Projeto de um modulador fsk

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA








PROJETO DE UM MODULADOR FSK
RODRIGO DE ANDRADE TEIXEIRA
DANIELA BRASIL SILVA









LABORATÓRIO DE CIRCUITOS ELETRÔNICOS
PROF.: VALDEMIR PRAXEDES DA SILVA NETO
NATAL, OUTUBRO DE 2012

Índice


1. Introdução
2. Projeto
3.1. CircuitoOscilador
3.2. Circuito Atenuador de amplitude
3.3. Circuito gerador do sinal ASK
3.4. Circuito somador
3. Conclusões



















1. Introdução
Este relatório é referente ao projeto de um modulador FSK usando somente componentes eletrônicos analógicos como amplificadores operacionais e transistores. O projeto foirealizado para a disciplina de Laboratório de Circuitos Eletrônicos do curso de Engenharia Elétrica da UFRN.

2. Projeto
Um modulador FSK transforma um sinal digital em uma onda senoidal com frequência que varia conforme os valores do sinal de entrada, ou seja, a onda modulada terá apenas dois valores de frequência que correspondem aos dois valores possíveis do sinal digital. Como mostradologo abaixo.

Figura 1. Sinal digital e Sinal modulado.
Dessa forma, temos um circuito no qual a entrada é uma onda digital, e toda vez que esta tiver o valor lógico 1 teremos uma senóide com frequência f1 no lugar de 1, e quando o nível for zero teremos outra senóide de frequência f2, assim precisaremos de dois osciladores para tal etapa. No entanto, para ter oscilação apenas no momento emque a entrada tem um certo valor precisamos multiplicar uma senóide pela entrada, e a outra pelo seu inverso, isso será implementado através de uma etapa com transistores.
Dois sinais ASK serão produzidos, e após esta etapa teremos que passa-los por um circuito somador para formar o sinal FSK final. Abaixo, tem-se o diagrama de blocos do circuito e nas seções subsequentes está descrito comocada parte do circuito foi realizada.

Figura 2. Diagrama de blocos do circuito.

3.1. Circuito Oscilador
Este circuito é implementado utilizando um amplificador operacional com ponte de Wien (ver Figura 3), no qual a frequência da senoide gerada depende dos valores dos resistores e capacitores da realimentação positiva, através da seguinte relação:
f=12πRC;
Para o projeto foramescolhidas as frequências f1 = 1kHz e f2 = 10kHz. Para gerar f1 o valor da resistência R foi de 1kΩ e o da capacitância foi 160nF, como mostrado no diagrama elétrico (feito no Multisim) que segue.



Figura 3. Diagrama elétrico do oscilador f1.
O potenciômetro presente na realimentação negativa é útil para definir o valor na amplitude se saída. Este circuito foi previamente simulado noMultisim e apresentou a seguinte saída.

Figura 4. Simulação de f1.
Para o circuito real montado em protoboard a única diferença da simulação foi a resistência de entrada de 500Ω em vez de 1,3kΩ, pois tal valor apresentou resposta melhor. Na Figura 5 abaixo, é mostrada a saída do oscilador f1.

Figura 5. Saída do osciloscópio para f1.
Para a onda senoidal de frequência f2 = 10 kHZ aúnica diferença do circuito anterior foi o valor da resitência da ponte de Wein que neste caso é 10kΩ.

Figura 6. Saída do oscilador f2.

3.2. Circuito Atenuador de amplitude
Para utilizarmos o transistor da etapa seguinte polarizado na mesma tensão de alimentação do circuito, é preciso que a senoide de entrada no mesmo tenha amplitude pequena, assim foi escolhido a tensão de 1V deamplitude do sinal modulado. Para isso foram implementados atenuadores na saída de cada circuito oscilador.
Estes atenuadores são amplificadores operacionais dispostos na configuração de amplificador inversor, pois assim o ganho pode ser menor que 1 e o circuito funcionar como um atenuador (Figura 7). No projeto como as senoides tem amplitude de 12V, foi utilizado dois circuitos idênticos ao da...
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