UNIVERSIDAD MILITAR Nueva GranadaPrograma Ingeniera MecatrnicaPreguntas y Ejercicios: ComunicacionesUnidad I: Conceptos Bsicos de Comunicaciones ElectrnicasI - 2014Preguntas: 1.1 Qu se entiende por comunicacin y por informacin? Cul es la diferencia entre ellas?La comunicacin es la transferencia de informacin de un lugar a otro. La informacin que se transmite es el mensaje. Cualquier sistema utilizado para comunicarse est compuesto por un emisor, un mensaje, el canal a travs del cual se enva el mensaje y el receptor del mensaje.La informacin es un conjunto organizado de datos procesados, que constituyen un mensaje que cambia el estado de conocimiento del sujeto o sistema que recibe dicho mensaje.Su diferencia es que la informacin va transmitida atreves de la comunicacin.

1.2 Cmo se puede definir un sistema de comunicaciones electrnicas?.Las comunicaciones elctricas son la transmisin, recepcin y procesamiento de informacin entre dos o ms lugares, mediante circuitos electrnicos.1.3 Describa la composicin genrica (estructura bsica) de un sistema de comunicacin electrnica?. 1.4 Cules son las seales elctricas y cuales las seales electromagnticas?. En que medios se propagan con mayor facilidad cada uno de estos tipos de seales y porqu?. Unaseal elctricaes un tipo desealgenerada por algnfenmeno electromagntico. Estas seales pueden ser de dos tipos:analgicas, si varan de forma continua en el tiempo, odigitalessi varan de forma discreta. Se denomina espectro electromagntico a la distribucin energtica del conjunto de las ondas electromagnticas o, ms concretamente, a la radiacin electromagntica que emite (espectro de emisin) o absorbe (espectro de absorcin) una sustanciaTipos seal elctrica:SEALES ANALOGICASSon por ende seales elctricas de variacin continua en intensidad o amplitud en el tiempo. Hasta hace poco , la forma dominante de transmisin de seales de radio y televisin ha sido analgica. La desventaja de este tipo de seal es que el ambiente genera tambin seales del tipo analgico, conocidas como ruido, que generalmente interfieren con las que acarrean informacin y crean complicaciones resultando una seal de menor calidad.(cables,inhalambricos)SEALES DIGITALESLas seales digitales adquieren uno de dos valores a travs del tiempo. Su comportamiento se puede equiparar al de un interruptor. La ventaja de este tipo de transmisin es, primero, su inmunidad a las interferencias ya que al digitalizar una seal se elimina el ruido producido por el medio ambiente, produciendo una seal ms pura y de mayor resolucin y segundo, que puede codificarse utilizando el sistema binario.(redes inalmbricas, por medio de cables, fibra ptica).Seales continuas (DC): Se trata de seales de valor medio no nulo con una frecuencia de variacin muy lenta, por lo que se pueden considerar como constantes en el tiempo.Seales alternas (AC): Son seales que cambian de signo peridicamente, de tal forma que su valor medio en una oscilacin completa es nulo. El caso ms simple es el de una seal sinusoidalSeales electroSon aquellas ondas que no necesitan un medio material para propagarse. Incluyen, entre otras, la luz visible y las ondas de radio, televisin y telefona. Todas se propagan en el vaco a una velocidad constante, muy alta (300 0000 km/s) pero no infinita. Gracias a ello podemos observar la luz emitida por una estrella lejana hace tanto tiempo que quizs esa estrella haya desaparecido ya. O enterarnos de un suceso que ocurre a miles de kilmetros prcticamente en el instante de producirse.1.5 Relacione las principales caractersticas de una seal elctrica anloga e identifique su significado.Unaseal analgicaes un tipo deseal que es representable por unafuncin matemtica continuaen la que es variable suamplitudyperiodo(representando un dato de informacin) en funcin del tiempo. Algunasmagnitudes fsicascomnmente portadoras de una seal de este tipo son elctricas como la intensidad, la tensin y la potencia, pero tambin pueden ser hidrulicas como la presin, trmicas como la temperatura, mecnicas, etc.Amplitud: La amplitud de una onda es la distancia desde el punto ms alto de la onda (desde el pico) hasta la base de la onda (el eje horizontal de equilibrio). Sus unidades dependen del tipo de onda que tratemos:Periodo: es eltiempotranscurrido entre dos puntos equivalentes de la onda. El concepto aparece tanto en matemticas como en fsica y otras reas de conocimiento.Frecuencia: es el nmero de ciclos por unidad de tiempo. O sea cuntos picos o cuntos valles se repiten en un tiempo dado. Suele medirse en cps (ciclos por segundo) o en Hertzios.long de onda: es la distancia entre dos montes o valles seguidos. En electromagnetismo suele medirse en metros; en ptica en nanmetros o en amstrongs.1.6 Relacione los principales sistemas de modulacin y demodulacin anlogos existentes y describa el principio fundamental de cada uno de ellos.AM: La modulacin por amplitud consiste en el proceso de variar la amplitud de la seal portadora en funcin del valor instantneo de la seal moduladora. Este tipo de modulacin resulta ser poco costosa y de baja calidad. FM: La modulacin en frecuencia consiste en el proceso de variar la frecuencia de la seal portadora en funcin de la seal moduladora. Tambin es conocida como Modulacin angular y tiene una serie de ventajas y desventajas en comparacin con AM como lo son:PM:La modulacin en fase consiste en variar la fase de una portadora de amplitud constante en proporcin a la amplitud de la seal moduladora.1-7 Relacione los principales sistemas de modulacin y demodulacin radio-digital existentes y describa el principio fundamental de cada uno de ellos.

1.8 Relacione los principales sistemas de modulacin y demodulacin digital existentes y describa el principio fundamental de cada uno de ellos.1.9 Qu se entiende por espectro electromagntico?. Relacione las bandas en que se subdivide este espectro y una de las muchas aplicaciones que se desarrollan en cada una de ellas.1.10 Cules son las bandas en que se subdivide el espectro radio-elctrico?. Indique el rango de frecuencias de cada una de estas bandas y por lo menos uno de los tipos de comunicacin que ms se utiliza en cada una de ellas.1.11 Relacione los principales tipos de transmisin existente y describa su principal caracterstica y un sistema de comunicacin que en la realidad se comporte de esa manera en cada uno de ellos.1.12 Qu se entiende por el ancho de banda de un dispositivo electrnico y de una seal de radio?. 1.13 En que consiste un ancho de banda a -3 dB y un ancho de banda nulo?. 1.14 Qu implicaciones se tiene si se utiliza un dispositivo con un ancho de banda menor al requerido?. La misma pregunta pero para el caso de una seal de radio.1.15 Qu implicaciones se tiene si se utiliza un dispositivo con un ancho de banda mucho mayor al requerido?.1.16 Qu se entiende por una relacin de potencia o de voltaje en veces y en decibelios (dB) de una seal?:1.17 Para regular la utilizacin del espectro electromagntico existen unos organismos mundiales y regionales que se encargan de esta funcin. Indique algunos de los principales de estos organismos y cual es su funcin esencial.1.18 Describa brevemente en que consiste el modelo OSI (Open Systems Interconection), indicando los principales estndares a tenerse en cuenta en cada una de las capas que conforma este modelo.1.19 En que consiste la representacin de una seal periodic en la forma de serie de Fourier?. Cul ser el beneficio prctico que esta representacin aporta?.1.20 Qu se entiende por a.) una funcin par y b.) una funcin impar.? De algunos ejemplos, fuera de las seales seno y coseno, que correspondan a la definicin de estas funciones. 1.21 Qu se entiende por ruido en una seal de comunicacin?. Relacione los principales tipos de estos ruidos. Cmo cree Usted que se podran evitar o por lo menos reducir en un sistema de comunicaciones electrnica. 1.22 Qu se entiende por armnicos de una seal radioelctrica?. Cules son las principales causas que los producen?.

Ejercicios:1.1 Determinar la longitud de onda de las seales de radio si se propagan en el espacio libre a las siguientes frecuencias: a.) 1940 KHZ, b.) 100,9 MHz, c.) 800 MHz y d.) 3 GHz.

1.2 Determinar el valor de la portadoras de audio y de video de la seal de TV abierta del canal 8.1.3 Si el ancho de banda de un dispositivo electrnico corresponde a 300 mW a su nivel mximo de su respuesta, determinar el nivel en potencia y en voltaje para -3 dB de su curva de ancho de banda.1.4 Determinar el ancho de banda de las seales de radiodifusin: a.) AM, b.) FM y c.) canal de TV. 1.5 Si a un amplificador le llega una seal con 25 mW de potencia y la entraga con 2500 mW, determinar su ganancia en potencia y en voltaje tanto a.) en veces, como b.) en dB, si el amplificador tiene una resistencia de 100 ohmios.1.6 Si la intensidad de una seal elctrica medida con un voltmetro nos da 15 Vrms, determinar el valor pico (mximo) de esa seal.1.7 Determinar la potencia de ruido trmico, en dBm, que se le introduce a una seal de comunicaciones de ancho de banda de 100KHz, existente en un receptor, que se encuentra dentro un recinto cuya temperatura es de 280 C.1.8 Determinar el voltaje promedio de ruido trmico que se le introduce a la seal indicada en el ejercicio inmediatamente anterior. 1.9 Convierta en watts las siguientes potencias de ruido trmico: a.) -150 dBm, b.) 100 dBm, c.) -120 dBm, y d.) -174 dBm.1.10 Determine la potencia de ruido trmico, en watts y en dBm, para los siguientes anchos de banda y temperaturas de un amplificador:a.) B= 100Hz, T= 170 C.b.) B=100 KHZ, T = 1000 C.c.) B = 1 MHz, T = 5000 C.1.11 Para el tren de ondas cuadradas de la figura siguiente:a.) Determine las amplitudes de las primeras cinco armnicas.b.) Trace el espectro de frecuencias.c.) Trace el diagrama de la seal, en el dominio del tiempo, de las componentes de frecuencia hasta la quinta armnica.

1.12 Describa el espectro que se representa a continuacin. Determine la clase de amplificador (lineal o no lineal) y el contenido de frecuencias de la seal de entrada.

1.13 Un amplificador no lineal tiene dos frecuencias de entrada: 7 y 4 KHz-a.) Determine las tres primeras armnicas presentes en la salida, para cada frecuencia.b.) Determine las frecuencias de producto cruzado que se producen en la salida, para valores de m= 1 y n=2.c.) Trace el espectro de salida de las frecuencias armnicas y de productos cruzados determinadas en los pasos a.) y b.).

1.14 Determine la segunda, quinta y decimoquinta armnica para una onda repetitiva (peridica) con frecuencia fundamental de 2.5 KHz.

1.15 Si el ancho de banda de un amplificador es B = 20 KHz, y su potencia total de ruido es N = 2X10-17 W, calcule la potencia total de ruido si el ancho de banda aumenta a 40 KHz. Calcule si el ancho de banda disminuye a 10 KHz.

1.16 Determine la distorsin de segunda y tercera armnica, y armnica total, para una banda repetitiva con amplitud de frecuencia fundamental de 10 Vrms, amplitud de segunda armnica de 0.2 Vrms y de tercera armnica de 0.1 Vrms.

Profesor: Ing. Msc. Jaime Ramrez Artunduaga