Comunicaciones Analógicas (Programa)

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UNIVERSIDAD DISTRITAL “FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS” 
 
ASIGNATURA: COMUNICACIONES ANÁLOGAS CÓDIGO: 5628 
HORAS-SEMANA: 6 TEORIA: 4 PRÁCTICA: 2 
CRÉDITOS: 
 
 
PRE-REQUISITOS: Electrónica III 
 
CO-REQUISITOS: Análisis de señales 
 
Horario: Lunes 12:00 m (309 SC), Jueves 2:00 pm (305 SBC) 
 
OBJETIVOS. 
 
En esta asignatura se presenta un tratamiento unificado de diversos aspectos relacionados con el envío y recepción de 
información en formato analógico, es decir, procesos que involucran la transmisión y recepción de señales continuas en el 
domino del tiempo, haciendo uso de una serie de elementos y dispositivos electrónicos que operan en el rango de las 
frecuencias de RF. Para tal fin se hace necesario contar con la base conceptual, tanto teórica como práctica de temas de 
Tratamiento de Señales y Electrónica III. En este curso se hace uso de modelos matemáticos de tipo determinístico y 
probabilístico aplicado al comportamiento de señales sobre dispositivos electrónicos, atendiendo a sus características y 
respuestas físicas. Todo esto tiene como fin brindar al estudiante una base conceptual para el análisis y el diseño adecuado 
de sistemas de comunicación para la transmisión de señales analógicas, haciendo uso de procesos de modulación en los 
cuales se involucran fenómenos no determinísticos como el ruido. 
 
Se desarrollan conceptualmente y de manera práctica los elementos propios de tal proceso de transmisión y recepción como 
son ancho de banda, potencia, distorsión, velocidad de transmisión, ruido y complejidad y costos en la transmisión análoga 
cualquiera que sea su versión. 
 
METODOLOGÍA: 
 
El curso es desarrollado fundamentalmente por el estudiante pero orientado por el profesor. Para ello se dará una guía acerca 
de cada tema y se asignará el material para estudio con ejercicios, los cuales deberá preparar cada estudiante para la 
siguiente clase; en ella, el profesor evaluará la asimilación del tema por parte del estudiante. En resumen, es esencial la 
participación activa de cada estudiante en clase para obtener los objetivos planteados para esta asignatura. 
 
 
PROGRAMA SINTÉTICO: 
 
1. Introducción a los sistemas de radio comunicación. 
2. Transformación y acople de impedancias. 
3. Amplificadores de radio frecuencia de pequeña señal. 
4. Osciladores 
5. Amplificadores de radio frecuencia de potencia. 
6. Comunicación banda base. 
7. Señales pasa-banda. 
8. Procesos de modulación analógica. 
9. Ruido e interferencia en sistemas pasabanda. 
10. Modulación AM. 
11. Modulación FM 
12. Modulación PM 
 
PROGRAMA ANALÍTICO: 
 
CONCEPTOS PRELIMINARES 
 
1. Introducción a los sistemas de radio comunicación. 
2. Circuitos resonantes: resonancia serie y resonancia paralelo. 
3. Factor de calidad. Selectividad y Ancho de banda. 
4. Representación de magnitudes en decibelios. Manejo de dB, dBm, dBm0, dBW 
5. Diseño de un filtro multibanda a partir de resonancias serie y paralelo 
 
TRANSFORMACIÓN DE IMPEDANCIA. 
 
1. Métodos tradicionales de acople 
2. Redes de acople tipo L, tipo T y tipo . 
3. Diseño de acoples resonantes 
4. Métodos de solución mediante soluciones computarizadas. 
5. Uso de la Carta de Smith para el diseño de acoples resonantes. 
 
AMPLIFICADORES DE RADIO FRECUENCIA DE PEQUEÑA SEÑAL. 
 
1. Conceptos básicos. 
2. Modelo básico de un sistema de amplificación electrónico. 
3. Modelo para alta frecuencia haciendo uso de parámetros “Y” y parámetros “S”. 
4. Criterios de estabilidad. Criterio de “Linvill”. Criterio de “Stern”. Criterios de estabilidad. 
5. Unilateralización. Neutralización por desacople. Criterio de “Rollett”. 
6. Diseño de amplificadores de RF para pequeña señal mediante el uso de la Carta de Smith. 
 
AMPLIFICADORES DE RADIO FRECUENCIA DE POTENCIA. 
 
1. Amplificadores Clase A, B, C y D. 
2. Eficiencia. Divisores de Potencia y Multiacopladores. 
 
OSCILADORES. 
 
1. Teoría de sistemas oscilantes. 
2. Criterio de Barkhausen. 
3. Osciladores sinusoidales de alta frecuencia. Colpitts. Harley. 
4. Sintonía en la entrada y en la salida. 
5. Osciladores a cristal. Cristal serie y paralelo. 
6. Osciladores de resistencia negativa. Osciladores con compuertas lógicas. 
 
DENSIDAD ESPECTRAL DE POTENCIA Y RUIDO 
 
1. Densidad espectral de energía 
2. Densidad espectral de potencia 
3. Representación del ruido promedio en el tiempo 
4. Equivalencias entre valores estadísticos y valores eléctricos 
5. Ruido blanco de banda limitada. Ruido blanco gaussiano aditivo (AWGN) 
6. Ruido térmico a través de sistemas lineales 
7. Ancho de banda de ruido equivalente 
8. Temperatura de ruido y factor de ruido 
 
 
SISTEMAS BANDA BASE 
 
1. Características de propagación de señales a baja frecuencia 
2. Modelo general de transmisión analógica Banda Base 
3. Transductor de entrada y transductor de salida, acoples y pérdidas 
4. Ancho de Banda y representación espectral de una señal Banda Base. 
5. Fenómenos de atenuación, distorsión, interferencia y ruido 
6. Distorsión. Atenuación. Interferencia. Ruido. Sistemas repetidores. 
7. Cálculo de relación S/N en sistemas Banda Base. 
 
SISTEMAS PASABANDA (Modulación de Amplitud) 
 
1. Representación de señales pasabanda en tiempo y frecuencia. 
2. Desplazamiento de frecuencia. Conceptos de convolución y producto de señales 
3. Multiplicadores análogos 
4. Celda de Gilbert. La Celda como multiplicador, como modulador y como detector de fase.- 
5. El PLL. Estructura básica. PLL de primer y segundo orden. Función de transferencia. 
6. Receptor Superheterodino. Frecuencia intermedia y frecuencia imagen. Translación de frecuencia 
7. Modulación lineal 
8. Sistemas de modulación AM: índice de modulación, potencia, eficiencia, circuitos moduladores y demoduladores. 
9. Modulación de doble banda lateral sin portadora DSB-SC 
10. Modulación de doble banda lateral con portadora DSB-LC (AM) 
11. Multiplexación por división de frecuencia. 
12. Modulación de banda lateral única SSB 
13. Transformada de Hilbert 
14. Modulación de banda lateral vestigial 
15. Efecto del ruido en sistemas AM 
 
SISTEMAS PASABANDA (Modulación de Ángulo) 
 
1. FM y PM 
2. FM de banda estrecha 
3. FM de banda ancha 
4. Funciones de Bessel para el cálculo del espectro del FM 
5. Potencia. Índice de modulación. Desviación de frecuencia. Ancho de Banda. 
6. Potencia media de ondas de ángulo modulado 
7. Modulación de fase 
8. Generación de señales de FM de banda ancha 
9. Demodulación de señales de FM 
10. Relación S/N en sistemas FM 
11. Efecto umbral en FM 
12. Efecto umbral en la detección de envolvente Interferencia y ruido en las diferentes modulaciones. 
13. Mejora de la relación S/N por medio de deénfasis y preenfasis 
 
BIBLIOGRAFÍA 
 
1. H. KRAUSS, C. BOSTIAN, F. RAAB. “Estado sólido en Ingeniería de Radiocomunicación”. Ed. LIMUSA. 
2. A. OPPENHEIN, A. WILLSKY. “Señales y sistemas”. Ed. PRENTICE HALL. 
3. SIMON HAYKYN. “Sistemas de Comunicación”. Ed. WILEY. 
4. FERREL STREMLER. “Introducción a los sistemas de Comunicación”. Ed. ADISON WESLEY. 
5. CHRIS BOWICK. “RF Circuits design”. Ed. SAMS. 
6. B. P. LATHI. “Sistemas de Comunicación”. Ed. Mc. Graw Hill. 
7. A. BRUCE CARLSON. “Sistemas de Comunicación”. Ed. Mc. Graw Hill. 
8. WAYNE TOMASI. “Sistemas de comunicaciones electrónicas”. Ed. PRENTICE HALL HISPANOAMERICANA SA. 
9. K. SAM SHANMUGAN. “Digital and analog communications systems”. Ed. JOHN WILEY. 
 
MANUALES DE CONSULTA 
 
1. Radio Amateurs Handbook. 
2. Motorola RF. 
3. National – Linear. 
4. Signetics (Phillips) – Linear. 
 
PROGRAMAS DE COMPUTACIÓN 
 
1. MATLAB. 2. PSPICE 3. DADISP. 4. MATHCAD 5. LABVIEW. 
 
REQUERIMIENTOS TEÓRICOS PREVIOS 
 
* Series de Fourier. * Transformada de Fourier. * Convolución. * Probabilidades.