introd a las comunicaciones

7/25/2019 Introd a Las Comunicaciones

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Introduccin a las Comunicaciones

Electrnicas


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SumarioSumario

Elementos de un Sistema de Comunicaciones. Seales, Espectros y Filtros. Espectro Electromagntico y Bandas de Frecuencias.

Longitud de Onda Teora de n!ormaci"n. #odos de Transmisi"n. Clasi!icaci"n de los di!erentes tipos de ruido. $elaci"n Seal a $uido% S&' Factor de $uido e (ndice de $uido.C)lculo de *eci+eles.Clasi!icaci"n de las Tcnicas de #odulaci"n.


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Elementos de unElementos de unSistema deSistema de

ComunicacionesComunicacionesn sistema de comunicaci"n, en !orma general,est) constituido por los siguientes elementos

+)sicos%


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FUENTE:

Es el -ue origina el mensae,/0o1 2umana.

/na imagen de tele3isi"n./n mensae de te4to.Simplemente datos.

Esta se conoce como seal de Banda Base.

TRANSMISOR:

Con3ierte la seal de +anda +ase en otraseal, con caractersticas m)s "ptimas paraser en3iadas por el canal.

Tx RxF

T


ComunicacionesComunicaciones


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CANAL DE COMUNICACIONES:Es el medio de transmisin:

-Un alambre.

-Un Cable Coaxial.

-Gua de ondas.

-Fibra ptica

-Enlace de radio.

Tx Rx

R/I

C



RUIDO/INTERFERENCIAS:

Son agentes extremos a nuestro sistema ue a!aden omodi"ican la in"ormacin ue se est# transmitiendo.

Esto puede ser causado por los euipos utili$ados%

alambres% conductores% atms"era% etc.


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RECEPTOR:

&rocesa la se!al pro'eniente del canal

( la trans"orma en banda base%

intentando eliminar la inter"erencia o

ruido introducido.

DESTINATARIO:Es la unidad a la ue se entrega el

mensa)e

Tx Rx D

R




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Eemplos de Sistemas de Comunicaciones




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SealesSealesSeales:

Es la respuesta -ue tiene un sistema ante un estmuloe4terno.

SISTEMAESTIMULO RESPUESTA (Seal)

Eemplos


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Ejemplo de SealesEjemplo de Seales

SISTEMA

ESTIMULO

RESPUESTA

(Seal)


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EspectroEspectroEspectro de Frecuencia:

Las seales en el mundo de las comunicaciones, tienen uncomportamiento -ue puede ser descrito por ecuacionesmatem)ticas, usualmente e4isten en el dominio deltiempo, donde la 3aria+le independiente es 5t6.

Estas seales tam+in tienen un comportamiento yecuaciones en el dominio de la !recuencia, donde la3aria+le independiente es 5!6. El an)lisis espectral est)

+asado en el uso de las Series y Transformadas deFourier.


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EspectroEspectro

DominioDominio

deldel

TiempoTiempo

DominioDominiode lade la

FrecuenciaFrecuencia


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FiltrosFiltros

Filtros Electrnicos

n !iltro electr"nico, es unelemento -ue discrimina una

determinada !recuencia o gama de!recuencias de una o m)s sealeselctricas -ue pasan a tra3s de l.

Existen diferentestipos de filtros, segn

los re!"eri#ientos

ne$es%rios&


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EspectroEspectro

ElectromagnticoElectromagnticoEs la u+icaci"n de todos los rangos de !recuencias de lasdi!erentes seales, en un mismo sistema de re!erencia. Estepuede su+di3idirse seg7n su uso.


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BANDAS DE RADIO CORRESPONDIENESA! ESPECRO RADIOE!"CICO

NO#BRE DE !A BANDA FREC$ENCIAS !ON%I$DES DEONDA Banda &!F (Very Low Frequencies Frecuencias MuyBajas)

' ( ') *+, -)) ))) ( -)))) m

Banda !F (Low Frequencies Frecuencias Bajas) ') ( ')) *+, -) ))) ( - )))m

Banda #F (Medium Frequencies Frecuencias Medias)')) ( ' )))

*+,- ))) ( -)) m

Banda +F (High Frequencies Frecuencias l!as) ' ( ') #+, -)) ( -) m Banda &+F (Very High Frequencies Frecuencias Muy

l!as)') ( ')) #+, -) ( - m

Banda $+F ("l!ra High Frequencies Frecuencias "l!ral!as) ')) ( ' )))#+, - m ( -) cm

Banda S+F (#uper High Frequencies Frecuencias#uper l!as)

' ( ') %+, -) ( - cm

Banda E+F ($%!remely High Frequencies Frecuencias$%!remadamen!e l!as)

') ( ')) %+, - cm ( - mm

EspectroEspectro

ElectromagnticoElectromagntico


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!ongitud de Onda!ongitud de Onda

La longitud de onda de una onda descri+e cu)n larga es laonda. La distancia e4istente entre dos crestas o 3allesconsecuti3os es lo -ue llamamos longitud de onda. Seencuentra medida en metros y se mide respecto a la

3elocidad de la lu1.

"

c

=


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eor.a de In/ormaci0neor.a de In/ormaci0n

La informacin es, a-uella -ue se produce en la !uentepara ser trans!erida al usuario.

La teora de informacin es el estudio muy pro!undodel uso e!iciente del anc2o de +anda para propagarin!ormaci"n a tra3s de sistemas electr"nicos decomunicaciones.

Ley de 8artley%

t*+,

donde:donde:

,Capacidad de ,n"ormacin,Capacidad de ,n"ormacin

+nc/o de +anda 01ert$2+nc/o de +anda 01ert$2

tTiempo de Transmisin 0seg.2tTiempo de Transmisin 0seg.2

Esta le1 no permite cuanti2car la

capacidad de in/ormaci0n 3o4tener un


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+=

3

S+, 9log:

Limite de S2annon de Capacidad de n!ormaci"n

+=

3

S+, 9log;:,; 9s tenemos la siguiente clasi!icaci"n%

Clasi2caci0n de losClasi2caci0n de los

RuidosRuidos

Interferencias&aturales:

Interferencia

"ec'a por el

"omre:

/ Otros sistemas de comunicaci"n

/ C2ispas de ignici"n en los autom"3iles/ ?um+ido de @< 8ert1 de la red de alimentaci"n/ nter!erencias de radio !recuencia

/ *istur+ios atmos!ricos

/ $adiaci"n e4traterrestre/ >cti3idad solar.


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Otro tipo de ruido e4istente es el denominado )uidoT*rmico+-ue es el 3oltae de ruido de+ido al mo3imiento departculas cargadas Apor lo general electrones en mediosconductores. #atem)ticamente la potencia del ruido trmicose calcula con la ecuaci"n%

*onde ' es la potencia del ruido en ats

B es el anc2o de +anda D es la constante de Bolt1man oules 4 D T es la temperatura a+soluta en grados Del3in

N=KTB

:;9


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,olta-e de ruido.La !igura muestra el circuito e-ui3alente de una !uente deruido, donde su resistencia interna A$9 est) en serie conel 3oltae rms de ruido A0n.Hara el peor de los casos $ I $9, donde $ es laresistencia de carga. Hor tanto, el 0oltae de $uido se

puede calcular, seg7n la ecuaci"n%

R8T+-93 J0n

$9

$

Fuente de $uido


RuidosRuidos


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)uido /lancoSon tipos de !uentes de ruido=aussiano y tienen una densidad

espectral plana so+re un inter3aloamplio de !recuencias.

Tal espectro tiene todos loscomponentes de !recuencias en igual

proporci"n y se le designa en !ormacorrecta como ruido +lanco por laanaloga de la lu1 +lanca.


RuidosRuidos


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Relaci0n seal a RuidoRelaci0n seal a Ruido

3S;R63S;R6La relaci"n seal ruido se denota como S&$ e indica lacantidad de ruido -ue contiene una seal en cuesti"n.Est) e4presado en deci+elios AdB.

#ientras m)s alto sea este 3alor, menor ser) la cantidad deruido presente en la seal.

SNR = S

N


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Factor de Ruido e IndiceFactor de Ruido e Indicede Ruidode Ruido

El factor de ruido denotado comoFF y el ndice deruido, denotado como3F3F.

Son ndices -ue indican la degradaci"n en la relaci"n

seal a ruido con!orme la seal se propaga por unampli!icador sencillo, una serie de ampli!icadores o unsistema de comunicaciones.

El !actor de ruido es la relacin deS/Nde entrada entrela relacinS/Nde salida.

Esto es, el !actor de ruido es una relaci"n de relaciones.


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#atem)ticamente se tiene%

El ndice de ruido es el !actor de ruido e4presado en dB,es decir%

( )

( )o

i

3S

3S-F

&

&

0F2-0d+2 9


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Qu son los Decibeles?Qu son los Decibeles?


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El Deci4elEl Deci4el

Es una unidad logartmica de medici"n usada paracomparar dos ni3eles de potencia.

*enotando con&rel ni3el de re!erencia, el deci+el 0d+2se

de!ine mediante la ecuaci"n%

donde H es una potencia conocida.

r

&

&-d+ 9


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C


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Los deci+eles tam+in se usan para indicar ni3eles depotencia a+soluta.

Hara lo cual se agrega una tercera letra a la notaci"n.

Si el ni3el de re!erencia &res de 9 att, la potencia &see4presa en deci+eles por encima de un att, denotado pord+y se determina como%

PdBW

=10log10P

C


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En caso -ue la seal de re!erencia sea de 9 mK, lapotencia & se e4presa en deci+eles por encima de 9miliatt y se denota por dBm.

Hor otro lado, se sa+e -ue%

Si sustituimos la potencia en nuestra ecuaci"n de*eci+eles, tenemos -ue la potencia en deci+elios

podemos calcularla como%

P=

V2

R

dB=20log10V

C


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Con0ertir la si1uiente relacin a d/ : 2333 y 3+334.

En am+os casos se conoce la relaci"n de potencia, esdecir%

Si se aplica la ecuaci"n original de deci+el para am+oscasos, se tiene%


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Se desea conocer el 0alor de potencia a partir del 0alordado en d/. Con0ertir a 0alores num*ricos los

si1uientes 0alores en d/: 56+4 d/+ #7d/8+ 57 d/m

En el primer caso se aplica la ecuaci"n%

para o+tener%

20d+

r

-&

& 9


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Hara el segundo caso el 3alor en deci+eles se encuentradado con re!erencia a 9 att, en este caso se aplica laecuaci"n

para o+tener%

PdBW

=10log10P

9#*e onda continua

>ngular H# >nal"gica F#

H># HK# *e pulsos HH##odulaci"n T*# HC#

>SD FSD *igital HSD *HSD

>#

ipos deipos de

#odulaci0n#odulaci0n


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Acti5idades deActi5idades deAutodesarrolloAutodesarrollo

$ealice una re3isi"n del captulo del Li+ro K.Tomasi.


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Final del Tema

introd a las comunicaciones

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