EGE UNIVERSITY ELECTRICAL AND ELECTRONICS ENGINEERING COMMUNICATION SYSTEM LABORATORY

Transkript

1 EGE UNIVERSITY ELECTRICAL AND ELECTRONICS ENGINEERING COMMUNICATION SYSTEM LABORATORY INTRODUCTION TO COMMUNICATION SYSTEM EXPERIMENT 4: AMPLITUDE MODULATION Objectives Definition and modulating of Amplitude Modulation types, Double Sideband (DSB) and Double Sideband Suppressed Carrier Transmission (DSB-SC) General Information Modulation is defined as the process by which some characteristic of a carrier is varied in accordance with a modulating wave. Modulation is performed at the transmitting end of the communication system. At the receiving end of the system, we usually require the original baseband signa to be restored. This is accomplished by using a process known as demodulation, which is the reverse of the modulation process. Amplitude modulation, in which the amplitude of a sinusodial carrier is varied in accordance with an incoming message signal. Consider a sinusodial carrier wave c(t) is defined by c(t) = A c cos(ω c t) where A c is the carrier amplitude and w c is the carrier frequency. An amplitude modulated wave may thus be described as a function of time as follows, s(t) = A c (1 + α m(t)). cos(2πω c t) Where m(t) is the message signal and α is the modulation index, and m(t) is the normalized message signal. Amplitude modulation index: α = A max A min A max + A min A max = maximum peak to peak value of modulated signal. A min = minimum peak to peak value of modulated signal The modulation index must not allowed to exceed unity; else the peak of the modulating waveform is clipped. This clipping not only causes distortion but also interference. Depending on the value of modulating index there are three types of modulation 1. Under Modulation (m<1). 2. Perfect Modulation (m=1). 3. Over Modulation (m>1). Over modulation occurs when the magnitude of the peak negative voltage of modulating wave exceeds the peak carrier voltage. To ensure that peak value of modulating signal should not exceed the peak value of carrier signal.

2 Figure 1 AM modulated signal for the case α is 0.5 Double Sideband Suppressed Carrier (DSBSC) Signals is defined as; A m cos(ω m t) xa c cos(ω c t) = A ma c 2 s(t) = A m cos(ω m t) xa c cos (fω c t) [cos((ω m + ω c )t) + cos((ω m ω c )t)] It shows that the product is represented by two new signals, one on the sum frequency (ω c + ω m ), and one on the difference frequency (ω c ω m ) in the frequency spectrum. These two frequency components are located close to the frequency ω c rad/s, one just below, and the other just above it. These are referred to as the lower and upper sidebands respectively. Because there is no term at carrier frequency in the product signal it is described as a double sideband suppressed carrier (DSBSC) signal. The time domain appearance of a DSBSC is generally as shown in Figure 2. Figure 2 Time domain representation of DSB-SC

3 Procedure Figure 1 1) KZ-10-1 bordunda Amplitude Modülation modülünü kullanarak şekil-1 de verilen bağlantı şemasına göre devreyi kurunuz. 2) Seçim anahtarını AM konumuna alarak devreyi klasik genlik modülatörü olarak 3) Osiloskobun CH1, CH2 ve CH3 kanallarını şekil-1 de verilen bağlantı şemasına göre bağlayınız. 4) FJ1 sinyal jeneratörünü kullanarak taşıyıcı sinyali (Vc) 1,5Vpp/40KHz sinüs olacak şekilde 5) Modüle edici sinyal (Vm) olarak DC Supply modülünü kullanınız. Taşıyıcı genliğini sabit tutarak DC gerilim seviyesini 0 volta 6) Modülatör çıkışında gördüğünüz sinyal şeklini grafik-1 ile verilen alana çiziniz. 7) DC gerilim seviyesini 5 volta 8) Modülatör çıkışında gördüğünüz sinyal şeklini grafik-2 ile verilen alana çiziniz. 9) DC gerilim seviyesini 0 ile 5 volt arasında ayarlayarak modülatör çıkışındaki sinyalin genlik değişimini inceleyiniz. 10) DC gerilim seviyesini 3 volt değerinde sabit tutarak taşıyıcı sinyal genliğini değiştirerek çıkış sinyaline etkisini gözleyiniz. 11) DC gerilim seviyesini 3 volt değerinde sabit tutarak taşıyıcı sinyal frekansını değiştirerek çıkış sinyaline etkisini gözleyiniz.

4 Figure 2 12) Şekil-2 de verilen bağlantı şemasına göre devreyi kurunuz. 13) Seçim anahtarını AM konumuna alarak devreyi klasik genlik modülatörü olarak 14) FJ1 sinyal jeneratörünü kullanarak taşıyıcı sinyali (Vc) 1,5Vpp/40KHz sinüs olacak şekilde 15) FJ2 sinyal jeneratörünü kullanarak modüle edici sinyali (Vm) 7Vpp/1KHz sinüs olacak şekilde 16) Modülatör çıkışında gördüğünüz sinyal şeklini grafik-3 ile verilen alana çiziniz. 17) Çizdiğiniz AM sinyali üzerinden Vm ve Vc değerlerini gösteriniz. Bu değerleri tablo-1 de verilen alana kaydediniz. 18) Modülasyon indeksini (m ) hesaplayarak tablo-1 e kaydediniz. 19) Taşıyıcı genliğini %50, %100 ve aşırı modüleli sinyal elde edecek şekilde 20) Taşıyıcı sinyal genliğini ve frekansını sabit tutarak modüle edici sinyalin önce genliğini sonra 21) Modüle edici sinyal genliğini ve frekansını sabit tutarak taşıyıcı sinyalin önce genliğini sonra 22) Alt ve üst kenar bantları belirleyiniz ve grafik 4 e çiziniz.

5 Figure 3 23) KZ-10-1 ve KZ-10-2 bordlarında Amplitude Modulation ve Amplitude Demodulation modüllerini kullanarak şekil-3 de verilen bağlantı şemasına göre devreyi kurunuz. 24) Seçim anahtarını AM konumuna alarak devreyi klasik genlik modülatörü olarak 25) Osiloskobun CH1, CH2, CH3 ve CH4 kanallarını şekil-3 da verilen bağlantı şemasına göre bağlayınız. 26) FJ1 sinyal jeneratörünü kullanarak taşıyıcı sinyali (Vc) 1,5Vpp/40KHz sinüs olacak şekilde 27) FJ2 sinyal jeneratörünü kullanarak modüle edici sinyali (Vm) 7Vpp/1KHz sinüs 28) olacak şekilde 29) Osiloskop kanallarında gördüğünüz sinyal şekillerini grafik-5 ile verilen alana ölçekli olarak çiziniz. 30) Modülasyon indeksini değiştirerek (taşıyıcı veya bilgi sinyali genliğini değiştirerek) demodülatör çıkışına etkisini gözleyiniz. Aşırı modüleli sinyalin demodülasyonunu gözleyiniz.

6 Figure 4 31) Şekil-4 de verilen bağlantı şemasına göre devreyi kurunuz. 32) Seçim anahtarını DSB-SC konumuna alarak devreyi çift yan bant taşıyıcısı bastırılmış genlik modülatörü olarak 33) FJ1 sinyal jeneratörünü kullanarak taşıyıcı sinyali (Vc) 1,5Vpp/40KHz sinüs olacak şekilde 34) FJ2 sinyal jeneratörünü kullanarak modüle edici sinyali (Vm) 7Vpp/1KHz sinüs olacak şekilde 35) Modülatör çıkışında gördüğünüz sinyal şeklini grafik-6 ile verilen alana çiziniz. 36) Modülatör çıkışında gördüğünüz sinyalin frekans bandını grafik 7 ye çiziniz. 37) Taşıyıcı sinyal genliğini ve frekansını sabit tutarak modüle edici sinyalin önce genliğini sonra 38) Modüle edici sinyal genliğini ve frekansını sabit tutarak taşıyıcı sinyalin önce genliğini sonra 39) Klasik AM modülatörü çıkışında elde ettiğiniz sinyal şekilleri ile DAB-SC modülatörü çıkışında elde ettiğiniz sinyal şekillerini karşılaştırınız.

7 Figure 5 40) KZ-10-1 ve KZ-10-2 bordlarında Amplitude Modulation ve Amplitude Demodulation modüllerini kullanarak şekil-7 de verilen bağlantı şemasına göre devreyi kurunuz. 41) Seçim anahtarını DSB-SC konumuna alarak devreyi çift yan bant taşıyıcısı bastırılmış genlik modülatörü olarak 42) Osiloskobun CH1, CH2, CH3 ve CH4 kanallarını şekil-5 de verilen bağlantı şemasına göre bağlayınız. 43) FJ1 sinyal jeneratörünü kullanarak taşıyıcı sinyali (Vc) 1,5Vpp/40KHz sinüs olacak şekilde 44) FJ2 sinyal jeneratörünü kullanarak modüle edici sinyali (Vm) 7Vpp/1KHz sinüs olacak şekilde 45) Osiloskop kanallarında gördüğünüz sinyal şekillerini grafik-8 ile verilen alana ölçekli olarak çiziniz. 46) Modülasyon indeksini değiştirerek (taşıyıcı veya bilgi sinyali genliğini değiştirerek) demodülatör çıkışına etkisini gözleyiniz. Aşırı modüleli sinyalin demodülasyonunu gözleyiniz.