UNIVERSIDAD NACIONAL AUTONOMA DE HONDURAS VALLE DE SULA.

IE425 COMUNICACIONES I

CAPITULO I CAPITULO I •Ruido eléctrico no correlacionado, correlacionado•Varios tipos de ruidos.

El RuidoEl RuidoSe considera como ruido a todas las señales eléctricas no deseadas que provienen de una diversidad de fuentes y que afectan las señales de radiocomunicación.

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Efecto del ruido en señal digital

RUIDO CORRELACIONADO.-

CORRELACION .- HAY UNA RELACION ENTRE LA SENAL Y EL RUIDO

RUIDO NO CORRELACIONADO.- ESTA PRESENTE EN LA AUSENCIA DE CUALQUIER SENAL

Clasificación de los RuidosClasificación de los Ruidos

Así tenemos la siguiente clasificación: ruido externo y ruido interno

Del ruido externo

Ruido NO CORRELACIONADORuido NO CORRELACIONADO

Interferencias Naturales:

Interferencia Hecha por el

Hombre:

- Otros sistemas de comunicación

- Chispas de ignición en los automóviles

- Zumbido de 60 Hertz de la red de alimentación

- Interferencias de radio frecuencia

- Disturbios atmosféricos: electricidad estática- Radiación extraterrestre:(ruido espacio profundo) : solar y cósmico (ruido de cuerpo negro)- Actividad solar.

Es la interferencia electrica generado dentro de un dispositivo, los hay: termico, de disparo y tiempo de transito.

El Ruido Térmico, ( Ruido Browniano, Robert Brown) que es el voltaje de ruido debido al movimiento de partículas cargadas (por lo general electrones) en medios conductores. Matemáticamente la potencia del ruido térmico se calcula con la ecuación:

Donde N es la potencia del ruido en wats/hertz B es el ancho de banda K es la constante de Boltzman Joules / °K T es la temperatura absoluta en grados Kelvin

N = K T B

231038.1

Ruido internoRuido interno

A temperatura ambiente con un ancho de banda de 1hz, la densidad de potencia de ruido disponible es

N = J/K X 290 K

N= W/HZ

N ( dBm) = 10 Log KTB / 0.001

231038.1

21104

Ruido térmico satisface las condiciones teóricas para una distribución gaussiana.El hecho de que el ruido térmico sea blanco, así como el gaussiano causa erróneamente que se trate al ruido blanco o gaussiano como la misma cosa, lo cual no lo son.

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Relación Eb/N0 siendo k la constante de Boltzmann, cuyo valor es

y siendo T la temperatura absoluta en grados Kelvin

Ejemplo: Para obtener una relación Eb/N0 = 8,4 dB a una temperatura ambiente de 17 ºC (290 ºK) y una velocidad de transmisión de 2.400 bps, ¿qué potencia de señal recibida se necesita?

Respuesta:

KJk /º10·3803,1 23

8,161dBWS

Ruido de disparo.- causado por la llegada aleatoria de portadores ( electrones o huecos) en el elemento de salida de un dispositivo electrónico tal como diodo, transistor.El ruido disparo esta variando aleatoriamente y esta sobre impuesto en cualquier señal presente, cuando se amplifica este ruido suena como una lluvia de bolitas de metal que caen sobre un techo de estaño, se le llama ruido transistor.

Ruido de tiempo de transito.- cualquier modificación a una corriente de portadores conforme pasa desde la entrada hasta la salida de un dispositivo produce una variación aleatoria irregular .

Portadores que viajan en un transistor de un emisor al colector sufren de retardos de tiempo del emisor, retardos de tiempo de transito de la base y retardos de tiempo de recombinación y propagación del colector.

Voltaje de ruido.La figura muestra el circuito equivalente de una fuente de ruido, donde su resistencia interna (R1) está en serie con el voltaje rms de ruido (Vn). Para el peor de los casos R = R1, donde R es la resistencia de carga. Por tanto, con la potencia de ruido N , el Voltaje de Ruido se puede calcular, según la ecuación:

RKTB=VN 4Vn

R1

R

Fuente de Ruido

Clasificación de los RuidosClasificación de los Ruidos

divRVnKTB=N 2)^2/(

El ruido térmico es igualmente distribuido por el espectro de frecuencia , por eso se le llama ruido blanco( contiene todas frecuencias de luz visible)

Ruido Blanco Son tipos de fuentes de ruido Gaussiano y tienen una densidad espectral plana sobre un intervalo amplio de frecuencias.

Tal espectro tiene todos los componentes de frecuencias en igual proporción y se le designa en forma correcta como ruido blanco por la analogía de la luz blanca.

Clasificación de los RuidosClasificación de los Ruidos

•Distorsión armónica •Ruido intermodulación.

•Distorsión armónica.- son los múltiplos no deseados de la onda seno de frecuencia simple que se crean cuando la onda seno se amplifica en un dispositivo no lineal.•La distorsión de amplitud es otro de los nombres para distorsión armónica

Ruido CorrelacionadoRuido Correlacionado

Distorsión no lineal. Armónicos.Distorsión armónica

La saturación provoca la aparición de armónicos de la señal de entrada

Se eliminan por filtrado (banda estrecha) Se mide en % de la tensión eficaz del armónico

respecto a la tensión de salida o en dB Corrección para un nivel de salida diferente

N

REF

oANAN P

PPP

0

N

REF

oANAN P

PPP

0

tAk

tnAk nn

01

0

cos

cos

dBmPdBmPNdBmPdBmP refoANAN 0

Distorsión no lineal. Armónicos.

Si en un sistema no lineal introducimos un tono de frecuencia  , en la salida tendremos ese mismo tono (con una amplitud y fase posiblemente diferentes) y, sumado a él, otros tonos de frecuencia   llamados armónicos del tono fundamental  .

Distorsión no lineal. Armónicos.Ruido de intermodulación.- son las frecuencias

no deseadas del producto cruzado ( sumas y diferencias) creadas cuando dos o mas señales son amplificadas en un dispositivo no lineal.

Tal como en la distorsión armónica en intermodulación también hay varios grados de distorsión , generalmente se mide el porcentaje de distorsión de intermodulación de segundo orden

Distorsión no lineal. Intermodulación.

Intermodulación de tercer orden con dos tonos

S(f)

f

f 1 f 2

2f2-f

1

2f1

-f2

f 2-f

1

f 2+

f1

2f2

2f1

3f1

3f2

2f2

+f

1

2f1+

f2

Productos de intermodulación en la banda de interés

Varios tipos de ruidoVarios tipos de ruidoRUIDO EXCESIVORUIDO DE RESISTENCIARUIDO DE PRECIPITACION.

RUIDO EXCESIVO.- Ruido interno no correlacionado que no es totalmente entendible, se encuentra en los transistores y es directamente proporcional a la corriente del emisor y la temperatura de la unión e inversamente proporcional a la frecuencia, también se llama ruido de baja frecuencia , ruido de parpadeo, ruido de modulación.

RUIDO DE RESISTENCIA.- Ruido térmico que esta asociada con la resistencia interna de la base, el emisor y el colector del transistor .

RUIDO DE PRECIPITACION.- Es un tipo de ruido estático causado cuando un avión pasa a través de nieve o lluvia, el avión se carga lo suficientemente alto con respecto al espacio que lo rodea que una descarga de corono ocurre en el avión, la interferencia de precipitación estática es mas molesta en frecuencias de onda corta.

Relación señal a Ruido (S/R)Relación señal a Ruido (S/R)La relación señal ruido se denota como S/R e indica la cantidad de ruido que contiene una señal en cuestión.

Está expresado en decibelios (dB).

Mientras más alto sea este valor, menor será la cantidad de ruido presente en la señal.

SNR = SN

Relación señal a Ruido (S/R)Relación señal a Ruido (S/R)

PnLOGPs

VnLOGVs

PnPs

VnVs

NS

/10

/20

/

2)^/(

/

Factor de Ruido e Indice de RuidoFactor de Ruido e Indice de Ruido

El factor de ruido denotado como FF y el índice de ruido, denotado como NFNF.

Son índices que indican la degradación en la relación señal a ruido conforme la señal se propaga por un amplificador sencillo, una serie de amplificadores o un sistema de comunicaciones.

El factor de ruido es la relación de S/N de entrada entre la relación S/N de salida.

Esto es, el factor de ruido es una relación de relaciones.

Matemáticamente se tiene:

El índice de ruido es el factor de ruido expresado en dB, es decir:

o

i

NS

NS=F

/

/

(F)=(dB) 10logNF

o

i

NS

NS=(dB)

/

/10logNF

Factor de Ruido e Indice de RuidoFactor de Ruido e Indice de Ruido

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Ley de Shannon (1948)La cantidad de símbolos (o bits/baudio) que

pueden utilizarse dependen de la calidad del canal, es decir de su relación señal/ruido.

La Ley de Shannon expresa el caudal máximo en bits/s de un canal analógico en función de su ancho de banda y la relación señal/ruido :Capacidad = BW * log2 (1 + S/R)

donde: BW = Ancho de Banda S/R = Relación señal/ruido

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EjemploCanal entre 3 MHz y 4 MHzRelación señal ruido = 24 dB, SNR=102,4=251Calcular ancho de banda

Respuesta: B = 1 MHzCalcular la velocidad binaria teórica máxima y el número

de nivelesRespuesta: SNR = 251Respuesta: C = 8 MbpsRespuesta: M = 16 niveles

¿Qué son los Decibeles?

El DecibelEl DecibelEs una unidad logarítmica de medición usada para comparar dos niveles de potencia.

Denotando con Pr el nivel de referencia, el decibel (dB) se define mediante la ecuación:

donde P es una potencia conocida.

rP

P=dB 10log

Cálculo de Cálculo de DecibelesDecibeles

Si se conoce la relación de potencias expresadas en decibeles, la razón de potencia puede hallarse del inverso de la ecuación anterior, esto es:

)(dB

r

=P

P 10/10

rP

P=dB 10log