CAPÍTULO III.pdf

UNIVERSIDAD TCNICA DE AMBATO

FACULTAD DE INGENIERA EN SISTEMAS, ELECTRNICA E INDUSTRIAL

Carrera de Ingeniera en Electrnica y Comunicaciones

COMUNICACIONES ANALGICAS

PROFESOR:

Ing. Juan Pablo Pallo Noroa, Mg.

UTA FISEI CARRERA DE ING. ELECTRNICA Y COMUNICACIONES


Ing. Juan Pablo Pallo Noroa, Mg. 2

CAPTULO 3: TRANSMISIN POR MODULACIN DE AMPLITUD INTRODUCCIN. La modulacin AM (Amplitude Modulation), es el proceso de cambiar la amplitud de una seal portadora de frecuencia alta, en proporcin con el valor instantneo de una seal modulante o moduladora (informacin). CARACTERSTICAS:

La AM es una forma de modulacin relativamente poco costosa y de baja calidad. Aplican para emisiones comerciales, seales de audio y de video, adems para

comunicaciones mviles en 2 sentidos. Los moduladores de AM son dispositivos no lineales con 2 entradas y una salida. Se transmite en el rango de 530 KHz a 1600 KHz

En la figura a continuacin se tiene la modulacin AM, donde una entrada es una sola seal portadora de alta frecuencia y amplitud constante y la segunda est formada por seales de informacin de frecuencias relativamente baja.

Dnde: () = = = () = = =

() = 2

() = 2

= +

() = 2




() = ( + )( 2)

() = 2 + 2)

() = 2 + (2 2)

() = 2 (2

2( + ) +2

2( ))

() = ()

2cos 2( + ) +

2cos 2( )

LA ENVOLVENTE DE AM Existen varias formas de modulacin AM, la forma ms comn es la AM de portadora de mxima potencia y doble banda lateral (DSBFC, por Double-sideband full carrier). Tambin se le conoce como AM convencional, en la figura 3.1. a continuacin se indica la relacin entre portadora (() =2), la seal moduladora (() = 2), y la onda modulada () . La forma de onda de salida contiene todas las frecuencias que forman la seal AM y se usa para transportar la informacin del sistema; por tanto la forma de la forma de onda modulada se llama envolvente de AM. Ntese que la frecuencia de repeticin de la envolvente es igual a la frecuencia de la seal portadora y que la forma de la envolvente es idntica a la forma de la seal moduladora.

Figura 3.1. Modulacin AM




ESPECTRO DE FRECUENCIAS Y ANCHO DE BANDA AM Un modulador AM es un dispositivo no lineal, en consecuencia hay mezclado no lineal y la envolvente de salida es una onda compleja formada por un voltaje de cd, la frecuencia de la portadora y la suma + y la diferencia de las frecuencias, es decir los productos cruzados. El espectro de seal de AM contiene componentes de frecuencia a ambos lados de la portadora. En la Figura 3.2. a continuacin se muestra el espectro para una onda de AM

Figura 3.2. Espectro de frecuencia de una onda AM de DSBFC

Dnde:

La banda lateral inferior: = ( ())

La banda lateral superior: = ( + ()) La frecuencia de lado superior: = + La frecuencia de lado inferior: = El ancho de banda: = 2 ()

Ejercicio: Para un modulador DSBFC de Am con frecuencia de portadora fc=100KHz y una seal moduladora de frecuencia mxima fm es de 5KHz, determinar:

Lmites de frecuencia de las bandas laterales superior e inferior Ancho de banda Frecuencia de lado superior e inferior que se producen con un tono de 3KHz. Trazar el espectro de frecuencias de salida

= [100 5] 10 = 95 100 = 100 [100 + 5] = 100 105 = 2 () = 10 = 100 + 5 = 105 = 100 5 = 95




REPRESENTACIN FASORIAL DE UNA ONDA DE AMPLITUD MODULADA Con una seal moduladora la frecuencia nica, la envolvente de AM se obtiene de la suma vectorial de la portadora y de las frecuencias del lado superior e inferior. Las 2 frecuencias laterales se combinan y producen una resultante que se combina con el vector de la portadora. En la siguiente figura se indica esta suma fasorial. Los fasores de la frecuencia de la portadora y de los lados superiores e inferior bandas laterales giran en sentido contrario a las manecillas del reloj. La frecuencias de lado superior gira con ms rapidez que la portadora ( > ) y la frecuencia

del lado inferior gira ms lento ( < ); por consecuencia se mantiene estacionario el fasor de

la portadora.

Dnde:

= = =

COEFICIENTE DE MODULACIN Describe la cantidad de cambio de amplitud que hay en una forma de onda AM es el coeficiente de modulacin.

=

Dnde:

m: coeficiente de modulacin (adimensional) Em: cambio mximo de la amplitud de la forma de voltaje de salida [Vots] Ec: Amplitud mxima del voltaje de la portadora no modulada [Vots]




Y la modulacin en porcentaje es M:

=

100%

Adems se tiene:

=1

2( )

=1

2( + )

=

+ 100%

Dnde:

Vmx = Ec+Em Vmn = Ec Em

El mximo de amplitud de la onda de salida Em es la suma de voltajes de las frecuencias laterales superior e inferior

= =

2=

1

4( )

Dnde:

= Amplitud mxima de la frecuencia de lado superior (volts) = Amplitud mxima de la frecuencia de lado inferior (volts)




Figura 3.3. Porcentajes de modulacin envolvente de AM de DSBFC: (a) Moduladora, (b) Portadora no

modulada (c) Onda modulada 50%; (d) onda modulada 10%

Problema: De acuerdo a la figura de onda AM determinar:

Amplitud mxima de las frecuencias de lado superior e inferior Amplitud mxima de la portadora no modulada Cambio mximo de amplitud de la envolvente Coeficiente de modulacin Porcentaje de modulacin




DISTRIBUCIN VOLTAJE EN UNA SEAL AM La seal de la portadora se escribe matemticamente as:

() = (2) Dnde:

() = = () (2) = (Hertz)

() = [ + ( 2)][ 2 ] =

() = ( + (2 ()) ( 2()) Siendo + 2

() = (1 + (2 ()) ( 2())

() = ( 2() + ((2 ()) ( 2()) Voltaje de en funcin de AM

() = 2() (

2) cos 2( + ) + (

2) cos 2( )

Seal modulante




() =

22( + ) +

2cos 2( )

Donde tenemos que el Vmx=2Ec y el Vmn = 0V en una seal AM. A continuacin tenemos el espectro de voltajes para una onda DSBFC de AM:

Caractersticas:

Amplitud de la portadora despus de la modulacin es igual a la que era antes de la modulacin Ec.

la amplitud de la portadora no se altera en el proceso de la modulacin. La amplitud de las frecuencias LS y LI depende tanto de la amplitud de la portadora (Ec)

como del ndice de modulacin (m). Ejercicio: Una entrada a un modulador convencional AM es una portadora de 500KHz, con amplitud de 20Vp de amplitud. La segunda entrada es una seal moduladora de 10KHz de amplitud suficiente para causar un cambio de 7.5 en la onda de salida. Determinar:

Las frecuencias de lado superior e inferior El coeficiente de modulacin y el porcentaje de modulacin La amplitud mxima de la portadora modulada y los voltajes de frecuencias laterales

superior e inferior. Amplitudes mximas y mnima de la envolvente La ecuacin de la onda modulada. Trazar el espectro de salida Trazar el envolvente de salida




DISTRIBUCIN DE POTENCIA EN AM En todo circuito elctrico la potencia disipada es igual al cuadrado del voltaje dividido entre la resistencia.

=(0.707 )2

=

2

2

Dnde:

Pc = Potencia disipadora (Vatios) Ec = Vmx de la portadora (Volts) R = Resistencia de carga (ohmios)

Las potencias de las bandas laterales superior e inferior son:

= =22

8

Entonces:

= =2

4(

2

2) =

2 4

La potencia total en una onda de amplitud modulada es igual a la suma de las potencias de la portadora y las bandas lateral superior e inferior. La potencia total en una envolvente DSBFC de AM es:

= + +

= +2

4+

24

= +2

2

= (1 +2

2)

Caractersticas:

Potencia de portadora es igual a la onda no modulada, por ende la potencia de la portadora no se afecta en el proceso de modulacin.

Potencia total de onda AM se la suma de la Potencia portadora, Pbls y Pbli. P total es una envolvente de AM si aumenta el coeficiente de modulacin, aumenta la

potencia Total. En el siguiente grfico se indica el espectro de frecuencias para una onda de AM de DSBFC con una seal moduladora de frecuencia nica




Ejercicio: Para una onda DSBFC de AM con voltaje mximo de portadora no modulada Vc=10Vp, una resistencia de carga RL= 10 ohmios y un coeficiente de modulacin m=1, determinar:

Las potencias de las portadoras y de las bandas laterales La potencia total de la onda modulada Trazar el espectro de potencias Repetir en mismo ejercicio si tenemos un m=0.5

CLCULOS DE CORRIENTE EN AM Es necesario medir la I en la seal portadora y la modulante para terminar M. La medicin de la corriente (I) se hace simplemente determinando la I en la antena de transmisin con o sin seal modulada , la relacin es :

=

2

2=

2

2= 1 +

2

2

Dnde: Pt =potencia total Tx (vatios) Pc = potencia mxima de la seal portadora(vatios) It = corriente total del Tx (Amperes) Ic = corriente mxima de la seal portadora(amperes) R = resistencia de la antena (ohmios)

= 1 +2

2

Ejemplo: Realizar el clculo de los siguientes literales. a.- m=1; Pc=6W; Vc=4Vp

= 1 +2

2= 1.83




b.- m=0.5; Pc=6W; Vc=1Vp

= 1 +2

2= 6.36

MODULACIN AM CON UNA SEAL COMPLEJA DE INFORMACIN En la prctica la seal moduladora es una forma de onda compleja formada por muchas ondas senoidales con distintas amplitudes y frecuencias se tendr:

() = . Seal modulante 2 frecuencias (f1+f2)

= 12 + 22 + 32 + + 2

= = (2 )/2

= (1 +2

2)

Ejemplo: Un Tx de AM tiene una potencia portadora no modulada de Pc=100w que se modula en forma simultanea por tres seales cuyos coeficientes son las siguientes 0.2, 0.4 y 0.5 respectivamente. Determinar:

La ecuacin de la seal El coeficiente de modulacin La potencia de las bandas laterales superior e inferior Potencia total a transmitir

= 0.22 + 0.42 + 0.52 = 0.67

=2

2= 22.445

= (1 +2

2) = 122.445

() = 2 +1

2cos 2( 1)

1

2cos 2( + 1) +

1

2cos 2(

2) +1

2cos 2( + 2) +

1

2cos 2( 3) +

1

22( 3)




TIPOS DE MODULACIN AM

Modulacin AM DSB Convencional

La forma de onda de esta seal AM est dada por la ecuacin: () = [1 + ()]cos (2)

Ac: nivel de potencia de la seal portadora m(t): seal moduladora o mensaje. Fc: frecuencia de la seal portadora. () = [1 + ()] seal envolvente de la seal AM Si m(t) tiene un valor pico positivo de +1 y un valor pico negativo de -1 se dice que la seal AM esta 100% modulada

ndice de modulacin: =

Porcentaje de modulacin: % =100()

+

Figura: Portadora modulada de DSB

Modulacin AM DSB-SC:

La Modulacin AM Convencional ( DSB) debido a su sencillez y efectividad, es un mtodo de

modulacin muy ineficaz. En una seal de AM-DSB, la portadora no tiene ninguna informacin. Toda

la informacin transmitida est exclusivamente en las bandas laterales. Por ello, La portadora puede

suprimirse y no transmitirse. La seal de AM con la portadora suprimida se denomina DSB-SC.

La seal DSB-SC esta dada por: () = ()cos (2) m(t) tiene cero nivel DC para el caso de una portadora suprimida.

El ndice de modulacin resulta ser infinito debido a que no hay componente portadora.

El Espectro es idntico a la AM convencional excepto que las funciones

delta han desaparecido: () =2

[( ) + ( + )]

Modulacin AM SSB

La modulacin en banda lateral nica (BLU) o (SSB) (del ingls Single Side Band) es una evolucin de la AM. En la transmisin AM se gasta la mitad de la energa en transmitir una onda de frecuencia constante llamada portadora, y slo un cuarto en transmitir la informacin de la seal moduladora (normalmente voz) en una banda de frecuencias por encima de la portadora. El otro cuarto se consume en transmitir exactamente la misma informacin, pero en una banda de frecuencias por




debajo de la portadora. El receptor, genera localmente -mediante un oscilador- la portadora no transmitida, y con la banda lateral, reconstruye la informacin de la seal.

Figura. Portadora modulada de ASB

Modulacin AM VSB

En ciertos sistemas de comunicaciones, la modulacin DSB no es recomendable, pues el canal toma demasiado ancho de banda. La modulacin SSB tampoco, pues la implementacin es muy cara, aunque solamente el canal toma la mitad del ancho de banda. Entonces se usa VSB (vestigial sideband).

Figura 3: Portadora modulada de VSB

() = () ()

Donde s(t) es la seal modulada DSB, que puede ser de dos formas: Seal AM: () = [1 + ()] Seal DSB-SC: () = ()

MODULADOR AM

Figura. Etapas Modulador AM

A continuacin se realiza una descripcin de las etapas de un modulador AM:




Oscilador Local

Genera la frecuencia de la seal portadora, existen gran variedad de osciladores, como el oscilador

puente de Wien, Oscilador Hartley, Oscilador Colpitts, entre otros. Es necesario dimensionar el

oscilador y los elementos a utilizarse en el mismo para que genere la frecuencia con la que deseamos

trabajar.

Circuito preamplificador y filtro:

La funcin de esta etapa es dar la suficiente amplitud a la seal del mensaje y filtrar el ruido en

modo comn que pueda presentarse en la fuente de la seal moduladora. Se suele implementar

esta etapa con amplificadores operacionales, ya que permiten implementar en el mismo circuito, el

bloque preamplificador y el bloque de filtros pasa-bajos.

Mezclador por multiplicacin Analgica

La funcin del mezclador es trasladar en frecuencia la seal de entrada, manteniendo la amplitud

relativa de sus componentes espectrales. En la figura 4 se muestra el diagrama en bloques de la

tcnica de mezclado por multiplicacin analgica. Esta tcnica de mezclado bsico, se implementa

explcitamente un multiplicador de dos cuadrantes y un filtro pasabanda el cual permite eliminar

contenido armnico de baja potencia por fuera de la banda de inters.

Figura. Mezclador Por multiplicacin Analgica

Etapa de salida

Se parte por definir la antena que se va usar para radiar las ondas electromagnticas, es necesario

simular sus caractersticas de radiacin como calcular la frecuencia de operacin, la impedancia de

entrada de la antena, ya obtenida la antena se disea el circuito de acople de la antena, el cual

realiza el acople de la seal modulada a la antena de transmisin, para tratar de cumplir con la

relacin de mxima transferencia de potencia.

VENTAJAS:

Debido a su bajo costo, es medio preferido por los radiodifusores internacionales para cubrir

cualquier parte del mundo.

Los transmisores y receptores son de fcil construccin y econmicos.

Su demodulacin es simple, lo que abarata el costo y facilita la realizacin de receptores.




Tiene un mayor alcance que la modulacin FM.

DESVENTAJAS:

Es fcilmente afectada por diversos fenmenos atmosfricos (esttica), seales

electrnicas con frecuencias parecidas.

Tiene interferencias provocadas por los aparatos elctricos como motores y

generadores.

Tiene una baja potencia de transmisin en relacin con la modulacin FM.

En la transmisin AM DSBFC es que la informacin est contenida en las bandas

laterales aunque la mayora de la potencia se desperdicia en la portadora. La potencia

en la portadora no es totalmente desperdiciada ya que permite el uso de circuitos

demoduladores baratos y relativamente sencillos en el receptor.

APLICACIONES:

Es usada en la radiofona, ondas medias, ondas cortas e incluso en VHF.

Es utilizada en las comunicaciones entre aviones y torres de control.

Por onda media, se refiere a que puede ser captada por la mayora de los receptores de uso

domstico.

Radio Galena.

DEMODULACIN AM

El proceso de demodulacin en un sistema AM se basa en recuperar la envolvente o seal de informacin de la modulacin AM para con ella excitar el transductor final. Este proceso se efecta en el equipo receptor y recibe el nombre demodulacin o deteccin. CARACTERSTICAS:

Su objetivo es recuperar la seal de informacin de la modulacin por amplitud. Se lleva acabo en el equipo receptor de la comunicacin por AM. Existen dos tipos de detectores AM: lineales y de ley cuadrtica. Los lineales, son circuitos cuya salida guarda una relacin lineal con la envolvente de la

seal. En los circuitos de ley cuadrtica se obtiene una salida que conserva una relacin

cuadrtica con respecto a la entrada, seal que luego debe ser filtrada.

TIPOS: Detector por diodo o detector de pico: El detector por diodo emplea precisamente la accin rectificadora del diodo para rechazar la parte negativa de la seal compuesta y con ella la envolvente inferior. El primario del transformador recibe la seal AM que es seleccionada por el secundario sintonizada para luego ser rectificada.




Figura. Detector de Diodo

La tensin de salida del circuito tiene una componente continua que puede interferir con la polarizacin de la etapa amplificadora siguiente, a menudo se emplea un acoplamiento resistencia-capacitancia para eliminar esta componente. La tensin de salida tendr la forma de la envolvente de modulacin. Cuando la seal esta sin modular la potencia de salida ser:

= 2/ Donde Vp es la amplitud de la portadora, si R es muy alta entonces Vo=Vp. Por lo

tanto Ri=R/2. Detector por resistencia de Rejilla: Acta como un detector diodo combinado con un triodo amplificador. Es conveniente considerar la deteccin y la amplificacin como dos procesos separados.

Figura. Detector por resistencia de Rejilla

El capacitor c se descarga en los medios ciclos positivos de voltaje de entrada de rejilla a travs del circuito catiodo presentando un valor para la constante de tiempo de descarga igual al producto de la resistencia efectiva del tubo electrnico por la capacitancia c. El aumento de corriente de placa proveniente del capacitor ms que de la fuente de polarizacin, evitando, entonces, todo posterior aumento de corriente por medio del choque RF y del resistor de carga R1. As queda limitada toda variacin en el voltaje de placa y del capacitor.




Demodulador con detector coherente

La deteccin coherente se obtiene al multiplicar la seal modulada por un tono de la misma

frecuencia y fase que la portadora y extraer, mediante filtrado, la seal de banda base resultante.

Consideremos que la tensin de entrada al detector es la correspondiente a una seal AM Si la

multiplicamos por un tono puro de la forma vo(t)=Acos(ot), generado en el circuito de

recuperacin de portadora, se obtendr a la salida una tensin dada por:

Figura. Demodulador con detector coherente

() = ()0() = 1

2(1 + ())(1 + cos 20)

En cuanto a la variacin en la relacin S/N en deteccin, al hacer la demodulacin coherente el

detector no reacciona a la componente en cuadratura. La seal a la salida del multiplicador ser

() cos(0) = 1

2[(1 + ()) + 1()] (1 + cos(20)) +

2()

2(20)

Y al filtrar se obtiene la seal demodulada:

() =1

2[(1 + ()) + 1()]

ETAPAS:

Las etapas de la demodulacin o detector de AM son:

Figura. Etapa de la demodulacin




Las etapas que se llevan a cabo en la modulacin son las siguientes:

Amplificador de FI (o de RF): Los amplificadores de RF son sencillamente dispositivos en los que se tienen en cuenta parmetros que incrementan proporcionalmente con la frecuencia y que influyen en la respuesta del mismo con el tiempo, estos dispositivos son importantes para poder analizar fenmenos y utilizarlos a ms grande escala. Suministran toda la amplificacin de potencia necesaria para radiar la seal de RF al espacio. Demodulador: O detector, es el circuito encargado de obtener la forma de onda de la moduladora (informacin) de la portadora modulada, normalmente convertida a una frecuencia intermedia (FI). Amplificador de Banda Base: Amplificador electrnico, cuya banda de paso se extiende desde las bajas hasta las altas frecuencias (normalmente, desde decenas de Hz hasta decenas de MHz). Presenta aplicaciones en circuitos de comunicaciones, de televisin, fundamentalmente.

VENTAJAS:

Debido a que la modulacin de amplitud es sencilla, la demodulacin tambin lo es. El proceso de demodulacin es barato. Mejor relacin seal-ruido. Puede captar la seal a una larga distancia.

DESVENTAJAS:

No puede ser usado cualquier circuito demodulador, este debe ser acorde al circuito

modulador del transmisor AM.

Encontrar la frecuencia de sintonizacin para que el receptor pueda captar la seal

enviada por el transmisor de modulacin AM.

Existe y posee mayor posibilidad de interferencia en su recepcin.

APLICACIONES:

Es usada en la radiofona, ondas medias, ondas cortas e incluso en VHF.

Es utilizada en las comunicaciones entre aviones y torres de control.

Por onda media, se refiere a que puede ser captada por la mayora de los receptores de

uso domstico. Y todas las aplicaciones que posean modulacin AM.

PARMETROS TCNICOS DE LA COMUNICACIN POR MODULACIN AM




Son de estricto cumplimiento por parte de los concesionarios, so pena de que se les cancele la licencia respectiva a quienes incumpla este precepto. Clase de emisin y ancho de banda. Emisin: Modulacin de amplitud, doble banda lateral con portadora completa: A3E. Anchura de banda: Las estaciones de radiodifusin deben utilizar una anchura de banda de hasta: 20 kHz. Denominacin de la emisin: Las emisiones de las estaciones de radiodifusin sonora en ondas hectomtricas tendrn la siguiente denominacin: 20K0A3EGN. Anchura de banda de audio frecuencia: Anchura de la banda de frecuencias estrictamente suficiente para asegurar la transmisin de informacin con la velocidad y calidad requerida y en condiciones especficas. Anchura mxima de audio frecuencia ser de 10 kHz. Separacin entre canales: La banda de frecuencias de 535 a 1.705 kHz., se ha dividido en ciento diecisiete (117) canales con frecuencias portadoras que son mltiplos enteros de 10 kHz. Porcentaje de modulacin: Relacin de la mitad de la diferencia entre la amplitud mxima y mnima de la onda modulada en amplitud, con amplitud promedio de la onda modulada expresada en porcentaje. Picos Negativos: hasta el 100%. Picos Positivos: Mximo 125%.

Clasificacin de las estaciones y reas de servicio: rea de servicio primaria: rea de servicio delimitada por el contorno dentro del cual el nivel calculado de la intensidad de campo de la onda de superficie est protegido contra interferencia objetable. rea de servicio secundaria: rea de servicio en la cual el nivel calculado de intensidad de campo de onda ionosfrica durante el 50% del tiempo est protegido contra interferencia objetable. Estacin clase A: Aquella destinada a cubrir extensas reas de servicio primario y secundaria y que est protegida, por lo tanto, contra interferencias objetables. Estacin clase B: Aquella destinada a cubrir dentro de su rea de servicio primaria, a uno o varios centros de poblacin y las reas rurales contiguas a los mismos. Estacin clase C: Aquella destinada a cubrir, con parmetros restringidos, dentro de su rea de servicio primaria, a uno o varios centros de poblacin y las reas rurales contiguas a los mismos. Estacin clase D: Aquella destinada a cubrir con parmetros restringidos dentro del rea de servicio primaria, a una ciudad, poblacin o comunidad, y que est obligada a garantizar la operacin de las mismas libres de interferencias objetables.




Potencia de operacin: De conformidad con la clasificacin de las estaciones, los rangos de potencia

de operacin son los siguientes:

Estacin clase A: La potencia ser superior a 10 kW y hasta 250 kW. Estacin clase B: La potencia ser superior a 5 kW y hasta 10kW. Estacin clase C: La potencia mnima ser superior a 250 W y hasta 5 kW. Estacin clase D: La potencia mxima ser de 250 W. Tolerancia de frecuencia: Desviacin instantnea de la frecuencia portadora a causa de la modulacin. La mxima desviacin de frecuencia admisible para la portadora ser de + 10 Hz. Distorsin armnica de audio frecuencia: La distorsin armnica total de audiofrecuencia desde las terminales de entrada de audio del transmisor, hasta la salida del mismo, no debe exceder del 3% para una modulacin del 95% se medir con frecuencias de 50, 100, 400, 1000, 5000, 7500 y 9500 Hz. Nivel de ruido de la portadora: El nivel de ruido de la portadora debe estar por lo menos 45 dB por abajo del nivel que produce una seal senoidal de 400 Hz, que modula la portadora al 95%. Desviacin de la portadora: No debe ser mayor del 5%, para cualquier porcentaje de modulacin a la frecuencia de 400Hz. Distorsin por intermodulacin: No debe ser mayor del 1%, que representa un valor de -40 dB con relacin al nivel nominal. Mxima seal interferente: Para las diferentes clases de estaciones la mxima seal interferente ser: Estacin clase A: Onda de superficie. Diurno: 250 uV/m.Nocturno: 625 uV/m. Estacin clase B: Onda de superficie. Diurno: 625 uV/m. Nocturno: 3250 uV/m. Estacin clase C: Onda de superficie. Diurno: 625 uV/m. Nocturno: 5000 uV/m. Estacin clase D: Onda de superficie. Diurno: 1750 uV/m. Nocturno: 5000 uV/m. Emisiones no esenciales: Las emisiones no esenciales, con respecto a la portadora sin modular, deben atenuarse: De 10 a 20 kHz - 25 dB. De 20 a 30 kHz - 35 dB. De 30 a 75 kHz - 35 dB menos 1dB/kHz. De 75 kHz en adelante, as: Para transmisores con potencia hasta de 5 Kw.: - 80 dB Para transmisores con potencias superiores a 5 kW se debe aplicar el valor que resulte de aplicar la expresin: dB = 43 + 10 Log P (W.) Sistema de transmisin: Transmisor: El diseo del equipo transmisor debe ajustarse a los parmetros tcnicos establecidos, debe contar con los instrumentos de medicin indispensables para comprobar sus parmetros de operacin. Lnea de transmisin: Para alimentar la antena debe utilizarse como lnea de transmisin cable coaxial, si no la poseen deben apegarse al parmetro presente.




Antena: Las estaciones de radiodifusin sonora en Ondas Hectomtricas debern utilizar antenas de un cuarto (1/4) o un medio (1/2) de longitud de onda de la frecuencia de operacin. En los casos que determine el Ministerio de Comunicaciones, con el fin de prevenir interferencias objetables, se debern utilizar sistemas de antenas directivas.

ANLISIS DE TRANSMISOR Y RECEPTOR AM

TRANSMISOR AM

Los parmetros caractersticos de un transmisor son los siguientes:

Seal a transmitir o seal de banda base.

Tipo y Profundidad de modulacin.

Frecuencia de transmisin.

Banda necesaria y banda ocupada.

Emisiones no deseadas.

Potencia de Emisin.

Rendimiento.

Fidelidad.

Seal de banda base: Se denomina banda base al conjunto de seales que no sufren ningn proceso

de modulacin a la salida de la fuente que las origina, es decir son seales que son transmitidas en

su frecuencia original. Dichas seales se pueden codificar y ello da lugar a los cdigos de banda base.

Tipo de Modulador: La modulacin AM posee distintos tipos como los son modulacin AM DSB o

Convencional, Modulacin AM DSB-SC, Modulacin AM SSB y Modulacin AM VSB.

Emisiones no deseadas: Son las emisiones que no son la onda modulada, como la portadora sin

modular, frecuencias parsitas, emisiones no correspondientes, etc.

Potencia de Emisin: potencia de la portadora: valor medio de la potencia en ausencia de

modulacin. Potencia media: Es la obtenida al promediar la potencia entregada por el transmisor

en un tiempo grande. Potencia en la cresta de la envolvente: Es la potencia media en un ciclo de

radiofrecuencia para el valor mximo de la envolvente. PIRE (Potencia Isotrpica Radiada

Equivalente): Es la densidad de potencia radiada en una direccin por unidad de ngulo slido.

() = () + () = () + ()

Fidelidad: Es necesario evitar toda distorsin, ya sea del proceso de modulacin, distorsin en

amplificador de potencia, seales espurias dentro de la banda de seal, mezcla de seales en

transmisores con multiplexacin de canales, distorsin de tercer orden en amplificadores y

conversores.




RECEPTOR AM

Un receptor debe ser capaz de recibir, amplificar, y demodular una seal de radio frecuencia. Un

receptor tambin debe ser capaz de limitar las bandas del espectro total de radiofrecuencias a una

banda especfica de frecuencias, cambiar el rango (banda) de frecuencia que es capaz de recibir

(sintonizar). Una vez recibida la seal, amplificada y limitadas las bandas, deber convertirse a la

fuente original. Una vez demodulada, la informacin podra requerir mayor limitacin de las bandas

y una amplificacin, antes de considerarse lista para usar.

Figura. Receptor AM

Seccin de RF: consiste en un preselector y una etapa de amplificador. El preselector es un filtro banda de sintonizacin amplia con una frecuencia central ajustable, que se sintoniza a la frecuencia portadora deseada, reduce el ancho de banda de ruido del receptor. Incluir amplificadores de RF tiene varias ventajas en el receptor como:

Ganancia ms grande, por lo tanto mejor sensitividad. Mejor rechazo a la frecuencia imagen. Mejor relacin de seal a ruido. Mejor selectividad.

Seccin de mezclador/convertidor: esta etapa es un dispositivo no lineal y su propsito es convertir radiofrecuencias a frecuencias intermedias (Traslacin de frecuencias de RF a IF). Aunque las frecuencias de la portadora y banda lateral se trasladan, la forma envolvente permanece sin cambios. Seccin de IF: consiste de una serie de amplificadores de IF y filtros pasa-bandas y frecuentemente se llama banda de IF. La frecuencia de IF siempre es menor que la de RF. Acoplamiento Inductivo: es la tcnica comn utilizada para acoplar amplificadores de IF. Seccin de detector: convierte las seales de IF a la informacin de fuente original, llamado comnmente detector de audio o el segundo detector en un receptor de banda de radiodifusin debido a que las seales de informacin son audiofrecuencias. Seccin de Audio: abarca varios amplificadores de audio cascada y una o ms bocinas. El nmero de amplificadores que se utilizan depende de la potencia deseada para la seal de audio.

Seccin

de RF Seccin

de IF Seccin de

audio

Detector

de AM

Antena receptora Bocina

Seccin de

mezclador/

convertidor




Parmetros del receptor Se utilizan varios parmetros para evaluar la habilidad de un receptor para demodular con xito una seal de RF. Selectividad: es la medida de la habilidad de un receptor para aceptar una banda de frecuencias determinada (informacin deseada) y rechazar las otras (perturbaciones). Puede representarse como relacin del ancho de banda del receptor en algn factor de atenuacin de terminado, comnmente -60 dB al ancho de banda en los puntos -3dB.

=(60)

(3)

Mejora del ancho de banda: El ruido trmico es la forma ms prevaleciente de ruido, y es directamente proporcional al ancho de banda. En consecuencia, si se puede reducir el ancho banda, el ruido tambin se reducir en la misma proporcin y aumentara la relacin de potencias de seal al ruido, y mejorara la eficiencia del sistema. La mejora del ancho de banda es: = / La mejora en la figura de ruido es: = 10 log

Sensitividad: Es el nivel mnimo de la seal de RF que se puede detectar a la entrada del receptor y producir una seal til de informacin demodulada, se usan la relacin de seal a ruido y la potencia de la seal a la salida de la seccin de audio. La sensibilidad de un receptor se suele especificar en micro volts de seal recibida. La mejor manera de mejorar la sensibilidad de un receptor es el ruido. Esto se logra reduciendo la temperatura o el ancho de banda del receptor, o mejorando la cifra de ruido del receptor. Rango dinmico: Es el intervalo de potencias de entrada dentro del cual el receptor es til. El nivel mnimo de recepcin es una funcin del ruido frontal, de la cifra de ruido y de la calidad deseada de seal. El lmite de alta potencia de un receptor depende de si trabaja con una seal de entrada de una o de varias frecuencias. Un bajo margen dinmico puede provocar una de sensibilizacin de los amplificadores de RF, y causar gran distorsin por intermodulacin en las seales ms dbiles de entrada. Fidelidad: Es una medida de la capacidad de un sistema de comunicaciones para producir, a la salida del receptor, una rplica exacta de la informacin de la fuente original. Toda variacin de fase, frecuencia o amplitud que haya en la forma de onda demodulada y que no haba en la seal original de informacin se considera como distorsin. Hay tres formas de distorsin: La distorsin de fase no tiene mucha importancia en la transmisin de voz, el odo humano es relativamente insensible hacia las variaciones de fase. Puede ser devastadora en la transmisin de datos. La causa principal de la distorsin de fase es el filtrado. Las frecuencias iguales o cercanas a la frecuencia de corte de un filtro sufren diversos valores de desplazamiento de fase. La distorsin de amplitud se presenta cuando las caractersticas de amplitud en funcin de frecuencia de una seal a la salida del receptor difieren de las de la seal original de informacin. La distorsin de amplitud es el resultado de ganancia no uniforme en amplificadores y filtros. La distorsin de frecuencia se presenta cuando frecuencias en una seal recibida que no haba en la fuente original de informacin. La distorsin de frecuencia se debe a distorsin por armnicas y por intermodulacin, causada por amplificacin no lineal.

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