ARTIGO SOBRE MODULADOR RING

MODULADOR TIPO RING E DEMODULAÇÃO SÍNCRONA

Amarildo Gemelli Junior1, Leonardo Rodrigues2

Curso de Engenharia Elétrica – Unochapecó – Introdução a Sistemas de Comunicação1, 2

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Resumo: A modulação em ângulo é largamente utilizada em sistemas de comunicação via radiofrequência, sendo que a maioria das rádios atuais utiliza modulação AM ou modulação FM. É importante modular um sinal para que possam existir vários sinais em um mesmo meio sem que haja interferência entre eles. Os sinais modulados em angulo possuem frequência ou ângulo variável, modulação FM e modulação PM, que faz com que ocupem posições variáveis no espectro de frequências de acordo com o sinal de mensagem a ser transmitido e uma constante de modulação. Esta largura do espectro pode ser controlada variando-se a constante de modulação e limitando a banda do sinal a ser enviado para chegar a um valor especificado ou desejável. Neste artigo, utilizaremos o software PSIM para simular um determinado circuito modulador do tipo RING, com sua demodulação síncrona.

Palavras-Chave: FM. PM. Modulação. Demodulação, RING.

Nomenclatura:

FM	Modulação em Frequência
PM	Modulação em Fase
B	Largura de Banda do sinal de mensagem
BPM	Largura de Banda do Sinal modulado PM
BFM	Largura de Banda do Sinal modulado FM
Kf	Constante de modulação do sinal FM
Kp	Constante de modulação do sinal PM
ω	Frequência angular (rad/s)
f	Frequência (Hz)
ωi	Frequência instantânea
ωc	Frequência da portadora (Carrier)
[pic 1]	Derivada em função de ‘x’
[pic 2]	Integral em função ‘dx’ no período T

         

1.  INTRODUÇÃO

Ao longo da última década, a rápida expansão das tecnologias de comunicação digital foi altamente impressionante. A comunicação em si, vem sido desenvolvida dia após dia visando a melhor e mais eficiente forma de se transmitir e receber sinais com a melhor qualidade possível.

Sabe-se da importância de se modular um sinal, pois, através da modulação podemos transmitir mais de um sinal utilizando o mesmo espectro de frequência, possibilitando assim o aumento no número de sinais a serem transmitido, o que não ocorreria caso fizéssemos a transmissão de sinais por banda base. O deslocamento no espectro (modulação) é feito de acordo com cada sinal a ser transmitido.

Para a recuperação desses sinais já modulados, ocorre a demodulação, que é o processo que se permite o recebimento do sinal sem que haja perdas no seu conteúdo. Esse processo é realizado com a associação de dispositivos calculados e dimensionados para receber esses sinais e assim reproduzir os sinais transmitidos.  

Os sistemas de comunicação em si envolvem principalmente uma informação que é transmitida de um ponto para outro, dentro disso, ocorrem vários processos pra ajustar esta mensagem. Primeiramente gera-se um sinal de mensagem, seja voz, imagem, dados, etc. Esta mensagem é transformada em um sinal então este sinal é modulado e transmitido por um canal, ocorre então a recepção deste sinal, após isso, o sinal é demodulado e então o sinal é novamente transformado em mensagem.

2. DEFINIÇÕES BÁSICAS

2.1 MODULADOR RING

Existem diversos tipos de moduladores, multiplicadores, analógicos, moduladores não lineares, moduladores chaveados. O modulador do tipo RING mostrado nesse artigo é realizado a diodos, o que consiste em componentes não lineares.

Dessa forma, a modulação pode ser obtida através da multiplicação do sinal m(t) por uma onda periódica qualquer. Uma onda priódica pode ser representada em séries de Fourier por:

[pic 3]

Logo se multiplicarmos por m(t):

[pic 4]

Para o caso estudado nesse artigo, o tipo RING se descreve como um modulador cujo sua composição resulta em uma série já multiplicada por m(t):

[pic 5]

O modulador RING é algumas vezes referido como um modulador duplamente balanceado, porque é balanceado com respeito tanto ao sinal da banda de base quanto à onda portadora qquadrada.

O circuito demonstrativo do Modulador RING é demonstrado a seguir:

[pic 6]

Figura 1 – Circuito modulador RING - DSB

O circuito basicamente em um transformador de entrada T1, um transformador de saída T2 e quatro diodos. O sinal de modulação é aplicado à entrada T1 e a portadora é aplicada nos taps centrais dos dois transformadores T1 e T2.

Após ser filtrado, o sinal no secundário do transformador T2 constituirá no sinal DSB.

A saída do modulador balanceado, contém duas faixas laterais, e uma mistura de componentes, no qual são selecionados pela sintonia dos enrolamentos do secundário do transformador de saída. Sendo assim, a saída consiste apenas das faixas laterias.

Nesse tipo de modulador, o sinal da portadora ao se aplicar ao circuito da figura anterior é um sinal de onda quadrada com frequência ‘fc’ em que o resultado no domínio do tempo é o que se vê na figura seguinte: