Princípios de Comunicações
Conceitos de FM (3ª. Parte)
Prof. Dr. Naasson Pereira de Alcantara Jr.
Prof. Dr. Claudio Vara de Aquino
UNESP - FE – DEE
naasson@feb.unesp.br
aquino@feb.unesp.br
Processo que consiste em modificar uma das
características da onda portadora, ou seja, sua
amplitude, sua fase ou sua freqüência
proporcionalmente ao sinal modulante ou
modulador contendo a informação transmitida
ou recebida.
Vantagens:
 maior freqüência → maiores distâncias
 menor  → menores antenas (dimensões viáveis)
MODULAÇÃO - recordando
Conceitos de Modulação
Recebe duas entradas, e produz uma saída.
Modulação: adequação da informação (voz, dados etc) gerada por uma
fonte, possibilitando uma transmissão eficiente.
modulação
INFORMAÇÃO
Sinal modulante
Sinal da portadora
Sinal modulado
INTERFERÊNCIA CONSTRUTIVA
Modulação Analógica
Sc = Ac(t) cos(ω0t + Φ0)
Sc = Ac cos[ω(t).t + Φ0]
Modulação em Amplitude (AM):
Modulação em Freqüência (FM):
Modulação em Fase (PM):
Sc = Ac cos[ω0t + Φ(t)]
SINAL MODULANTE
Modulação em Fase (PM)
dt
(t)
t

 
 
t
E
t
e 
cos
)
( 0

   
)
t
(
e
.
K
t
cos
E
t
e m
P
0
0
PM 


Interferência direta de
em(t) na fase instantânea
do sinal modulado e(t)
   


t
dt
t
t
0


  )
(
.
0 t
e
K
t
t m
P



PM: Phase Modulation
0
0
0
t 




Modulação em Fase (PM)
   
)
t
(
e
.
K
t
cos
E
t
e m
P
0
0
PM 


Interferência direta de
em(t) na fase instantânea
do sinal modulado e(t)
0t: fase instantânea da onda portadora (rad)
KP
KP: constante de modulação em fase
variações de
em(t)
variações de fase
de (t)
CIRCUITO MODULADOR PM


0

Modulação em Fase (PM)
Sinal modulador (modulante)
Onda portadora
Sinal modulado (PM)
atraso
adiant.
0
0 2 f

 
0

 0


0


0

m
e
0


0

m
e
Modulação em Freqüência (FM)
t

 
 
t
E
t
e 
cos
)
( 0

Interferência direta de
em(t) na velocidade angular
ou na freqüência
instantânea do sinal
modulado e(t)
   


t
dt
t
t
0


  )
(
.
0 t
e
K
t m
F



    




 

 
t
0 m
F
0
0
FM dt
)
t
(
e
.
K
cos
E
t
e FM:
Frequency Modulation
    




 

 
t
0 m
F
0
0
FM dt
)
t
(
e
.
K
cos
E
t
e
0 = 2  f0: freqüência da onda portadora (rad/s ou Hz)
KF
KF: constante de modulação em freqüência
variações de
em(t)
variações de freq.
(t)
CIRCUITO MODULADOR FM
Modulação em Freqüência (FM)
Interferência direta de
em(t) na freqüência
instantânea do sinal
modulado e(t)


Modulação em Freqüência (FM)
0
0
0












→ freqs. iguais para e(t) e e0(t)
→ aumento da freq. de e(t) em relação a e0(t)
→ diminuição da freq. e(t) em relação a e0(t)
 
 
  0
0
0



t
e
t
e
t
e
m
m
m
 variável no tempo
    




 

 
t
0 m
F
0
0
FM dt
)
t
(
e
.
K
cos
E
t
e
Interferência direta de
em(t) na freqüência
instantânea do sinal
modulado e(t)
Modulação em Freqüência (FM)
informação
portadora
sinal
modulado
0
f
f 
0
f
f  0
f
f 
0
f
f 
0

m
e
0

m
e
0
f
0
f
0
f
0
f
Modulação em Freqüência - FM
   
 
t
e
.
K
t
cos
E
t
e m
P
0
0
PM 


   
t
e
K
t
t m
P .
0 


    




 

 
2
1
t
t m
F
0
0
FM dt
t
e
K
t
cos
E
t
e
   
 dt
t
e
K
t
t
t
m
F
 

2
1
.
0


Modulação em freqüência:FM
Modulação em fase:PM
   
t
E
t
e m
m
m 
cos

Modulação em Freqüência (FM)
  









 )
t
(
sen
E
.
K
t
cos
E
t
e m
m
m
F
0
0
FM
    




 


 
t
0 m
m
F
0
0
FM dt
)
t
cos(
E
.
K
cos
E
t
e
  




 


 
t
0 m
m
F
0
0
FM dt
)
t
cos(
E
.
K
t
cos
E
t
e
tom modulante )
t
(
em
Modulação em Freqüência (FM)









m
m
m
m
F
f
f
E
K max
max
.
   
)
t
(
sen
t
cos
E
t
e m
0
0
FM 




índice de modulação FM:
desvio máximo de fase que sofre
o sinal modulado.
  









 )
t
(
sen
E
.
K
t
cos
E
t
e m
m
m
F
0
0
FM
FM: Frequency Modulation
Modulação em Freqüência (FM)
 
 
)
(
)
(
cos
t
sen
sen
t
sen
m
m




   
)
t
(
sen
t
cos
E
t
e m
0
0
FM 




     
   
)
t
(
sen
sen
.
t
sen
E
)
t
(
sen
cos
.
t
cos
E
t
e
m
0
0
m
0
0
FM








Funções de Bessel
Funções transcendentais
Modulação em Freqüência (FM)
       
        ...
6
cos
2
4
cos
2
2
cos
2
)
(
cos
6
4
2
0





t
J
t
J
t
J
J
t
sen
m
m
m
m









Funções de Bessel de 1ª. espécie
         
        ...
7
2
5
2
3
2
2
)
(
7
5
3
1





t
sen
J
t
sen
J
t
sen
J
t
sen
J
t
sen
sen
m
m
m
m
m










 

n
J → gráfico ou tabela
Modulação em Freqüência (FM)
Funções de Bessel
de primeira espécie
Modulação em Freqüência (FM)
Funções de Bessel de primeira espécie
Modulação em Freqüência (FM)
Funções de Bessel de 1ª. Espécie – propriedades fundamentais:
29
0 

         
1
98
,
0
2
...
2
2
2 2
2
3
2
2
2
1
2
0














n
J
J
J
J
J n
P2
         








n
J
J
J
J
J n 1
2
...
2
2
2 2
2
3
2
2
2
1
2
0 




P1
Modulação em Freqüência (FM)
   
     
   
 
       
    



















...
5
2
3
2
2
...
4
cos
2
2
cos
2
cos
5
3
1
0
0
4
2
0
0
0
t
sen
J
t
sen
J
t
sen
J
t
sen
E
t
J
t
J
J
t
E
t
e
m
m
m
m
m













   
)
t
(
sen
t
cos
E
t
e m
0
0 




     
   
)
(
.
)
(
cos
.
cos
0
0
0
0
t
sen
sen
t
sen
E
t
sen
t
E
t
e
m
m





 

Modulação em Freqüência (FM)
         
 
   
     
 
   
     
 
   
     
 
   
     
 
   
  ...
5
cos
5
cos
4
cos
4
cos
3
cos
3
cos
2
cos
cos
2
cos
cos
cos
cos
cos
0
0
5
0
0
5
0
0
4
0
0
4
0
0
3
0
0
3
0
0
2
0
0
2
0
0
1
0
0
1
0
0
0






















t
E
J
t
E
J
t
E
J
t
E
J
t
E
J
t
E
J
t
E
J
t
E
J
t
E
J
t
E
J
t
E
J
t
e
m
m
m
m
m
m
m
m
m
m
































             
 
             
 
...
5
2
3
2
2
...
4
cos
2
2
cos
2
cos
5
3
1
0
0
4
2
0
0
0








t
sen
J
t
sen
J
t
sen
J
t
sen
E
t
J
t
J
J
t
E
t
e
m
m
m
m
m













Modulação em Freqüência (FM)
e
f
Espectro de amplitudes para FM de Faixa Larga
f0
  0
0 E
J 
f0+2fm
f0–2fm
  0
2 E
J    0
2 E
J 
f0+fm
f0–fm
  0
1 E
J 
  0
1 E
J 
f0+3fm
f0–3fm
  0
3 E
J 
  0
3 E
J 
f0+4fm
f0–4fm
  0
4 E
J    0
4 E
J 
Modulação em Freqüência (FM)
Potência média
Z
E
P
2
2
0

 



n
i
i
Z
E
P
1
2
2

 
   
   
   
   
  ...
2
2
2
2
2
2
0
2
2
0
2
2
0
1
2
0
1
2
0
0







Z
E
J
Z
E
J
Z
E
J
Z
E
J
Z
E
J
P

























 





 

1
2
4
2
3
2
2
2
1
2
0
2
0
...
2
2
2
2
2
J
J
J
J
J
Z
E
P
Banda Infinita
Modulação em Freqüência (FM)
Potência média
Z
E
P
2
98
,
0 2
0

 



n
i
i
Z
E
P
1
2
2
























 






 

1
98
,
0
2
2
4
2
3
2
2
2
1
2
0
2
0
2
...
2
2
2
2
2

n
com
n
J
J
J
J
J
J
Z
E
P
         
1
98
,
0
2
...
2
2
2 2
2
3
2
2
2
1
2
0














n
J
J
J
J
J n
Banda Limitada
prejuízo de 2 %
Modulação em Freqüência (FM)
LARGURA DE FAIXA OCUPADA PELO SINAL FM
f
P
0
f
m
nf
f 
0 n
n m
nf
f 
0
 
max
2 f
f
B m 


 
.
. dir
m
esq
m nf
nf
B 

m
nf
B 2

largura limitada
  m
f
B 1
2 
 
1


n
m
m f
fmax
max 






m
m
f
f
f
B 









 1
2 max
Modulação em Freqüência (FM)
LARGURA DE FAIXA OCUPADA PELO SINAL FM
f
P
0
f
m
nf
f 
0 n
n m
nf
f 
0
 
max
2 f
f
B m 


RADIODIFUSÃO COMERCIAL
FCC
Federal Communications Comission
fm ≤ 15 kHz
fmax ≤ 75 kHz
Modulação em Freqüência (FM)
0,75 MHz ≤ f ≤ 4 MHz AM – SSB
fmax ≤ 25 kHz
fm ≤ 15 kHz
Em TV:
0 ≤ f ≤ 0,75 MHz AM – DSB
mais detalhes AM – VSB
AM – VSB: Amplitude Modulation – Vestigial Side Band
Som
Imagem
FM
Modulação em Freqüência (FM)
LARGURA DE FAIXA OCUPADA PELO SINAL FM
f
P
0
f
m
nf
f 
0 n
n m
nf
f 
0
 
max
2 f
f
B m 


FCC
B = 2 (15 + 25) = 80 kHz
som da TV
B = 2 (15 + 75) = 180 kHz
radiodifusão comercial
Modulação em Freqüência (FM)
LARGURA DE FAIXA OCUPADA PELO SINAL FM
f
m
nf
f 
0 75
75 m
nf
f 
0
  kHz
B
f
fm
180
75
15
2
max












ESPECTRO VHF
108
88
MHz
0,2
100
2
,
0
88
108


emissoras
50 emissoras em faixas alternadas
Afastamento mínimo de 400 kHz
Risco mínimo de interferências
banda de guarda: 20 kHz
0
f
Modulação em Freqüência (FM)
eN
f
Transmissão por OEM
Ruídos inerentes na comunicação
Relação sinal / ruído dB
e
e
r
N
SN 







 log
20
O ruído aumenta com a freqüência
Modulação em Freqüência (FM)
PREÊNFASE e DEÊNFASE
ATENUAR RUÍDOS EM ALTAS FREQUENCIAS
DESFAZER A ENFATIZAÇÃO DO SINAL
MODULANTE
REFORÇAR SINAL EM ALTAS FREQUENCIAS
ENFATIZAR O SINAL MODULANTE
RECEPÇÃO
TRANSMISSÃO
Modulação em Freqüência (FM)
PREÊNFASE REFORÇAR SINAL EM ALTAS FREQUENCIAS
ENFATIZAR O SINAL NA TRANSMISSÃO
ganho do circuito









i
o
v
V
V
dB
G log
20
)
(










2
1
2
0 log
20
)
(
R
R
R
dB
G
sem enfatização
0
Modulação em Freqüência (FM)
PREÊNFASE REFORÇAR SINAL EM ALTAS FREQUENCIAS
ENFATIZAR O SINAL NA TRANSMISSÃO
dB
V
V
i
o
3
2
1
log
20 










C
R
R
R
R
2
1
f
2
1
2
1
2


 final
início
C
R
2
1
f
1
1


    dB
V
V
i
o
3
2
log
20
2
log
10 


Freqüências de corte
0 C: curto
C: aberto
Modulação em Freqüência (FM)
PREÊNFASE REFORÇAR SINAL EM ALTAS FREQUENCIAS
ENFATIZAR O SINAL NA TRANSMISSÃO
s
C
R
s
C
R


50
75
1
1


 
 
JIS
Hz
f
FCC
Hz
f
3183
10
.
50
2
1
2122
10
.
75
2
1
6
1
6
1








Freqüências de corte
FCC:Federal Communications
Comission
JIS:Japanese Industrial
Standard
 
max
15
2 m
f
kHz
f 
0
Modulação em Freqüência (FM)
DEÊNFASE DESFAZER A ENFATIZAÇÃO DO SINAL
NA RECEPÇÃO
ganho do circuito









i
o
v
V
V
dB
G log
20
)
(
RC
2
1
f1


0
Modulação em Freqüência (FM)
1
f
n
f
min
m
f 2
max
f
fm 
Sinal da informação
Curva de preênfase
Informação preenfatizada
Ruído
Informação preenfatizada com ação do ruído
Curva de deênfase
Informação deenfatizada com o ruído atenuado
Modulação em Freqüência (FM)
Determinação da constante do circuito modulador KF f, ...
 
m
F
E
t
K 0

 

CIRCUITO MODULADOR
FM EM TESTE
OSCILADOR DE
PORTADORA
 
t
e0
 
t
eFM
osciloscópio
v
 
t
em
      0
0
0 f
f
t
e
t
e
t
e FM
m 




  f
E
t
e m
m 

  m
F E
K
t 
 0


Modulação em Freqüência (FM)
Determinação da constante do circuito modulador KF f, ...
CIRCUITO MODULADOR
FM EM TESTE
OSCILADOR DE
PORTADORA
0

 
 
t
eFM
osciloscópio
~
 
t
em
FILTRO
MEC.
 
t
e0
FPF(f0)
Apagamento da portadora
 
t
e
J 0
0
  1
0
0 

 
J
rad
404
,
2

 
 
m
m
F
E
K

 4
,
2


0

Em
  0
0 
 
J
→ E máximo no osciloscópio
Em aum. →  aum. até que E=0
...
;
654
,
8
;
52
,
5
;
404
,
2

 
m
m
F E
K

 
m fixa
OSCILADORES
Amplificador com realimentação positiva
Entrada: tensão contínua Saída: tensão alternada


A
Av1
ˆ


B
Av2
ˆ
+
 
o
v
i
v
o v
A
v
A
v ˆ
ˆ
ˆ
ˆ 2
1


i
v
o
v
v
o v
A
v
A
A
v ˆ
ˆ
ˆ
ˆ
ˆ 1
2
1


2
1
1
ˆ
ˆ
1
ˆ
ˆ
ˆ
ˆ
v
v
v
i
o
v
A
A
A
v
v
A



i
v̂ o
v̂
ganho
de
malha
fechada
OSCILADORES
Amplificador com realimentação positiva
Entrada: tensão contínua Saída: tensão alternada


A
Av1
ˆ
i
v̂


B
Av2
ˆ
+
o
v̂
2
1
1
ˆ
ˆ
1
ˆ
ˆ
ˆ
ˆ
v
v
v
i
o
v
A
A
A
v
v
A


 










0
1
1
ˆ
ˆ
2
1


AB
A
A v
v
oscilação
ganho infinito
OSCILADORES


A
Av1
ˆ



B
Av2
ˆ
o
v̂
CIRCUITO
SINTONIZADO
2
1
1
ˆ
ˆ
1
ˆ
ˆ
ˆ
v
v
v
i
o
A
A
A
v
v

 
















 0
1
1
ˆ
ˆ
2
1
AB
A
A v
v oscilação
i
v
de
independe ˆ
OSCILADORES
eFM(t)
em(t)
Sinal de FM obtido pelo Oscilador Hartley
AMPLIFICADOR
Oscilador a três impedâncias
Varicap ou Varactor
diodo com capacitância variável
+
–
– –
–
+ +
+
–
+
 
t
d
A
Cd


choque de RF
Modulação em Freqüência (FM)
CIRCUITOS MODULADORES – MÉTODO DIRETO
R1, P1, R2: polarização Vp
em torno de C0 – região linear
Vp + em(t) no varicap
Modulação em Freqüência (FM)
CIRCUITOS MODULADORES – MÉTODO DIRETO
2
2
2
1
C
C
C
C
L
d
d



d
C
L2
1
 2
C
Cd 
 
0
2
0
1
0
C
L
t
em 


 

0
0
1
1
C
C



 
 
C
C
L
t
em








0
2
0
1
0 









 


0
0
2 1
1
C
C
C
L
Modulação em Freqüência (FM)
CIRCUITOS MODULADORES – MÉTODO DIRETO
   
 2
0
2
0
2
0
1
2
2
1
C
C
C
C
C
C







 
 
C
C
L
t
em








0
2
0
1
0 









 


0
0
2 1
1
C
C
C
L
    023
,
0
2
09
,
0
3
,
0
2
0
2
0
0 





 C
C
e
C
C
C
C
0
0
1
1
C
C



 
  
0
0
0
0
1
1
1
1
1
C
C
C
C
C
C
C
C 









   
  
0
0
2
0
2
0
0
1
1
2
2
1
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C











3
,
0
0


C
C
Modulação em Freqüência (FM)
CIRCUITOS MODULADORES – MÉTODO DIRETO
0
0
2C
C



 

    023
,
0
2
09
,
0
3
,
0
2
0
2
0
0 





 C
C
e
C
C
C
C
0
1
1
C
C


   
 2
0
2
0
2
0
1
2
2
1
C
C
C
C
C
C







0
2
1
C
C



0
0
0
0
0
0
2
2
1
C
C
C
C 









 



 




Pequenas variações
(lineares)
do varicap em torno
de C0
Modulação em freqüência – FM
 
0
0
0
1
1
0
C
C
t
em







 



Modulação em Freqüência (FM)
CIRCUITOS MODULADORES – MÉTODO DIRETO
0
0
2C
C



 

Modulação em freqüência – FM
 
t
e
K m
F

 0


V
KF 

 0



0
2
2 0
0
0
0
0








C
F K
C
V
C
C
K


V
V
KF








 0
2
V
p
V
1
V
2
C
0
C
1
C
C

V

0
1
2
1
2







V
V
C
C
K
V
C
C
V
C
C
KF




1
2 0
0

coeficiente
angular
Modulação em Freqüência (FM)
CIRCUITOS MODULADORES – MÉTODO DIGITAL
Modulação
em freqüência
Filtragem
da
fundamental
Onda
quadrada
Sinal modulante
informação
Modulação em Freqüência (FM)
CIRCUITOS MODULADORES – MÉTODO DIGITAL
MULTIVIBRADOR ASTÁVEL
COM
GERADORES DE CORRENTE
2
1
T
I
CV
t CC



t
I
Q 

 carga acumulada
t = t1
T
tensão armazenada
C
Q
V



CC
CV
I
f
2

C
It
VCC
1

Modulação em Freqüência (FM)
CIRCUITOS MODULADORES – MÉTODO DIGITAL
t = t1
T
   
t
e
K
I
t
i m
I

 0
 

 




f
CC
m
I
f
CC CV
t
e
K
CV
I
f




2
2
0
0
CC
CV
2
)
t
(
i
f 
KI : condutância
amplificador p/ peq. sinais
com inversão de fase
multivibrador astável
T3 e T4 fontes de corrente
seguidor
de
emissor
FPF(f0)
Modulação em Freqüência (FM)
CIRCUITOS MODULADORES – MÉTODO DIGITAL
Emissor Comum
Modulação em Freqüência (FM)
CIRCUITOS MODULADORES – MÉTODO DIGITAL
R4=R5=RE
T3 e T4 fontes de corrente
 grande → IE ≈ IC = I
VCONT = VP + [ – em(t) ]
VP = polarização
VCC – VCONT = vEB + IRE
 




 

 

I
E
m
I
E
EB
P
CC
R
t
e
R
v
V
V
I





0
  E
EB
m
P
CC IR
v
t
e
V
V 



Modulação em Freqüência (FM)
CIRCUITOS MODULADORES – MÉTODO DIGITAL
R4=R5=RE
 
CC
CV
t
i
f
2

CC
E
F
CV
R
K
2
1


 




 

 

I
E
m
I
E
EB
P
CC
R
t
e
R
v
V
V
I





0
 
 
 


 

 

f
E
CC
m
f
E
CC
EB
P
CC
R
CV
t
e
R
CV
v
V
V
f






2
2
0
   
t
e
K
f
t
f m
F

 0
Hz / V
Modulação em Freqüência (FM)
CIRCUITOS DEMODULADORES
Detector de inclinação balanceado
Detector de inclinação
Detector Foster–Seeley
Detector de relação
Circuito RLC paralelo – recordando...
R L C
L
C jX
jX
R
Z
1
1
1
ˆ
1




R
X
X
j
R
jX
R
jX
X
X
j
C
L
C
L
C
L
2
2
















1
1 LC
L
R
j
R









C
L
jR
C
L
R
C
L
Z






1
ˆ











C
L
L
C
jR
R



 1
1
 
C
L
C
L
C
L
X
X
jR
X
X
R
X
X
Z



ˆ
R
Z
X
X C
L
r




ˆ


na ressonância
Circuito RLC paralelo
R L C
L
R
Q
r














f
f
f
f
jQ
R
Z
r
r
1
ˆ











1
1
ˆ
LC
L
R
j
R
Z
LC
r
1
2


0


 r
r f
f
f
f
0


 f
f
f
f r
r
















r
r
r L
R
j
R
Z
1
ˆ
Z ind.
Z cap.
índice
de mérito
Circuito RLC paralelo
R L C
LC
r
1
2


L
j
C
j
R
Z 

1
1
ˆ
1


 










L
j
R
RC
j
R 

1
1
  











 


 2
1
1
ˆ
1





 r
r
RC
j
R
Z















LC
RC
j
R
Z 2
1
1
1
1
ˆ
1




















 2
2
1
1
1
ˆ
1


 r
RC
j
R
Z 














 

 2
2
2
1
1



 r
RC
j
R
Circuito RLC paralelo
R L C
RC
Q r


L
j
C
j
R
Z 

1
1
ˆ
1





















r
r
r
r
2
r
jQ
R
Z






2
1
ˆ
  











 


 2
1
1
ˆ
1





 r
r
RC
j
R
Z
C
L
r
r


1

LC
r
1
2


L
R
Q
r


 






 


 r
r RC
j
R
Z
r





2
1
1
ˆ
1





 


r
jQ
R
Z 

2
1
1
ˆ
1
Circuito RLC paralelo
R L C
r
r f
f







2
2
 
 
 
R
Z
Z
Z
A
r
v


 ˆ
ˆ
ˆ
ˆ 






 


r
jQ
R
Z 

2
1
1
ˆ
1
r
jQ
R
Z






2
1
ˆ
r
jQ 




2
1
1
 2
2
1
1
ˆ
r
v
f
f
Q
A



Modulação em Freqüência (FM)
CIRCUITOS DEMODULADORES – DETECTOR DE INCLINAÇÃO
REGIÃO LINEAR E NÃO RESSONANTE
AV
2f
AV
AV0
f0
fR
1) Converte sinal FM em AM
2) Recupera em(t) com um detector
de envoltória
f0 < fR
e
B = 2 (f + fm)
eREC(t) = K+ em(t)
DETECTOR DE ENVOLTÓRIA
CIRCUITO RESSONANTE
Modulação em Freqüência (FM)
CIRCUITOS DEMODULADORES – DETECTOR DE INCLINAÇÃO
CIRCUITO RESSONANTE
DETECTOR DE ENVOLTÓRIA
eREC(t) = K+ em(t)
Recupera em(t) com um detector
de envoltória
Converte sinal FM em AM
Ganho linear do filtro fora da ressonância
FM
AM
Modulação em Freqüência (FM)
DEMODULADORES – DETECTOR DE INCLINAÇÃO BALANCEADA
eFM(t)
D2
D1
eREC(t)=K+em(t) =vC4–vC5
Detectores de inclinação simétricos
Modulação em Freqüência (FM)
DEMODULADORES – DETECTOR DE INCLINAÇÃO BALANCEADA
eFM(t)
D2
D1
eREC(t)=K+em(t) =vC4–vC5
0
2
2
1
2
1
f
C
L
f 


1
1
0
2
1
C
L
f


0
3
3
2
2
1
f
C
L
f 


Circuito RLC paralelo, retomando...
R L C
r
r f
f







2
2
 
 
 
R
Z
Z
Z
A
r
v


 ˆ
ˆ
ˆ
ˆ 






 


r
jQ
R
Z 

2
1
1
ˆ
1
r
jQ
R
Z






2
1
ˆ
2
2
2
2
1
1
2
1
2
1
1
2
1
1







 









 




f
f
f
Q
f
f
f
Q
A
A
A v
v
v
r
jQ 




2
1
1
 2
2
1
1
ˆ
r
v
f
f
Q
A



Modulação em Freqüência (FM)
DEMODULADORES – DETECTOR DE INCLINAÇÃO BALANCEADA
2
2
2
2
1
1
2
1
2
1
1
2
1
1







 









 




f
f
f
Q
f
f
f
Q
A
A
A v
v
v
f0 = 10,7 MHz (FI)
f1 = 10,7 – 0,2 = 10,5 MHz
f2 = 10,7 + 0,2 = 10,9 MHz
Q f 10,5 10,6 10,65 10,7 10,75 10,8 10,85 10,9
10 Av -0,19 -0,11 -0,05 0 0,06 0,11 0,16 0,20
50 Av -0,74 -0,38 -0,17 0 0,20 0,41 0,62 0,75
200 Av -0,93 -0,16 -0,06 0 0,07 0,17 0,40 0,93
0
v
0
v
f
f
0
A
f
f
0
A






Modulação em Freqüência (FM)
DEMODULADORES – DETECTOR FOSTER – SEELEY
DISCRIMINADOR DE FASE
Defasagem no sinal de fuga da sintonia f0 de um circuito LC
L3
L2
circuitos
ressonantes
simétricos
L2C2
L3C3
vFM acoplado
entre L2 e L3
tensão secundária
em quadratura
adiantada da primária
= |va| – |vb|
a
b
Modulação em Freqüência (FM)
DEMODULADORES – DETECTOR FOSTER – SEELEY
DISCRIMINADOR DE FASE
L3
L2
vFM acoplado
entre L2 e L3
a
b
carga resistiva
I em fase com vFM
V2/2
V2/2
vFM
I
f = fr
vO = 0
vO = |va| – |vb|
Vb
Va
Modulação em Freqüência (FM)
DEMODULADORES – DETECTOR FOSTER – SEELEY
DISCRIMINADOR DE FASE
L3
L2
vFM acoplado
entre L2 e L3
a
b
carga indutiva
I atrasada de vFM
V2/2
V2/2
vFM
I
f < fr
vO > 0
vO = |va| – |vb|
Vb
Va
Modulação em Freqüência (FM)
DEMODULADORES – DETECTOR FOSTER – SEELEY
DISCRIMINADOR DE FASE
L3
L2
vFM acoplado
entre L2 e L3
a
b
carga capacitiva
I adiantada de vFM
V2/2
V2/2
vFM
I
f > fr
vO < 0
vO = |va| – |vb|
Vb
Va
Modulação em Freqüência (FM)
DEMODULADORES – DETECTOR FOSTER – SEELEY
DISCRIMINADOR DE FASE
L3
L2
a
b
V2/2
V2/2
vFM
I
vO = |va| – |vb|
Vb
Va
DESVANTAGEM:
Detecta variações na amplitude de vFM
Os fasores Va e Vb variam com
vFM
Modulação em Freqüência (FM)
DEMODULADORES – DETECTOR DE RELAÇÃO
DISCRIMINADOR DE FASE
Defasagem no sinal de fuga da sintonia f0 de um circuito LC
circuitos
ressonantes
simétricos
vFM acoplado
entre L2 e L3
tensão secundária
em quadratura
adiantada da primária
diagramas fasoriais de Foster – Seeley
va + vb cte
Modulação em Freqüência (FM)
DEMODULADORES – DETECTOR DE RELAÇÃO
DISCRIMINADOR DE FASE
va + vb cte
Independente de vFM:
va + vb constante
Compensação:
va aum. → vb dim.
va dim. → vb aum.
2
b
a
o
v
v
v


2
2
b
a
R
v
v
v


b
R
o v
v
v 
 2
b
b
a
o v
v
v
v 


2
Constante de tempo (R1 + R2) C6 alta.
F I M

pc 10 para subir por encargo en internet

  • 1.
    Princípios de Comunicações Conceitosde FM (3ª. Parte) Prof. Dr. Naasson Pereira de Alcantara Jr. Prof. Dr. Claudio Vara de Aquino UNESP - FE – DEE naasson@feb.unesp.br aquino@feb.unesp.br
  • 2.
    Processo que consisteem modificar uma das características da onda portadora, ou seja, sua amplitude, sua fase ou sua freqüência proporcionalmente ao sinal modulante ou modulador contendo a informação transmitida ou recebida. Vantagens:  maior freqüência → maiores distâncias  menor  → menores antenas (dimensões viáveis) MODULAÇÃO - recordando
  • 3.
    Conceitos de Modulação Recebeduas entradas, e produz uma saída. Modulação: adequação da informação (voz, dados etc) gerada por uma fonte, possibilitando uma transmissão eficiente. modulação INFORMAÇÃO Sinal modulante Sinal da portadora Sinal modulado INTERFERÊNCIA CONSTRUTIVA
  • 4.
    Modulação Analógica Sc =Ac(t) cos(ω0t + Φ0) Sc = Ac cos[ω(t).t + Φ0] Modulação em Amplitude (AM): Modulação em Freqüência (FM): Modulação em Fase (PM): Sc = Ac cos[ω0t + Φ(t)] SINAL MODULANTE
  • 5.
    Modulação em Fase(PM) dt (t) t      t E t e  cos ) ( 0      ) t ( e . K t cos E t e m P 0 0 PM    Interferência direta de em(t) na fase instantânea do sinal modulado e(t)       t dt t t 0     ) ( . 0 t e K t t m P    PM: Phase Modulation 0 0 0 t     
  • 6.
    Modulação em Fase(PM)     ) t ( e . K t cos E t e m P 0 0 PM    Interferência direta de em(t) na fase instantânea do sinal modulado e(t) 0t: fase instantânea da onda portadora (rad) KP KP: constante de modulação em fase variações de em(t) variações de fase de (t) CIRCUITO MODULADOR PM   0 
  • 7.
    Modulação em Fase(PM) Sinal modulador (modulante) Onda portadora Sinal modulado (PM) atraso adiant. 0 0 2 f    0   0   0   0  m e 0   0  m e
  • 8.
    Modulação em Freqüência(FM) t      t E t e  cos ) ( 0  Interferência direta de em(t) na velocidade angular ou na freqüência instantânea do sinal modulado e(t)       t dt t t 0     ) ( . 0 t e K t m F                  t 0 m F 0 0 FM dt ) t ( e . K cos E t e FM: Frequency Modulation
  • 9.
                 t 0 m F 0 0 FM dt ) t ( e . K cos E t e 0 = 2  f0: freqüência da onda portadora (rad/s ou Hz) KF KF: constante de modulação em freqüência variações de em(t) variações de freq. (t) CIRCUITO MODULADOR FM Modulação em Freqüência (FM) Interferência direta de em(t) na freqüência instantânea do sinal modulado e(t)  
  • 10.
    Modulação em Freqüência(FM) 0 0 0             → freqs. iguais para e(t) e e0(t) → aumento da freq. de e(t) em relação a e0(t) → diminuição da freq. e(t) em relação a e0(t)       0 0 0    t e t e t e m m m  variável no tempo               t 0 m F 0 0 FM dt ) t ( e . K cos E t e Interferência direta de em(t) na freqüência instantânea do sinal modulado e(t)
  • 11.
    Modulação em Freqüência(FM) informação portadora sinal modulado 0 f f  0 f f  0 f f  0 f f  0  m e 0  m e 0 f 0 f 0 f 0 f
  • 12.
    Modulação em Freqüência- FM       t e . K t cos E t e m P 0 0 PM        t e K t t m P . 0                  2 1 t t m F 0 0 FM dt t e K t cos E t e      dt t e K t t t m F    2 1 . 0   Modulação em freqüência:FM Modulação em fase:PM
  • 13.
       t E t e m m m  cos  Modulação em Freqüência (FM)              ) t ( sen E . K t cos E t e m m m F 0 0 FM                t 0 m m F 0 0 FM dt ) t cos( E . K cos E t e              t 0 m m F 0 0 FM dt ) t cos( E . K t cos E t e tom modulante ) t ( em
  • 14.
    Modulação em Freqüência(FM)          m m m m F f f E K max max .     ) t ( sen t cos E t e m 0 0 FM      índice de modulação FM: desvio máximo de fase que sofre o sinal modulado.              ) t ( sen E . K t cos E t e m m m F 0 0 FM FM: Frequency Modulation
  • 15.
    Modulação em Freqüência(FM)     ) ( ) ( cos t sen sen t sen m m         ) t ( sen t cos E t e m 0 0 FM                ) t ( sen sen . t sen E ) t ( sen cos . t cos E t e m 0 0 m 0 0 FM         Funções de Bessel Funções transcendentais
  • 16.
    Modulação em Freqüência(FM)                 ... 6 cos 2 4 cos 2 2 cos 2 ) ( cos 6 4 2 0      t J t J t J J t sen m m m m          Funções de Bessel de 1ª. espécie                   ... 7 2 5 2 3 2 2 ) ( 7 5 3 1      t sen J t sen J t sen J t sen J t sen sen m m m m m              n J → gráfico ou tabela
  • 17.
    Modulação em Freqüência(FM) Funções de Bessel de primeira espécie
  • 18.
    Modulação em Freqüência(FM) Funções de Bessel de primeira espécie
  • 19.
    Modulação em Freqüência(FM) Funções de Bessel de 1ª. Espécie – propriedades fundamentais: 29 0             1 98 , 0 2 ... 2 2 2 2 2 3 2 2 2 1 2 0               n J J J J J n P2                   n J J J J J n 1 2 ... 2 2 2 2 2 3 2 2 2 1 2 0      P1
  • 20.
    Modulação em Freqüência(FM)                                                 ... 5 2 3 2 2 ... 4 cos 2 2 cos 2 cos 5 3 1 0 0 4 2 0 0 0 t sen J t sen J t sen J t sen E t J t J J t E t e m m m m m                  ) t ( sen t cos E t e m 0 0                ) ( . ) ( cos . cos 0 0 0 0 t sen sen t sen E t sen t E t e m m        
  • 21.
    Modulação em Freqüência(FM)                                                                   ... 5 cos 5 cos 4 cos 4 cos 3 cos 3 cos 2 cos cos 2 cos cos cos cos cos 0 0 5 0 0 5 0 0 4 0 0 4 0 0 3 0 0 3 0 0 2 0 0 2 0 0 1 0 0 1 0 0 0                       t E J t E J t E J t E J t E J t E J t E J t E J t E J t E J t E J t e m m m m m m m m m m                                                                 ... 5 2 3 2 2 ... 4 cos 2 2 cos 2 cos 5 3 1 0 0 4 2 0 0 0         t sen J t sen J t sen J t sen E t J t J J t E t e m m m m m             
  • 22.
    Modulação em Freqüência(FM) e f Espectro de amplitudes para FM de Faixa Larga f0   0 0 E J  f0+2fm f0–2fm   0 2 E J    0 2 E J  f0+fm f0–fm   0 1 E J    0 1 E J  f0+3fm f0–3fm   0 3 E J    0 3 E J  f0+4fm f0–4fm   0 4 E J    0 4 E J 
  • 23.
    Modulação em Freqüência(FM) Potência média Z E P 2 2 0       n i i Z E P 1 2 2                      ... 2 2 2 2 2 2 0 2 2 0 2 2 0 1 2 0 1 2 0 0        Z E J Z E J Z E J Z E J Z E J P                                    1 2 4 2 3 2 2 2 1 2 0 2 0 ... 2 2 2 2 2 J J J J J Z E P Banda Infinita
  • 24.
    Modulação em Freqüência(FM) Potência média Z E P 2 98 , 0 2 0       n i i Z E P 1 2 2                                    1 98 , 0 2 2 4 2 3 2 2 2 1 2 0 2 0 2 ... 2 2 2 2 2  n com n J J J J J J Z E P           1 98 , 0 2 ... 2 2 2 2 2 3 2 2 2 1 2 0               n J J J J J n Banda Limitada prejuízo de 2 %
  • 25.
    Modulação em Freqüência(FM) LARGURA DE FAIXA OCUPADA PELO SINAL FM f P 0 f m nf f  0 n n m nf f  0   max 2 f f B m      . . dir m esq m nf nf B   m nf B 2  largura limitada   m f B 1 2    1   n m m f fmax max        m m f f f B            1 2 max
  • 26.
    Modulação em Freqüência(FM) LARGURA DE FAIXA OCUPADA PELO SINAL FM f P 0 f m nf f  0 n n m nf f  0   max 2 f f B m    RADIODIFUSÃO COMERCIAL FCC Federal Communications Comission fm ≤ 15 kHz fmax ≤ 75 kHz
  • 27.
    Modulação em Freqüência(FM) 0,75 MHz ≤ f ≤ 4 MHz AM – SSB fmax ≤ 25 kHz fm ≤ 15 kHz Em TV: 0 ≤ f ≤ 0,75 MHz AM – DSB mais detalhes AM – VSB AM – VSB: Amplitude Modulation – Vestigial Side Band Som Imagem FM
  • 28.
    Modulação em Freqüência(FM) LARGURA DE FAIXA OCUPADA PELO SINAL FM f P 0 f m nf f  0 n n m nf f  0   max 2 f f B m    FCC B = 2 (15 + 25) = 80 kHz som da TV B = 2 (15 + 75) = 180 kHz radiodifusão comercial
  • 29.
    Modulação em Freqüência(FM) LARGURA DE FAIXA OCUPADA PELO SINAL FM f m nf f  0 75 75 m nf f  0   kHz B f fm 180 75 15 2 max             ESPECTRO VHF 108 88 MHz 0,2 100 2 , 0 88 108   emissoras 50 emissoras em faixas alternadas Afastamento mínimo de 400 kHz Risco mínimo de interferências banda de guarda: 20 kHz 0 f
  • 30.
    Modulação em Freqüência(FM) eN f Transmissão por OEM Ruídos inerentes na comunicação Relação sinal / ruído dB e e r N SN          log 20 O ruído aumenta com a freqüência
  • 31.
    Modulação em Freqüência(FM) PREÊNFASE e DEÊNFASE ATENUAR RUÍDOS EM ALTAS FREQUENCIAS DESFAZER A ENFATIZAÇÃO DO SINAL MODULANTE REFORÇAR SINAL EM ALTAS FREQUENCIAS ENFATIZAR O SINAL MODULANTE RECEPÇÃO TRANSMISSÃO
  • 32.
    Modulação em Freqüência(FM) PREÊNFASE REFORÇAR SINAL EM ALTAS FREQUENCIAS ENFATIZAR O SINAL NA TRANSMISSÃO ganho do circuito          i o v V V dB G log 20 ) (           2 1 2 0 log 20 ) ( R R R dB G sem enfatização 0
  • 33.
    Modulação em Freqüência(FM) PREÊNFASE REFORÇAR SINAL EM ALTAS FREQUENCIAS ENFATIZAR O SINAL NA TRANSMISSÃO dB V V i o 3 2 1 log 20            C R R R R 2 1 f 2 1 2 1 2    final início C R 2 1 f 1 1       dB V V i o 3 2 log 20 2 log 10    Freqüências de corte 0 C: curto C: aberto
  • 34.
    Modulação em Freqüência(FM) PREÊNFASE REFORÇAR SINAL EM ALTAS FREQUENCIAS ENFATIZAR O SINAL NA TRANSMISSÃO s C R s C R   50 75 1 1       JIS Hz f FCC Hz f 3183 10 . 50 2 1 2122 10 . 75 2 1 6 1 6 1         Freqüências de corte FCC:Federal Communications Comission JIS:Japanese Industrial Standard   max 15 2 m f kHz f  0
  • 35.
    Modulação em Freqüência(FM) DEÊNFASE DESFAZER A ENFATIZAÇÃO DO SINAL NA RECEPÇÃO ganho do circuito          i o v V V dB G log 20 ) ( RC 2 1 f1   0
  • 36.
    Modulação em Freqüência(FM) 1 f n f min m f 2 max f fm  Sinal da informação Curva de preênfase Informação preenfatizada Ruído Informação preenfatizada com ação do ruído Curva de deênfase Informação deenfatizada com o ruído atenuado
  • 37.
    Modulação em Freqüência(FM) Determinação da constante do circuito modulador KF f, ...   m F E t K 0     CIRCUITO MODULADOR FM EM TESTE OSCILADOR DE PORTADORA   t e0   t eFM osciloscópio v   t em       0 0 0 f f t e t e t e FM m        f E t e m m     m F E K t   0  
  • 38.
    Modulação em Freqüência(FM) Determinação da constante do circuito modulador KF f, ... CIRCUITO MODULADOR FM EM TESTE OSCILADOR DE PORTADORA 0      t eFM osciloscópio ~   t em FILTRO MEC.   t e0 FPF(f0) Apagamento da portadora   t e J 0 0   1 0 0     J rad 404 , 2      m m F E K   4 , 2   0  Em   0 0    J → E máximo no osciloscópio Em aum. →  aum. até que E=0 ... ; 654 , 8 ; 52 , 5 ; 404 , 2    m m F E K    m fixa
  • 39.
    OSCILADORES Amplificador com realimentaçãopositiva Entrada: tensão contínua Saída: tensão alternada   A Av1 ˆ   B Av2 ˆ +   o v i v o v A v A v ˆ ˆ ˆ ˆ 2 1   i v o v v o v A v A A v ˆ ˆ ˆ ˆ ˆ 1 2 1   2 1 1 ˆ ˆ 1 ˆ ˆ ˆ ˆ v v v i o v A A A v v A    i v̂ o v̂ ganho de malha fechada
  • 40.
    OSCILADORES Amplificador com realimentaçãopositiva Entrada: tensão contínua Saída: tensão alternada   A Av1 ˆ i v̂   B Av2 ˆ + o v̂ 2 1 1 ˆ ˆ 1 ˆ ˆ ˆ ˆ v v v i o v A A A v v A               0 1 1 ˆ ˆ 2 1   AB A A v v oscilação ganho infinito
  • 41.
  • 42.
    OSCILADORES eFM(t) em(t) Sinal de FMobtido pelo Oscilador Hartley AMPLIFICADOR Oscilador a três impedâncias Varicap ou Varactor diodo com capacitância variável + – – – – + + + – +   t d A Cd   choque de RF
  • 43.
    Modulação em Freqüência(FM) CIRCUITOS MODULADORES – MÉTODO DIRETO R1, P1, R2: polarização Vp em torno de C0 – região linear Vp + em(t) no varicap
  • 44.
    Modulação em Freqüência(FM) CIRCUITOS MODULADORES – MÉTODO DIRETO 2 2 2 1 C C C C L d d    d C L2 1  2 C Cd    0 2 0 1 0 C L t em       0 0 1 1 C C        C C L t em         0 2 0 1 0               0 0 2 1 1 C C C L
  • 45.
    Modulação em Freqüência(FM) CIRCUITOS MODULADORES – MÉTODO DIRETO      2 0 2 0 2 0 1 2 2 1 C C C C C C            C C L t em         0 2 0 1 0               0 0 2 1 1 C C C L     023 , 0 2 09 , 0 3 , 0 2 0 2 0 0        C C e C C C C 0 0 1 1 C C         0 0 0 0 1 1 1 1 1 C C C C C C C C                  0 0 2 0 2 0 0 1 1 2 2 1 C C C C C C C C C C            3 , 0 0   C C
  • 46.
    Modulação em Freqüência(FM) CIRCUITOS MODULADORES – MÉTODO DIRETO 0 0 2C C           023 , 0 2 09 , 0 3 , 0 2 0 2 0 0        C C e C C C C 0 1 1 C C        2 0 2 0 2 0 1 2 2 1 C C C C C C        0 2 1 C C    0 0 0 0 0 0 2 2 1 C C C C                      Pequenas variações (lineares) do varicap em torno de C0 Modulação em freqüência – FM   0 0 0 1 1 0 C C t em            
  • 47.
    Modulação em Freqüência(FM) CIRCUITOS MODULADORES – MÉTODO DIRETO 0 0 2C C       Modulação em freqüência – FM   t e K m F   0   V KF    0    0 2 2 0 0 0 0 0         C F K C V C C K   V V KF          0 2 V p V 1 V 2 C 0 C 1 C C  V  0 1 2 1 2        V V C C K V C C V C C KF     1 2 0 0  coeficiente angular
  • 48.
    Modulação em Freqüência(FM) CIRCUITOS MODULADORES – MÉTODO DIGITAL Modulação em freqüência Filtragem da fundamental Onda quadrada Sinal modulante informação
  • 49.
    Modulação em Freqüência(FM) CIRCUITOS MODULADORES – MÉTODO DIGITAL MULTIVIBRADOR ASTÁVEL COM GERADORES DE CORRENTE 2 1 T I CV t CC    t I Q    carga acumulada t = t1 T tensão armazenada C Q V    CC CV I f 2  C It VCC 1 
  • 50.
    Modulação em Freqüência(FM) CIRCUITOS MODULADORES – MÉTODO DIGITAL t = t1 T     t e K I t i m I   0          f CC m I f CC CV t e K CV I f     2 2 0 0 CC CV 2 ) t ( i f  KI : condutância
  • 51.
    amplificador p/ peq.sinais com inversão de fase multivibrador astável T3 e T4 fontes de corrente seguidor de emissor FPF(f0) Modulação em Freqüência (FM) CIRCUITOS MODULADORES – MÉTODO DIGITAL Emissor Comum
  • 52.
    Modulação em Freqüência(FM) CIRCUITOS MODULADORES – MÉTODO DIGITAL R4=R5=RE T3 e T4 fontes de corrente  grande → IE ≈ IC = I VCONT = VP + [ – em(t) ] VP = polarização VCC – VCONT = vEB + IRE             I E m I E EB P CC R t e R v V V I      0   E EB m P CC IR v t e V V    
  • 53.
    Modulação em Freqüência(FM) CIRCUITOS MODULADORES – MÉTODO DIGITAL R4=R5=RE   CC CV t i f 2  CC E F CV R K 2 1               I E m I E EB P CC R t e R v V V I      0               f E CC m f E CC EB P CC R CV t e R CV v V V f       2 2 0     t e K f t f m F   0 Hz / V
  • 54.
    Modulação em Freqüência(FM) CIRCUITOS DEMODULADORES Detector de inclinação balanceado Detector de inclinação Detector Foster–Seeley Detector de relação
  • 55.
    Circuito RLC paralelo– recordando... R L C L C jX jX R Z 1 1 1 ˆ 1     R X X j R jX R jX X X j C L C L C L 2 2                 1 1 LC L R j R          C L jR C L R C L Z       1 ˆ            C L L C jR R     1 1   C L C L C L X X jR X X R X X Z    ˆ R Z X X C L r     ˆ   na ressonância
  • 56.
    Circuito RLC paralelo RL C L R Q r               f f f f jQ R Z r r 1 ˆ            1 1 ˆ LC L R j R Z LC r 1 2   0    r r f f f f 0    f f f f r r                 r r r L R j R Z 1 ˆ Z ind. Z cap. índice de mérito
  • 57.
    Circuito RLC paralelo RL C LC r 1 2   L j C j R Z   1 1 ˆ 1               L j R RC j R   1 1                    2 1 1 ˆ 1       r r RC j R Z                LC RC j R Z 2 1 1 1 1 ˆ 1                      2 2 1 1 1 ˆ 1    r RC j R Z                    2 2 2 1 1     r RC j R
  • 58.
    Circuito RLC paralelo RL C RC Q r   L j C j R Z   1 1 ˆ 1                      r r r r 2 r jQ R Z       2 1 ˆ                    2 1 1 ˆ 1       r r RC j R Z C L r r   1  LC r 1 2   L R Q r                r r RC j R Z r      2 1 1 ˆ 1          r jQ R Z   2 1 1 ˆ 1
  • 59.
    Circuito RLC paralelo RL C r r f f        2 2       R Z Z Z A r v    ˆ ˆ ˆ ˆ            r jQ R Z   2 1 1 ˆ 1 r jQ R Z       2 1 ˆ r jQ      2 1 1  2 2 1 1 ˆ r v f f Q A   
  • 60.
    Modulação em Freqüência(FM) CIRCUITOS DEMODULADORES – DETECTOR DE INCLINAÇÃO REGIÃO LINEAR E NÃO RESSONANTE AV 2f AV AV0 f0 fR 1) Converte sinal FM em AM 2) Recupera em(t) com um detector de envoltória f0 < fR e B = 2 (f + fm) eREC(t) = K+ em(t) DETECTOR DE ENVOLTÓRIA CIRCUITO RESSONANTE
  • 61.
    Modulação em Freqüência(FM) CIRCUITOS DEMODULADORES – DETECTOR DE INCLINAÇÃO CIRCUITO RESSONANTE DETECTOR DE ENVOLTÓRIA eREC(t) = K+ em(t) Recupera em(t) com um detector de envoltória Converte sinal FM em AM Ganho linear do filtro fora da ressonância FM AM
  • 62.
    Modulação em Freqüência(FM) DEMODULADORES – DETECTOR DE INCLINAÇÃO BALANCEADA eFM(t) D2 D1 eREC(t)=K+em(t) =vC4–vC5 Detectores de inclinação simétricos
  • 63.
    Modulação em Freqüência(FM) DEMODULADORES – DETECTOR DE INCLINAÇÃO BALANCEADA eFM(t) D2 D1 eREC(t)=K+em(t) =vC4–vC5 0 2 2 1 2 1 f C L f    1 1 0 2 1 C L f   0 3 3 2 2 1 f C L f   
  • 64.
    Circuito RLC paralelo,retomando... R L C r r f f        2 2       R Z Z Z A r v    ˆ ˆ ˆ ˆ            r jQ R Z   2 1 1 ˆ 1 r jQ R Z       2 1 ˆ 2 2 2 2 1 1 2 1 2 1 1 2 1 1                         f f f Q f f f Q A A A v v v r jQ      2 1 1  2 2 1 1 ˆ r v f f Q A   
  • 65.
    Modulação em Freqüência(FM) DEMODULADORES – DETECTOR DE INCLINAÇÃO BALANCEADA 2 2 2 2 1 1 2 1 2 1 1 2 1 1                         f f f Q f f f Q A A A v v v f0 = 10,7 MHz (FI) f1 = 10,7 – 0,2 = 10,5 MHz f2 = 10,7 + 0,2 = 10,9 MHz Q f 10,5 10,6 10,65 10,7 10,75 10,8 10,85 10,9 10 Av -0,19 -0,11 -0,05 0 0,06 0,11 0,16 0,20 50 Av -0,74 -0,38 -0,17 0 0,20 0,41 0,62 0,75 200 Av -0,93 -0,16 -0,06 0 0,07 0,17 0,40 0,93 0 v 0 v f f 0 A f f 0 A      
  • 66.
    Modulação em Freqüência(FM) DEMODULADORES – DETECTOR FOSTER – SEELEY DISCRIMINADOR DE FASE Defasagem no sinal de fuga da sintonia f0 de um circuito LC L3 L2 circuitos ressonantes simétricos L2C2 L3C3 vFM acoplado entre L2 e L3 tensão secundária em quadratura adiantada da primária = |va| – |vb| a b
  • 67.
    Modulação em Freqüência(FM) DEMODULADORES – DETECTOR FOSTER – SEELEY DISCRIMINADOR DE FASE L3 L2 vFM acoplado entre L2 e L3 a b carga resistiva I em fase com vFM V2/2 V2/2 vFM I f = fr vO = 0 vO = |va| – |vb| Vb Va
  • 68.
    Modulação em Freqüência(FM) DEMODULADORES – DETECTOR FOSTER – SEELEY DISCRIMINADOR DE FASE L3 L2 vFM acoplado entre L2 e L3 a b carga indutiva I atrasada de vFM V2/2 V2/2 vFM I f < fr vO > 0 vO = |va| – |vb| Vb Va
  • 69.
    Modulação em Freqüência(FM) DEMODULADORES – DETECTOR FOSTER – SEELEY DISCRIMINADOR DE FASE L3 L2 vFM acoplado entre L2 e L3 a b carga capacitiva I adiantada de vFM V2/2 V2/2 vFM I f > fr vO < 0 vO = |va| – |vb| Vb Va
  • 70.
    Modulação em Freqüência(FM) DEMODULADORES – DETECTOR FOSTER – SEELEY DISCRIMINADOR DE FASE L3 L2 a b V2/2 V2/2 vFM I vO = |va| – |vb| Vb Va DESVANTAGEM: Detecta variações na amplitude de vFM Os fasores Va e Vb variam com vFM
  • 71.
    Modulação em Freqüência(FM) DEMODULADORES – DETECTOR DE RELAÇÃO DISCRIMINADOR DE FASE Defasagem no sinal de fuga da sintonia f0 de um circuito LC circuitos ressonantes simétricos vFM acoplado entre L2 e L3 tensão secundária em quadratura adiantada da primária diagramas fasoriais de Foster – Seeley va + vb cte
  • 72.
    Modulação em Freqüência(FM) DEMODULADORES – DETECTOR DE RELAÇÃO DISCRIMINADOR DE FASE va + vb cte Independente de vFM: va + vb constante Compensação: va aum. → vb dim. va dim. → vb aum. 2 b a o v v v   2 2 b a R v v v   b R o v v v   2 b b a o v v v v    2 Constante de tempo (R1 + R2) C6 alta.
  • 73.