Para TV: BW=2(25KHz + 15KHz ) BW= 80KHz - Para FM comercial: BW= 2(75KHz + 53KHz) BW= 256KHz * embora seja 200KHz pela legislao

MODULAO EM FASEt sinal modulante

Consiste em inverter a fase de da portadora de RF conforme as mudanas de amplitude do sinal modulante. A modulao em fase mais usada nos sistemas digitais

t portadora

portadora modulada

PM Fase Modulation

MODULAO EM FREQUNCIAf

sinal modulante curva de pr-nfase sinal modulante pr-enfatizado rudo sinal modulante pr-enfatizado + rudo curva de de-nfase sinal demodulado

f

f

f

f

f

f fmmin RUDO f1 fmmin + f2