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Modulación de Amplitud A.M. Asignatura: Comunicaciones Jhon Jairo Ramírez E. jjramireze@unal.edu.co Definiciones de modulación. Modulación de amplitud. Magnitud del espectro, potencia del espectro y ancho de banda de la A.M. Circuitos modulares y demodulador de amplitud DSB-FC. Tipos de moduladores de amplitud. Estándar para A.M. en Colombia. Transmisores y receptores de A.M. Contenido Definiciones de modulación. 1. 4 Modulación http://www.equestionanswers.com/notes/images/demodulation-block-diagram.png 5 Modulación http://resources.infosecinstitute.com/iot-radio-communication-attack-part-1-digital-signal-basics-theory/ Ejemplo: modulación de amplitud (A.M.) 6 Modulación La modulación es un proceso reversible porque en el receptor se demodula para recuperar la señal moduladora (el mensaje). https://image.slidesharecdn.com/amplitudemodulation2-170220092501/95/amplitude-modulation-5-638.jpg?cb=1487582917 ¿Para qué se modula? 7 Razón Características Transmisión eficiente. Tamaño adecuado de las antenas. Superar limitaciones de hardware. A mayor frecuencia mayores tasas de transmisión de datos. Multiplexacióndel canal. Acceso múltiple (Ej: CDMA): misma banda diferente código. TDM (TimeDivisionMultiplexation). FDM (FrecuencyDivisionMultiplexation). Modulación por asignación de frecuencia (NO interferencias). Tipos de molulaciones (Amplitude modulation) (Frecuency modulation) (Phase modulation) (Frecuency Shift Keying) (Amplitude Shift Keying) (Binary Phase Shift Keying) (Quadrature Phase Shift Keying) (Pulse Amplitude Modulation) (Pulse Wide Modulation) (Pulse Phase Modulation) (Pulse Code Modulation) (Differential Pulse Code Modulation) (Adaptive Differential Pulse Code Modulation) Modulación de Amplitud (A.M.). 2. Modulación de amplitud http://resources.infosecinstitute.com/iot-radio-communication-attack-part-1-digital-signal-basics-theory/ 11 Modulador Vm(t) Vp(t) Vs(t) Modulación de amplitud 12 Modulación de amplitud Recordando que: 13 Modulación de amplitud Tomada de: Tomasi, W.; Sistemas De Comunicaciones Electrónicas ; 4 ED.; Editorial: Prentice hall; 2003. ISBN: 9789702603160. 14 m es el índice de modulación y puede darse como porcentaje: Modulación de amplitud m no puede ser superior a 1 porque produce sobremodulación, en consecuencia distorsiones para la señal modulada. Una forma de medir el índice de modulación es en la señal modulada: Modulador de amplitud DSB-FC. Magnitud del espectro. Potencia del espectro. Ancho de banda. 3. 16 Magnitud del espectro de la señal en un modulador DSB-FC Esta modulación se denomina: modulación de amplitud de doble banda lateral con portadora total. En inglés: dual side band full carrier, DSB-FC. Vp mVp/2 17 Potencia del espectro de la señal en un modulador DSB-FC 17 18 Potencia del espectro de la señal en un modulador DSB-FC https://image.slidesharecdn.com/eeng3810chapter4-141012143102-conversion-gate02/95/eeng-3810-chapter-4-30-638.jpg?cb=1413144013 18 19 Ancho de banda de la señal en un modulador DSB-FC. https://image.slidesharecdn.com/lecammodulation-120119215735-phpapp01/95/lec-am-modulation-26-728.jpg?cb=1327010587 Ejemplo 1: ¿Cuánto ancho de banda requiere un canal de Tx. en A.M. si los datos que se desean transmitir son señales de audio (grafique)? 20 Ancho de banda del modulador DSB-FC. 20 Ejemplo 2: Para un modulador A.M. DSB-FC con fp = 1100 kHz y una frecuencia máxima de señal modulante fmMax = 15 kHz, halle: Límite de frecuencias para las bandas laterales superior e inferior. Ancho de banda. Las frecuencias laterales superior (USF) e inferior (LSF) cuando la señal modulante es un tono de 3 kHz. Dibuje el espectro de la señal de salida. 21 Ancho de banda del modulador DSB-FC. 21 Ejemplo 3: Suponga un modulador de amplitud DSB-FC con fp=1600kHz con Vp=20 V. La señal moduladora es un tono de voz sinusoidal a 1 kHz con Vm=7,5 V. Determine: Coeficiente y porcentaje de modulación. La expresión matemática de la señal modulada. El espectro de amplitud de la señal modulada. 22 Ancho de banda del modulador DSB-FC. 22 Circuitos moduladores y demodulador de amplitud DSB-FC. 4. Circuitos moduladores de amplitud DSB-FC 24 Diagrama de bloques de un modulador de amplitud Tomado de: https://www.tutorialspoint.com/analog_communication/analog_communication_am_modulators.htm. 24 Circuitos moduladores de amplitud DSB-FC 25 Modulador de amplitud con transistor BJT Q1 Ver sección Modulador de AM de bajo nivel, Capítulo 3, pp. 116 – 118 en Tomasi, Wayne; Sistemas de Comunicaciones Electrónicas. Cuarta Edición; Ed.: Pearson Education; 2003. 25 Ver XR-2206 Data Sheet figura N°6 o en el texto Tomasi, Wayne. Sistemas de comunicaciones electrónicas. Pearson Education. 26 Circuitos moduladores de amplitud DSB-FC Modulador de amplitud con circuito integrado XR-2206 Ver sección Modulador de AM de bajo nivel, Capítulo 3, pp. 122 - 126 en Tomasi, Wayne; Sistemas de Comunicaciones Electrónicas. Cuarta Edición; Ed.: Pearson Education; 2003. 26 Circuito demodulador de DSB-FC 27 Tomado de: https://www.tutorialspoint.com/analog_communication/analog_communication_am_demodulators.htm 27 Circuito demodulador de DSB-FC 28 http://www.radio-electronics.com/images/am-diode-detector-circuit-01.gif https://reviseomatic.org/help/2-modulation/AM-Demodulation.jpg 28 Tipos de moduladores de amplitud. 5. 29 Debido al ancho de banda y a la potencia total consumida por la portadora en la modulación DSB-FC, se han diseñado otro tipo de sistemas para la A.M. 30 Especificaciones para los diferentes tipos de moduladores de amplitud Nombre Sigla BW Potencia transmitida DualSideBand - FullCarrier. DSB-FC 2fm SingleSideBand - FullCarrier. SSB-FC fm SingleSideBand -SupressedCarrier. SSB-SC fm SingleSideBand -ReducedCarrier. SSB-RC fm IndependentSingle Band. ISB 2fm Vestigial Single Band. VSB fm+αfmLSB Tipos de moduladores de amplitud 30 https://en.wikipedia.org/wiki/Double-sideband_suppressed-carrier_transmission 31 Ejemplo: SSB - FC Tipos de moduladores de amplitud 31 Estándar para A.M. en Colombia. 6. Estándares de A.M. en Colombia. 33 Plan Técnico Nacional para A.M. comercial. Basado en la UIT-R. 33 Transmisores y receptores de A.M. 7. Transmisor de A.M. Pre-amplificador: de voltaje, clase A, con alta impedancia de entrada, no distorsión, no ruido térmico. Amplificador Buffer: alta impedancia de entrada, aisla el oscilador de la parte de potencia. Amplificadores: Clase A o B, Push Pull, altamente simétricos. 35 Oscilador de portadora Señal mensaje Pre- amplificador Modulador Acople Buffer Portadora Moduladora De potencia intermedia De potencia final Antena 35 Receptores de A.M. Convierte una señal de A.M. en la fuente de información original. Trasladan el espectro de frecuencia desde LSF y USF a las frecuencias originales de la fuente. El receptor sintoniza, amplifica y demodula una señal de RF. 36 Sección de RF Mezclador / Convertidor Audio Sección de IF Detector de A.M. Antena Bocina 36 Parámetros de un receptor de A.M. Selectividad: capacidad para aceptar una banda de frecuencias y rechazar otras. Ej: Si el pre-selector en la sección de RF del receptor tiene BW>10 kHz => Interferencias, si BW<10 kHz se pierde información. Sensibilidad: nivel mínimo de la señal de RF que puede detectar el receptor. También llamado umbral del receptor. Se indica en µV de señal recibida. Ej: 50 µV en radio comercial. 37 37 Rango dinámico: diferencia en dB entre el nivel mínimo de entrada necesario para discernir un señal y el nivel de entrada que satura al receptor y produce distorsión. Rango de potencias de entrada en el que el receptor es útil. Fidelidad: capacidad de un sistema de telecomunicaciones para producir a la salida delreceptor una réplica exacta de la información original de la fuente. La afectan variaciones de fase, variaciones de amplitud (ganancias no uniformes de los amplificadores) y distorsiones de frecuencia. 38 Parámetros de un receptor de A.M. 38 Receptor de radiofrecuencia sintonizada (receptor no coherente) 39 Acoplamiento de antena Audio Detector de audio Antena Bocina R.F. R.F. R.F. Etapa R.F. Etapa detectora Etapa audio Receptores de A.M. 39 Receptor Superheterodino (receptor coherente) 40 Antena Pre Selector Audio Detector de audio Bocina R.F. Etapa R.F. Etapa F.I. Etapa audio Mezclador Oscilador local Filtro de F.I. Amplificador De F.I. Receptores de A.M. 40 Receptor Superheterodino (receptor coherente) 41 Receptores de A.M. http://electriciantraining.tpub.com/14189/img/14189_46_1.jpg 41 42 Receptores de A.M. 42 43 Receptores de A.M. 43 Receptor Superheterodino 44 Receptores de A.M. Tomada de: Tomasi, Wayne; Sistemas de Comunicaciones Electrónicas. Cuarta Edición; Ed.: Pearson Education; 2003. 44 Muchas gracias por la atención.
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