MODULADOR PSK (PHASE SHIFT KEYING)

Melisa Ramirez, Leonardo Arturo Oviedo, Kevin Jessid Figueroa Maza.Universidad de Pamplona, Facultad de Ingenierías y Arquitectura,

Departamento de Ingeniería Eléctrica, Electrónica, Sistemas y Telecomunicaciones, Ingeniería en Telecomunicaciones

Resumen: En este articulo se dispone presentar una forma de modulación de PSK implementando el CI MC1496.

Palabras Clave: Modulación, fase, portadora, diagrama de constelación, dato, señal.

1.Objetivos Específicos:• Entender el funcionamiento de la modulación PSK y su forma de onda.• Implementar el diseño haciendo uso del CI MC1496

2. Marco Teórico:

En un sistema de comunicaciones, además de AM y FM, hay otro tipo de modulación que ocurre en la fase. En la modulación de fase, la amplitud y la frecuencia siguen siendo las mismas. La señal digital se utiliza para cambiar la fase entre 0 ° y 180 °, que se llama modulación por desplazamiento de fase de modulación (PSK).

Con el fin de aumentar la velocidad de la transmisión, tenemos que utilizar más ancho de banda. Sin embargo, en la modulación PSK, la señal está oculta en la fase, por lo tanto, no se producirán problemas por el excesivo consumo de ancho de banda. Figura 1(a) es la transmisión de 1 bit en PSK. Si la variación en la fase es cero, representa a la señal de datos como cero. En las otras palabras, si la variación encuentra enfasada en π, se representará a un 1 en la señal de datos.

La figura 1(b) es la transmisión de 2 bits en PSK, que también es conocida como modulación por desplazamiento de fase en cuadratura (QPSK). Si la variación está enfasada en cero, representara los datos (00). Si la variación está enfasada en π/2, representa los datos (01). Si la variación está enfasada en π, representa los datos (10). Si la variación está enfasada en 3π / 2, representa los datos (11).

Figura 1 Diagramas de constelación de PSK y QPSK

En la figura 3. se muestra el diagrama de un circuito simple para el modulador PSK. En el puerto de entrada de datos, para +5v, D1y D3 estarán en ON, mientras que D2 y D4 estarán en OFF. La entrada de la señal portadora pasará a través de T1. Después de que la señal entre a través de D1 y D3 llegará a la primera bobina de T2. A continuación, la señal será par a la segunda bobina de T2, en este momento, la fase de la forma de onda en el terminal de salida PSK será similar a la fase de la entrada de la portadora, como se muestra en la figura 2. Por otra parte, para -5v en el puerto de entrada de datos, D1 y D3 estarán en OFF, mientras que D2 y D4 estarán en directa o en ON. En este momento, la fase de la forma de onda en el terminal de salida PSK, tendrá un desfase de 180° respecto a la portadora. Este tipo de modulación se conoce como modulación PSK.

Figura 2. Formas de onda PSK

Figura 3. Circuito Modulador de anillo balanceado.

En la codificación de M-aria PSK puede ser expresado como:

XPSK(t)=Acos[ωct + 2m(π/M)] Ec.1.

donde m= 1, 2, 3, …...., M. M=2n, y n es el número de bits por símbolo.

Si la señal de datos es de 1 bit, entonces M=2. Así, XPSK(t) transmitirá una señal de dos bits y el desplazamiento de fase de la señal modulada estará desfasada en 180º. La figura 2. muestra la forma de onda de la señal de modulación por desplazamiento de fase binaria (BPSK). La señal BPSK en el estado lógico 1 está representada como:

XBPSK(t)=Acos(ωct + π) Ec.2.

y la señal BPSK en el estado lógico 0 se representa como:

XBPSK(t)=Acos(ωct + 2π) Ec.3.

La Figura 4. muestra el diagrama de bloques del modulador PSK. Este diagrama de bloques es similar en parte a un modulador ASK. La única diferencia es que el modulador PSK convierte la señal de datos unipolar a una señal bipolar de datos antes de enviar la señal al modulador de anillo balanceado. Por lo tanto, la modulación de fase se puede lograr mediante el uso de la modulador balanceado. El filtro FBP(s) eliminará los contenidos de alta frecuencia, lo que entregara una modulación PSK más perfecta. En la figura 4. se muestra un diagrama en bloques para un modulador PSK bipolar.

Figura 4. Diagrama de bloques del modulador PSK.

En este laboratorio se usa el CI MC1496 con el fin de implementar el modulador balanceado. Figura 5. muestra el diagrama del circuito interno del MC1496.

Figura 5. Circuito interno del MC1496.

Figura 6. Modulador PSK con MC1496.

La figura 6. muestra el diagrama del circuito de PSK para una portadora en 1 bit y la señal de datos de entrada de una sola terminal. El PIN 10 es la entrada de la portadora y la señal de datos unipolar se pasa a través de un convertidor que comprende los circuitos: 74HCU04, 74HC126, 3904, 3906, D1, D2, D3 y R1 a R8.

La señal transformada a bipolar se envía al PIN 1 del MC1496. R22 determina la ganancia del circuito y R23 determina el voltaje de polarización del circuito. Si ajustamos VR1 cambiará la amplitud de la señal de datos, entonces se puede evitar que en la señal de modulación PSK se presenten distorsiones. Esta señal se enviará al filtro, que está compuesto por μA741, C4, C6, R26, R27 y R28, y consecuentemente las señales de alta frecuencia, que se producen por el modulador balanceado se filtrarán y se llevará a cabo una mejor modulación PSK.