TELECOMUNICACIONES III

DEMODULACION ASK CON MODULOS EMONA

Un aspecto esencial de las comunicaciones electrnicas es la capacidad de compartir el medio de transmisin, sin importar si es par de cobre, fibra ptica, la atmosfera o el espacio libre. Si el canal no se pudiera compartir entonces solo se podra transmitir una seal a la vez. Piense por un momento en las implicaciones de este aspecto. Sin la capacidad de compartir, solo habra una estacin de radio o TV en cada rea. Solamente una persona podra usar su telfono mvil en cada celda en un mismo instante. Y solo se establecera una cantidad de llamadas telefnicas entre dos ciudades igual a la cantidad de cables de cobre o fibras pticas interconectadas entre ellas.

La comparticin del canal es esencial y existen varios mtodos para realizarlo. Uno de ellos se denomina TDM (TIME DIVISION MULTIPLEXING) y consiste en dar a los usuarios accesos exclusivos al canal por cortos periodos de tiempo. Segn sus caractersticas, este tipo de comparticin podra ser poco prctico. Imagnese proveer a todos los usuarios de telefona mvil ubicados en una celda justo un minuto, para realizar sus llamadas y luego tener que esperar un nuevo turno. No obstante, TDM funciona bien cuando el tiempo de acceso es extremadamente pequeo (en el orden de los milisegundos o microsegundos) con velocidades de comparticin rpidas. Esto permite que mltiples usuarios tengan acceso simultneo al canal.

TDM se usa para comunicaciones digitales y se obtiene enviando en forma intercalada los datos de los usuarios por el canal compartido. Esto es, una porcin de los datos de un usuario se transmite seguida por una porcin de datos del siguiente usuario y as sucesivamente. Desafortunadamente, existe un problema. Si el mensaje es informacin en tiempo real (real time information) no debe sufrir retardos (por ejemplo, voz digitalizada). Entonces, para salvar este inconveniente, conforme el nmero de usuarios se incremente, deber ocurrir lo mismo con la tasa de bits (bit rate). Sin embargo, en un experimento previo, se mostr que incrementar la tasa de bits aumenta la posibilidad de que la limitacin de ancho de banda del canal distorsione la seal provocando errores en el receptor.

Otro mtodo de compartir el canal se denomina FDM (FREQUENCY DIVISION MULTIPLEXING) y consiste en proveer a cada usuario acceso exclusivo e ininterrumpido a una porcin del espectro de frecuencia del canal. Para transmitir su mensaje el usuario deber montar este sobre una portadora ubicada dentro del rango o banda de frecuencias designada. Este mtodo es usado, por ejemplo, para las emisiones de radio y TV logrando compartir el espacio libre.

FDM tambin se emplea para comunicaciones digitales y usa los mismos esquemas de modulacin disponibles para comunicaciones analgicas incluyendo: AM, DSBSC (doble banda lateral portadora suprimida) y FM. Cuando AM se emplea para datos digitales, se conoce como ASK (AMPLITUDE SHIFT KEYING), tambin se le conoce como ON-OFF KEYING.

Demodulacin ASK

PARTE B DEMODULACION DE SEAL ASK USANDO DETECTOR DE ENVOLVENTE

Como ASK es, en realidad, AM (con mensaje digital en lugar de voz o msica analgicas), esta puede ser recuperada usando tcnicas de demodulacin AM. A continuacin se realizar la demodulacin de ASK mediante el uso de un detector de envolvente.

15.- Ubique el mdulo TUNEABLE LOW-PASS FILTER (filtro pasa bajo sintonizable) y gire su control GAIN (ganancia) completamente en sentido horario.16.- Gire el control CUT-OFF FREQUENCY ADJUST (frecuencia de corte) del mdulo TUNEABLE LOW-PASS FILTER completamente en sentido horario.17.- Modifique las conexiones tal como se muestran en la Figura 06.

Nota: Los mdulos ubicados ms a la izquierda no se observan para poder ubicar mejor el esquema sobre la pgina.

Las partes de generacin y demodulacin ASK del esquema mostrado de la Figura 06 pueden ser representadas por el diagrama de bloques de la Figura 07. El rectificador ubicado en el mdulo UTILITIES y el mdulo TUNEABLE LOW-PASS FILTER se usan para implementar un detector de envolvente a fin de recuperar los datos digitales provenientes de la seal ASK.

Figura 06 Conexiones para el diagrama de bloques de la Figura 07

Demodulacin ASK por deteccin de envolvente

PARTE C USO DE COMPARADOR PARA RESTAURAR LA SEAL DIGITAL RECUPERADA En experimentos previos se mostr que el comparador es un circuito til para restaurar seales digitales distorsionadas. A continuacin lo usaremos para limpiar la seal ASK demodulada.

19.- Modifique las conexiones tal como se muestran en la Figura 08.

Figura 08 Conexiones para el diagrama de bloques de la Figura 09

Las partes de generacin ASK, demodulacin y restauracin de la seal digital demodulada de la Figura 08 se representan por el diagrama de bloques de la Figura 09.

Figura 09 Uso de comparador para restaurar el mensaje recuperado20.- Fije el control VARIABLE DC del mdulo VARIABLE DCV aproximadamente a la mitad de su recorrido.21.- Compare las seales. Si ellas no son las mismas, vare el control VARIABLE DC del mdulo VARIABLE DCV hasta que sean similares.

Demodulacin ask se torna casi idntica la demodulacin.

RUIDO Y CANAL RUIDOSOEs comn que los sistemas de comunicacin de radiofrecuencia sean alterados por radiaciones electromagnticas indeseadas llamadas RUIDO (noise) o por interferencias. Parte de esta radiacin ocurre de forma natural y es generada por el Sol, la actividad atmosfrica y otras causas. Mucha de la radiacin es producida por el hombre, ya sea por la radiacin electromagntica emitida por mquinas elctricas, equipos electrnicos y diversos sistemas de uso comercial, industrial, militar y espacial. La mayor parte del ruido se agrega mientras la seal viaja por el canal, modificando la forma de onda ASK y afectando el resultado del proceso de demodulacin en el receptor.

El ruido aadido a una seal en el canal de un sistema de comunicacin se puede modelar usando el EMONA TELECOMS-TRAINER 101. Realice la siguiente parte del experimento.

1.- Conecte el esquema mostrado en la Figura 10 siguiente, pero NO desconecte ninguna conexin existente.

Figura 10 Conexiones para el diagrama de bloques de la Figura 11

Este esquema puede ser representado por el diagrama de bloques de la Figura 11. Esto modela el comportamiento de un canal real aadiendo ruido a las seales de comunicacin ASK.

La cantidad de ruido puede variarse seleccionado cualquiera de las tres salidas disponibles del mdulo NOISE GENERATOR:SALIDA 0dB: el ruido tiene una amplitud de 4.8 V RMS.SALIDA -6dB: el ruido es de 2.4 V RMS SALIDA -20dB: el ruido es de 0.48 V RMS

Figura 11 Modelamiento de un canal real por adicin de ruido a la seal ASK

2.- Conecte el circuito de la Figura 12 entre la salida del modulador y la entrada del demodulador. De este modo, la seal del transmisor (salida del mdulo DUAL ANALOG SWITCH) viaja a la entrada del receptor (entrada del rectificador) va el modelo de un canal ruidoso (seleccione -20dB para iniciar).3.- Compare los datos original y recuperado. Si no son los mismos, vare el control VARIABLE DC del mdulo VARIABLE DCV hasta que sean similares.4.- Desconecte la entrada del canal 2 del osciloscopio de la salida del comparador y conctelo a la salida del mdulo ADDER para observar la seal ASK con ruido.5.- Conecte la entrada NOISE del mdulo ADDER a la salida -6dB del mdulo NOISE GENERATOR para incrementar el ruido sobre el canal.7.- Observe los efectos que esto tiene sobre la seal ASK.8.- Reconecte la entrada del canal 2 del osciloscopio a la salida del comparador.9.- Compare los datos original y recuperado. Si no son los mismos, vare el control VARIABLE DC del mdulo VARIABLE DCV hasta que sean similares.

Gua de laboratorioPg. 1