M Comunicaciones Digitales 2016-1

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  • Universidad Nacional Autnoma de Mxico

    Facultad de Estudios Superiores Cuautitln

    Ingeniera en Telecomunicaciones, Sistemas y Electrnica

    Departamento de Ingeniera Seccin Electrnica

    Asigntura: Comunicaciones Digitales

    Clave Carrera: 130 Clave Asignatura: 1710

    Autor: Ing. Marcelo Bastida TapiaIng. Jorge Ramrez RodrguezIng. Juan Gonzlez VegaSemestre 2016-1.

    Fecha de Elaboracin: Agosto 2015.

    LABORATORIO DE COMUNICACIONES DIGITALES

  • Facultad de Estudios Superiores Cuautitln UNAM

    Laboratorio deComunicaciones Digitales

    Ing. Marcelo Bastida TapiaIng. Juan Gonzlez Vega

    Ing. Jorge Ramrez Rodrguez2016-1

    i

    NDICE iOBJETIVO GENERAL DE LA ASIGNATURA iiOBJETIVOS DEL CURSO EXPERIMENTAL iiINTRODUCCIN iiiREGLAMENTO DE LABORATORIO iiiINSTRUCCIONES PARA ELABORAR EL REPORTE iv

    Prctica 1 Muestreo y retencinTema 1.5. Teorema de muestreo

    1

    Prctica 2 Espectro de FrecuenciasTema 1.6. Transformada y Serie de Fourier

    4

    Prctica 3 Modulacin PCMTema 2.1 Formado de banda base para transmisin de datos

    6

    Prctica 4 Modulacin PAMTema 2.2 Seales discretas PAM

    12

    Prctica 5 Modulacin y Demodulacin FSKTema 3.3. Sistemas bsicos de modulacin digital: ASK, FSK y PSK.

    16

    Prctica 6 Modulacin PSKTema 3.3. Sistemas bsicos de modulacin digital: ASK, FSK y PSK.

    20

    Prctica 7 SincronizacinTema 3.12. Sincronizacin de smbolo

    23

    Prctica 8 Codificacin de lneaTema 5.7. Cdigos de lnea

    27

    Bibliografia 33Anexo 1 Configuracin Elvis 34Anexo 2 Configiracin DSA 35

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    ii

    Objetivo General de la Asignatura El alumno conocer los fundamentos de los sistemas de comunicaciones digitales;

    as como las expresiones fundamentales que permitan analizar y disear enlacesde comunicaciones digitales.

    Objetivo del Curso Experimental Construir e integrar las diferentes etapas que conforman los Sistema de

    Comunicaciones Digitales.

    Introduccin

    Las Comunicaciones Digitales han presentado un dinmico avance en los ltimos aosdebido a las grandes ventajas que presenta sobre la comunicacin analgica logrando unamayor cobertura y mejor calidad fortaleciendo as el desarrollo econmico y educativo ascomo el entretenimiento

    Este manual de prcticas pretende que los alumnos de la asignatura de comunicacionesdigitales reafirmen los conocimientos tericos adquiridos en clase mediante la realizacinde 8 prcticas

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    iii

    1. Dentro del laboratorio queda estrictamente prohibido.

    a. Correr, jugar, gritar o hacer cualquier otra clase de desorden.b. Dejar basura en las mesas de trabajo y/o pisos.c. Sentarse sobre las mesasd. Fumar, Introducir alimentos y/o bebidas.e. Utilizar cualquier objeto ajeno a las prcticas de laboratorio, tales como: celulares o equipos de sonido

    (aun con audfonos) excepto algn equipo para realizar las prcticasf. La presencia de personas ajenas en los horarios de laboratorio.g. Dejar los bancos en desorden.h. Mover equipos o quitar accesorios de una mesa de trabajo a otra sin el consentimiento previo del

    profesor de laboratorio en turno.i. Usar o manipular el equipo sin el conocimiento previo del profesor.j. Rayar las mesas del laboratorio.k. Energizar algn circuito sin antes verificar que las conexiones sean las correctas (polaridad de las

    fuentes de voltaje, multmetros, etc.).l. Hacer cambios en las conexiones o desconectar equipo estando ste energizado.m. Hacer trabajos pesados (taladrar, martillar, etc.) en las mesas de las prcticas.

    2. El alumno verificar las caractersticas de los dispositivos electrnicos con el manual.

    3. Es responsabilidad del alumno revisar las condiciones del equipo del laboratorio al inicio de cada prctica yreportar cualquier anomala que pudiera existir (prendido, daado, sin funcionar, maltratado, etc.) al profesordel laboratorio correspondiente.

    4. Es requisito indispensable para la realizacin de las prcticas, que el alumno cuente con su manual completoy actualizado al semestre en curso, los cuales podrn obtener en:http://olimpia.cuautitlan2.unam.mx/pagina_ingenieria.

    5. El alumno deber traer su circuito armado para poder realizar la prctica, de no ser as no podrrealizar dicha prctica (donde aplique) y tendr una evaluacin de cero.

    6. Para desarrollar trabajos, o proyectos en las instalaciones de los laboratorios, es requisito indispensable queest presente el profesor responsable, en caso contrario no podrn hacer uso de las instalaciones.

    7. Correo electrnico del buzn para quejas y sugerencias para cualquier asunto relacionado con los Laboratorios([email protected])

    8. La evaluacin del laboratorio, ser en base a lo siguiente:

    A - (Aprobado); Cuando el promedio total de todas las prcticas de laboratorio sea mayor o iguala 6 siempre y cuando tengan el 90% de asistencia y el 80% de prcticas acreditadas en base alos criterios de evaluacin.

    NA - (No Aprobado); No se cumpli con los requisitos mnimos establecidos en el punto anterior.NP - (No Present); con o sin asistencia pero que no haya entregado reporte alguno.

    9. Los casos no previstos en el presente reglamento sern resueltos por el Jefe de Seccin.

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    iv

    NOTA: En caso de incurrir en faltas a las disposiciones anteriores, el alumno ser acreedor a las siguientessanciones por parte del profesor de laboratorio segn sea el caso y la gravedad, baja temporal o bajadefinitiva del grupo de laboratorio al que est inscrito

    INSTRUCCIONES PARA LA ELABORACIN DEL REPORTE:1. Los reportes debern basarse en la metodologa utilizada en los manuales de prcticas

    de laboratorio.

    2. Las prcticas debern tener el siguiente formato de portada (obligatorio).

    U. N. A. M.F. E. S. C.

    Laboratorio de : ________________________________________ Grupo: __________Profesor: ______________________________________________________________Alumno: _______________________________________________________________Nombre de Prctica: _________________________________ No. de Prctica: _______Fecha de realizacin: _____________________ Fecha de entrega:________________

    Semestre: ____________

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    Prctica No 1Muestreo y retencin

    Ing. Marcelo Bastida TapiaIng. Juan Gonzlez Vega

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    1

    Tema

    1.5 Teorema de muestreo

    Objetivos

    Observar y entender el muestreo y retencin de una seal analgica.

    Introduccin

    El principio en que se basa el circuito de muestreo y retencin, es el de tomar una muestra casiinstantnea de la seal de entrada, debido a que la muestra es muy rpida no es fcil suprocesamiento, es por esta razn que las muestras deben mantenerse por un mayor tiempoalmacenndose hasta que ocurra el prximo muestreo, como se podr observar en la figura 3.1.

    Figura 1.1. Muestreo y retencin

    Laboratorio de Comunicaciones DigitalesPrctica No 1

    Muestreo y Retencin

    Mues

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    Prctica No 1Muestreo y retencin

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    2

    Actividades Previas a la Prctica

    1. El alumno deber leer toda la prctica.2. Realice el anlisis de las figuras 1.2.

    Equipo

    1 Osciloscopio.1 COM-6A/1.1 COM-6A/2.1 Generador de funciones

    Procedimiento Experimental

    CIRCUITO DE MUESTREO Y RETENCIN SIN SEPARADORES.

    1. Arme el circuito mostrado en la figura 1.2.

    Figura 1.2

    2. Conecte a la entrada del circuito una onda senoidal con una frecuencia de 1KHz y una amplitudde 1Vpp.

    3. Fije el pulsador de muestreo a 10KHz de frecuencia de muestreo con un ancho de apertura de20S.

    4. Dibuje la forma de onda de salida y observe el efecto de la resistencia de carga R3 durante elperiodo de retencin.

    5. Repita la misma medicin cambiando los capacitores a 10nF y 1nF respectivamente.

    6. Conecte un filtro pasa-bajos a la salida del circuito y dibuje su forma de onda de salida para lostres valores de los capacitores.

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    Prctica No 1Muestreo y retencin

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    3

    CIRCUITO DE MUESTREO Y RETENCIN CON SEPARADORES.

    7. Arme el circuito de la figura 1.3.

    Figura 1.3.

    8. Conecte a la entrada una onda senoidal con frecuencia de 1KHz y una amplitud de 1Vpp.

    9. Fije el pulsador de muestreo a una frecuencia de 10KHz con un ancho de apertura de 20S10. Dibuje la forma de onda de salida para los tres diferentes capacitores.

    11. Vare el ancho del pulso y observe el efecto sobre la seal de salida.

    Cuestionario

    1. Explique el mtodo de recobrar la seal utilizando el filtro pasa-bajas combinado con elfiltro inverso.

    2. Qu pasa cuando el ancho de pulso T se hace menor?

    3. Cul es la funcin de los capacitores en el circuito de muestreo y retencin?

    4. Explicar el efecto que se tiene en la seal de salida para cada uno de los capacitoresutilizados en la prctica.

    Bibliografa

    Elabore un listado de las referencias bibliogrficas consultadas para la realizacin de la prctica.

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    Prctica 2Espectro de Frecuencias

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    Tema

    1.6. Transformada y Serie de Fourier.

    Objetivos

    Comprender, observar y comprobar que todas las seales que cambian continuamente conel tiempo (analgicas), se conforman por un conjunto de armnicas de diferentesfrecuencias y amplitudes.

    Introduccin

    Cualquier funcin peridica puede ser descrita por una serie de Fourier. Una seal peridica seextiende desde t = - a t = .

    La expresin en serie de una onda peridica viene dada por una componente continua y unnmero finito de trminos en sen y cos correspondientes a la componente fundamental yarmnicos de la funcin. Si f(t) es una funcin peridica con periodo T0, puede expresarsemediante una serie de Fourier de la forma:

    tsennbtsenbtnataatf nn 0010010 .....cos.....cos)(

    La primera frecuencia , en la componente alterna, viene determinada por el periodo de la onda w0= 2f0 =2p/T0=/L y se denomina frecuencia fundamental. Las dems frecuencias son mltiplosde la fundamental: segundo armnico 2w0, tercer armnico 3w0, etc

    Actividades Previas a la Prctica

    1. El alumno deber leer toda la prctica.2. Encuentre la serie de Fourier de una seal senoidal, cuadrada y triangular con una

    amplitud de 0 a 5V y un periodo de 10ms.3. Grafique la seal fundamental y los primeros 5 armnicos de la serie de la pregunta No.

    2, para cada una de las seales.

    Equipo

    1 Generador de funciones.1 Osciloscopio (con capacidad de FFT).

    Laboratorio de Comunicaciones DigitalesPrctica No 2

    Espectro de Frecuencias

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    Prctica 2Espectro de Frecuencias

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    Procedimiento Experimental

    1. Calibre el Generador de Funciones, para obtener la seal senoidal que se pidi al principiode esta prctica, cuide que la seal sea completamente positiva.

    2. Conecte el generador al osciloscopio calibrado adecuadamente para poder observar elespectro de la seal.

    3. Dibuje la seal, teniendo cuidado de anotar el valor de la amplitud y la frecuencia de cadaarmnica, con respecto al nivel de referencia de 0 dB.

    4. Repita los pasos 1 al 3, cambiando la seal a triangular; y posteriormente a cuadrada.

    5. Repita los pasos 1 a 4, agregando offset a cada una de las seales.

    Cuestionario.

    1. Compare los resultados prcticos obtenidos, con el anlisis previo de las seales (anotesus comentarios al respecto): Senoidal Triangular Cuadrada.

    Conclusiones.

    Bibliografa

    Elabore un listado de las referencias bibliogrficas consultadas para la realizacin de la prctica.

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    Prctica No 3Modulacin PCM

    Ing. Marcelo Bastida TapiaIng. Juan Gonzlez Vega

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    Tema

    Tema 2.1 Formado de banda base para transmisin de datos.

    Objetivos

    Usar el mdulo codificador PCM en el Emona DATEx para convertir lo siguiente a PCM:una tensin continua fija, una tensin contina variable y una seal de cambio continuo.

    Verificar el funcionamiento de la codificacin PCM

    Introduccin

    PCM (MODULACION POR CODIFICACION DE PULSOS) es un sistema para la conversin deseales analgicas de mensaje a un una seal digital. El proceso de conversin se denominacodificacin. En su forma ms sencilla, implica:

    Muestreo de voltaje de la seal analgica a intervalos regulares utilizando un esquema demuestreo y retencin.

    La comparacin de cada muestra con un conjunto de tensiones de referencia llamadosniveles de cuantificacin.

    cuantificacin de la tensin muestreada. Generar el nmero binario para ese nivel de cuantificacin (codificacin). Reproduccin del nmero binario, un bit a la vez (convertidor paralelo- serie). Tomar la siguiente muestra y repetir el proceso.

    Un tema que es crucial para el funcionamiento del sistema PCM es la frecuencia de reloj delcodificador. El reloj le indica al codificador PCM cuando y como muestrear, esto debe ser por lomenos dos veces la frecuencia de mensajes para evitar el Aliasing.

    El rendimiento de PCM se refiere a la diferencia entre la tensin de la muestra y los niveles decuantificacin con que es comparada. Para explicar, la mayora de los voltajes muestreados no serel mismo que cualquiera de los niveles de cuantificacin., El codificador PCM asigna a la muestra elnivel de cuantificacin que es ms cercano a l. Sin embargo, en el proceso, el valor de la muestraoriginal se pierde y la diferencia se conoce como error de cuantificacin. Es importante destacar que,se reproduce el error cuando los datos PCM son decodificados por el receptor, porque no hay manerapara el receptor de saber cul es la tensin de la muestra original. El tamao del error se ve afectadapor el nmero de niveles de cuantificacin. Cuanto ms niveles de cuantificacin existen ms cercaestn. Esto significa que la diferencia entre los niveles de cuantificacin y las muestras es mspequea y por lo que el error es menor.

    Informacin sobre el mdulo codificador PCM en el Emona DATEx

    Laboratorio de Comunicaciones DigitalesPrctica No 3

    Modulacin PCM

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    Prctica No 3Modulacin PCM

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    El mdulo codificador PCM utiliza un chip de codificacin PCM y decodificacin (llamado un cdec)para convertir los voltajes analgicos entre -2V y 2V (aproximadamente) a un nmero binario de 8bits. Con ocho bits, es posible producir 256 combinaciones diferentes entre 00000000 y11111111. Esto a su vez significa que hay 256 niveles de cuantificacin. Cada nmero binario setransmite en forma de serie de fotogramas. Bit ms significativo del nmero (llamado bit-7) se envaen primer lugar, se enva al lado y as bit- 6 hasta el bit menos significativo (bit 0). El mdulocodificador PCM tambin emite una seal de sincronizacin de trama separada (FS), que pasa a nivelalto, al mismo tiempo que el bit-0 se emite. La seal FS se ha incluido para ayudar con ladecodificacin PCM pero tambin puede ser utilizado para ayudar al Trigger", del Osciloscopio alobservar las seales de que el mdulo codificador PCM genera. La figura muestra un ejemplo de trestramas de datos de salida de un mdulo codificador PCM Cada bit se muestra como un 0 o un 1, quepidiera ser junto con su entrada de reloj y su salida FS.

    Actividades Previas a la Prctica

    El alumno deber leer toda la prctica. Explique el uso de la modulacin PCM para comunicaciones telefnicas.

    Material

    Dos cables conectores BNC a banana 2mm.Cables banana-banana 2mm

    Equipo

    1 PC con el software NI ELVISmx instalado y puerto USB.1 NI ELVIS II.1 Modulo experimental Emona DATEx Emona FOTEx.

    Procedimiento Experimental

    CONEXIN DEL MDULO DE EXPERIMENTAL EMONA DATEx PARA EL NI ELVIS II.

    1. Inicie y ejecute el Generador de Funciones (FGEN).

    2. Ajuste el Generador de Funciones para una salida de 10 KHz.

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    Prctica No 3Modulacin PCM

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    No es necesario ajustar otros controles porque SYNC del Generador de Funciones de salidaser utilizada como una seal digital.

    INTRODUCCIN A LA CODIFICACIN PCM UTILIZANDO UN VOLTAJE DE CCESTATICA

    1. En el Modulo PCM ENCODER conecte en la entrada CLK la salida SYNC del Mdulo

    2. Generador de Funciones y la entrada INPUT 1 conectarla a tierra GND (Figura 3.1).

    Figura 3.1

    3. El mdulo codificador PCM est sincronizado por la salida del generador de funcin. Suentrada analgica est conectada a 0 V de CC.

    4. Inicie el panel frontal en pantalla DATEx SFP y Compruebe que ahora tienen el control enpantalla sobre la DATEx.

    5. Activando el control de PCM del mdulo codificador PCM ENCODER.

    6. Localice el mdulo PCM ENCODER en el Emona DATEx SFP y ajustar su selector enpantalla a la posicin del PCM. el LED se apagara en el tablero DATEx.

    7. Observar en el CH0 del Osciloscopio las seales FS del PCM ENCODER.

    8. Ajuste el control de Slope a la posicin " " para que el Osciloscopio al iniciar subarrido a travs de la pantalla cuando la seal FS vaya de mayor a menor en lugar de menosa ms.

    9. Ajustar time/div hasta que el pulso de la seal FS tenga un cuadro de ancho.

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    Prctica No 3Modulacin PCM

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    10. Activar el CH 1 de entrada del Osciloscopio para observar la entrada CLK del mdulocodificador PCM. Ajustar la posicin vertical de manera que las dos seales noestn sobrepuestas.

    11. Dibuje las formas de onda a escala de CLK y FS una bajo la otra dejando suficienteespacio para una tercera seal digital.

    12. Conectar ahora en CH 1 del Osciloscopio la salida del mdulo codificador PCM(PCMDATA)

    13. Dibuje esta forma de onda bajo la seal fs. Indique en su dibujo el inicio y fin de cada bit.indique bit-0 y bit-7.

    Cul es el nmero binario que el mdulo codificador PCM est enviando?

    Por qu la salida del codificador PCM mdulo da este cdigo para 0 V DC y no 0.000.000?

    CODIFICACIN PCM DE UNA TENSIN CONTINA VARIABLE.

    14. Iniciar y ejecutar los La Fuente de Alimentacin Variable (VPS)

    15. Conecte ahora la salida negativa de la fuente a la entrada 1 del PCM ENCODER (Figura 3.2).

    Figura 3.2

    16. Determinar el voltaje de entrada y el cdigo PCM obtenido.

    17. Aumentar la tensin de salida negativa de la Fuente de alimentacin variable en incrementos de-0.25V y anotar cdigo binario correspondiente de la salida del mdulo codificador PCM(PCM DATA), en la tabla 3.1.

    Voltaje deentrada

    Cdigo desalida del

    codificadorPCM

    Voltaje deentrada

    Cdigo desalida del

    codificadorPCM

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    Prctica No 3Modulacin PCM

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    0V -1.25V

    -0.25V -1.50V

    -0.50V -1.75V

    -0.75V -2.00V

    -1.00V -2.25V

    Tabla 3.1

    18. Determinar a qu tensin negativa de la salida del mdulo codificador PCM el cdigo es 00000000

    19. Conecte ahora la salida positiva de la fuente a la entrada 1 del PCM ENCODER.

    Aumentar la tensin de salida positiva de la Fuente de alimentacin variable en incrementos de0.25V y anotar cdigo binario correspondiente de la salida del mdulo codificador PCM(PCM DATA), en la tabla 3.2.

    Voltaje deentrada

    Cdigo de salidadelcodificador PCM

    Voltajedeentrada

    Cdigo de salidadelcodificador PCM0V 1.25V

    0.25V 1.50V

    0.50V 1.75V

    0.75V 2.00V

    1.00V 2.25V

    Tabla 3.2

    20. Determinar a qu tensin positiva de la salida del mdulo codificador PCM el cdigo es 11111111

    CODIFICADOR PCM DE CAMBIOS CONSTANTES DE VOLTAJE.

    21. Ahora vamos a ver lo que sucede cuando se utiliza el codificador PCM para convertir lasseales que cambian continuamente como una onda sinusoidal.

    22. Cierre la Fuente de Alimentacin Variable (VPS).

    23. Conecte una sea 2KHz SINE a la entrada 1 del PCM ENCODER (Figura 3.3)

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    Prctica No 3Modulacin PCM

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    Figura 3.3

    24. Ajuste la frecuencia de salida del Generador de Funciones a 50KHz. Dibujar la salida PCMDATA y FS.

    25. Comente lo obtenido a la salida del PCM ENCODER.

    26. Repetir el punto 2 y 3 para una seal de voz a la entrada 1 del PCM ENCODER. Dibujar lasalida PCM DATA y FS.

    27. Comente lo obtenido a la salida del PCM ENCODER.

    Cuestionario

    1. Qu es un modulador PCM?

    2. Explique qu es cuantizacin lineal, no lineal y error de cuantizacin.

    3. En que consiste la compresin de ley y de ley

    Bibliografa

    Elabore un listado de las referencias bibliogrficas consultadas para la realizacin de la prctica.

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    Prctica No 4Modulacin PAM

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    Tema

    2.2 Seales discretas PAM.

    Objetivos

    Armar un modulador PAM. Verificar el funcionamiento del modulador. Modular por pulsos una seal de voz.

    Introduccin

    La modulacin de amplitud de pulsos (PAM, por sus siglas en ingls) es un trmino de ingeniera quedescribe la conversin de la seal analgica a una seal del tipo de pulso en la cual la amplitud delpulso representa la informacin analgica. El proceso de conversin de analgica a PAM es el primerpaso en la conversin de una forma de onda analgica a una seal PCM (digital). En ciertasaplicaciones la seal PAM se utiliza directamente y no se requiere una conversin a PCM.

    El teorema de muestreo provee una manera de reproducir una forma de onda analgica mediantemuestras de sta y con la ayuda de funciones ortogonales (sen x)/x. El propsito de la sealizacinpor PAM es suministrar otra forma de onda que se asemeja a los pulsos, y sin embargo contiene lainformacin presente en la forma de onda analgica.

    Actividades Previas a la Prctica

    1. Realice la simulacin del circuito de las figura 4.1 y 4.2. conectando la salida al punto 2del circuito 4.2, en el punto 1 del circuito 4.2 alimente con una seal senoidal de 1KHz,2Vpp y 2V de offset.

    2. Qu ventajas tiene el manejar seales discretas en un medio de transmisin?3. Qu diferencias tienen las seales PAM, PPM y PWM entre s?

    Laboratorio de Comunicaciones DigitalesPrctica No 4

    Modulacin Por Amplitud de Pulsos

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    Prctica No 4Modulacin PAM

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    Material

    Alambre para conexiones.1 Bocina telefonica de 200 (LS1)2 Resistencias de 1 K, watt. (R1 y R2)2 Resistencias de 2.2 K, watt. (R3 y R8)2 Resistencias de 3.9 K, watt. (R6 y R5)2 Resistencias de 22 K, watt. (R4 y R7)1 Potenciometro de 5 K. (RV2)1 Potenciometro de 20 K. (RV1)1 Capacitor de 100 pF. (C3)2 Capacitores de 10 nF. (C1 y C2)1 Transistor 2N2222 o 2N3904 (Q1)1 C.I. LM358 (U2)1 C.I. NE555 (U1)

    Equipo

    2 Fuentes de voltaje de C.D. (0 - 10) V.1 Generador de funciones.1 Osciloscopio.1 Tabla de conexionesProcedimiento Experimental

    Generador de pulsos.

    1. Arme el circuito de la figura 4.1.

    Figura 4.1. Generador de pulsos.

    R4

    DC 7

    Q 3

    GND

    1VC

    C8

    TR2 TH 6

    CV5

    U1

    NE555

    R11k

    R21k

    62%

    RV120k

    C110nF

    C2

    10nF

    Salida

    +10 +10

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    Prctica No 4Modulacin PAM

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    2. Verifique que funcione, con el osciloscopio, dibuje la seal de salida acotandola correctamente.

    3. Calibre el generador de pulsos, variando R3, para obtener una seal de salida de 10 KHz.

    Modulador por amplitud de pulsos

    4. Arme el circuito de la figura 4.2.

    Figura 4.2. Modulador por pulsos.

    5. Calibre el generador de funciones con una seal senoidal de 1 KHz y 2 Vpp, con un nivel de CD(offset) de 2 V. Conectelo en el punto 1 del circuito modulador.

    6. Conecte la salida del generador de pulsos en el punto 2 del circuito modulador.

    7. Conecte el canal del osciloscopio en el punto A, observe y dibuje la seal de onda obtenida.

    8. Cambie la seal del generador de funciones a cuadrada y despus a triangular. Anote suscomentarios y dibuje las formas de onda obtenidas.

    9. Arme el circuito de la figura 4.3. Ajuste el potenciometro (R10) para obtener un nivel de CD de 2V en el punto B. Conecte el punto B en lugar del generador 1.

    10. Hable por la bocina y onserve en el osciloscopio las seales en los puntos A y B. Dibuje la formade onda aprox. y anote sus comentarios.

    R3

    2.2k

    R4

    22k

    C3

    100p

    Q12N2222

    1

    2

    A

  • Facultad de Estudios Superiores Cuautitln UNAM

    Prctica No 4Modulacin PAM

    Ing. Marcelo Bastida TapiaIng. Juan Gonzlez Vega

    Ing. Jorge Ramrez Rodrguez2016-1

    15

    Figura 4.3. Sumador No Invesor (Amplificador de Audio).

    Cuestionario.

    1. Analice el circuito de la figura 4.2 y en base a ste explique el funcionamiento del modulador porpulsos.

    2. Dibuje un diagrama a bloques de un sistema de multicanalizacin por divisin de tiempo,utilizando modulacin por amplitud de pulsos.

    Conclusiones.

    Bibliografa

    Elabore un listado de las referencias bibliogrficas consultadas para la realizacin de la prctica.

    50%

    RV2

    5k

    LS1

    SPEAKER

    R5

    3.9kR6

    3.9k

    3

    21

    84

    U2:A

    LM358R722k

    R82.2k

    +10+10

    -10

    B

  • Facultad de Estudios Superiores Cuautitln UNAM

    Prctica No 5Modulacin y Demodulacin FSK

    Ing. Marcelo Bastida TapiaIng. Juan Gonzlez Vega

    Ing. Jorge Ramrez Rodrguez2016-116

    Tema

    3.3. Sistemas bsicos de modulacin digital: ASK, FSK y PSK

    Objetivos

    Modular una seal digital por desplazamiento de frecuencia, utilizando un osciladorcontrolado por voltaje (VCO).

    Demodular la seal FSK utilizando un circuito PLL

    Introduccin

    Modulacin por corrimiento de frecuencia 1FSK2. Consiste en el corrimiento de la frecuencia de unaportadora senoidal desde una frecuencia de marca 1correspondiente, por ejemplo, al envo de un 1binario2 a una frecuencia de espacio 1correspondiente al envo de un 0 binario2, de acuerdo con laseal digital de banda base. La FSK es idntica a la modulacin de una portadora de FM medianteuna seal digital binaria

    Actividades Previas a la Prctica

    1. El alumno deber leer toda la prctica.2. El alumno deber traer las hojas tcnicas delos circuitos XR2207 y XR22113. Investigue en la hoja de datos tcnicos que otras aplicaciones tiene el circuito XR2207.4. Indique que otros circuitos se pueden utilizar para realizar la modulacin FSK.

    Material

    Alambre para conexiones.1 Resistencia de 330 , watt. (R3)1 Resistencia de 390 , watt. (R7)1 Resistencia de 3.9 K, watt. (R1)1 Resistencia de 39 K, watt. (R2)1 Resistencia de 100 K, watt. (R6)1 Resistencia de 470 K, watt. (R5)1 Resistencia de 2.7 M, watt. (R4)3 Potencimetros de 10K. (RV1, RV2 y RV3)

    Laboratorio de Comunicaciones DigitalesPrctica No 5

    Modulacin y Demodulacin FSK

  • Facultad de Estudios Superiores Cuautitln UNAM

    Prctica No 5Modulacin y Demodulacin FSK

    Ing. Marcelo Bastida TapiaIng. Juan Gonzlez Vega

    Ing. Jorge Ramrez Rodrguez2016-117

    1 Capacitor de 56 pF. (C3)1 Capacitor de 100 pF. (C6)1 Capacitor de 1 nF. (C5)1 Capacitor de 2.2 nF. (C1)2 Capacitor de 100 nF. (C2 y C4)1 C.I. XR2207 (U1)1 C.I. XR2211 (U2)

    Equipo

    2 Fuentes de voltaje de C.D. (0 - 10) V.1 Generador de funciones.1 Osciloscopio.1 Tabla de conexiones

    Procedimiento Experimental

    1. Arme el circuito mostrado en la figura 5.1, polarizndolo con 5V.

    2. Conecte el canal 1 del osciloscopio en la salida FSK del circuito.

    3. Conecte la entrada Fm (pin 9) a tierra, ajuste el potencimetro RV1 para obtener a lasalida FSK una frecuencia de 100KHz.

    4. Conecte la entrada Fm (pin 9) a VCC, ajuste el potencimetro RV2 para obtener a lasalida FSK una frecuencia de 110KHz.

    5. Calibre el generador con una seal de reloj a una frecuencia de 5KHz, conctelo a laentrada Fm.

    6. Observe la seal de salida en el osciloscopio, dibjela y anote sus comentarios.

    7. Cambie el osciloscopio para observar la respuesta en frecuencia, dibuje la seal yanote sus comentarios.

  • Facultad de Estudios Superiores Cuautitln UNAM

    Prctica No 5Modulacin y Demodulacin FSK

    Ing. Marcelo Bastida TapiaIng. Juan Gonzlez Vega

    Ing. Jorge Ramrez Rodrguez2016-118

    Figura 5.1 Modulador FSK con VCO.

    8. Arme el circuito mostrado en la figura 5.2

    9. Conecte la salida del circuito de la figura 5.1 con la entrada del circuito de la figura5.2.

    10. Ajuste el potencimetro RV3 para obtener a la salida del demodulador (Out) la sealFm que se tiene a la entrada del modulador.

    11. Vari la frecuencia del generador de funciones de acuerdo a la tabla 5.1 anote lafrecuencia de salida y sus comentarios.

    V+1

    C1

    2

    C2

    3

    R1

    4

    R2

    5

    R3

    6

    R4

    7

    V-12

    A8

    B9

    GND10

    SWO 13

    TWO 14

    BIAS 11

    U1

    XR2207

    C1

    2.2nF

    R13.9k

    R239k

    R3330

    50%

    RV110k

    50%

    RV210k

    Fm

    -5

    +5

    -5

    +5

    FSK

  • Facultad de Estudios Superiores Cuautitln UNAM

    Prctica No 5Modulacin y Demodulacin FSK

    Ing. Marcelo Bastida TapiaIng. Juan Gonzlez Vega

    Ing. Jorge Ramrez Rodrguez2016-119

    Figura 5.2. Demodulador FSKFm

    [Hz]Frecuencia de

    Salida Comentarios

    5001K2K5K8K

    10K20K

    Tabla 5.1.

    Cuestionario.

    1. De acuerdo a la hoja de datos tecnicos, cul es la maxima frecuencia portadora que puedenmanejar los circuitos XR2207 y XR2211

    Conclusiones.

    Bibliografa

    Elabore un listado de las referencias bibliogrficas consultadas para la realizacin de la prctica.

    INP2

    COMP I 8

    TIM R 12

    TIM C213

    TIM C114

    LDF 3

    LDOQN5

    LDOQ6

    DO 7

    Vref 10

    LDO 11

    GN

    D4

    VCC

    1 U2

    XR2211

    C2

    100nF

    R42.7M

    C3100pF

    C4100nF

    C51nF

    R5

    470k

    R6100k

    C656pF

    R7390

    43%

    RV3

    10k

    +5

    +5

    FSK Out

  • Facultad de Estudios Superiores Cuautitln UNAM

    Prctica No 6Preamplificador

    Ing. Marcelo Bastida TapiaIng. Juan Gonzlez Vega

    Ing. Jorge Ramrez Rodrguez2016-1

    20

    Tema

    3.3. Sistemas bsicos de modulacin digital: ASK, FSK y PSK.

    Objetivos

    Implementar un circuito de modulacin BPSK con un mezclador balanceado.

    Introduccin

    Modulacin por corrimiento de fase binaria 1BPSK2. Consiste en el corrimiento de la fase de unaportadora senoidal a 0 o 180 con una seal binaria unipolar. La BPSK es equivalente a lasealizacin PM con una forma de onda digital y a la modulacin de una seal DSB-SC con unaforma de onda digital polar.

    Actividades Previas a la Prctica

    1. El alumno deber leer toda la prctica.2. Realice la simulacin del circuito de la figura 6.1.3. Investigue cmo funciona un mezclador balanceado y en base a esto explique cmo opera

    el modulador PSK.4. Investigue en la hoja de datos tcnicos que otras aplicaciones tiene el circuito MC1496.

    Material1 Tableta de Conexiones.Alambre para conexiones.3 Resistencias de 50 , watt. (R6, R9 y R10)3 Resistencias de 1 K, watt. (R1, R2, y R3)2 Resistencias de 3.9 K, watt. (R4 y R5)2 Resistencias de 4.7 K, watt. (R12 y R13)

    Laboratorio de Comunicaciones DigitalesPrctica No 6

    Modulador BPSK

  • Facultad de Estudios Superiores Cuautitln UNAM

    Prctica No 6Preamplificador

    Ing. Marcelo Bastida TapiaIng. Juan Gonzlez Vega

    Ing. Jorge Ramrez Rodrguez2016-1

    21

    Resistencia de 6.8 K, watt. (R11)2 Resistencias de 10 K, watt. (R7 y R8)1 Potencimetro de 20 K. (RV2)1 Potencimetro de 50 K. (RV1)1 Capacitor de 10nF. (C3)1 Capacitor de 15nF. (C4)2 Capacitores de 100nF. (C1 y C2)1 Diodo 1N4148 (D1)1 C.I. LM/NE555 (U2)1 C.I. MC1496 (U1)

    Equipo Fuente de C.D. bipolar (0-12V). Osciloscopio. Generadores de funciones.

    Procedimiento Experimental

    1 Arme el circuito de la figura 6.1.

    Figura 6.1 Generador de pulsos.2 Observe la seal de salida y dibjela acotndola correctamente.

    3 Arme el circuito de la figura 6.2.

    4 Calibre el generador de funciones con una seal Vc(t)=.2 sen (62832t), conctelo alcircuito de la figura 6.2.

    5 Conecte la salida del circuito de la figura x.1 al circuito de la figura 6.2.

    6 Conecte el canal uno del osciloscopio a la entrada SIGNAL del circuito modulador yel canal dos a la salida Vout

    R4

    DC 7

    Q 3

    GN

    D1

    VCC

    8

    TR2 TH 6

    CV5

    U2

    555

    C310nF

    C415nF

    R124.7k

    R134.7k

    +12

    D11N4148

    SIGNAL

  • Facultad de Estudios Superiores Cuautitln UNAM

    Prctica No 6Preamplificador

    Ing. Marcelo Bastida TapiaIng. Juan Gonzlez Vega

    Ing. Jorge Ramrez Rodrguez2016-1

    22

    Figura 6.2. Modulador PSK.7 Ajuste la seal de salida, con ayuda del potencimetro RV1 hasta obtener la seal en

    modulacin PSK.

    8 Dibuje las seales acotndolas correctamente.

    9 Vari la frecuencia del generador de funciones de acuerdo a los valores de la tabla 6.1,dibuje las seales para cada una de ellas y anote sus comentarios.

    Vc[Hz]

    Comentarios

    2k5k

    20k50k

    Tabla 6.1 Valores de portadora.

    Cuestionario

    1. Investigue con que circuitos se pueden realizar mezcladores balanceados.

    2. Indique cmo se puede hacer la modulacin 4PSK.

    Bibliografa

    Elabore un listado de las referencias bibliogrficas consultadas para la realizacin de la prctica.

    Cin+8

    Cin-10

    Sig In+1

    Sig In-4

    GN

    ADJ

    2

    GN

    ADJ

    3

    Out+ 6

    Out - 12

    VEE

    14

    BIAS

    5

    U1

    MC1496

    R1

    1k

    R2

    1k R3

    1k R43.9k

    R53.9k

    R6

    50

    R710k

    R810k

    R950

    R1050

    R116.8k

    RV1

    50k

    C1100nF

    C2

    100nF

    Signal

    Vc

    Out

    +12

    -8

  • Facultad de Estudios Superiores Cuautitln UNAM

    Prctica No 7Sincronizacin

    Ing. Marcelo Bastida TapiaIng. Juan Gonzlez Vega

    Ing. Jorge Ramrez Rodrguez2016-1

    23

    Tema

    2.2 Amplificador de Potencia

    Objetivos

    Observar el mtodo de generacin y deteccin de palabra de sincronismo de sistemas decomunicaciones digitales.

    Introduccin

    Una transmisin de datos tiene que ser controlada por medio del tiempo, para que el equipo receptorconozca en qu momento se puede esperar que una transferencia tenga lugar.

    Hay dos principios de transmisin para hacer esto posible: Transmisin Sncrona y TransmisinAsncrona.

    Sincronizacin significa que el transmisor y el receptor operan con la misma escala de tiempos, perono necesariamente ellos realizan la misma operacin en el mismo tiempo.

    Para sincronizar las escalas de tiempos el transmisor debe enviar un pulso particular o una serie depulsos diferentes de los pulsos de informacin.

    Actividades Previas a la Prctica

    1. El alumno deber leer toda la prctica2. Explique la sincronizacin en los sistemas Telefnicos PCM de Estados Unidos (24 canales)

    y de Europa (32 canales).

    Equipo

    Osciloscopio. Generador de funciones. Unidad COM-6A/1. Unidad COM-6A/2. Unidad COM-6A/3.

    Procedimiento Experimental

    GENERACIN DE LA PALABRA DE SINCRONISMO.

    1. Arme el circuito de la figura 7.1 (Unidad COM 6A/1).

    Laboratorio de Comunicaciones DigitalesPrctica No 7

    Sincronizacin

  • Facultad de Estudios Superiores Cuautitln UNAM

    Prctica No 7Sincronizacin

    Ing. Marcelo Bastida TapiaIng. Juan Gonzlez Vega

    Ing. Jorge Ramrez Rodrguez2016-1

    24

    Figura 7.1

    2. Verifique las salidas Q1, Q2 y Q3 del registro de desplazamiento. Si no estn todas en 0lgico, desconecte las entradas a la compuerta OR EXC y opere el reloj manual una cantidadde veces hasta llevar a cero al registro de desplazamiento. Reconecte las entradas de OR EXC

    3. Prepare una tabla con las columnas siguientes: Q1, Q2, Q3, salida de NOR y D. Mida el estadolgico en cada uno de esos puntos y antelos en la tabla. Avance el registro de desplazamientoun paso por vez presionando el pulsador del reloj manual y anote en la tabla los respectivosestados lgicos. Realice 15 mediciones semejantes, numerndolas de 0 a 14; examine entoncesatentamente la columna Q1 de la tabla. Anote la serie que se ha obtenido.

    4. Conecte ahora la salida 0 del contador de tiempos del modulador en lugar del reloj manual.

    5. Asegrese de obtener en Q1 la palabra de sincronismo. Este circuito ser utilizado para losexperimentos restantes, como generador de palabra de sincronismo, y se le asignara elsmbolo indicado en la figura 7.2.

    Figura 7.2.

    CIRCUITO DE DETECCIN DE PALABRA DE SINCRONIA.

    6. Arme el circuito de la figura 7.3 que es un detector de palabra de sincronizacin, y que resultaraun detector de sincronizacin completo.

    7. Conecte la salida del generador de palabra de sincronizacin a la entrada D del registro dedesplazamiento de la unidad COM-6A/3.

  • Facultad de Estudios Superiores Cuautitln UNAM

    Prctica No 7Sincronizacin

    Ing. Marcelo Bastida TapiaIng. Juan Gonzlez Vega

    Ing. Jorge Ramrez Rodrguez2016-1

    25

    8. Dibuje un diagrama de tiempos de las siguientes seales: CL1, CL2, G5, R2, S3, Q3 y Q4 delmonoestable.

    Nota: La lmpara indicador de sincronizacin se enciende cuando Q3 = 1.

    Figura 7.3

    9. Desconecte la seal de entrada D del registro de desplazamiento y dibuje un diagrama de tiemposde las seales en los mismos puntos que anteriormente se realizaron

    SINCRONIZACIN

    10. Este circuito de sincronizacin completo busca y fija los pulsos de la palabra de sincronizacin.

    Figura 7.4

    11. Conecte la salida del monoestable Q4 a la entrada D/S del contador de tiempos deldemodulador. Presione y libere el pulsador del reloj manual cuantas veces sea necesario y observesi el sistema esta sincronizado. Cuando hay una sincronizacin el monoestable no detiene alcontador de tiempos del demodulador Q4 y esto se repite hasta lograr la sincronizacin.

  • Facultad de Estudios Superiores Cuautitln UNAM

    Prctica No 7Sincronizacin

    Ing. Marcelo Bastida TapiaIng. Juan Gonzlez Vega

    Ing. Jorge Ramrez Rodrguez2016-1

    26

    12. Para visualizar esta operacin de bsqueda, desconecte la entrada del detector desincronizacin y dibuje un diagrama de tiempos de la seal de salida del monoestable, la salida0 del contador de tiempos del demodulador y la entrada del demodulador. Observe que elcontador de tiempos del demodulador es detenido en el estado 1 cuando la salida delmonoestable est en 1 lgico.

    MEDICIN DEL TIEMPO DE SINCRONIZACIN.

    13. Transfiera la salida del conmutador SW1 de la unidad COM-6A/2 de la entrada D del detectorde sincronizacin a una entrada de la compuerta G3 de la unidad COM-6A/3 y conecte la salidade G3 a la entrada D del detector de sincronizacin.

    14. Conecte a la otra entrada de G3 una onda cuadrada de 100Hz y una amplitud de 10Vpp.

    15. Observe con ayuda del osciloscopio la onda cuadrada y la salida del detector de sincronismo (Q3de FF3). Cuando la onda cuadrada esta alta, el detector de sincronismo se sincroniza por s mismo;cuando la onda cuadrada esta baja, no es posible la sincronizacin.

    16. Mida el tiempo tomado por el detector de sincronismo para enterarse que se perdi lasincronizacin y el mximo tiempo tomado por el detector de sincronizacin para sersincronizado. Dibuje la seal Q3 debajo de la onda cuadrada indicando los tiempos tomados.

    17. Aumente la frecuencia de la onda cuadrada hasta no obtener pulsos en Q3 (indicador desincronismo) y mida el ancho del pulso de la onda cuadrada.

    Cuestionario

    1. Explique la transmisin sincrona y asncrona.

    2. Cules son los tipos de sincronizacin que se utilizan en las comunicaciones digitales?

    Bibliografa

    Elabore un listado de las referencias bibliogrficas consultadas para la realizacin de la prctica.

  • Facultad de Estudios Superiores Cuautitln UNAM

    Prctica No 8Codificacin de lnea

    Ing. Marcelo Bastida TapiaIng. Juan Gonzlez Vega

    Ing. Jorge Ramrez Rodrguez2016-1

    27

    Tema

    5.7 Cdigos de Lnea

    Objetivos

    Examinar cuatro cdigos de lnea equivalentes de una seal de datos TTL estndar en eldominio del tiempo y compararlos con su forma de onda predicha tericamente.

    Examinar las seales en el dominio de la frecuencia para establecer que uno de ellos esdiferente a los otros tres en trminos de su composicin espectral

    Introduccin

    La lgica 0 y la lgica 1 en sistemas digitales estn representados por tensiones asignadas. Porejemplo, la lgica TTL-0 est representado por 0 V y la lgica TTL-1 est representado por 5V (opor voltajes aceptables relativamente cerca de 0V y 5V). Los niveles lgicos de otras familias lgicascomo CMOS, ECL, etc. no son necesariamente 0V y 5V. Esto nos dice que los niveles lgicos puedenser representados por cualquier par de voltajes que nos gusten. Dicho esto, la eleccin de qu voltajesde uso no es tan arbitraria como pueda parecer, por ejemplo -5V y 5V. Por lo general es una decisinde ingeniera realizada para conferir una ventaja.

    Es importante destacar que esto tambin es cierto para la eleccin de los voltajes utilizado cuando elenvo de seales digitales a travs de lneas de transmisin, como las lneas telefnicas. TensionesTTL y CMOS estndar son menos que ideales para este propsito. Por otra parte, incluso la premisabsica de la celebracin de la tensin en un valor particular para toda la duracin del valor de estadolgico puede ser desventajosa. Por estas razones, las seales digitales dentro de los sistemas sona menudo condicionadas para las comunicaciones de lneas de transmisin y esto se conoce comocodificacin de lnea.

    Hay unos cuantos cdigos bastantes lneas. Cuatro de ellos son:

    Cdigo No retorno a cero - Nivel (bipolar) (NRZ-L)

    Como se puede ver en la figura 8.1, este cdigo es una simple escala y nivel de desplazamiento de laseal digital original.

    La lgica 1 se representa con un nivel alto de voltaje y la lgica 0 se representa con un nivel bajo devoltaje durante todo el tiempo del bit.

    Cdigo Manchester (Bi-L tambin conocido como Bi-fase de Nivel)

    Laboratorio de Comunicaciones DigitalesPrctica No 8

    Codificacin de lnea

  • Facultad de Estudios Superiores Cuautitln UNAM

    Prctica No 8Codificacin de lnea

    Ing. Marcelo Bastida TapiaIng. Juan Gonzlez Vega

    Ing. Jorge Ramrez Rodrguez2016-1

    28

    La figura 8.1 muestra que este cdigo cambia de estado de +V a -V en la mitad del perodo de bitspara todos los 1s lgicos y cambios de -V a +V en el medio del perodo de bits para todos los 0slgicos.

    Para los bits consecutivos con el mismo nivel de la lgica, el voltaje debe invertir despus de mediaun poco longitud con el fin de satisfacer esta regla para el siguiente bit.

    Cdigo Inversin marca alternativa Retorno a cero (AMI -RZ)

    La figura 8.1 muestra que este cdigo se utiliza para representar la lgica 0 con 0V y la lgica 1 conpulsos positivo y negativo en forma alternada de medio bit.

    Cdigo No retorno a cero de marca (bipolar) (NRZ-M)La figura 8.1 muestra que el cdigo cambia de estado para cada nueva lgica 1 y no cambia de estadopara cualquier Lgica 0.

    Figura 8.1

    La tabla 8.1 compara los requisitos mnimos de ancho de banda para la propagacin de estas sealesa lo largo de las lneas de transmisin. Tambin muestra la utilidad de la lnea de cdigo para laregeneracin bit-reloj.

  • Facultad de Estudios Superiores Cuautitln UNAM

    Prctica No 8Codificacin de lnea

    Ing. Marcelo Bastida TapiaIng. Juan Gonzlez Vega

    Ing. Jorge Ramrez Rodrguez2016-1

    29

    Cdigo de Lnea Ancho deBandamnimo

    Regeneracin de bitde

    relojNRZ-L PobreMANCHESTER Muy BuenaAMI-RZ Buena

    NRZ-M PobreTabla 8.1

    Como puede ver, AMI-RZ ofrece el mejor compromiso de los cuatro entre ancho de banda yregeneracin de bit de reloj (as como otras caractersticas del cdigo de lnea no mencionados aqu)y por lo que es ampliamente utilizado.

    Regeneracin de bits de reloj

    En las comunicaciones digitales, una vez que la seal transmitida ha sido demodulada por el receptory la seal de datos digital limpiada, se leen los bits de datos. Cualquiera que sea el circuito odispositivo que hace la lectura, debe tener un bit de reloj que se sincroniza con el bit de reloj de la losdatos digitales originales. Si no, algunos bits se leen ms de una vez y/o otros bits no se leen enabsoluto, esto puede resultar en errores de datos.

    La sincronizacin de bits-reloj se consigue simplemente con robar el bit de reloj usando un patchcord. Esto obviamente no es posible en la prctica para comunicaciones inalmbricas y es pocoprctico para las comunicaciones de lnea de transmisin, ya que un se necesita lnea adicional. Comotal, es necesario un mtodo de sincronizacin de forma remota para los dos relojes de bits. Este es elobjetivo de bit-regeneracin de reloj (BCR).

    Hay muchas formas de implementar la regeneracin de bits de reloj. Para entender los mtodos delazo abierto del BCR, usted tiene que entender que la composicin espectral de la seal de datosdigitales consiste en una armnicos fundamentales y que son submltiplos y mltiplos del originalbit de reloj de datos. De manera til, la composicin espectral de cdigos de lnea, tales como Bi-fase- Nivel cdigo Manchester consisten en una armnica significativa en el bit del reloj original. En cuyocaso, esta armnica se puede recuperar mediante un apropiado filtro de paso de banda selectivo.

    Otros cdigos de lnea no tienen una significativa armnica en la frecuencia de bits de reloj. Sinembargo, su composicin espectral es tal que, si la seal de datos digital es matemticamente alcuadrado, una onda sinusoidal significativa a los datos originales digitales de la seal de bit de relojes generada. Una vez ms, esta seal se puede recuperar mediante un apropiado filtro pasa de banda.Una vez que la onda sinusoidal de la frecuencia de reloj de bits se ha filtrado, se enva a un comparadora convertirla en una seal digital y es entonces cuando est lista para ser utilizada como el bit de relojlocal (Sin perjuicio de otras cuestiones de regeneracin bit-reloj como jitter).

  • Facultad de Estudios Superiores Cuautitln UNAM

    Prctica No 8Codificacin de lnea

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    Actividades Previas a la Prctica

    1. El alumno deber leer toda la prctica.2. Realizar la codificacin de los cdigos RZ polar y AMI-NRZ y Manchester, utilizando

    software matemtico.

    Equipo

    1 PC con el software NI ELVISmx instalado y puerto USB.1 NI ELVIS II.1 Modulo experimental Emona DATEx Emona FOTEx.

    Procedimiento Experimental

    OBSERVACIONES DE LOS CODIGOS DE LINEA EN EL DOMINIO DEL TIEMPO.

    Para esta parte de esta prctica tenga en cuenta las cuatro salidas de cdigo de lnea EmonaDATEx en el dominio del tiempo.

    1. Inicie el software NI ELVISmx.

    2. Inicie el panel frontal en pantalla DATEx SFP y compruebe que usted tiene control en pantallasobre el Tablero DATEx.

    3. Localice el mdulo generador de secuencias en el DATEx SFP y establecer sus interruptores DIPen pantalla con el cdigo seleccionado de acuerdo a la tabla 8.2.

    Combinacininterruptores DIP Cdigos de Lnea00 NRZ-L01 MANCHESTER(Bi-L)10 AMI-(RZ)11 NRZ-M

    Tabla 8.2

    4. Seleccione el cdigo de lnea NRZ-L.

    5. Conecte la seal 2KHz DIGITAL a la entrada CLK del Mdulo Generador de Secuencia, conectela salida SYNC a trigger (TRIG), observe en el Osciloscopio la salida X y la salida LINE CODE(Figura 8.2).

    La salida de 2KHz DIGITAL del Mdulo de Seales Maestro se utiliza para proporcionar bits dereloj del mdulo generador de secuencias.

    La salida X del mdulo generador de secuencias es un nmero binario de 31 bits secuencialcontinuo.

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    Prctica No 8Codificacin de lnea

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    Figura 8.2

    La salida de cdigo de lnea (LINE CODE) del mdulo generador de secuencias es una copia dela salida X utilizando el esquema cdigo de lnea fijado por los interruptores DIP, la salida SYNCes un pulso que corresponde con la secuencia de salida del primer bit en cada repeticin y seutiliza para el trigger en el Osciloscopio.

    6. Ejecutar y configurar el Osciloscopio de acuerdo al Anexo 2, con los siguientes cambios.Acoplamiento a CD, Trigger Type: Digital, Ajustar el Time base y la posicinconvenientemente.

    7. Dibujar la seal binaria (salida X) e indicar el cdigo binario correspondiente (1s y 0s) y sucdigo de lnea correspondiente.

    8. Seleccione el cdigo de lnea MANCHESTER, repetir el punto 7.

    9. Seleccione el cdigo de la lnea AMI-RZ, repetir el punto 7.

    10. Seleccione el cdigo de lnea NRZ-M, repetir el punto 7.

    11. Comparar cada una de las seales de cdigo de acuerdo con las normas que los sustentan y losresultados obtenidos.

    OBSERVACIONES DE LOS CDIGOS DE LNEA EN EL DOMINIO DE LA FRECUENCIA

    Para la siguiente parte de este experimento tenga en cuenta las cuatro salidas de cdigo de lneaEmona DATEx en el dominio de la frecuencia.

    12. Seleccione nuevamente el cdigo de lnea NRZ-L.

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    13. Poner en marcha y ejecutar el Analizador de Seal Dinmica de acuerdo al Anexo 3, con lossiguientes cambios:

    Source Channel 1, Frecuency Span a 10,000, Resolution 200.

    14. Comparar la composicin espectral de los cuatro cdigos de lnea.

    Usted debe observar que, si bien los cuatro cdigos exhiben el patrn mencionado, sucomposicin espectral es diferente. Recordemos que esta es una de las razones de elegir el usode un cdigo sobre otro.

    Una de las desventajas de cdigo Manchester es que requiere dos veces el ancho de banda quelos otros tres cdigos para propagar la seal a lo largo de una lnea de transmisin. Mientras queesta limitacin no pueda ser demostrada utilizando directamente la DATEx, podemos examinarel espectro de las cuatro seales ms de cerca para ver que el cdigo MANCHESTER es diferentea los otros tres de manera importante.

    15. Ajuste el mdulo generador de secuencias para dar salida al cdigo de lnea NRZ-L.

    16. Con ayuda de los cursores C1 y C2 medir y anotar la lectura de la diferencia de frecuencia (df) yla magnitud (dBVrms) de la primera banda, anotarlo en la tabla 8.3.

    17. Dibujar la seal obtenida.

    18. Repita los pasos 16 y 17 para los otros tres cdigos.

    Cdigo de Lnea df( Hz)Magnitud(dBVrms)

    NRZ-L

    MANCHESTER

    AMI-RZ

    NRZ-M

    Tabla 8.3

    Cuestionario

    1. Explicar la transmisin unipolar v bipolar.

    2. Cules son las ventajas y desventajas de c/u de los cdigos vistos en esta prctica?

    3. Codificar en cdigo RZ polar, Manchester diferencial y HDB-3 una seal binaria.

    Bibliografa

    Elabore un listado de las referencias bibliogrficas consultadas para la realizacin de la prctica.

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    Antonio Arts Rodrguez, Fernando Prez Gonzlez, Comunicaciones Digitales, 1edicin, Pearson Educacin, 2007.

    Wayne, Tommasi, Sistemas de Comunicacin Electrnica, Editorial Pearson, 4Edicin, Mxico, 2003.

    J. G. Proakis, Digital Communications, 5th edition, Mc. Graw-Hill. USA 2007. Leon W. Couch, Sistemas de Comunicaciones Digitales y Analgicos, PEARSON-

    Prentice Hall, 2006. Frenzel, Louis, Sistemas Electrnicos de Comunicaciones, Alfa Omega Grupo Editor

    S.A., Mxico, 2003. B. Sklar, Digital Communications. Fundamentals and Applications. Prentice-Hall,

    USA, 2001. Haykin, Simon., Sistemas de Comunicacin, Noriega, Mxico, 2006. Huidobro Moya Jos Manuel, Milln Tejedor Ramn J., Roldn Martnez David,

    Tecnologas de Telecomunicaciones, Alfaomega, 2006. Barry John R. Messerchmitt David G., Digital Comunications, 3Th edition Klawer

    Academic Publishers, 2004.

    SITIOS WEB RECOMENDADOS http://www.ni.com/ni-elvis/esa/ http://www.dgbiblio.unam.mx (librunam, tesiunam, bases de datos digitales) http://www.copernic.com

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    ANEXO 1

    Configuracin del osciloscopio NI ELVIS II - Instrumento virtual

    1. Ejecute el Osciloscopio (SCOPE) NI ELVIS II, si se ejecuta correctamente elinstrumento ser visible, ver figura A.1.

    Figura A.1

    El Osciloscopio NI ELVIS II es operado en los controles del instrumento virtual.

    2. Configurar el Osciloscopio NI ELVIS II Generali) Comprobar que la seleccin de Cursors On no este seleccionada

    (esquina inferior izquierda)ii) Comprobar que el control Source del canal 0 este fijado a SCOPE CH 0 y

    el control Source del canal 1 este fijado a SCOPE CH 1.iii) Comprobar que el control Probe este fijado a 1x para ambos canales.iv) Comprobar que el control Coupling a AC para ambos canales.v) Comprobar que el control Scale Volts/Div este fijado a 1V para ambos

    canales.vi) Comprobar que el control Vertical Positon se encuentre a la mitad de su

    carrera para ambos canales.vii) Timebaseviii) Fijar el control Time/Div a la posicin de 500s. Triggerix) Fijar el control Type a Edge.

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    Ajuste de los controles del Analizador de Seales Dinmicas (DSA):

    Configuracin de entrada Voltage Range a 10V

    FTT Settings Frecuency Span a 40,000 Resolution a 400 Window a 7 Term B-Harris

    Averaging Mode a RMS Weighting a Exponential # de Averages a 3

    Trigger Settings Type an Edge

    Frecuency Display Units a dB Mode a RMS Scale a Auto

    Cursors On deseleccionados

    Este dispositivo realiza un anlisis matemtico llamado Transformada Rpida de Fourier (FTT) esopermite que las ondas sinusoidales individuales que conforman una forma de onda compleja seanmostradas por separado en una grfica en el dominio de la frecuencia.

    Nota: El Osciloscopio y el analizador de seales comparten recursos y no pueden operarsimultneamente.

    El Analizador tiene dos pantallas, una grande en la parte superior y una pequea en la parte inferior.La pequea es la representacin de la entrada en el dominio del tiempo (la pantalla es como unosciloscopio).

    La pantalla grande es la representacin en el dominio de la frecuencia de la forma de onda complejaen la entrada (el mensaje muestreado). Las crestas representan las ondas senoidales y, como se puedever, el mensaje muestreado consiste de muchas de ellas. Por otro lado, esas crestas solo deben serlneas rectas, sin embargo, la implementacin de la prctica de FFT no es como se esperatericamente.

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    El analizador Dinmico de Seales tiene dos cursores verticales C1 y C2 por defecto al lado izquierdode la pantalla, se pueden colocar al tomar las lneas verticales con el ratn y moviendo el ratn haciala izquierda o hacia la derecha.

    El control fino sobre la posicin del cursor es obtenido usando el control de posicin de cursores quese encuentra en el rea de Cursor Settings (debajo de la pantalla).

    El Analizador Dinmico de Seales incluye una herramienta que mide las diferencias enmagnitud y frecuencia entre los dos cursores. Esta informacin es desplegada en color verde entre laparte superior e inferior de la pantalla.

    Portada.pdf (p.1)Indice.pdf (p.2-5)P1 Muestreo y retencin.pdf (p.6-8)P2 Espectro de Frecuencias.pdf (p.9-10)P3 Modulacion PCM.pdf (p.11-16)P4 Modulacin PAM.pdf (p.17-20)P5 Modulacin FSK.pdf (p.21-24)P6 Modulacin PSK.pdf (p.25-27)P7 Sincronizacin.pdf (p.28-31)P8 Codificacin de linea.pdf (p.32-37)Apendices.pdf (p.38-41)