UNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINA
CENTRO DE CIÊNCIAS TECNOLÓGICAS
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA
RAFAEL KINGESKI
SISTEMA DE MULTIPLEXAÇÃO EM FREQUÊNCIA COM TRÊS CANAIS
Joinville, SC
2016
UNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINA
CENTRO DE CIÊNCIAS TECNOLÓGICAS
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA
RAFAEL KINGESKI
SISTEMA DE MULTIPLEXAÇÃO EM FREQUÊNCIA COM TRÊS CANAIS
Trabalho de Conclusão de Curso, apresen-tado como requisito parcial para obtençãodo Grau de Bacharel em Engenharia Elé-trica pela Universidade do Estado de SantaCatarina, no Centro de Ciências Tecnológi-cas.
Orientador: Prof. M. Eng. Joaquim Rangel
Codeço
Joinville, SC
2016
RAFAEL KINGESKI
SISTEMA DE MULTIPLEXAÇÃO EM FREQUÊNCIA COM TRÊS CANAIS
Trabalho de Conclusão de Curso, apresentado como requisito parcial para obtenção
do Grau de Bacharel em Engenharia Elétrica pela Universidade do Estado de Santa Ca-
tarina, no Centro de Ciências Tecnológicas, avaliada pela banca examinadora constituída
pelos professores:
Orientador:Prof. M. Eng. Joaquim Rangel Codeço
Universidade do Estado de Santa Catarina - UDESC
Membro:Prof. Dr. Volney Coelho Vincence
Universidade do Estado de Santa Catarina - UDESC
Membro:Prof. Dr. Aleksander Sade Paterno
Universidade do Estado de Santa Catarina - UDESC
RESUMO
KINGESKI, Rafael. Estudo e Implementação de Sistema de multiplezação pordivisão de frequência de três canais. Trabalho de conclusão de curso (Bacharelado emEngenharia Elétrica) – Universidade do Estado de Santa Catarina. Joinville, 2016.
Neste trabalho é feito um estudo teórico sobre a modulação em amplitude e multi-plexação em frequência. Em seguida projetado um sistema de transmissão de voz comtrês canais utilizando a modulação Single Side Band - SSB por filtragem seletiva. Paraeste sistema foram projetados circuitos moduladores, demoduladores e filtros ativos, porfim foram simulados os circuitos projetados e o sistema final.
Palavras-chave: Multiplexação por Divisão de Frequência, Modulação em Ampli-tude,SSB.
ABSTRACT
KINGESKI, Rafael. Frequency-Division Multiplexing System of Three Chan-nels. Trabalho de conclusão de curso (Bacharelado em Engenharia Elétrica) – Universi-dade do Estado de Santa Catarina. Joinville, 2016.
This paper presents a theoretical study about the amplitude modulation and fre-quency multiplexing. Also is projected a voice transmission system with three chan-nels using modulation Single Side Band - SSB by selective filtering. For this systemwere designed modulator circuits, demodulators and active filters, finally simulated thedesigned circuits and the final system.
Keywords: Frequency-Division Multiplexing, Amplitude Modulation, SSB.
LISTA DE FIGURAS
1 Sinal de informação . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
2 Sinal DSB-SC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
3 Espectro do sinal da mensagem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
4 Espectro do sinal modulado (DSB-SC) . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
5 Espectro do sinal com modulação DSB-LC . . . . . . . . . . . . . . 15
6 Sinal DSB-LC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
7 Espectro do sinal modulado (SSB-USB) . . . . . . . . . . . . . . . . 17
8 Espectro do sinal modulado (SSB-LSB) . . . . . . . . . . . . . . . . 17
9 Função de transferência da Transformada de Hilbert . . . . . . . . . . 18
10 Espectros do SSB para M+ e M− . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
11 Espectro do sinal demodulado com filtro . . . . . . . . . . . . . . . . 21
12 Canal de voz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
13 Canal de voz com largura de banda de 3,1kHz . . . . . . . . . . . . . 22
14 Multiplexação de 3 canais SSB-USB . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
15 Sistema FDM de 3 canais de voz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
16 Circuito modulador em anel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
17 Modulador anel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
18 Sinal de saída modulador anel no domínio do tempo . . . . . . . . . . 27
19 Sinal de saída modulador anel no domínio da frequência . . . . . . . 27
20 Sinal de saída modulador anel no domínio da frequência na região de
interesse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
21 Multiplicador Analógico AD633 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
22 Diagrama de Blocos AD633 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
23 Circuito modulador com AD633 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
24 Sinal de saída do modulador com AD633 no domínio do tempo . . . . 30
25 Sinal de saída do modulador com AD633 no domínio da frequência . 31
26 Filtro Passa Faixa de um SSB . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
27 Resposta em Frequência do Filtro de 10,2kHz . . . . . . . . . . . . . 34
28 Resposta em Frequência do Filtro de 14,2kHz . . . . . . . . . . . . . 35
29 Resposta em Frequência do Filtro de 18,2kHz . . . . . . . . . . . . . 35
30 Filtro Passa Faixa 10,2Khz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
31 Filtro Passa Faixa 14,2Khz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
32 Filtro Passa Faixa 18,2Khz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
33 Sinal modulado no domínio da frequência - SSB com modulador em
anel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
34 Sinal modulado e sinal modulador no domínio do tempo - SSB com
modulador em anel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
35 Sinal modulado e sinal modulador no domínio da frequência - SSB
com multiplicador AD633 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
36 Sinal modulado no domínio do tempo - SSB com multiplicador AD633 41
37 Gráfico da função transferência do filtro passa baixas . . . . . . . . . 42
38 Sinal de voz em banda base aplicado na entrada do circuito . . . . . . 43
39 Sinal de voz modulado obtido na saída do circuito com AD633 . . . . 44
40 Sinal de voz modulado obtido na saída do circuito demodulador com
AD633 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
41 Sinal de voz modulado obtido na saída do circuito com modulador em
anel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
42 Sinal de voz demodulado obtido na saída do circuito com modulador
em anel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
43 Circuito Somador . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
44 Circuito Somador . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
45 Sinais de entrada do circuito somador no domínio da frequência . . . 48
46 Sinal de saída do circuito somador no domínio da frequência . . . . . 49
47 Sinal de saída do circuito somador no domínio do tempo . . . . . . . 49
48 Sinal de entrada do sistema FDM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
49 Sinal de saída do sistema FDM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
50 Sinal de saída do sistema FDM no domínio do tempo . . . . . . . . . 51
51 Circuito filtro 10kHz parte 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
52 Circuito filtro 10kHz parte 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
53 Resposta em frequência filtro 10kHz . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
54 Circuito filtro 14kHz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
55 Resposta em frequência filtro 14kHz . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
56 Circuito filtro 18kHz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
57 Resposta em frequência filtro 18kHz . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO 10
1.1 FORMULAÇÃO DO PROBLEMA . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
1.2 OBJETIVOS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
1.3 METODOLOGIA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
2 MODULAÇÃO EM AMPLITUDE 12
2.1 MODULAÇÃO EM AMPLITUDE COM BANDA LATERAL DUPLA 12
2.2 MODULAÇÃO EM AMPLITUDE DSB-LC . . . . . . . . . . . . . 14
2.3 MODULAÇÃO EM AMPLITUDE SSB(SINGLE SIDE BAND) . . . 16
2.3.1 Representação do SSB . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
2.3.1.1 A Transformada de Hilbert . . . . . . . . . . . . 17
2.3.2 Demodulador SSB . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
3 CARACTERÍSTICAS DA TRANSMISSÃO DE VOZ 22
3.1 O CANAL DE VOZ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
4 PRINCÍPIO BÁSICO DA MULTIPLEXAÇÃO POR DIVISÃO DE FREQUÊN-
CIA 23
4.1 O SISTEMA DE 3 CANAIS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
5 PROJETO DOS CIRCUITOS DO SISTEMA 25
5.1 MODULADORES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
5.1.1 Modulador em Anel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
5.1.1.1 Simulação modulador em anel . . . . . . . . . . 26
5.1.2 Modulador com CI multiplicador . . . . . . . . . . . . . . 28
5.1.2.1 Simulação com AD633 . . . . . . . . . . . . . . 30
5.2 FILTROS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
5.2.1 Filtros Ativos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
5.2.2 Filtros Passa Faixa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
5.2.3 Simulação Filtro Passa Faixa . . . . . . . . . . . . . . . . 34
5.3 MODULADOR SSB . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
5.3.1 Simulação Modulador SSB . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
5.3.2 Demodulador . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
5.3.2.1 Filtro Passa Faixa Demodulador . . . . . . . . . 42
5.3.3 Simulaçao do SSB com Sinal de Voz . . . . . . . . . . . . 43
5.4 SISTEMA DE MULTIPLEXAÇÃO DE TRÊS CANAIS COM MO-
DULADOR EM ANEL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
5.4.1 Somador . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
5.4.1.1 Simulação Circuito Somador . . . . . . . . . . . 47
5.4.2 Sistema FDM com transmissão por tom . . . . . . . . . . 50
6 CONCLUSÃO 52
REFERÊNCIAS 53
APÊNDICE A FILTROS A CAPACITORES CHAVEADOS PROJETA-
DOS COM FITERCAD(LINEAR TECNOLOGY) 54
A.1 ESPECÍFICAÇÕES DOS FILTROS . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
APÊNDICE B CÓDIGO EM MATLAB PARA GERAR ARQUIVO .TXT 59
APÊNDICE C CÓDIGO EM MATLAB PARA GERAR ARQUIVO .WAV 60
10
1 INTRODUÇÃO
A multiplexação por divisão de frequência é uma técnica utilizada para transmissão
de mais de um sinal de informação num único sistema de transmissão, é um tipo de mul-
tiplexação analógica que consiste em transladar sinais de banda base para determinadas
frequências, dividindo assim a banda em canais.
Uma forma de aplicar esta técnica é por modulação de amplitude SSB(single side
band) onde multiplica-se um sinal banda base por um sinal portador na frequência dese-
jada e em seguida filtra-se o sinal para extrair apenas a banda lateral superior ou apenas
a banda lateral inferior.
Neste trabalho será feito um estudo da teoria de multiplexação por divisão de frequên-
cia e uma aplicação do sistema de modulação por amplitude SSB para transmitir três
canais de voz multiplexados em frequência que será simulado.
No capitulo 2 será feita a revisão bibliográfica da modulação por amplitude, no ca-
pítulo 3 será feita a revisão bibliográfica de transmissão de sinais de voz, no capítulo 4
será feita a revisão bibliográfica do sistemas de multiplexação por frequência para sinais
de voz e por fim no capítulo 5 o projeto e simulação do sistema.
1.1 FORMULAÇÃO DO PROBLEMA
A Multiplexação por divisão em frequência, é um sistema conhecido e muito apli-
cado em transmissão de sinais telefônicos em enlaces de Micro-ondas, também na televi-
são a cabo analógica, e de maneira mais simples no compartilhamento da rede telefônica
com o sinal do ADSL Asymmetric Digital Subscriber Line. Na telefonia este sistema tem
sido substituído pelo sistema de multiplexação por divisão no tempo usando-se fibra óp-
tica e sinal digital. Para fazer um estudo deste sistema será simulado com base na teoria,
um sistema de transmissão de voz com três canais.
1.2 Objetivos 11
1.2 OBJETIVOS
Pretende-se que ao final do trabalho tenhamos os resultados da simulação de um
sistema de três canais de comunicação unilateral de 4kHz previamente estudado, que
envolve conhecimento teórico e prático sobre filtros, circuitos analógicos e sistemas
FDM do inglês Frequency Division Multiplex (Sitema de multiplexação em frequência)
em geral.
1.3 METODOLOGIA
Através de revisão bibliográfica onde sera explicado um pouco sobre o assunto e as
tecnologias já aplicadas em sistemas similares, subsequente a um estudo dos circuitos
existentes será projetado e simulado o sistema proposto.
Inicialmente, serão simulados no OrCAD (CADENCE, 2011) os circuitos necessários
para a montagem de um sistema FDM, também sera utilizado o Filter Wizard (Analog
Devices, ), ferramente de projeto da Analog Devices para projeto de filtros ativos.
Como uma forma de validação do sistema de voz será utilizado também o programa
MATLAB (MATLAB, 2014) para uso de sinais de voz junto com a simulação de circuitos.
12
2 MODULAÇÃO EM AMPLITUDE
Modulação em amplitude é a técnica utilizada para transladar a banda de frequências
de um sinal de informação para outra, de forma que não se perca a informação, alterando
a amplitude do sinal. As principais vantagens de se modular um sinal é que pode-se
transmiti-lo por rádio frequência em broadcast ou multiplexá-lo tanto em frequência
quanto no tempo.
A modulação em amplitude ocorre quando multiplica-se um sinal com uma banda
base por um com uma frequência chamada frequência de portadora. Denotando o sinal
de informação, banda base, por m(t), então o sinal modulado será:
s(t) = m(t) · cos(2π fct) (2.1)
Onde:
f c é a frequência da portadora.
Dada a equação geral de um sinal modulado, é fácil analisa-lo na frequência apli-
cando a Transformada de Fourier:
F s(t)= S( f ) =12
M( f − fc)+12
M( f + fc) (2.2)
O sinal M( f ) ficou centrado nas frequências do sinal portador fc e − fc.
2.1 MODULAÇÃO EM AMPLITUDE COM BANDA LATERAL DUPLA
O processo de modulação com banda lateral dupla é o processo referido anterior-
mente, sem alteração na fase ou frequência do sinal, simplesmente a multiplicação do
sinal de informação com o sinal portador. É conhecido pela sigla DSB-SC(Double-
sideband supressed carrier), modulação de banda lateral dupla com portadora supri-
mida. Esta modulação deve ser feita sempre com um fc > B, onde B é a banda do sinal
de informação. De acordo com (LATHI; DING, 2012) fatores práticos implicam numa
condição de fc/B >> 1, a fim de evitar que a transmissão do sinal por antena seja dis-
torcido.
2.1 Modulação em amplitude com banda lateral dupla 13
Dado um sinal qualquer em banda base representado na Figura 1, ao fazer a multipli-
cação deste sinal com um sinal senoidal com a frequência fc, tem-se um sinal modulado
com banda lateral dupla, ou seja, o DSB-SC.
Figura 1: Sinal de informação
m(t)
t
Fonte: Adaptado de (LATHI; DING, 2012)
O sinal modulado em DSB-SC é representado na Figura 2, e o sinal pontilhado
representa o sinal modulador m(t) e −m(t).
Figura 2: Sinal DSB-SC
m(t)cos(ωct)m(t)
−m(t)
t
Fonte: Adaptado de (LATHI; DING, 2012)
Na Figura 3 é representado no domínio da frequência um sinal qualquer em banda
base, com largura de banda igual a B.
2.2 Modulação em amplitude DSB-LC 14
Figura 3: Espectro do sinal da mensagem
B−B 0
M( f )
f
Fonte: Adaptado de (LATHI; DING, 2012)
E para este mesmo sinal pode-se representá-lo no domínio da frequência após a
modulação DSB-SC, na Figura 4 tem-se o sinal modulado, esta modulação centrou a
banda do sinal modulante em fc e − fc.
Figura 4: Espectro do sinal modulado (DSB-SC)
fc−B− fc +B 0 fc +B−B− fc − fc fc
M( f )
f
Fonte: Adaptado de (LATHI; DING, 2012)
2.2 MODULAÇÃO EM AMPLITUDE DSB-LC
Outro método utilizado em modulação em amplitude é somar o sinal da portadora
junto com o sinal modulado.
As vantagens deste sistema é que a demodulação se torna mais fácil e caso ocorra
algum deslocamento de frequência do sinal no meio de transmissão o receptor possa
demodular sem distorcer este sinal (LATHI; DING, 2012).
A figura 5 mostra o sinal DSB-LC no domínio da frequência, onde é visto o sinal
deslocado para a frequência de modulação fc e o sinal da portadora somado ao sinal
modulador. Este sinal no domínio do tempo é representado na figura 6.
2.2 Modulação em amplitude DSB-LC 15
Figura 5: Espectro do sinal com modulação DSB-LC
fc−B− fc +B 0 fc +B−B− fc − fc fc
M( f )
f
Fonte: Adaptado de (LATHI; DING, 2012)
Figura 6: Sinal DSB-LC
s(t)
t
Fonte: Adaptado de (LATHI; DING, 2012)
2.3 Modulação em amplitude SSB(Single Side Band) 16
2.3 MODULAÇÃO EM AMPLITUDE SSB(SINGLE SIDE BAND)
A modulação SSB consiste em modular um sinal banda base para um frequência fc,
onde é transmitido apenas um dos lados da banda do sinal, que pode ser a banda lateral
superior ou a banda lateral inferior, ambas contém a mesma informação, daí o nome
Single Side Band do inglês banda lateral única geralmente traduzida como banda lateral
simples (LATHI; DING, 2012).
Este método é espectralmente econômico, visto que é removido metade do espectro
do sinal e a portadora, este tipo de modulação é muito utilizado em transmissão em onda
curta ou alta frequência, HF do inglês high frequency, e em frequência muito alta, VHF
do inglês very high frequency (WILLIAN, 1988).
A ideia do SSB, surgiu em 1915, quando foi reconhecido que bastava apenas uma
das bandas do sinal para que informação do sinal fosse transmitida. Foi quando pela
primeira vez uma antena foi sintonizada para receber apenas uma banda de sinal em
Arlintong County, Virgínia. Mas apenas em 1923 com a transmissão de radiotelefonia
que foi concluído que o SSB era um sistema eficiente (COMPANY, 1959).
É possível implementar esta modulação com três métodos: filtragem seletiva, para
selecionar a banda desejada para transmissão, deslocamento de fase e método de Weaver.
Nenhum dos métodos faz a modulação SSB ideal, porém para sinal de voz é possível ter
um bom resultado visto que as componentes de maior importância num sinal de voz é
dado a partir de 300Hz e o principal problema deste métodos é a região mais próxima
da origem. Também é importante salientar que para o sistema onde se utiliza canais
adjacentes numa multiplexação em frequência para uma baixa interferência a atenuação
de uma das bandas deve ser de pelo menos 40dB (LATHI; DING, 2012).
2.3 Modulação em amplitude SSB(Single Side Band) 17
2.3.1 Representação do SSB
A análise gráfica de um sinal em frequência modulado por SSB, supondo um sinal
qualquer com banda base representado na Figura 3, pode-se representar o sinal com
banda lateral superior como na Figura 7 ou banda lateral inferior como na Figura 8.
Figura 7: Espectro do sinal modulado (SSB-USB)
0 fc +B−B− fc − fc fc
M( f )
f
Fonte: Adaptado de (LATHI; DING, 2012)
Figura 8: Espectro do sinal modulado (SSB-LSB)
fc−B− fc +B 0− fc fc
M( f )
f
Fonte: Adaptado de (LATHI; DING, 2012)
2.3.1.1 A Transformada de Hilbert
Para Análise do SSB, é necessário o uso da transformada de Hilbert, a transformada
de Hilbert de um sinal pode ser representada por:
xh(t) = H x(t)= 1π
∫ +∞
−∞
x(α)t−α
dα, (2.3)
Também pode se representar esta integral como uma convolução dada por:
2.3 Modulação em amplitude SSB(Single Side Band) 18
xh(t) = x(t)∗ 1πt
(2.4)
Logo aplicando a transformada de Fourier no sinal xh(t), pode-se reescrever o sinal
como:
Xh( f ) =− jX( f )sgn( f ) =
− j = 1 · e− jπ/2 f > 0
j = 1 · e jπ/2 f < 0(2.5)
Graficamente o sinal é mostrado na figura 9.
Figura 9: Função de transferência da Transformada de Hilbert
0
|H( f )|1
f
0
|θh( f )|π
2
−π
2
f
Fonte: Adaptado de (LATHI; DING, 2012)
Pode-se representar o sinal SSB em frequência por:
Banda lateral superior:
M+( f ) =12[M( f )+ jMh( f )] (2.6)
Banda lateral inferior:
M−( f ) =12[M( f )− jMh( f )] (2.7)
Onde Mh( f ) é a transformada de Fourier do sinal mh(t) que por sua vez é a transfor-
mada de Hilbert do sinal m(t).
2.3 Modulação em amplitude SSB(Single Side Band) 19
Ao modular o sinal para uma frequência fc, a expressão para as duas laterais podem
ser expressadas por:
ΦUSB( f ) = M+( f − fc)+M−( f + fc) (2.8)
=12[M( f − fc)+M( f + fc)]−
12 j
[M( f − fc)−M( f + fc)]
E no tempo:
ϕUSB(t) = m(t)cos(ωct)−mh(t)sin(ωct) (2.9)
ϕLSB(t) = m(t)cos(ωct)+mh(t)sin(ωct) (2.10)
A equação geral do SSB no tempo então é dada por:
ϕSSB(t) = m(t)cos(ωct)∓mh(t)sin(ωct) (2.11)
Outra forma de espressar gráficamente os termos M+ e M− pode ser observado na
Figura 10 onde foi aplicado a transformada de Hilbert.
Figura 10: Espectros do SSB para M+ e M−
0
M+( f )
B f
0
M−( f )
−B f
Fonte: Adaptado de (LATHI; DING, 2012)
2.3 Modulação em amplitude SSB(Single Side Band) 20
2.3.2 Demodulador SSB
Ao se transmitir um sinal modulado, para recuperar a informação é necessário de-
modular o sinal, de modo que o sinal volte a banda base e que possa ser feita a leitura
do sinal. Ao multiplicar o sinal modulado SSB por um sinal de mesma frequência fc é
feito uma nova modulação onde o sinal desloca para a origem e 2 fc, ao passar por um
filtro passa baixa de banda B, banda do sinal de informação, tem-se o sinal recuperado.
Este tipo de demodulação é chamado de demodulação síncrona, para um sinal SSB sem
portadora é o único método de recuperação do sinal (LATHI; DING, 2012).
Para sinais SSB-C ou seja SSB mais portadora, pode se demodular o sinal com
detecção de envoltória (LATHI; DING, 2012).
Dado um sinal modulado:
s(t) = m(t) · cos( fct) (2.12)
Multiplicando o sinal pelo mesmo sinal modulador de frequência fc:
s(t) · cos( fct) = m(t) · cos( fct) · cos( fct) (2.13)
Utilizando a relaçao:
cos(a)cos(b) =12
cos(b−a)+12
cos(b+a) (2.14)
Então:
s(t) · cos( fct) =m(t)
2cos(0)+
m(t)2
cos(2 fct) (2.15)
Assim tem-se o sinal modulador mais sinal com o dobro da frequência da portadora:
s(t) · cos( fct) =m(t)
2+
m(t)2
cos(2 fct) (2.16)
2.3 Modulação em amplitude SSB(Single Side Band) 21
Figura 11: Espectro do sinal demodulado com filtro
0−2 fc 2 fc
M( f )
fB−B
Fonte: Adaptado de (LATHI; DING, 2012)
A figura 11 mostra o sinal após a demodulação síncrona, o sinal de banda base é
reconstituído porém possuí sinal em 2 fc, portanto, precisa ser filtrado, a linha pontilhada
representando um filtro passa baixas de largura B que serve para extrair apenas o sinal
desejado em banda base.
22
3 CARACTERÍSTICAS DA TRANSMISSÃO DE VOZ
Para fazer a transmissão do sinal de voz é necessário conhecer os parâmetros ca-
racterísticos da voz, desse modo pode-se ajustar as frequências de modulação para cada
canal, bem como a largura do filtro necessário para selecionar a banda superior ou infe-
rior do sinal.
3.1 O CANAL DE VOZ
O canal de voz é indicado por um trinagulo, segundo convenções internacionais
como representado na Figura 12 . (BARRADAS; PINES, 1977)
Figura 12: Canal de voz
4kHz0
Fonte: Adaptado de (BARRADAS; PINES, 1977)
O mais usual em transmissões de voz e considerar uma banda entre 0.3kHz e 3.4kHz,
usando sempre como referência um canal de 4kHz. (BARRADAS; PINES, 1977)
Figura 13: Canal de voz com largura de banda de 3,1kHz
3,4kHz0,3kHz
Fonte: Adaptado de (BARRADAS; PINES, 1977)
23
4 PRINCÍPIO BÁSICO DA MULTIPLEXAÇÃO POR DIVISÃO DE
FREQUÊNCIA
A Multiplexação é utilizada para transmitir mais de um sinal no mesmo canal. A
multiplexação em frequência divide a banda de frequências do canal de modo a utilizar
um mesmo meio para transmitir estes sinais.
Figura 14: Multiplexação de 3 canais SSB-USB
ff1 f2 f3
Φ( f )
Fonte: Adaptado de (BARRADAS; PINES, 1977)
4.1 O SISTEMA DE 3 CANAIS
Um sistema com três entradas do sinal banda base, podem ser modulados em frequên-
cias maiores com espaçamento de pelo menos 4kHz, para não sobrepor os sinais de
canais adjacentes. Na Figura 15 tem-se o diagrama de blocos de um sistema onde as
frequências das portadoras são de 12kHz, 16kHz, 20kHz, modulados por SSB-USB e
demodulados com demodulação síncrona onde a frequência da portadora é aplicada no
demodulador.
Os sinais modulados são somados para serem transmitidos como mostra a Figura 14.
Este sistema necessita de uma demodulação síncrona, caso contrario a voz na saída
é distorcida. Uma técnica para que não ocorra este problema é gerar um sinal na trans-
missão múltiplo das frequências de modulação e enviá-lo junto no meio de transmissão
de forma que possa algebricamente obter as frequências das portadoras e aplicá-las tanto
4.1 O sistema de 3 canais 24
Figura 15: Sistema FDM de 3 canais de voz
Fonte: (BARRADAS; PINES, 1977)
nos moduladores no lado de transmissão quanto nos demoduladores síncronos na recep-
ção. Assim qualquer alteração nas frequências de modulação terão a mesma alteração
na demodulação.
25
5 PROJETO DOS CIRCUITOS DO SISTEMA
Neste capitulo serão projetados e simulados no programa OrCAD Capture (CA-
DENCE, 2011) os circuitos isoladamente, que por fim vão compor o sistema de multi-
plexação por divisão de frequências por modulação SSB.
5.1 MODULADORES
5.1.1 Modulador em Anel
O modulador em anel, é um circuito utilizado para fazer a multiplicação do sinal
portador com o sinal modulante. É composto por dois transformadores e quatro diodos.
Figura 16: Circuito modulador em anel
Fonte: (BARRADAS; PINES, 1977)
O princípio de funcionamento do circuito da Figura 16 pode ser analisando da se-
guinte maneira:
Aplicando apenas o sinal da portadora em um semiciclo os diodos 1 e 3 conduzem
o sinal passando pelo T1 e retornando em T2.
No outro semiciclo O sinal passa por T2 e T1 e conduz os diodos 2 e 4.
No primeiro semiciclo do sinal modulante o sinal soma se com a portadora na parte
alta de T1 e se subtrai na parte baixa porém os diodos 1 e 3 ainda estão conduzindo já
que o sinal da portadora é muito maior que do sinal modulante logo é induzido uma cor-
5.1 Moduladores 26
rente no secundário de T2. No outro semiciclo da portadora o sinal modulador continua
no mesmo ciclo visto que sua frequência é muito menor que a do sinal da portadora,
portanto, os diodos 2 e 4 conduzem gerando uma corrente negativa no secundário de T2.
Este circuito na verdade multiplica uma onda quadrada pelo sinal modulador (LATHI;
DING, 2012). Assim o sinal de saída pode ser expresso por uma série de Fourier:
Φ =4π
[m(t)cos(2π fct)−
13
m(t)cos(6π fct)+15
m(t)cos(10π fct) · · ·]
(5.1)
Este circuito pode ser utilizado em modulação AM com portadora, DSB-SC e SSB.
5.1.1.1 Simulação modulador em anel
Após ser projetado o circuito modulador para operação nas frequências desejadas,
foi simulado em OrCAD (CADENCE, 2011):
Figura 17: Modulador anel
Fonte: Próprio Autor
Na Figura 18, saída do circuito modulador em anel pode se observar a envoltória do
sinal modulador e o sinal da portadora com frequência de 12 kHz, este sinal também
5.1 Moduladores 27
foi representado no domínio da frequência pela Figura 19 que mostra as duas bandas
laterais, superior e inferior, centradas em cada componente harmônica da onda quadrada
que foi produzida pelo circuito em anel como descrito teoricamente.
Figura 18: Sinal de saída modulador anel no domínio do tempo
Fonte: Próprio Autor
Figura 19: Sinal de saída modulador anel no domínio da frequência
Fonte: Próprio Autor
5.1 Moduladores 28
Figura 20: Sinal de saída modulador anel no domínio da frequência na regiãode interesse
Fonte: Próprio Autor
Na Figura 20 mostra a região da primeira harmônica do sinal de onda quadrada
produzido pelo circuito modulador em anel, tem-se as duas bandas do sinal modulador
que foram deslocadas para 12,5Khz e 11,5kHz.
5.1.2 Modulador com CI multiplicador
Para multiplicar o sinal de banda base com o sinal da portadora, também é possível
utilizar um circuito multiplicador analógico.
Para simular este circuito multiplicador, foi utilizado o circuito integrado AD633.
O AD633 é um circuito multiplicador da fabricante Analog Devices, de baixo custo.
Algumas das características deste CI são (ANALOG DEVICES, 2015):
• Resistência de entrada de 10kΩ, podendo tornar a carga da fonte desprezível.
• Fonte de alimentação simétrica que pode variar de ±8 a ±18 Volts.
• Largura de Banda de 1MHz.
• Slew Rate de 20µV/s.
O AD633 possuí duas entradas diferencias de tensão X e Y que são multiplicadas
5.1 Moduladores 29
por 110V e somadas com a entrada Z, e a saída W, o seu diagrama de bloco pode ser visto
na Figura 22.
Figura 21: Multiplicador Analógico AD633
Fonte: (ANALOG DEVICES, 2015)
Figura 22: Diagrama de Blocos AD633
Fonte: (ANALOG DEVICES, 2015)
5.1 Moduladores 30
5.1.2.1 Simulação com AD633
Figura 23: Circuito modulador com AD633
Fonte: Próprio Autor
Figura 24: Sinal de saída do modulador com AD633 no domínio do tempo
Fonte: Próprio Autor
5.2 Filtros 31
Figura 25: Sinal de saída do modulador com AD633 no domínio da frequên-cia
Fonte: Próprio Autor
Neste caso o sinal de saída do multiplicador AD633 não possui harmônicas como
no caso do modulador em anel, visto que a multiplicação foi entre duas senoides e não
entre uma onda quadrada. Neste circuito a saída é o próprio sinal DSB-SC.
5.2 FILTROS
5.2.1 Filtros Ativos
Filtros Ativos são filtros que são fabricados com amplificadores operacionais, capa-
citores e resistores, dispensando o uso de indutor.
Esta tecnologia é mais recente e possuí algumas vantagens como: para frequências
abaixo de 100kHz, onde indutores necessários são volumosos e com características não
ideais, também é possível adicionar um ganho no sinal que passa pelo filtro ativo (SE-
DRA; SMITH, 2007) (PERTENCE, 2003).
5.2 Filtros 32
Filtros podem ser classificados quanto a três aspectos (PERTENCE, 2003):
Função executada:
• Passa baixa - permite passagem de sinais abaixo de uma frequência determi-
nada, denominada frequência de corte.
• Passa alta - permite passagem de sinais acima da denominada frequência de
corte.
• Passa faixa - Permite passagem de apenas uma faixa de sinais entre duas
frequências de corte superior e inferior.
• Rejeita faixa - Atenua uma faixa de sinais entre duas frequências superior e
inferior
Tecnologia empregada :
• Filtros Passivos - compostos apenas por componentes passivos.
• Filtros Ativos - compostos de elementos passivos associados a elementos ati-
vos.
• Filtros Digitais - utiliza componenetes digitais, e em casos de sinais analógi-
cos é necessário a conversão analógico digital para passar pelo filtro.
Função resposta :
• Butterwoth
• Chebyshev
• Cauer ou Elíptico
• Outros
Cada um possui uma equação matemática específica e uma característica de função
resposta também específica.
5.2 Filtros 33
5.2.2 Filtros Passa Faixa
Para eliminar uma das laterais do sinal modulado, utiliza-se um filtro passa faixa
(BARRADAS; PINES, 1977). Na Figura 26, tem-se o sinal em banda base o sinal em DSB-
SC e a característica do filtro passa faixa, onde é selecionado a banda lateral inferior.
Figura 26: Filtro Passa Faixa de um SSB
Fonte: (BARRADAS; PINES, 1977)
Para o projeto dos filtros foi utilizado a ferramenta de projeto de filtros, Filter Wizard
5.2 Filtros 34
da Analog Devices.
Foram projetados três filtros ativos de topologia de realimentação múltipla, Chebyshev
de décima ordem com ripple na banda de passagem.
A largura de banda de passagem de 3,5kHz e o centro dos filtros ficaram com 200Hz
a mais do que o centro de um canal de 4kHz, a largura de 3,5kHz em vez de 4kHz foi
utilizado a fim de não perder grande parte do sinal próximo de 300Hz mas que ainda
assim atenuasse o sinal das banda superior. Estas técnicas também ajudaram a reduzir a
ordem dos filtros.
5.2.3 Simulação Filtro Passa Faixa
Figura 27: Resposta em Frequência do Filtro de 10,2kHz
Fonte: Próprio Autor
O filtro de frequência central de 10,2kHz possui um ripple de 1,68dB, sua função de
transferência pode ser vista na Figura 27.
O filtro de frequência centra de 14,2kHz possui um ripple de 0,71dB, sua função de
transferência pode ser vista na Figura 28.
O filtro de frequência centra de 18,2kHz possui um ripple de 0,29dB(informação
do programa de projeto), sua função de transferência pode ser vista na Figura 29, neste
filtro a resposta em frequência não é exatamente a esperada, já que o ripple esta muito
5.2 Filtros 35
Figura 28: Resposta em Frequência do Filtro de 14,2kHz
Fonte: Próprio Autor
Figura 29: Resposta em Frequência do Filtro de 18,2kHz
Fonte: Próprio Autor
maior do que o projetado e a função esta destorcida, porém ainda pode ser aplicado ao
sistema projetado.
5.2 Filtros 36
Figura 30: Filtro Passa Faixa 10,2Khz
Fonte: Próprio Autor
As especificações para o projeto do filtro mostrado na Figura 30 que foram utilizadas
no Filter Wizard foram:
• Ganho: 20 dB.
• Frequência Central: 10,2kHz.
• Banda Passante: -3dB largura 3.5kHz.
• Banda de Rejeição: -40dB largura 6.5kHz.
A fim de manter as característica de um sistema de multiplexação com atenuação de
banda lateral de 40dB. (LATHI; DING, 2012)
5.2 Filtros 37
Figura 31: Filtro Passa Faixa 14,2Khz
Fonte: Próprio Autor
As especificações para o projeto do filtro mostrado na Figura 31 que foram utilizadas
no Filter Wizard foram:
• Ganho: 20 dB.
• Frequência Central: 14,2kHz.
• Banda Passante: -3dB largura 3.5kHz.
• Banda de Rejeição: -40dB largura 6.5kHz.
A fim de manter as característica de um sistema de multiplexação com atenuação de
banda lateral de 40dB. (LATHI; DING, 2012)
5.2 Filtros 38
Figura 32: Filtro Passa Faixa 18,2Khz
Fonte: Próprio Autor
As especificações para o projeto do filtro mostrado na Figura 32 que foram utilizadas
no Filter Wizard foram:
• Ganho: 20 dB.
• Frequência Central: 18,2kHz.
• Banda Passante: -3dB largura 3.5kHz.
• Banda de Rejeição: -40dB largura 6.5kHz.
A fim de manter as característica de um sistema de multiplexação com atenuação de
banda lateral de 40dB. (LATHI; DING, 2012)
Para melhorar os filtros, e evitar que o cascateamento cause uma diferença muito
grande na resposta esperada, foram projetados três filtros elípticos a capacitores cha-
5.3 Modulador SSB 39
veados, que devido a limitações de programa utilizado para a simulações, não foram
simulados no sistema SSB, estes projetos estão no apêndice deste trabalho.
5.3 MODULADOR SSB
O circuito final SSB, utilizando a técnica de filtragem seletiva pode ser feito pela
composição de um circuito que multiplica o sinal da portadora com o sinal modulador e
um filtro passa faixa, sintonizado para passar apenas uma das bandas do sinal (BARRA-
DAS; PINES, 1977).
5.3.1 Simulação Modulador SSB
Foram feitas duas simulações do circuito SSB, com modulador em anel e outra com
o multiplicador analógico AD633, com portadora em 12kHz e modulador em 1kHz.
Figura 33: Sinal modulado no domínio da frequência - SSB com moduladorem anel
Fonte: Próprio Autor
5.3 Modulador SSB 40
Figura 34: Sinal modulado e sinal modulador no domínio do tempo - SSBcom modulador em anel
Fonte: Próprio Autor
Figura 35: Sinal modulado e sinal modulador no domínio da frequência -SSB com multiplicador AD633
Fonte: Próprio Autor
5.3 Modulador SSB 41
Figura 36: Sinal modulado no domínio do tempo - SSB com multiplicadorAD633
Fonte: Próprio Autor
Ao analisar as duas modulações pode-se observar que ambas possuem os resultados
esperados, ou seja, o deslocamento da banda do sinal modulador e a atenuação de uma
das bandas do sinal.
Assim o sinal de saída para uma modulação por pulso é um sinal senoidal como é
apresentado no domínio do tempo nas Figuras 34 e 36.
5.3.2 Demodulador
Para demodular o sinal modulado em SSBSC(Single Side Band Supressed Carrier),
deve-se utilizar um circuito multiplicador, onde se multiplica o sinal modulado por um
sinal de mesma frequência do sinal da portadora e em seguida passar por um filtro passa
baixa eliminando qualquer sinal indesejado produzido por esta nova multiplicação.
5.3 Modulador SSB 42
5.3.2.1 Filtro Passa Faixa Demodulador
Foi projetado um filtro ativo Butterworth de terceira ordem passa baixase e um passa
altas de primeira ordem passivo.
As especificações para o projeto do filtro mostrado na Figura 37 que foram utilizadas
no Filter Wizard foram:
• Ganho: 0 dB.
• Banda Passante: -3dB largura 5kHz.
• Banda de Rejeição: -40dB largura 30kHz.
E Para o Passa altas:
Filtro RC com frequência de corte em 8Hz.
Estes filtro foi projetado para eliminar niveis DC e os sinais em frequências maiores
que a banda base geradas pela demodulação síncrona conforme visto no capítulo 2.3.2
deste trabalho.
Figura 37: Gráfico da função transferência do filtro passa baixas
Fonte: Próprio Autor
5.3 Modulador SSB 43
5.3.3 Simulaçao do SSB com Sinal de Voz
Com intenção de validar o circuito projetado e analisar os sinais foi utilizado um
sinal de voz com tempo de 2,6 segundos e frequência de amostragem de 1600Hz, com
o programa MATLAB (MATLAB, 2014) foi feito um algoritmo para obtenção dos dados
de voz de formato .wav para .txt, este arquivo possui dois vetores, o vetor com dados de
tempo e o vetor com dados de tensão, então após a obtenção do arquivo foi aplicado o
sinal numa fonte de tensão no OrCAD (CADENCE, 2011) que varia conforme os dados
do arquivo em formato .txt.
Após passar pelo sistema SSB de modulação e demodulação foi feito outro algoritmo
com os dados obtidos no OrCAD (CADENCE, 2011) para transformar os dados de saída
do sinal em um novo áudio em formato wav.
O áudio é de uma voz feminina obtido em (HELLO. . . , ) falando "Hello".
Foi possível recuperar o áudio de forma inteligível em ambos os circuitos simulados.
Figura 38: Sinal de voz em banda base aplicado na entrada do circuito
Fonte: Próprio Autor
5.3 Modulador SSB 44
Figura 39: Sinal de voz modulado obtido na saída do circuito com AD633
Fonte: Próprio Autor
Figura 40: Sinal de voz modulado obtido na saída do circuito demoduladorcom AD633
Fonte: Próprio Autor
5.3 Modulador SSB 45
Figura 41: Sinal de voz modulado obtido na saída do circuito com moduladorem anel
Fonte: Próprio Autor
Figura 42: Sinal de voz demodulado obtido na saída do circuito com modu-lador em anel
Fonte: Próprio Autor
5.3 Modulador SSB 46
A Figura 39 mostra o sinal modulado em SSB com banda lateral superior atenuada
circuito modulador com AD633, a banda lateral superior entre 16kHz e 16,5kHz teve
uma atenuação menor que 40dB, isto acontece por que o filtro não é ideal,como visto
no capítulo 5.2 deste trabalho onde esta descrito o projeto dos filtros, porém na multi-
plexação isto não afeta o canal adjacente pois a largura de passagem do filtro é menor
que 4kHz, ou seja, o sinal nesta região será atenuado pelo filtro do canal adjacente na
demodulação.
A figura 40 mostra o sinal demodulado, visualmente o seu espectro está parecido
com o sinal de entrada, com algumas componentes mais amplificadas perto de 0Hz.
A figura 41 mostra o sinal modulado em SSB com banda lateral superior atenuada
com circuito modulador em anel, se comparar com a modulação com o AD633 pode-se
observar que a atenuação da banda lateral superior foi maior porém ao demodular como
mostra a figura 42 o sinal tem uma atenuação grande para frequências abaixo de 500Hz.
5.4 Sistema de Multiplexação de Três Canais com Modulador em Anel 47
5.4 SISTEMA DE MULTIPLEXAÇÃO DE TRÊS CANAIS COM MODULADOREM ANEL
5.4.1 Somador
Circuito somador foi projetado para somar os três sinais modulados em SSB, para
transmissão dos sinais multiplexados em frequência.
O circuito é composto por resistores e um amplificador operacional como proposto
em (PERTENCE, 2003).
Figura 43: Circuito Somador
Fonte: (PERTENCE, 2003)
Onde a função transferência e dada por:
Vo =
(1+
R f
R
)( V1R1+ V2
R2+ V3
R3
1R1+ 1
R2+ 1
R3
)(5.2)
5.4.1.1 Simulação Circuito Somador
Para o circuito da Figura 45 foi utilizado R f = 500Ω e R = R1 = R2 = R3 = 1kΩ.
5.4 Sistema de Multiplexação de Três Canais com Modulador em Anel 48
Onde foi aplicado na entrada dos canais senóides com frequências:
Canal 12kHz senóide de frequência de 800Hz.
Canal 16kHz senóide de frequência de 1kHz.
Canal 20kHz senóide de frequência de 1,8kHz.
Figura 44: Circuito Somador
Fonte: Próprio Autor
Figura 45: Sinais de entrada do circuito somador no domínio da frequência
Fonte: Próprio Autor
5.4 Sistema de Multiplexação de Três Canais com Modulador em Anel 49
Figura 46: Sinal de saída do circuito somador no domínio da frequência
Fonte: Próprio Autor
Figura 47: Sinal de saída do circuito somador no domínio do tempo
Fonte: Próprio Autor
No circuito somador o sinal é atenuado, porém ao passar pelo filtro no demodulador
ele é amplificado apenas nas faixas desejadas conforme os projetos de filtros já descritos
anteriormente.
5.4 Sistema de Multiplexação de Três Canais com Modulador em Anel 50
5.4.2 Sistema FDM com transmissão por tom
Para simulação do sistema todo foi utilizado três senóides de diferentes frequências.
Figura 48: Sinal de entrada do sistema FDM
Fonte: Próprio Autor
Figura 49: Sinal de saída do sistema FDM
Fonte: Próprio Autor
5.4 Sistema de Multiplexação de Três Canais com Modulador em Anel 51
Figura 50: Sinal de saída do sistema FDM no domínio do tempo
Fonte: Próprio Autor
Assim tem-se os resultados finais do sistema de multiplexação por divisão de frequên-
cia com três canais onde a entrada da modulação por tom pode ser vista na Figura 48 e
a saída na Figura 49 no domínio da frequência e na Figura 50 no domínio do tempo.
Fica evidente que o sinal de saída é muito próximo do sinal de entrada, como espe-
rado, com baixo ruído porém sinal de saída não é perfeito, como pode ser visto na Figura
50 estas senoides tem uma distorção. É aceitável um pouco de distorção num sistema
de multiplexação que utiliza modulação SSB, visto que, esta forma de modulação não
elemina totalmente uma das bandas laterais.
A atenuação das bandas eliminadas pelos filtros passa faixa ficaram abaixo de 40dB,
valor mínimo de atenuação aceito para um sistema SSB, portanto está dentro das espe-
cificações que um sistema com essa modulação deve ter.
52
6 CONCLUSÃO
Neste trabalho foi feito um estudo sobre a modulação em amplitude, com foco na
modulação SSB(Single Side Band) com principal objetivo o projeto de um sistema de
multiplexação por divisão de frequência.
Foram aplicados conceitos de eletrônica e sistemas de comunicação que contribuí-
ram para aprimorar os conhecimentos nestas áreas.
O projeto mostrou-se relativamente complexo apesar de ter sido utilizado ferramen-
tas que facilitaram os projetos de filtros, que a princípio pareceu-se simples, porém viu
se necessário para estes projetos de filtros levar em conta alguns aspectos tais como: o
tamanho do circuito do filtro, sua ordem e a atenuação necessária do sinal para o projeto.
O principal foco foi desenvolver um sistema que transmitisse voz, portanto foi feito
uma análise de um sinal de voz para otimizar o projeto dos filtros.
Também foi possível comparar diferentes circuitos para a aplicação deste projeto e
suas particularidades.
Como sugestão para trabalhos futuros seria a implementação física do projeto para
que se possa comparar com o projeto simulado. Também pode se sugerir um futuro
projeto utilizando filtros digitais tanto para sinais de voz como para outros tipos de sinais
como por exemplo sinais de vídeo.
53
REFERÊNCIAS
Analog Devices. Filter Wizard. <http://www.analog.com/designtools/en/filterwizard>Acesso em 06 de Junho de 2016.
ANALOG DEVICES. Datashet AD633. 2015. Rev. K.
BARRADAS, O.; PINES, J. Telecomunicações Sistemas Multiplex. Rio de JaneiroLTC, 1977.
CADENCE. OrCAD Capture version 16.5. California Cadence Design Systems Inc.,2011.
COMPANY, C. R. Fundamentals of Single Side Band 2th ed. Iowa Collins RadioCompany, 1959.
HELLO.WAV. <https://www.freesound.org/people/MatteusNova/sounds/123346/>Acesso em 06 de Junho de 2016.
LATHI, B.; DING, Z. Sistemas de Comunicações Analógicos e Digitais Modernos. Riode JaneiroLTC, 2012.
MATLAB. version 8.3.0.532 (R2014a). Natick, Massachusetts The MathWorks Inc.,2014.
PERTENCE, A. Amplificadores Operacionais e Filtros Ativos - 6a ed. São PauloBookman 2003.
SEDRA, A. S.; SMITH, K. C. Microeletrônica 5a ed. São Paulo Pearson Prentice Hall,2007.
WILLIAN, I. O. Radio Handbook 23th. Indiana Howard W. Sams and Company, 1988.
54
A FILTROS A CAPACITORES CHAVEADOS PROJETADOS COM
FITERCAD(LINEAR TECNOLOGY)
Figura 51: Circuito filtro 10kHz parte 1
Fonte: Próprio Autor
Figura 52: Circuito filtro 10kHz parte 2
Fonte: Próprio Autor
A Filtros a capacitores chaveados projetados com FiterCAD(Linear Tecnology) 55
Figura 53: Resposta em frequência filtro 10kHz
Fonte: Próprio Autor
Figura 54: Circuito filtro 14kHz
Fonte: Próprio Autor
A Filtros a capacitores chaveados projetados com FiterCAD(Linear Tecnology) 56
Figura 55: Resposta em frequência filtro 14kHz
Fonte: Próprio Autor
Figura 56: Circuito filtro 18kHz
Fonte: Próprio Autor
A.1 Específicações dos Filtros 57
Figura 57: Resposta em frequência filtro 18kHz
Fonte: Próprio Autor
A.1 ESPECÍFICAÇÕES DOS FILTROS
Filtro 1:
Elíptico
12a ordem
Ripple na banda de passagem: 0.1dB
Atenuação na banda de rejeição: 40dB
Frequência central: 10 kHz
Largura de banda de passagem: 3,1kHz
Lagura de banda de rejeição: 4,5kHz
Filtro 2:
Elíptico
10a ordem
Ripple na banda de passagem: 0.1dB
Atenuação na banda de rejeição: 40dB
A.1 Específicações dos Filtros 58
Frequência central: 14 kHz
Largura de banda de passagem: 3,1kHz
Lagura de banda de rejeição: 4,7kHz
Filtro 3:
Elíptico
10a ordem
Ripple na banda de passagem: 0.1dB
Atenuação na banda de rejeição: 40dB
Frequência central: 18 kHz
Largura de banda de passagem: 3,1kHz
Lagura de banda de rejeição: 5kHz
A variação de ordem e largura de banda de reijeição é devido ao Q máximo dos
filtros do circuito integrado LTC1068 ser 50.
59
B CÓDIGO EM MATLAB PARA GERAR ARQUIVO .TXT
1 c l c , c l e a r a l l %i n i c i a l i z a ç ã o
2
3 f i l e n a m e = ’ a ud io 1 . wav ’ ; %l e i t u r a do á u d i o em f o r m a t o . wav
4 [ y , Fs ] = a u d i o r e a d ( f i l e n a m e ) %fu nç ã o p a r a o b t e r v e t o r com o s i n a l de voz e f r e q u ê n c i a de amostragem
5 N= l e n g t h ( y );% obtem tamanho do v e t o r de dados
6 %f s =(0 :N−1);
7 tempo =(0 :N−1) / (10^4) ;% o b t e n ç ã o do v e t o r de tempo
8 t =tempo ’ ;% t r a n s p o s i ç ã o do v e t o r tempo
9 m=[ t , y ];% m a t r i z com v e t o r e s tempo e s i n a l
60
C CÓDIGO EM MATLAB PARA GERAR ARQUIVO .WAV
1 c l c , c l e a r a l l%i n i c i a l i z a ç ã o
2 f i l e n = l o a d ( ’ audioSSBAD . t x t ’ ) ; %l e i t u r a do á u d i o em f o r m a t o . t x t o b t i d o no PSPICE
3 h= f i l e n ( : , 2 ) ; %o b t e n ç ã o dos dados do s i n a l c o n t i d o s na segunda c o l u n a de dados
4
5 %% d i m i n u i os p o n t o s o b t i d o s no PSPICE
6 n =1;
7 f o r i =1 : 3 0 : 5 2 4 2 8 9
8 w( n )= h ( i ) ;
9 n=n +1;
10 end
11 %%
12
13 Fs =16000; %f r e q u e n c i a de amostragem
14 sound (w, Fs ) ; %r e p r o d u z o s i n a l
15 a u d i o w r i t e ( ’ audioSSB . wav ’ ,w, Fs ) ; %g r a v a o s i n a l em . wav
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