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TRANSMISSÃO AM (AMPLITUDE MODULADA)

Como foi visto no link sobre antenas, as ondas eletromagnéticas se propagam pelo ar quando um sinal alternado de radiofrequência é aplicado a uma antena. Para que leve informação é necessário que este sinal seja modulado. O processo de modulação consta em se fazer variar alguma característica deste sinal proporcionalmente às variações de um sinal modulador externamente aplicado. Uma onda de RF pura consta de uma senóide de freqüência, fase e amplitude fixas.



A tensão de pico a pico (Vpp) é a máxima tensão alcançada e define a sua amplitude. A freqüência do sinal é o inverso do valor do período e é dada pelo número de ciclos por segundo, sua unidade é o Hertz. Uma outra propriedade a ser considerada é a fase, esta consta de um adiantamento ou atraso do sinal, criando uma defasagem. A variação de uma destas grandezas pode ser conseguida através de circuitos chamados de moduladores, dependendo do tipo de modulador pode ser ter uma variação da amplitude, frequencia ou fase da portadora.

MODULAÇÃO AM

A modulação de amplitude (AM) é o processo em se faz controlar a amplitude do sinal de radiofrequência (portadora) em função de um sinal modulador de menor freqüência, o resultado é a onda vista na figura abaixo.



Veja que a amplitude da portadora varia proporcionalmente com a amplitude do sinal modulador, o sinal de modulação é geralmente uma frequência na faixa de áudio. Para transmissões de radioamadores e radiodifusão a voz é utilizada para provocar a variação da amplitude da portadora. Para radiocontroles são utilizados sinais gerados por um oscilador de baixa frequencia para modulação, a detecção destas frequências no receptor, selecionadas através de filtros, são capazes de polarizar transistores e disparar motores e servomecanismos de controle.

Considere que o sinal modulado tenha uma frequência fixa f1 e a portadora esteja oscilando na frequência fo, no processo de modulação AM são formadas três bandas de frequências resultantes: (fo - f1) , (fo) e (fo + f1).


Cada banda carrega parte da potência total de transmissão, a portadora é a que contém maior potência, não levando informação alguma. Da potência total 66,6 % é transmitida pela portadora ficando o restante para as duas bandas laterais, isto quando atinge-se 100% de modulação.


Observando os níveis de tensão do sinal modulado da figura acima, podemos calcular a porcentagem de modulação m.


Quando em um transmissor, devido a qualquer fator como por exemplo, variação da temperatura, seus circuitos provocarem uma modulação superior a 100%, ocorrerá o processo de sobremoduçao, enquanto os circuitos estiverem neste estado não haverá sinal irradiado e a estação estará fora do ar.


O que ocorre na realidade não é simplesmente a aplicação de apenas uma frequência de modulação, a banda de frequência de nossa fala e audição alcança a faixa dos vinte mil ciclos por segundo, ou seja, 20 KHz. Através de experiências chegou-se a conclusão que uma faixa de 5 KHz é suficiente e aceitável para conversações humanas, esta faixa foi então adotada como padrão em transmisões de AM. Como resultado um canal de AM foi padronizado ocupando uma banda total de 10KHz de frequência entre os seus canais. O início dos canais da faixa do cidadão começa aos 26,965 MHz, abaixo a tabela das frequencias dos canais para rádios da faixa do cidadão mantendo os 10KHz de separação de banda.




As frequências de 26,995 - 27,045 - 27,095 - 27,145 - 27,195 MHz são reservadas para o uso de sistemas de radiocontrole.

Para que não haja interferência entra as estações a banda passante de áudio deverá iniciar o corte em 2,5 Khz com 1 Db / Oitava como índice mínimo, conforme exige a legislação vigente. Esta regra limita a ocupação da banda a menos que 10 KHz, evitando que uma estação interfira nas próximas.



TRANSMISSORES

O modo mais simples de transmissão de sinais em telecomunicações é a categoria CW, este consta de se fazer comutar o nível da portadora emitindo ou não o seu sinal. Na figura abaixo temos um oscilador com o transistor BF494 na frequencia aproximada de 11MHz modulado por um CI 555 como oscilador astável na frequencia de 480Hz.



O choque de RF (XRF) consta de várias voltas de fio esmaltado fino 30 AWG sobre o corpo de um resistor de 100K. Para a bobina são 10 voltas de fio esmaltado 22AWG enrolados sobre uma forma e 0,9 cm de diâmetro com núcleo ajustável. Abaixo temos as formas de ondas apresentadas - No canal 1 o sinal do circuito tanque LC no ponto indicado como c#1 no esquema, no canal 2 o sinal da saída do 555 exatamente no ponto indicado como c#2 no esquema.




Para que a modulação seja manipulável, transmitindo o código morse, é necessário que o arranjo do CI555 seja transformado em um monoastável, veja a figra abaixo.



Ao acionar a chave S o monoastável é ativado liberando a transmissão da etapa osciladora, Como sabemos o código morse é composto de pontos e traços, este circuito além de evitar transientes mantém um tempo mínimo para o pulso, este tempo será de 1,1 x R2 x C2, ou seja, aproximadamente 52mS, veja figura abaixo.




Caso este sinal seja acoplado a uma antena pela bobina L através de um enrolamento secundário, ele irá se propagar no espaço. Este enrolamento deverá estar no mesmo corpo da bobina e possuir menor número de voltas ( 2 ou 3 ).
Para que o sinal transmitido seja detectado é necessário misturá-lo ao sinal do oscilar local do receptor numa frequencia abaixo ou acima da frequencia da portadora. Esta diferença deverá ser da frequencia do filtro de áudio, de forma que depois de amplificado e filtrado soará no sistema de alto falante, veja o diagrama em bloco do receptor na figura abaixo.



Um outro modo de transmissão CW é a modulaçaõ da portadora com um sinal senoidal de áudio, neste caso no circuito anterior o CI555 será substituído por um oscilador senoidal que fará a modulação do sinal de RF, veja figura abaixo.



Neste caso, no receptor a frequencia do oscilador local deve ser idêntica a frequencia da portadora, o batimento de ambas dará como resultado um frequencia de áudio escollhida para a modulação da portadora no transmissor. Abaixo a forma de onda levantada pelo osciloscópio.




Na próxima figura o diagrama em blocos do receptor para este tipo de transmissão.



Repare que agora o oscilador local será ajustado para uma frequencia igual a f0, na saída do misturador o filtro selecionará a frequencia de áudio (fáudio) que irá soar no alto-falante.

No transmissor o oscilador de áudio modula diretamente a portadora, para circuitos profissionais é necessário que o oscilador de RF esteja isolado do estágio de modulação e da antena, pois corre o risco de desestabilização ou deslocamennto da frequencia. veja figura abaixo.



Em tranceptores do tipo PX e PY mais um estágio é acoplado na saída do oscilador de RF servindo de buffer e provocando uma maior estabiliade do mesmo.

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