Preguntas y Problemas de AM Capitulo 3

 

PREGUNTAS

3-1. Defina modulación de amplitud. 3-2. Describa el funcionamiento básico de un modulador de AM . 3-3. ¿Qué quiere decir el término RF ? 3-4. ¿Cuántas entradas hay en un modulador de amplitud ? ¿Cuáles son? 3-5. En un sistema de comunicaciones de AM, ¿qué significan los términos señal moduladora, portadora, onda modulada y envolvente de AM ? 3-6. ¿Qué quiere decir frecuen  frecuencia cia de repetición repetición de la envolvente de AM? 3-7. Describa las bandas laterales superior e inferior , y las fre  frecuenc cuencias ias latera laterales les superi superior  or e inferior . 3-8. ¿Cuál es la relación entre la frecuenc  frecuencia ia de la señal moduladora moduladora y el ancho de banda en un sistema convencional de AM ? 3-9. Defina el coeficiente de modulación y el porcen  porcentaje taje de modulación modulación. 3-10. ¿Cuáles son el coeficiente de modulación y el porcentaje de modulación máximos posibles con un sistema convencional de AM, sin causar demasiada distorsión? 3-11. Para una modulación de 100%, ¿cuál es la relación entre las amplitudes de voltaje de las frecuencias laterales y de la portadora? 3-12. Describa el significado de la siguiente ecuación: c vam(t )   E c sen(2 f ct )  mE   cos[2 ( f c   f m)t ]  mE c cos[2( f c   f m)t ] 2 2

3-13.

Describa el significado de cada término en la siguiente ecuación: vam(t )  10 sen(2500kt )  5 cos(2515kt )  5 cos(2485kt )

3-14.

¿Cuál es el efecto de la modulación sobre la amplitud de la componente portadora del espectro original de señal modulada?

3-15.

Describa el significado de la siguiente fórmula:



Pt   Pc 1



m2

 

2

3-16.

¿Qué quiere decir AM de DSBFC?

3-17.

Describa la relación entre las potencias de la  portad  portadora ora y de la banda lateral en una onda DSBFC de AM.

3-18.

¿Cuál es la principal desventaja de la AM de DSBFC?

3-19.

¿Cuál es la principal ventaja de la AM de DSBFC?

3-20.

¿Cuál es la principal desventaja de la AM de bajo nivel?

3-21.

¿Por qué cualquier amplificador que siga al circuito modulador mo dulador en un transmisor de AM de DSBFC tiene que ser lineal?

3-22.

Describa las diferencias entre los moduladores de bajo y alto nivel.

3-23.

Haga una lista de las ventajas de la modulación de bajo nivel, y de la modulación modu lación de alto nivel.

3-24.

¿Cuáles son las ventajas de usar moduladores de circuito circuito integrado lineal para AM?

3-25.

¿Cuál es la ventaja de usar un patrón trapezoidal para evaluar una envolvente de AM?

 

PROBLEMAS

3-1. Un modulador de AM de DSBFC tiene frecuencia de portadora  f   100 kHz y una frecuencia máxima de señal moduladora  f  (máx)  5 kHz. Calcule: inferior.. (a) Límites de frecuencia para las bandas laterales superior e inferior (b) Ancho de banda. (c) Frecuencias laterales superior e inferior producidas cuando la señal moduladora es un tono de frecuencia única de 3 kHz. c

m

A continu continuación: ación: (d) Trace el espectro de frecuencias de salida. 3-2. ¿Cuál es la frecuencia máxima de señal moduladora que se puede usar con un sistema de AM de DSBFC, con ancho de banda de 20 kHz?

V, determine det ermine 3-3. Si una onda modulada con voltaje promedio de 20 V p cambia de amplitud en 5 V, las amplitudes máxima y mínima de envolvente, el coeficiente de modulación y el porcentaje de modulación. 3-4. Trace la envolvente del problema 3-3. Identifique todos los voltajes pertinentes. 3-5. Para una amplitud de portadora de 30 V p, calcule las amplitudes máximas de frecuencia lateral superior e inferior de la envolvente de AM de DSBFC. 3-6. Con un voltaje máximo positivo de envolvente de 12 V y una amplitud amplitud mínima positiva positiva de envolvente de 4 V, V, determine el coeficiente de modulación y el porcentaje de modulación. 3-7. Trace la envolvente del problema 3-6. Identifique todos los voltajes pertinentes. 3-8. Una envolvente de AM de DSBFC tiene V máx  40 V y V mín (a) La amplitud de la portadora no modulada. (b) El cambio máximo de amplitud de la onda modulada. (c) El coeficiente de modulación y el porcentaje de modulación.



10 V. Calcule:

3-9. Para una amplitud de portadora no modulada de 16 V p y un coeficiente de modulación m  0.4, determine las amplitudes de la portadora modulada y las frecuencias laterales. 3-10. Trace la envolvente del problema 3-9. Identifique todos los voltajes pertinentes. 3-11. Para la envolvente de AM que se adjunta, determine: (a) La amplitud máxima de las frecuencias laterales superior e inferior. (b) La amplitud máxima de la portadora. p ortadora. (c) El cambio máximo de amplitud de la envolvente. (d) El coeficiente de modulación. (e) El porcentaje de modulación.

 

3-12. Una entrada a un modulador de AM de DSBFC es una portadora de 800 kHz, con amplitud de 40 Vp. La segunda entrada es una señal moduladora de 25 kHz, cuya amplitud es suficient suficientee para producir un cambio de 10 V en la amplitud de la envolvente. envolvente. Calcule: Calcule: (a) Las frecuencias laterales superior e inferior. (b) El coeficiente de modulación y el porcentaje de modulación. (c) Las amplitudes máximas de los máximos y mínimos de la envolvente. A cont continua inuación: ción: (d) Trace el espectro de frecuencias de salida. (e) Trace la envolvente. Identifique todos los voltajes pertinentes. 3-13. Determine, para un coeficiente de modulación m  0.2 y una potencia de portadora no modulada Pc  1000 W: (a) La potencia total de banda lateral. (b) La potencia de banda lateral superior e inferior. (c) La potencia de la portadora modulada. (d) La potencia total transmitida. 3-14. Determine la potencia máxima de la banda lateral superior, inferior y total para una potencia de portadora no modulada Pc  2000 W. 3-15. Calcule la potencia total máxima transmitida ( Pt ) con el sistema de AM descrito en el problema 3-14. 3-16. Calcule, para una onda de AM de DSBFC con voltaje de portadora no modulada de 25 V p y una resistencia de carga de 50 , lo siguiente: (a) Potencia en la portadora no modulada. (b) Potencia de la portadora modulada, de las bandas laterales superior e inferior, y potencia total transmitida con un coeficiente de modulación m  0.6. 3-17. Un modulador transistorizado de baja potencia tiene coeficiente de modulación m  0.4, ganancia de voltaje en reposo Aq  80 y amplitud de voltaje de portadora de entrada de 0.002 V. Calcule: (a) Las ganancias de voltaje máxima y mínima. (b) Los voltajes máximo y mínimo para vsal. A cont continua inuación: ción: (c) Trace la envolvente modulada. 3-18. Para el patrón trapezoidal adjunto, determine: (a) El coeficiente de modulación. (b) El porcentaje de modulación. (c) La amplitud de la portadora. (d) Las amplitudes de las frecuencias laterales superior e inferior.

 

3-19. Trace los patrones trapezoidales aproximados para las siguientes modulaciones porcentuales y

condiciones de modulación: (a) 100%. (b) 50%. (c)   100%. (d) Relación incorrecta de fase. (e) Modulación AM no simétrica. 3-20. Para un modulador de AM con frecuencia de portadora f c  200 kHz y una frecuencia máxima de señal moduladora f m(máx)  10 kHz, determine: (a) Los límites de frecuencia para las bandas laterales superior e inferior inferior.. (b) Las frecuencias de banda superior e inferior producidas producidas cuando la señal moduladora es un

tono de frecuencia único de 7 kHz. (c) El ancho de banda necesario para pasar la frecuencia máxima de la señal moduladora.

A cont continua inuación ción:: (d) Trace el espectro de salida. 3-21. Para un voltaje de portadora no modulada de 10 Vp y un cambio de amplitud de la envolvente

de 4 V, V, calcule: calc ule: (a) El coeficiente de modulación modulación.. (b) El porcentaje de modulación modulación.. 3-22. Una envolvente tiene voltaje máximo positivo V máx   20 V, V, y voltaje mín imo positivo d e 6

V. Determine:

(a) El coeficiente de modulación modulación.. (b) El porcentaje de modulación modulación.. (c) La amplitud de la portadora. 3-23. Una envolvente tiene V máx máx  30 Vp y V mín mín  10 Vp. Calcule: (a) La amplitud de la portadora no modulada. (b) La amplitud de la portadora modulada. (c) El cambio máximo de amplitud de la envolvente. (d) El coeficiente de modulación modulación.. (e) El porcentaje de modulación modulación.. 3-24. Escriba una ecuación de una onda de voltaje de AM con los siguientes valores:

Portadora no modulada  20 Vp. Coeficiente de modulación  0.4. Frecuencia de la señal moduladora  5 kHz. Frecuencia de la portadora  200 kHz. 3-25. Para una amplitud de portadora no modulada de 12 V p y un coeficiente de modulación de 0.5, determine lo siguiente: Porcentaje de modulación modulación.. Voltajes máximos de las frecuencias de portadora y laterales. Voltaje máximo positivo de la envolvente. Voltaje mínimo positivo de la envolvente.

(a) (b) (c) (d)

 

3-26. Trace la envolvente del problema 3-25. 3-27. Para una envolvente con voltaje voltaje máximo de pico de 52 V y un voltaje mínimo de pico a pico de 24 V, determine lo siguiente: (a) Modulación porcentual. (b) Voltajes máximos de las frecuencias de portadora y laterales. (c) Voltaje máximo positivo de la envolvente. (d) Voltaje mínimo positivo de la envolvente. 3-28. Una entrada de un modulador AM de DSBFC es una portadora de 500 kHz, con amplitud máxima de 32 V. La segunda entrada es de señal moduladora de 12 kHz, suficiente para producir un cambio de 14 Vp en la amplitud de la envolvente. Determine lo siguiente: (a) Frecuencias laterales superior e inferior. Coeficientee de modulación y porcentaje de modulación. (b) Coeficient (c) Amplitudes máxima y mínima de la envolvente. continua inuación: ción: 3-31. A cont (d) Trace la envolvente de salida. (e) Trace el espectro de frecuencias de salida. 3-29. Para un coeficiente de modulación de 0.4 y una potencia de portadora de 400 W, determine: (a) La potencia total de las bandas laterales. (b) La potencia total transmitida. 3-30. Una onda de AM de DSBFC tiene voltaje no modulado de portadora de 18 V p, y resistencia de carga de 72 . Determine: (a) La potencia de portadora no modulada. (b) La potencia de la portadora modulada. (c) La potencia total de las bandas laterales. (d) Las potencias de las bandas laterales superior e inferior. (e) La potencia total transmitida. 3-31. Para un modulador de AM de baja potencia, con coeficiente coeficiente de modulación 0.8, ganancia en reposo 90 y amplitud de portadora de entrada de 10 mVp, determine: (a) Las ganancias de voltaje máxima y mínima. (b) Los voltajes máximo y mínimo de envolvente. continua inuación: ción: 3-31. A cont (c) Trace la envolvente de AM.