Modulações Analógicas

Modulações Analógicas - Simulink

Este modelo simula a transmissão de sinais utilizando modulações analógicas do Communications System Toolbox™ fornecido pelo próprio Simulink™. Os esquemas de modulação de portadora analógica foram os primeiros a serem implementados. As portadoras sendo sinusoidais, podem fazer-se variar em amplitude , em fase, ou em frequência. Neste modelo apresentamos as modulações AM (Amplitude modulation), FM (Frequency modulation) e PM (Phase modulation).

Primeiramente baixe o arquivo a seguir Sistema.zip. Descompacte e certifique-se que no Matlab você esteja no diretório onde descompactou o arquivo. Digite no terminal do Matlab:

open_system('analog_modulation')

ou

analog_modulation

Toolbox e blocos necessários

Para realização da simulação, são necessários os Communications System Toolbox html, pdf e DSP System Toolbox™ html, pdf fornecido pelo próprio Simulink. A seguir temos os blocos utilizados no modelo se simulação:

Simulink

• Sine Wave;
• Scope;
• Goto;
• From.

Communications System Toolbox

• Analog Passband Modulation;

DSP System Toolbox

• Spectrum Analyser;

Para uma melhor visualização dos blocos e subsistemas usar [Tools>Model Explorer]

Modelo e parâmetros

Modulação é o processo na qual a informação é adicionada a ondas eletromagnéticas. O modelo apresenta diversas modulações analógicas, onde podemos ver suas características principais, bem como suas diferenças, vantagens e desvantagens. Neste modelo é possível controlar através das variáveis do bloco "Parâmetros do modelo", os parâmetros para realização do mesmo bem como eventual testes. Os parâmetros fornecidos por este bloco são:

Parâmetros do modelo

• amp -> Amplitude do sinal de informação;
• f_sinal -> Frequência do sinal de informação (Hz);
• fs -> Frequência de amostragem (Hz);
• Tipo de modulação -> Escolha da modulação para simulação (AM DSB-FC, AM DSB-SC, AM SSB, FM, PM);
• fp -> Frequência da portadora (Hz);
• fc -> Frequência de corte do filtro de recepção (Hz);
• ordem -> Ordem do filtro de recepção;
• Banda lateral modulada -> Escolha da banda lateral a ser modulada na modulação AM SSB;
• fh -> Ordem do filtro de hilbert de recepção para as modulações AM SSB,FM,PM;
• df -> Desvio de frequência;
• d_fase -> Desvio de fase.

Configurações de espectro

O painel Spectrum Settings encontrada em [View>Spectrum Settings]] no bloco Spectrum Analyser nomeado no modelo como Análise dos espectros, permite que você modifique as configurações para controlar a maneira em que o espectro é calculado obtendo uma melhor visualização do mesmo dos sinais do modelo. Neste painel podemos escolher como controlar a resolução de freqüência pela opção RBW (Hz) / Window length . A FFT amostra o espectro de 0 a $Fs$ e a resolução da análise é dada por $Fs/N$, onde N corresponde o numero de pontos da FFT, ou seja, a resolução da análise espectral está associada à duração N do sinal de mensagem, que deve ser longa o bastante para incluir pelo menos um ciclo completo da menor freqüência a ser analisada.

Outras possibilidades de configuração estão listadas abaixo:

• O tipo de espectro para exibir. As opções disponíveis são de potência, densidade de potência e espectrograma.
• Taxa de amostragem (Hz) - A taxa de amostragem, em hertz, dos sinais de entrada. Escolha Inherited para usar a mesma taxa de amostragem do sinal de entrada. Para especificar uma taxa de amostragem, insira o seu valor.
• Unidades - As unidades do espectro. As opções disponíveis são dBm, dBW, e Watts

O painel Spectrum Settings possui outras configurações, todas elas são especificadas em Spectrum Settings.

Testes que podem ser feitos

Os testes foram realizados nas versões 2014a e 2015a do software Matlab, funcionando perfeitamente nas mesmas.Você pode alterar alguns parâmetros mesmo que a simulação esteje rodando, basta acessar novamente o bloco parâmetros do modelo. Para isso é necessário que o tempo de simulação seja relativamente longo ou até mesmo infinito (inf). Assim podemos ver possíveis diferenças quando alteramos esses mesmos parâmetros como os relacionados ao filtro de recepção, entre outros. A seguir alguns testes que podem ser feitos com este modelo.

• Visualização dos efeitos de modulação e demodulação no domínio do tempo e frequência;
• Alteração da modulação analógica utilizada para fins de comparação;
• Alteração do filtro de recepção;

Caso queira analisar o procedimento das modulações AM DSB-FC, AM DSB-SC e AM SSB em uma outra forma digite no matlab:

AM_DSB_FC

 AM_DSB_SC

 AM_SSB