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COMUNICACIONES TSI 353 ESCUELA DE FORMACIN DE TECNLOGOS

EPN

Ing. Luis Alfredo Ponce Mgs.

Prueba captulo No. 5: Comunicaciones analgicas

1. Defina una seal en banda base 2. Dibuje un espectro de frecuencias y ancho de

banda de AM 3. Cual es la frmula para calcular un ancho de

banda en AM 4. Defina el coeficiente de modulacin en AM y

escriba su frmula

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Prueba captulo No. 5: Comunicaciones analgicas 5. Para un modulador DSBFC de AM con frecuencia de portadora fc=100 kHz y una seal moduladora de frecuencia mxima fm(mx.) 3 kHz determinar: (a) Lmites de frecuencia de las bandas laterales superior e inferior. (b) Ancho de banda. (c) Frecuencias de lado superior e inferior, que se producen cuando la seal moduladora es un tono de frecuencia nica de 1 kHz. (d) Trazar el espectro de frecuencias de salida.

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3 Prueba captulo No. 5: Comunicaciones analgicas

6. Escriba una ventaja y una desventaja de la modulacin angular con respecto a la modulacin por amplitud. 7. Para un modulador de FM con desviacin mxima de frecuencia f=5 kHz, una frecuencia de seal moduladora fm = 5 kHz, y una portadora de 700 kHz, determinar: a) El ancho mnimo aproximado de banda, con la regla de Carson. b) Graficar el espectro de frecuencias de salida

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Captulo 6: Comunicaciones Digitales

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!6,1 La tecnologa digital, definiciones !6,1.1 Ventajas de la comunicacin digital

!6,2 Componentes de los sistemas de comunicacin digital

!6,3 Conversin de seal analgica a digital

!6,4 Clasificacin de los sistemas de comunicacin digital

6,1 La tecnologa digital, definiciones

!Audio digital !Fotografa digital !Electrnica digital !Televisin digital !Entre otros

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6,1 La tecnologa digital, definiciones !En comunicaciones analgicas el nmero de

posibles formas de onda por transmitir es infinito.

!En comunicaciones digitales el emisor solo tiene a su disposicin un conjunto finito y discreto de formas de onda que debe hacer corresponder con los bits por transmitir.

!Para la implementacin de los circuitos digitales, se utilizan puertas lgicas (AND, OR y NOT).

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7 6,1 La tecnologa digital, definiciones

!La transmisin digital consiste en el envi de informacin a travs de medios de comunicaciones fsicos en forma de seales digitales.

!Por lo tanto, las seales analgicas deben ser digitalizadas antes de ser transmitidas.

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6,1 La tecnologa digital, definiciones

!Por ejemplo: !Dos niveles de voltaje con respecto a la

conexin a tierra !La diferencia de voltaje entre dos cables !La presencia/ausencia de corriente en un

cable

!La presencia/ausencia de luz

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9 6,1 La tecnologa digital, definiciones

!Para la conversin de seales analgicas en digitales se realizan bsicamente 3 procesos: !Muestreo !Cuantificacin !Codificacin

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6,1.1 Ventajas de la comunicacin digital

!Ventajas !La cal idad de la transmisin es casi

independiente de la distancia (debido a la regeneracin) !Ante la atenuacin, puede ser amplificada y

reconstruida al mismo tiempo, gracias a los sistemas de regeneracin de seales.

!Transmisin de informacin independiente de su naturaleza

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11 6,1.1 Ventajas de la comunicacin digital

!Ventajas !Cuenta con sistemas de deteccin y correccin

de errores, en la recepcin. !Facilidad para el procesamiento de la seal.

Cualquier operacin es fcilmente realizable a travs de cualquier software de edicin o procesamiento de seal. !Las seales digitales se ven menos afectadas a

causa del ruido ambiental en comparacin con las seales analgicas.

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!Ventajas !Se adaptan de mejor manera a nuevas

tecnologas.

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13 6,1.1 Ventajas de la comunicacin digital

!Desventajas !Requiere una sincronizacin precisa entre los

tiempos del reloj del transmisor con respecto a los del receptor.

!Prdida de calidad cada vez mayor en el muestreo respecto de la seal original.

!Necesita una conversin analgica-digital previa y una decodificacin posterior en el momento de la recepcin.

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!Desventajas !Requiere de gran ancho de banda en

comparacin con una seal analgica !Inversin que representa el cambio de

infraestructura de comunicaciones analgica a digital.

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15 Captulo 6: Comunicaciones Digitales

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6,2 Componentes de los sistemas de comunicacin digital

!El canal de transmisin !Los canales de transmisin son de banda

limitada.

!Mayor ancho de banda: mayor costo !La capacidad del canal se refiere a la velocidad

mxima de transmisin, con la que se puede transmitir la informacin a travs de un canal de manera confiable y bajo ciertas restricciones. (bps)

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17 6,2 Componentes de los sistemas de comunicacin digital

!Capacidad del canal !Se establece mediante el teorema de Claude

Shannon: C=B log2 (1+S/N)

C es la capacidad del canal (en bps) B es el ancho de banda del canal (en Hz) S/N es la relacin seal a ruido numrica

S: potencia de la seal ; N=: potencia del ruido !Esta capacidad ser libre de errores de transmisin. !Una transmisin libre de errores implica una

transmisin en la que a pesar de tener errores, stos se los puede detectar y corregir.

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!Capacidad del canal !Se establece mediante el teorema de Claude

Shannon:

C=B log2 (1+S/N)

!La medida de eficiencia de una transmisin digital esta dada por la relacin C/B, la misma que mide los bps por hertz que se transmiten.

!Al aumentar el ancho de banda (B), no necesariamente aumentar la capacidad del canal, ya que disminuir la relacin S/N

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!El decibelio es la unidad relativa utilizada para representar la relacin entre dos magnitudes.

G(dB)=10 log10(G)

G es la ganancia de potencia en decibeles

G es la ganancia de potencia (sin unidades)

Ejm. Suponga que la ganancia de potencia es 2, la ganancia en decibelios de potencia es:

G=10 log 10 2= 3.01 dB

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!Ejm. Un canal de telefona para transmitir datos va mdem, donde una relacin S/N tipica es de 30dB, la mxima tasa de transmisin permisible ser:

Asuma 4 kHz como ancho de banda del canal telefnico. Sol: B=4kHz, S/N=30dB = 1000

C= 4x103 log2(1+1000)=40Kbps

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!Transmisin de datos serial y paralela !Transmisin de datos serial: !Bits enviados uno a continuacin de otro. !Se envan a una determinada frecuencia de reloj. !Se requiere de una sola va de comunicacin.

!Por lo que la principal ventaja es minimizar los costos

!Utilizado por lo general para comunicaciones de larga distancia.

!Principal desventaja: reducida velocidad de transmisin.

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!Transmisin de datos serial y paralela !Transmisin de datos serial

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http://www.instructables.com/id/Serial-Communications-with-Arduino/


!Transmisin de datos serial y paralela !Transmisin de datos paralela: !Todos los bits que conforman un caracter se transmiten

simultneamente.

!Se requieren tantas vas de comunicacin como bits tenga el caracter.

!Principal ventaja: mayores velocidades de transmisin. !Desventaja: se incrementan los costos de transmisin y se

complica su implementacin debido al sincronismo que requiere.

!Adecuada para distancias cortas. (ejm. Computador-impresora)

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!Transmisin de datos serial y paralela !Transmisin de datos paralela:

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http://www.luisllamas.es/2014/04/arduino-puerto-serie/


!Transmisin de datos serial y paralela !Transmisin de datos paralela:

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http://www.luisllamas.es/2014/04/arduino-puerto-serie/


!Transmisin asincrnica y sincrnica de la informacin. !Transmisin asincrnica: !NO enva cadenas de bits largas e ininterrumpidas. !Los Datos son transmitidos un caracter a la vez. !La sincronizacin se mantiene solo dentro de cada

caracter.

!El receptor tiene la oportunidad de sincronizarse al inicio de cada nuevo caracter.

!El tiempo transcurrido entre un caracter y otro es aleatorio.

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!Transmisin asincrnica y sincrnica de la informacin. !Transmisin asincrnica:

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http://www.monografias.com/trabajos37/comunicaciones/comunicaciones2.shtml

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!Transmisin asincrnica y sincrnica de la informacin. !Transmisin sincrnica: !Los caracteres son transmitidos uno tras otro de una

manera secuencial y sin pausa entre caracteres.

!No incluyen bit de inicio y de parada, en su lugar la sincronizacin es provista usando:

!Caracteres especiales de sincronismo (preferible). Enviados al inicio de cada bloque de datos

!Seales de reloj

!Se agregan caracteres de comienzo y de final del bloque de datos. A toda la estructura se denomina trama

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!Transmisin asincrnica y sincrnica de la informacin. !Transmisin sincrnica: !Se utiliza para transmitir grandes bloques de datos o para

tener elevadas velocidades de transmisin.

!Desventaja: los equipamientos son de tecnologa ms completa y de costos ms altos.

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Captulo 6: Comunicaciones Digitales

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!Para la conversin de seales analgicas en digitales se realizan bsicamente 3 procesos: !Muestreo !Cuantificacin !Codificacin

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http://es.wikipedia.org/wiki/Codificaci%C3%B3n_digital

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!Muestreo !Basado en el teorema de Nyquist

!El teorema demuestra que la reconstruccin exacta de una seal peridica continua en banda base a partir de sus muestras, es matemticamente posible si la seal est limitada en banda y la tasa de muestreo es superior al doble de su ancho de banda.

!Si la frecuencia ms alta contenida en una seal analgica xa(t) es fmax=B y la tasa se muestrea a una tasa Fs>2Fmax=2B entonces la seal xa(t) se puede recuperar totalmente a partir de sus muestras mediante interpolacin.

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!Muestreo

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http://streamingraddios.com/frecuencia-de-muestreo/

http://bibliotecadigital.ilce.edu.mx/sites/ciencia/volumen3/ciencia3/149/htm/sec_5.htm


!Muestreo !Para el caso especfico de una seal de audio se

puede decir que: ! La frecuencia de muestreo mnima requerida para realizar una

grabacin digital de calidad, debe ser igual al doble de la frecuencia de audio de la seal analgica que se pretenda digitalizar y grabar.

! Es decir, que la tasa de muestreo se debe realizar, al menos, al doble de la frecuencia de los sonidos ms agudos que puede captar el odo humano que son 20 mil Hertz por segundo (20 kHz). Por ese motivo se escogi la frecuencia de 44,1 kHz como tasa de muestreo para obtener calidad de CD, pues al ser un poco ms del doble de 20 kHz, incluye las frecuencias ms altas que el sentido del odo puede captar.

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!Muestreo !Ejm. Una seal de voz de ancho de banda de 3.7kHz

desea ser digitalizada, cual ser su razn de muestreo?

Sol

Fs=2B=2(3.7x103)=7.4kHz

Es decir 7400 muestras por segundo la razn de muestreo de la voz debe ser de al menos 8000 Hz, para

que pueda regenerarse sin error.

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!Cuantificacin !Proceso que consiste en transformar los niveles de

amplitud continuos de la seal de entrada previamente muestrada, en un conjunto de niveles discretos previamente establecidos.

!Este conjunto de niveles se elige generalmente de potencias del nmero 2 (64,128,256)

!La cuantificacin es un proceso irreversible, no invertible ya que siempre se produce una prdida de informacin

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!Cuantificacin !Cuantificacin uniforme: los distintos niveles tienen la

misma medida

!Cuantificacin no uniforme: los distintos niveles se comprimen en aproximidades al valor cero y se expanden hacia los extremos

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!Cuantificacin

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http://elastixtech.com/fundamentos-de-telefonia/transmision-de-la-voz/

http://www.info-ab.uclm.es/labelec/Solar/Otros/Audio/html/ruido_cuant.html


!Cuantificacin

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http://lossofokis-evm.blogspot.com/

http://es.wikipedia.org/wiki/Ruido_de_cuantificaci%C3%B3n

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!Cuantificacin

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http://www.oocities.org/fhgmbb/Tesis-Postgrado-FH/Tesis-FH-3.htm

Cuantizacin no uniforme


!Codificacin !Proceso que consiste en convertir los pulsos

cuantificados en un grupo equivalente de pulsos binarios de amplitud constante

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http://lilia-garcia.blogspot.com/2011/09/conversion-analogica-digital.html


!Codificacin

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2. Fusario, Castro

TAREA No. 4 !Investigar : !Cdigos digitales (EBCDIC, ASCII) !Aliasing !Clasificacin de los sistemas de comunicacin

digital, de acuerdo a su modulacin. (i.e. ASK, FSK, PSK)

!Enviar en pdf !3 a 4 pginas !Fecha lmite: 11 de junio 2015 !Asunto e-mail: !TSI-353, nombre y apellido, tarea No.4

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Bibliografa:

1. Wayne Tomasi, Sistemas de comunicacin electrnica cuadta edicin), Prentice Hall, Mxico, 2003 2. Ricardo Castrol L. R, JORGE FUSARIO, Teleinformtica Aplicada (volumen Y ), Mc Graw Hill Espaa 1994 3. Marco Yacelga, EPN, Fundamentos de Comunicaciones (MCR010), Capitulo I: conceptos bsicos de la transmisin digital

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