Electrónica de comunicaciones - gr.ssr.upm.es · En el momento que se termine el plazo, se...

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Electrnica de comunicacionesPlan 2010

Manuel Sierra PrezManuel Sierra Castaer

Jos L. Fernndez JambrinaBeln Galocha Iragen

Javier Gismero MenoyoJos Ignacio Alonso Montes

Carlos Gustavo Moreno Prez

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Electrnica de Comunicaciones Introduccin 2

Presentacin de la asignatura

Contexto en el plan 2010ProgramaDesarrollo de las clasesLaboratoriosEjercicios de curso por InternetBibliografaTutoras y horas de consultaExamen final

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Mostrar la estructura real de los subsistemas de RF en sistemas de comunicaciones.

Estudiar las limitaciones de los subsistemas actuales y su especificacin.

Buscar la configuracin electrnica ms adecuada a cada una de las funciones de un sistema.

Disear subsistemas de aplicacin real con componentes de mercado.

Objetivos de la asignatura

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Electrnica de Comunicaciones en el plan de estudios

-Teora de la Comunicacin 95000021-Sist. de Transmisin

95000030

-Tratamiento digital de seales 95000028

- Radiacin y propagacin

95000035

Anlisis y Diseode Circuitos 95000029

-Electrnica e Instrumentacin Bsicas 95000014-Electrnica

Analgica 95000020

Electrnicade Comunicaciones

95000037

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Sistemas deComunicaciones

Por Radio

En banda base

Sobre portadora

Por Lnea

Sistemas de RF en comunicaciones

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Sistemas de Comunicaciones

Transmisor Canal ReceptorFuente Presen-tacin

Distorsin

Ruido

Interferencias

Distorsin

RuidoOscilador

Oscilador

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Transmisor AnalgicoTransmisor Digital

Transmisor

Tcnicas digitales o analgicas

Fuente

Reloj

Codificado

Fuente

Fuente

Codificado

Codificado

Mul

tiple

xado

Modulacin IF/RF Amp

Osc. Osc.

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Receptor Analgico Receptor DigitalReceptor

Tcnicas digitales o analgicas

Reloj

Decodificado

Recepcin

Decodificado

Decodificado

Mul

tiple

xado

DemodulacinRF/IFAmp

Osc. Osc.

Recepcin

Recepcin

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Frecuencias

Circuitos IntegradosDigitales(DSP)

Circuitos Integrados Analgicos (RFIC)

Circuitos de ComponentesDiscretos

10 a 100MHz

2 a 20GHz

MicroondasMilimtricasUHF

VHFHFOnda Corta

Onda Media

1kHz

1THz

ptica

Circuitospticos

Circuitos conLneas deTransmisin

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Partes del Programa

Subsistemas de Comunicaciones

Componentes de RF

Procesos de Seal

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Fuente de seal Modulador Amp. Amp.

Tema 1. Introduccin a los sistemas RF (3t)

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Tema 2. Procesos de distorsin mezcla y ruido (3t+3p)

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Tema 3. Modulacin/demodulacin lineal (4t+2p)

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Tema 4. Osciladores de RF, Lazos enganchados en fase (PLL), Sintetizadores y modulacin de frecuencia y fase (6t+4p)

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Tema 5. Amplificadores de RF y filtros de RF (3t+1p)

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Tema 6. Transmisores y Receptores de RF (4t+2p)

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Distribucin del tiempo de clase

Por temas Introduccin 3h Distorsin y ruido 6h Moduladores lineales 6h Osciladores, PLL, sintetizadores,moduladores y demoduladores de frecuencia 10h Amplificadores y filtros 4h Transmisores y Receptores 6h Actividades complementarias de seguimiento 4hTotal 35h

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Distribucin del tiempo de clase

A las 35 horas de clase se sumarn otras cuatro dedicadas a la realizacin de actividades complementarias de seguimiento

Las clases se distribuirn a razn de tres horas semanales durante 13 semanas


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Prcticas de laboratorio

Prcticas de laboratorio Prctica 1 Analizador de Espectros Prctica 2 Modulaciones lineales Prctica 3 PLLs y Sintetizadores de

Frecuencia Prctica 4 Transceptor heterodino

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ELECTRNICA DE COMUNICACIONES. LABORATORIO. Curso 2017-18

4 PRCTICAS (1 h. Introduccin terica + 3 h. laboratorio). OBLIGATORIAS

10* TURNOS (mx.). Formacin de turnos en Moodle. Se avisar con antelacin al periodo de eleccin de turno. Puestos de 2 alumnos. Los puestos debern estar asignados antes del 1 de MARZO (pasar por A306-L). Evaluacin:

1. Realizacin Prcticas y Entrega memorias: 25 % Nota Final Asignatura

Los guiones de las prcticas (necesarios para la realizacin de las mismas) estarn disponibles en www.gmr.ssr.upm.es/www2/ECOM. En la misma pgina se puede acceder al calendario de prcticas para los distintos turnos as como a documentacin adicional. A los alumnos repetidores que YA HAYAN SUPERADO las prcticas, se les mantiene la evaluacin continua de las mismas. No es necesario que repitan las prcticas por lo que NO deben elegir turno. (Listado aparecer en Moodle, al abrirse el periodo de eleccin de turno).

Coordinador del laboratorio: Javier Gismero ([email protected]). C420
http://www.gmr.ssr.upm.es/www2/ECOMmailto:[email protected]

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Ejercicios personalizados I. Plantearemos cuatro ejercicios personalizados de anlisis o

diseo. Los ejercicios sern similares pero diferentes y con datos

diferentes para cada alumno. Hay que realizar esos ejercicios a travs del portal educativo de

la asignatura: www.gr.ssr.upm.es/ecom

Cada ejercicio tiene su plazo de presentacin. Se puede consultar en cada momento la calificacin por

apartados. Pueden modificarse o corregirse cuantas veces se desee hasta

el final del plazo. En el momento que se termine el plazo, se cerrar el ejercicio y

se pasar la calificacin a listas.
http://www.gr.ssr.upm.es/ecom

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Ejercicios personalizados II.

La calificacin de los ejercicios supondr un 14% de la nota final del curso en la convocatoria ordinaria.

Las calificaciones de los ejercicios de curso no se aplican en la convocatoria extraordinario ni se guardan para aos sucesivos.

Al finalizar cada ejercicio llamaremos a algunos alumnos al despacho para que, en una prueba oral, expliquen cmo han hecho el ejercicio.

Nos reservamos la opcin a modificar la calificacin en funcin de la prueba oral.

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Ejercicios Personalizados III.

Tema del ejercicio Apertura Cierre *

1 Distorsin y Ruido 22-Feb 2-Mar

2 Modulacin y demodulacin lineal. 16-Marzo 23-Marzo

3 Sintetizadores de frecuencia y Modulacin y demodulacin angular.

13-Abril 20-Abril

4 Transmisores y receptores de RF. 11-Mayo 18-Mayo

El plazo termina a las 24h del da de cierre.Son fechas orientativas

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Pruebas complementarias de seguimiento

Se trata de exmenes a realizar en clase, y que sern diferentes en cada aula. Cada alumno lo har en su grupo. Consistirn en preguntas o problemas cortos

El alcance de cada examen ser: 1o: Temas 1 y 2 2o: Tema 3 3o: Tema 4 4o: Tema 5

El conjunto supone el 8% de nota final curso en la convocatoria ordinaria


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Examen final ordinario (continua)

Convocado para el da: 4 de junio de 2018 Ejercicio de teora (40%)

Tipo test. 20/25 cuestiones con 4 respuestas a elegir una. Tiempo estimado 30min. No se permite consulta de libros o apuntes.

Ejercicios prcticos (60%) Ejercicios de anlisis o diseo. Tiempo estimado 1h:30m Se permite la consulta del libro editado para la asignatura, libros

editados por el Departamento de Publicaciones en aos anteriores o fotocopias de los mismos.

No se permite la consulta de ejercicios, apuntes o de otros tipos de documentos.

Se exige una puntuacin mnima de un 30% aprobar la asignatura

El conjunto supone un 53% por ciento de la nota final,

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Examen final ordinario (no continua)

Convocado para el da: 2 de junio de 2017 Ejercicio de teora (40%)

Tipo test. 20/25 cuestiones con 4 respuestas a elegir una. Tiempo estimado 30min. No se permite consulta de libros o apuntes.

Ejercicios prcticos (60%) Ejercicios de anlisis o diseo. Tiempo estimado 1h:30m Se permite la consulta del libro editado para la asignatura, libros

editados por el Departamento de Publicaciones en aos anteriores o fotocopias de los mismos.

No se permite la consulta de ejercicios, apuntes o de otros tipos de documentos.

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Advertencia

Las infracciones de normas de examen, intercambio de documentacin entre alumnos, suplantacin, etc., supondrn la apertura de expediente disciplinario.


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Resumen de calificacin

Evaluacin continua

Examen final


( )

}

100%:final Nota

25%oLaboratori6.25% 4 :Prcticas

75%Teora

53% 3Examen60% :Problemas

40% :Test

8%2%4 :oseguimient Pruebas

14%5%.34 : WebEjercicios

==

=

=

=

}100%:final Nota

25% oLaboratori25% 4 Prcticas

75% finalExamen 60% Problemas

40% Test

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Calificacin final del curso

IMPORTANTE:

Es necesario realizar todas las prcticas

Calificacin mnima del examen final para aprobar: 3p sobre 10p

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Renuncia a evaluacin continua

Se puede renunciar a evaluacin continua por peticin oficial antes del 1 de marzo de 2017

Fecha de examen 4 de junio de 2018

Teora (40 %) Tipo test. 20/25 cuestiones con 4 respuestas a elegir una. Tiempo estimado: 30min. No se permite consulta de libros o apuntes.

2 Ejercicios prcticos (60%) Ejercicios de anlisis o diseo. Tiempo estimado 1:30h. Se permite la consulta del libro editado para la asignatura. No se permite la consulta de ejercicios, apuntes o de otros tipos de

documentos.

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Avisos

La calificacin final en la convocatoria extraordinaria est basada slo en el examen, no valorndose los ejercicios de curso.

La calificacin del laboratorio est condicionada a la realizacin de todas las prcticas.

El examen de la convocatoria extraordinaria se regir por las mismas normas que el de la ordinaria con renuncia a continua.


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Informacin

Tabln de anuncios No...

Pginas web Pagina de teora http://www.gr.ssr.upm.es/ecom Pgina del laboratorio www.gmr.ssr.upm.es/www2/ECOM/

Moodle de UPM
http://www.gr.ssr.upm.es/ecomhttp://www.gr.ssr.upm.es/ecomhttp://www.gr.ssr.upm.es/

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Bibliografa

M. Sierra-Prez, B. Galocha, J.L. Fernandez y M. Sierra CastaerElectrnica de Comunicaciones Editorial Prentice Hall. 2003.

H.C. Krauss, C.W. Bostian, F.H. Raab. Estado Slido en Ingeniera de Radiocomunicaciones. Ed. Limusa. 1984

R. Best. Phase Locked Loops Ed. Wiley. 1976 Miller. Basic Electronic Communication Prentice Hall Wolaver. Phase Loop Circuit Design Ed. Prentice Hall. Erst. Receiving System Design Ed. Prentice Hall. 1992. S.A. Maas. Microwave Mixers Artech House 1993. F.M. Gardner Phaselock Techniques Ed. Wiley 1979.

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Equivalencia de temasTtulo del tema Temario LibroIntroduccin a los sistemas RF 1 1Procesos de distorsin y ruido 2 2Procesos de mezcla 2 6Modulacin/ demodulacin lineal 3 9Osciladores de RF 4,1 3Lazos enganchados en fase (PLL) 4,2 4Sintetizadores 4,3 5Modulacin y demodulacin de fase y frecuencia 4,4 10Amplificadores de RF 5,1 7Filtros de RF 5,2 8Receptores 6,1 12Transmisores 6,2 11


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Horas de Clase y de Consulta

Grupo Grupo 31.2 Grupo 32 Grupo 33/34 Grupo 35 Laboratorio

Aula B3 B4 B10 B2 A306-LHorario Mierc. 9-11

Viern. 12-13Martes 10-11Mierc. 11-13

Martes 10-12Jueves 10-11

Martes 18-19Mierc 15-17

Segn grupos

Profesor J. L. Fernndez Jambrina

Manuel Sierra Prez/Manuel Sierra Castaer

J. L. Fernndez Jambrina

Beln Galocha Iragen

Javier GismeroMenoyo/Jos Ignacio Alonso Montes/Carlos Gustavo Moreno Prez

Despacho C-419 C-418/C410 C-419 C-410 C429/C422/C407

Tutora

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Profesorado y consultas


Profesor Despacho Correo electrnico

Manuel Sierra Prez C-418 [email protected]

Manuel Sierra Castaer C-410 [email protected]

Jos Luis Fernndez Jambrina C-419 [email protected]

Beln Galocha Iragen C-410 [email protected]

Javier Gismero Menoyo C-420 [email protected]

Jos Ignacio Alonso Montes C-422 [email protected]

Carlos Gustavo Moreno Prez C-407 [email protected]

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Esquemas de transmisin


Fuente de sealFuente de seal ModuladorModulador

Sintetizadorde

frecuencia

Sintetizadorde

frecuencia

Amplificador Filtropaso

banda

Filtropaso

bandaAntenaAntena

Funciones Bsicas

Generacin de la seal

Sntesis de portadora

Modulacin

Amplificacin

Filtrado

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Seal de banda base.

Valor medio o componente continua x(t) Potencia media Pb=x2(t) Valor eficaz xef=Pb1/2 Nivel mximo o de pico de la seal |x|mx=1. Funcin de distribucin estadstica. F(x)

t

x(t)

Electrnica de Comunicaciones

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Seal de banda base.

Distribucin espectral de potencia. S(f) Banda ocupada por la seal en banda base. W Frecuencia mxima de la banda base fmax

fmin

f

X(f)

0

fmax


Sintetizadorde

frecuencia

Sintetizadorde

frecuencia


banda

Filtropaso

bandaAntenaAntena

Banda BaseWElectrnica de Comunicaciones

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40

Generador de portadora.

Oscilador de frecuencia portadora Capacidad de salto en frecuencia Estabilidad

f0

f

0


Sintetizadorde

frecuencia

Sintetizadorde

frecuencia


banda

Filtropaso

bandaAntenaAntena


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41

Modulacin

Genera la seal modulada sobre la portadora

Modulacin de la amplitud Modulacin de la fase f0

f

0


Sintetizadorde

frecuencia

Sintetizadorde

frecuencia


banda

Filtropaso

bandaAntenaAntena

BRF

= (0 + ())

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Transmisor homodino con modulacin a bajo nivel

MOD

x(t)Genera la seal modulada en baja potencia sobre la portadora final.

Amplifica de forma lineal (AM)

Amplifica de forma no lineal (FM)

Filtra armnicos y espurios de modulacin.

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8Transmisor homodino con modulacin a nivel alto

x(t)

MOD

MODULADOR

Genera y amplifica la portadora.

Genera y amplifica la seal de modulacin.

Modula en alto nivel en un modulador de alto rendimiento.

Filtra armnicos y espurios de modulacin.Introduccin 43Electrnica de Comunicaciones

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Transmisor Heterodino

MOD

X(t)

f1

f2

f1+f2

Genera la seal modulada en baja potencia sobre una frecuencia intermedia.

Traslada la seal a la frecuencia de emisin en un conversor.

Amplifica la seal hasta la potencia de emisin

Filtra armnicos y espurios de modulacin y conversin.Introduccin 44Electrnica de Comunicaciones

MOD

X(t)

f

1

f

2

f

1

+f

2

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DemoduladorAmplificadorFiltropasobanda

Filtro

RFAntenaAntena de seal

Amplificador

Banda base

Esquema bsico del receptor

Funciones de un receptorAmplificar la seal hasta el nivel de entrada al demodulador

Eliminar interferencias y ruido que llegan al sistema receptor

Demodular la portadora para obtener la seal de banda base


Demodulador

Amplificador

Filtro

paso

banda

Filtro

RF

Antena

Antena

de seal

Amplificador

Banda base

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Criterios de calidad

Selectividad: Capacidad de eliminar seales potencialmente

interferentes. (filtrado, intermodulacin,) Sensibilidad:

Nivel mnimo de seal que es capaz de detectar con la calidad deseada. (ruido, ganancia,..)

Fidelidad: Capacidad de recibir y demodular la seal sin

distorsin. (distorsin lineal y no lineal, seales espurias, demodulacin, etc.)


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Receptor Homodino

DEMDEM

Ventajas

Sencillez

Bajo costo

Inconvenientes

Difcil filtrado en RF si fp/B>100

Alta ganancia en los amplificadores de RF con posibilidad de oscilacin.

Amplificacin Filtrado Demodulacin Nivel BB Filtrado BB


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Receptor homodino: Bandas

RF

fs

Filtro de rechazo de banda imagen

Interferencias y ruido


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Electrnica de Comunicaciones49

DEMDEM

Ventajas

El filtrado se hace sobre una frecuencia ms baja.

Se amplifica en dos etapas de diferente frecuencia.

Inconvenientes

Es ms complejo y caro.

Hay que eliminar la banda imagen.

AmplificacinFiltrado

Demodulacin

Conversin de frecuencia

Amplificacin

Receptor Superheterodino

DEM

DEM

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Bandas espurias y banda imagen

RF

f0 fs fs+f0fs-f0

FIBanda Imagen

2f0-fs

Filtro de rechazo de banda imagen

OL

fImagen=fs2fFI

B< BRF

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Demodulacin

IF

FIFiltro deFrecuencia Intermedia

fImagen=fs2fFI

BFI= Bmodulacin

Filtro de Banda base


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EjemploConsideremos un receptor de AM sintonizable en la banda de 600 a 1200 kHz, para el que se ha elegido una frecuencia intermedia de 450 kHz. Determine la frecuencia del oscilador y la correspondiente banda imagen.

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f0=600 a 1200kHz

BRF=100kHz BIF=20kHz

fI=450kHz

fOL


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Receptor de banda estrecha


DET.DET.

Consideremos un receptor de BPSK que recibe una sonda de espacio profundo en 3GHz con una banda de trabajo de 100Hz. Establecer una frecuencia intermedia y definir los filtros del receptor.

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Receptor de un equipo de medida


DET.DET.

Consideremos un receptor de un analizador de espectros que debe funcionar entre 10MHz y 20 GHz. Establecer una o ms frecuencias intermedias y definir los filtros del receptor.
Electrnica de comunicacionesPlan 2010Presentacin de la asignaturaObjetivos de la asignaturaElectrnica de Comunicaciones en el plan de estudiosSistemas de RF en comunicacionesSistemas de ComunicacionesTcnicas digitales o analgicasTcnicas digitales o analgicasFrecuenciasPartes del ProgramaTema 1. Introduccin a los sistemas RF (3t)Tema 2. Procesos de distorsin mezcla y ruido (3t+3p)Tema 3. Modulacin/demodulacin lineal (4t+2p)Tema 4. Osciladores de RF, Lazos enganchados en fase (PLL), Sintetizadores y modulacin de frecuencia y fase (6t+4p)Tema 5. Amplificadores de RF y filtros de RF (3t+1p)Tema 6. Transmisores y Receptores de RF (4t+2p)Distribucin del tiempo de claseDistribucin del tiempo de clasePrcticas de laboratorioNmero de diapositiva 20Ejercicios personalizados I.Ejercicios personalizados II.Ejercicios Personalizados III.Pruebas complementarias de seguimientoExamen final ordinario (continua)Examen final ordinario (no continua)AdvertenciaResumen de calificacin Calificacin final del cursoRenuncia a evaluacin continuaAvisosInformacinBibliografaEquivalencia de temasHoras de Clase y de ConsultaProfesorado y consultasEsquemas de transmisinSeal de banda base.Seal de banda base.Generador de portadora.ModulacinTransmisor homodino con modulacin a bajo nivelTransmisor homodino con modulacin a nivel altoTransmisor HeterodinoEsquema bsico del receptorCriterios de calidadReceptor HomodinoReceptor homodino: BandasReceptor SuperheterodinoBandas espurias y banda imagenDemodulacinEjemploReceptor de banda estrechaReceptor de un equipo de medida

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