Introduccin a las telecomunicacionesAlejandro CruzSantiago DazJulin Forero

En los sistemas convencionales de AM, por lo menos dos tercios de la potencia trasmitida se encuentra en la portadora. Es conveniente enviar o transmitir una sola de las bandas, ya que esto conllevara un gasto menor en potencia, y se usara la mitad del ancho de banda usada en un modulador AM convencional. Este hecho se ilustra a continuacin .(Sistemas de banda lateral nica: a) AM convencional; b) espectro completo c) y d) bandas laterales superiores e inferiores)

Si se tiene una seal x(t) cuya transformada de Fourier es X(f), a la transformada de Hilbert de x(t) se le llamar:

Y su transformada de Fourier ser:

Es decir, un transformador de Hilbert lo que hace es desfasar -90 todas las componentes de frecuencia de la seal sin alterar su amplitud. Esto en el dominio del tiempo se traducira en lo siguiente:

Para encontrar la antitransformada de -jsgn(f), aplicaremos dualidad:

AM de banda lateral nica con portadora completa:Es una forma de modulacin de amplitud en donde la portadora se transmite a toda potencia, pero solamente por una de las bandas laterales.Con las transmisiones de banda lateral nica solo hay una banda lateral para agregar a la portadora.Cuando se quieta la mitad de ancho de banda, tambin se quita la mitad de la potencia de ruido. La informacin se encuentra en la envolvente de la seal modulada de la portadora completa.

AM de banda lateral nica con portadora suprimida :Es una forma de modulacin de amplitud en donde la portadora se suprime totalmente y se quita una de las bandas laterales. Requiere de la mitad del ancho de banda que la AM convencional y considerablemente menos potencia transmitida.

La potencia de la banda lateral comprende el 100% de la potencia transmitida. La forma de onda no es una envolvente; es simplemente una onda senoidal a una frecuencia sencilla igual a la frecuencia de una de las bandas laterales.

AM de banda lateral nica con portadora suprimida :

AM de banda lateral nica con portadora reducida:Es una forma de modulacin de amplitud en donde una banda lateral se quita totalmente y el voltaje de la portadora se reduce aproximadamente 10% de su amplitud no modulada.

El 96% de la potencia total transmitida est en la banda lateral no suprimida.La portadora est totalmente suprimida durante la modulacin y luego reinsertada con una amplitud reducida, por razones de demodulacin

AM de banda lateral nica con portadora reducida:La transmisin de la portadora suprimida a veces se llama portadora elevada porque la portadora se eleva en el receptor antes de la demodulacin.

Esta transmisin requiere de ms de la mitad de ancho de banda que la AM convencional. Tambin se conserva considerable potencia.

AM de banda lateral independiente:Es una forma de modulacin de amplitud en donde la frecuencia sencilla de portadora se modula de manera independiente por dos seales moduladas diferentes.

Es una forma de transmisin de doble banda lateral. El trasmisor consiste en dos moduladores de banda lateral sencilla independiente con portadora suprimida.

Un modulador produce la BLS y otro la BLI. Las seales de salida de la banda lateral nica se combinan para formar una seal de doble banda lateral.

AM de banda lateral independiente :Conserva tanto la potencia de transmisin como el ancho de banda

La forma de onda es idntica a una forma de onda de doble banda lateral con portadora suprimida, con una relacin de repeticin igual al doble de la frecuencia de la seal modulante.

Las dos bandas laterales de una seal de AM son imgenes espejo entre s.

Al quitar una banda lateral reduce el ancho de banda por al menos un factor de dos.

Ejemplo En una seal de voz que se extiende en un intervalo de frecuencia de 300 Hz a 3 kHz, se observa transmitida por DSBSC AM con una frecuencia portadora de 1 MHz , El ancho de banda ser:

Con la transmisin de SSB, el ancho de banda de una banda lateral es:

Esta reduccin de ancho de banda trae dos beneficios. Uno es que la seal ocupa menos espectro. El segundo es el aumento en la relacin seal a ruido que se logra al reducir el ancho de banda. Alreducir a la mitad el ancho de banda del receptor elimina la mitad del ruido.

Ventajas de la Transmisin de Banda Lateral nica:

Esta transmisin require nicamente la mitad del ancho de banda, que la transmisin de doble banda lateral de la AM convencional.

Se usa mucho menos potencia total transmitida para producir la misma cantidad de seal que se logra con un transmision de AM convencional.

La potencia del ruido se reduce a la mitad del sistema de doble banda lateral.

El desvanecimiento de la banda lateral solo cambia la respuesta de la amplitud y la frecuencia de la seal demodulada.

Desventajas de la Transmisin de Banda Lateral nica:

Los sistemas de transmisin de banda lateral nica requieren una recepcin ms compleja que la de una transmisin de Am convencional.

Los receptores de banda lateral nica necesitan una sintonizacin ms compleja y precisa que los receptores de AM convencionales.

Para una seal modulante de frecuencia nica, la seal de salida modulada con transmisin de banda lateral nica con portadora suprimida es una seal sinoidal de una frecuencia sencilla continua.

El PEP es la potencia de salida medida en el pico de la envolvente cuando la entrada es una seal de prueba de dos tonos y los dos tonos son iguales en magnitud.

Supongamos que la expresin de la seal SSB es la siguiente:

Donde x(t) est limitada en banda. Hagamos el anlisis en frecuencia:

Si se suman estas dos seales, se tendra:

Si se restan:En conclusin: El mtodo de modulacin SSB reduce ancho de banda y potencia. Por supuesto la desventaja est en la complicacin del modulador y el demodulador.

Para la generacin de seales de doble banda lateral determinaremos dos distintos mtodos (Mtodo de filtrado y Mtodo de desfasaje). El mtodo de filtrado ms perfecto puesto que involucra solamente la seleccin de una banda utilizando un filtro pasa banda. El mtodo de desfasaje depende de la cancelacin mutua de voltajes de RF y por lo tanto es ms complicado y crtico a la hora del ajuste en equipos analgicos.

Mtodo de filtrado. Con Los moduladores balanceados, obtenemos las seales moduladas sin portadora, solo tenemos que eliminar una de las bandas laterales. Para ello hacemos pasar la seal por un filtro de paso de banda apropiado

Mtodo de desviacin de fase.

Para comprender este mtodo, primero considere el caso de una seal sinusoidal

F () est representada por dos impulsos como se muestra

La seal modulada cuya portadora es cos(ct), esta dada por cos(ct) *cos(st) y su espectro esta desplazado en (c -s) como se muestra

Mtodo de desviacin de fase. El espectro de banda lateral nica est dado por cos(c -s) t. Por lo tanto la generacin de una seal de banda lateral nica equivale a la generacin de esta seal.

De la identidad trigonomtrica

En consecuencia, esta seal pude producirse con un modulador balanceado siempre que se desplacen las fases de la seal cosenoidal y de la portadora en -/2 como se muestra.

Segn el grafico halle y(t), y segn la salida, que tipo de modulacin es?

Elementos de un receptor de BLU.Las funciones de un receptor de BLU son:

Amplificar Seleccionar Ajustar el nivel Demodular.

En el diseo de un receptor de BLU, deben tenerse en cuenta cuatro condiciones fundamentales: Bajo ruido Capacidad de manejo de grandes seales Baja distorsin Selectividad acorde con el ancho de banda a recibir

Receptor BFO de banda lateral nica.

A continuacin se muestra un diagrama de bloques para un simple receptor BFO de banda lateral nica sencilla no coherente.

El espectro de frecuencias se amplifica y luego se reduce a la mezcla de las frecuencias intermedias, para mayor amplificacin y reduccin de banda la salida de la etapa del amplificador IF es heterodinada con la salida de un oscilador de frecuencia pulsante (BFO).

Receptor BFO de banda lateral nica.

La frecuencia de BFO es igual a la de la portadora de IF. Cualquier diferencia entre las frecuencias del oscilador local de transmisin y recepcin producen un error de compensacin de la frecuencia en la seal de informacin demodulada.

El mezclador de RF y el segundo detector son detectores de productos cruzados. La portadora de frecuencia sencilla es la seal de conmutacin.

Demodulacin asncrona.

La demodulacin es el proceso que nos permite recuperar la seal de informacin original, y la tcnica depende del tipo de seal a demodular.Permite obtener como seal de informacin la envolvente de la seal modulada, mediante rectificacin y filtraje de la seal AM.

la seal modulada tiene una expresin de la forma:

Cuya grafica es:

Mediante un rectificador de media onda, quedara:

Esta parte formara la envolvente superior, que podramos recuperar mediante un filtro pasabajos. La envolvente superior seria entonces la seal de informacin original, pero desfasada 280 grados.

Demodulacin sncrona de una seal AM.

Y volvemos a modular con una seal:

Obtendramos la nueva seal siguiente, teniendo en cuenta que o = 2fc:

Donde ka es la nueva constante de modulacin, Ap es la amplitud de la seal portadora de referencia y m = Ap + ka( Ao + kaAm) la nueva profundidad de modulacin.

Tendremos que siendo k = Ap (1 + m)1/4 :

Demodulacin sncrona de una seal AM.

Si el ngulo de desfase entre y es de 0 grados, entonces se verificara que o = p por lo que quedara:

Simplificando

Siendo el primer la seal de informacin original, el segundo termino la nueva banda lateral superior y el termino restante la nueva banda lateral inferior.

Demodulacin sncrona de una seal AM.

Para cualquier valor de desfase sucedera que la seal de informacin demodulada tendra una expresin de la forma.

Interpretndose como la suma de dos seales que estn desfasadas entre si el doble del valor del ngulo de desfase, y cuyo resultado es otra seal distinta de la seal de informacin original aunque tenga la misma frecuencia.

Demodulacin sncrona de una seal BLU.

La demodulacin de esta seal se tiene que efectuar de modo sncrono. Pero s en cambio se toma la expresin de la BLU tomando una banda, por ejemplo la superior como:

Y la demodulacin como una seal de referencia:

Demodulacin sncrona de una seal BLU.

Se obtendrn tres seales que son:

Es imprescindible que la frecuencia de la seal coincida exactamente con el valor de la frecuencia de la portadora. El el ngulo de desfase es indiferente del valor que tenga ya que la expresin de la seal de informacin original para un ngulo de fase distinto de cero sera: