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7/30/2019 tele1 labo 3.docx

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA

Facultad de Ingeniera Elctrica y Electrnica

Laboratorio de RESPUESTA EN FRECUENCIA-FILTROS ACTIVOS

Curso:

TELECOMUNICACIONES I

Alumno(s):

NYLENE RUTH MAMANI MAMANI

Cdigo(s):

20090043KHORARIO: MA 6-9

Seccin:

M

FECHA DE PRESENTACIN:

0605/13

FECHA DE REALIZACIN DE LAPRCTICA (IF):

23/04/13

INFORME PREVIO


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Objetivo:Demostrar los principios y fundamentos de la modulacin de amplitud.

Fundamento terico:

Modulacin de Amplitud (AM).

La informacin a transmitir modula la amplitud de una portadora sinuosidad, de modo

que si no hay seal permanece una portadora (onda sinuosidad pura) con amplitud constante

)2cos()(1)2cos()()( 1 tftmxAtftxAAty cccc

Si la mxima componente espectral de x(t), W, es mucho menor que fc, y )(1 txAAc el

aspecto de la envolvente es idntico al de la seal x(t). Si el ndice de modulacin, definido como

cAAm 1 supera 1, deja de cumplirse que la envolvente sea la rplica de la seal y se pierde

informacin, al producirse una inversin de fase.

La presencia de la portadora permanente, en ausencia de modulacin supone:

Ventajas: no hay prdida de informacin, sincronismo en la portadora, sencillez en ladeteccin y recuperacin de la seal moduladora.

Inconveniente: derroche de energa que no lleva informacin alguna.Tambin se llama Doble Banda Lateral con portadora (DSBTC, double sideband

transmited carrier).


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Supongamos que la seal moduladora es un tono de frecuencia fm

)2cos(2cos1)( tftfmAty cmc

tfftffAm

tfA mcmcccc 2cos2cos2

)2cos(

La seal modulada tiene tres componentes de frecuencias claramente diferenciadas:

1) La frecuencia de la portadora fc.2) La frecuencia de la seal moduladora montada encima de portadora,fc +fm.3) La frecuencia de la seal moduladora montada debajo de portadora,fcfm.Por tanto, el ancho de banda de una seal AM mediante un tono de frecuenciafm es

BT= 2 fm.

Segn la transformacin de Fourier, toda seal puede suponerse formada por la

contribucin de todas las frecuencias, cada una en una cuanta distinta. El efecto que le har una

modulacin AM a cualquier componente de frecuencia ser el mismo que el que le hace a un tono

particular.

En general, el espectro de la seal modulada AM, si el espectro de la seal moduladora

est limitada en banda a W, ser desdefcWhasta fc + W. La parte de espectro por encima de la

portadora se llama banda lateral superior, y su aspecto es idntico al espectro de la seal

moduladora, pero desplazada en frecuencia un valor fc. Mientras que la parte de espectro por

debajo de la portadora se llama banda lateral inferior, y su espectro est invertido respecto a la

banda lateral superior (o a la banda base). El espectro de la seal AM es simtrico respecto a la

frecuencia de la portadorafc. La simetra es par en el mdulo e impar en la fase.

La informacin est duplicada. Cada banda lateral contiene exactamente la misma

informacin que la seal moduladora (banda base). El ancho de banda es WBT 2 .

Reparto de potencia.

Para una seal cualquiera, la potencia total de la seal es

BLcc

T PPtxmA

P 2))(1(2

22

2

, siendo Pc la potencia de la portadora y PBL la potencia de

cada Banda Lateral. Identificando, resulta que la potencia de la portadora es 2

2

c

c

A

P

y la


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potencia de las dos bandas laterales es )()(2

22222

2

txmPtxmA

P cC

BL , con lo que la

potencia de cada Banda Lateral se puede expresar como )(2

1 22 txmPP cBL . Como 12m

y 1)(2

tx , queda que cBL PP2

1 . De ah se deduce que BLc PP 2 , o bien, como

BLcT PPP 2 , queda que Tc PP2

1 .

En caso lmite en que 1m , siendo 1)( tx , resultara BLc PP 2 . Es decir la potencia

de la portadora es siempre mayor o igual que la potencia de las dos bandas laterales. O la

potencia de la portadora es siempre mayor o igual a la mitad de la potencia total. Al menos el 50%

de la potencia total est en la portadora. Supongamos que )2cos()( tftx m . Su

potencia es 2/1)(2 tx .

BLc

c

T PPmA

P 2)2

11(

2

22

Con lo que queda

c

c

BL PmA

mP 22

2

4

1

24

1

Ejemplo: Sea VAc 10 , WPc 50

m = 1 m = 0,8 m = 0,5

Pc (W) 50 50 50

PBL

(W) 12,5 8 3,125

PT(W) 75 66 56,25

La deteccin o demodulacin de la seal AM se puede hacer de forma sncrona,

multiplicando en el dominio del tiempo por una portadora generada por un oscilador local

sincronizado con la portadora o de una forma mucho ms sencilla con un simple detector de

envolvente (asncrona).

El diodo rectifica los picos negativos y el filtro paso bajo R 1C1 filtra la seal restante

obteniendo una rplica de la envolvente. Para ello, el producto R1C1, llamado constante de

tiempo, debe tener un valor compromiso. No debe ser demasiado baja, porque en ese caso no

conseguira filtrar las componentes de alta frecuencia (se veran los picos de la portadora) ni

demasiado alta, ya que en ese caso no sera capaz de seguir las variaciones rpidas de la seal

demodulada x(t). C2 es un condensador que elimina la componente continua de la seal

demodulada y R2 es una carga. Los valores de la mxima componente espectral, la constante de

tiempo y la frecuencia de la portadora estn relacionados por la expresin:

C2

C1

R1 R2


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cm fCRf 111

Un valor tpico de la constante de tiempo R1C1 para una frecuencia mxima mxf es

mxfCR 2111 , por ejemplo, para KHzfmx 15 ,

sCR 6,10101521 311 . Una constante de tiempo del orden de 10 s que sepuede conseguir con nFC 1 y KR 1 .

Equipos y materiales:

Generador de audio Equipo modulador Osciloscopio 25mhz-5mV

Procedimiento:


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Respuesta a preguntas:

1. Identifique y explique la expresin matemtica de las bandas laterales.


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2. Exprese la potencia de las bandas laterales y sustente su relacin con respecto a lapotencia portadora.

3. Defina la modulacin de amplitud en cuadratura QAM, obtenga su expresinmatemtica.

La Modulacin de amplitud en cuadratura (conocida tambin como QAM por las siglas en

ingls de Quadrature amplitude modulation) es una tcnica que transporta datos, mediante la

modulacin de la seal portadora, tanto en amplitud como en fase. Esto se consigue

modulando una misma portadora, desfasada en 90. La seal modulada en QAM est

compuesta por la suma lineal de dos seales previamente moduladas en Doble Banda Lateral

con Portadora Suprimida.

La modulacin QAM Analgica permite que dos seales provenientes de dos fuentes

independientes, pero con caractersticas de ancho de banda similares, ocupen el mismo ancho

de banda de transmisin y se puedan separar en el extremo receptor, ahorrando as el uso del

ancho de banda disponible.1As, si dos seales y , modulan dos seales portadoras de

la misma frecuencia, una desfasada en 90 respecto a la otra, mediante el uso de moduladores

de producto (que multiplican las seales por la portadora) la seal resultante ser expresada

matemticamente de la forma:
https://es.wikipedia.org/wiki/Modulaci%C3%B3n_%28telecomunicaci%C3%B3n%29https://es.wikipedia.org/wiki/Doble_Banda_Lateralhttps://es.wikipedia.org/wiki/Doble_Banda_Lateralhttps://es.wikipedia.org/wiki/Modulaci%C3%B3n_de_amplitud_en_cuadratura#cite_note-QAM-1https://es.wikipedia.org/wiki/Modulaci%C3%B3n_de_amplitud_en_cuadratura#cite_note-QAM-1https://es.wikipedia.org/wiki/Modulaci%C3%B3n_de_amplitud_en_cuadratura#cite_note-QAM-1https://es.wikipedia.org/wiki/Modulaci%C3%B3n_de_amplitud_en_cuadratura#cite_note-QAM-1https://es.wikipedia.org/wiki/Doble_Banda_Lateralhttps://es.wikipedia.org/wiki/Doble_Banda_Lateralhttps://es.wikipedia.org/wiki/Modulaci%C3%B3n_%28telecomunicaci%C3%B3n%29


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En el receptor, estas seales son demoduladas usando otros dos moduladores de producto

que multiplican la seal recibida , proporcionalmente igual a en dos vas separadas,

con la seal de un oscilador local recuperada a partir de la seal recibida y con sta desfasada

en 90 para reproducir las seales originales y respectivamente. Debido a la propiedad

de ortogonalidad de las seales portadoras, es posible detectar independientemente las

seales transmitidas.

En forma ideal, se recupera al multiplicar la seal recibida por una portadora de frecuencia

que puede ser expresada as:

Usando las identidades trigonomtricas, la ecuacin anterior se puede escribir como:

Haciendo pasar esta seal compuesta por un filtro pasa bajo adecuadamente diseado, se

remueven los componentes de altas frecuencias que contienen a , dejando solamente la

seal , que no es afectada por , lo cual demuestra que ambas seales pueden serrecibidas independientemente. En forma similar, la seal recibida es multiplicada por la seal

del oscilador local desfasada en 90 y la seal compuesta se hace pasar por otro filtro paso

bajo para extraer .

4. Describa con ejemplos los diferentes tipos de moduladores de amplitud, grficas yexplicar su esquema elctrico.

Amplitud modulada

Proceso de cambiar la amplitud de una portadora de frecuencia relativamente alta de acuerdo

con la amplitud de la seal modulante (informacin). Las frecuencias que son lo

suficientemente altas para radiarse de manera eficiente por una antena y propagase por el

espacio libre se llaman comnmente radiofrecuencias (RF). Con la modulacin de amplitud, la

informacin se imprime sobre la portadora en la forma de cambios de amplitud. La

modulacin de amplitud es una forma de modulacin relativamente barata y de baja calidad

de modulacin que se utiliza en la radiodifusin de seales de audio y video. La banda de

radiodifusin comercial AM abarca desde 535 a 1605 kHz.

Un modulador AM es un aparato no lineal con dos seales de entrada de informacin: una

seal portadora de amplitud constante y de frecuencia sencilla, y la seal de informacin. Lainformacin acta sobre o modula la portadora y puede ser una forma de onda de frecuencia
https://es.wikipedia.org/wiki/Ortogonalidad_%28matem%C3%A1ticas%29https://es.wikipedia.org/wiki/Identidades_trigonom%C3%A9tricas#Paso_de_producto_a_sumahttps://es.wikipedia.org/wiki/Filtro_pasa_bajohttps://es.wikipedia.org/wiki/Filtro_pasa_bajohttps://es.wikipedia.org/wiki/Identidades_trigonom%C3%A9tricas#Paso_de_producto_a_sumahttps://es.wikipedia.org/wiki/Ortogonalidad_%28matem%C3%A1ticas%29


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simple o compleja compuesta de muchas frecuencias que fueron originadas de una o ms

fuentes. Debido a que la informacin acta sobre la portadora, se le llama seal modulante. La

resultante se llama onda modulada o seal modulada.

Frecuencffffkljndf Frecuencia modulada

Sistema de transmisin de radio en el que la onda portadora se modula de forma que su

frecuencia vare segn la seal de audio transmitida.

La frecuencia modulada posee varias ventajas sobre el sistema de modulacin de amplitud

(AM) utilizado alternativamente en radiodifusin. La ms importante es que al sistema FM

apenas le afectan las interferencias y descargas estticas. Algunas perturbaciones elctricas,

como las originadas por tormentas o sistemas de encendido de los automviles, producen

seales de radio de amplitud modulada que se captan como ruido en los receptores AM.

Un equipo de FM bien diseado no es sensible a tales perturbaciones cuando se sintoniza una

seal FM de suficiente potencia. Adems, la relacin seal-ruido en los sistemas FM es mucho

mayor que en los AM. Por ltimo, las emisoras de FM pueden trabajar en bandas de

frecuencias muy altas, en las que las interferencias en AM son importantes; las estaciones o

emisoras comerciales de radio FM tienen frecuencias entre 88 y 108 Mhz.

El alcance en estas bandas est limitado para que pueda haber emisoras de la misma

frecuencia situadas a unos cientos de kilmetros sin que se interfieran entre ellas.

Debido a la saturacin en la banda de emisin AM y a la incapacidad de los receptores AM

para eliminar los ruidos, la fidelidad tonal de las estaciones normales se limita

intencionadamente. La FM no presenta estos inconvenientes y por tanto puede utilizarse para

transmitir reproducciones musicales de actuaciones en directo con un grado de fidelidad

inalcanzable en la banda AM.


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Modulacin de fase

Sistema de modulacin en el cual la fase de la seal portadora vara o es modulada conforme

al valor instantneo de la amplitud de la seal moduladora.

Basada en variaciones instantneas de la fase de la portadora en relacin a un ngulo de fase

de referencia. Una onda senoidal normal empieza con una amplitud nula y un ngulo de fase

nulo, aumenta hasta una amplitud positiva de pico a 90 grados, disminuye a cero a los 180

grados y pasa por un mnimo negativo a los 270 grados antes de volver a pasar por cero a los

360 grados. Un nivel lgico "1" puede representarse como una seal que tiene un determinado

ngulo de fase, y un nivel lgico "0", con una portadora de la misma frecuencia y amplitud

pero con una fase desplazada 180 grados. Para detectar la fase de la portadora puede

emplearse un circuito detector de fase y, por tanto, puede determinar si existe un nivel lgico

"1" o un nivel lgico "0". Esta tcnica se denomina PSK (phase-Shlft Keying = Variacin de fase

mediante una seal digital).

5. Defina modulacin por banda lateral residual.La generacin de seales SSB puede resultar difcil cuando el ancho de banda de la

seal moduladora es amplio o cuando no pueden ser despreciadas las componentes

de baja frecuencia. Para conservar el espacio espectral, puede hacerse un compromiso

entre SSB y DSB. Esto es lo que se conoce como modulacin de banda lateral residual

VSB.

En la modulacin VSB, slo se transmite una porcin de una banda lateral, de manera

que el proceso de demodulacin reproduce a la seal original. La supresin parcial deuna banda lateral reduce el ancho de banda con respecto, comparado con la DSB, pero

no alcanza la eficiencia de espectro de SSB.

La operacin de filtracin puede representarse con un filtro que deja pasar algo de la

banda lateral inferior (o superior) y la mayor parte de la superior (o inferior).

Si se transmite adems una gran portadora, la seal deseada puede recobrarse con un

detector de envolvente. Si no se enva portadora, se puede recuperar con un detector

sincrnico.


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6. Dar ejemplos de moduladores de banda lateral residual grafique su esquema

Bibliografa:

www.inf-cr.uclm.es/www/isanchez/comdatos0910/tema3.doc http://www.slideshare.net/aljimene/modulacion-am-presentation www.elrinconcito.com/DiccAmpliado/Modem.htm www.gobcantabria.es/pls/interportal/url/page/internet/glosario/glosario_tec

nico/pg_m

www.educastur.princast.es/ies/sanchezl/organiza/Depart/electronica/Web/tema7.htm
http://www.slideshare.net/aljimene/modulacion-am-presentationhttp://www.slideshare.net/aljimene/modulacion-am-presentationhttp://www.elrinconcito.com/DiccAmpliado/Modem.htmhttp://www.elrinconcito.com/DiccAmpliado/Modem.htmhttp://www.elrinconcito.com/DiccAmpliado/Modem.htmhttp://www.slideshare.net/aljimene/modulacion-am-presentation

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