modulacion analogica

SISTEMAS DE COMUNICACIONES I

LAPSO ACADEMICO: 2015-01

Ing. Heddy Lu Giménez Naim

Universidad Nacional Experimental Politécnica“Antonio José de Sucre”

Departamento de Ingeniería Electrónica

Julio 2015

UNIDAD IIITECNICAS DE MODULACION

ANALOGICA

CONTENIDO

• Unidad III

– Técnicas de Modulación Analógica

• Introducción

• Modulacion en Amplitud

• Modulador

• Ancho de Banda

• Indice de Modulación

• Detector Asincrónico y sincrónico

• Modulación DSB-SC y SSB-SC

• Modulación FM y PM.

• Detector PLL.

• Ruido

Se denomina modulación al proceso de colocar la

información contenida en una señal, generalmente de baja

frecuencia, sobre una señal de alta frecuencia.

ModulaciónIng. Heddy Lu Giménez Naim

Debido a este proceso la señal de

alta frecuencia denominada

portadora, sufrirá la modificación

de alguna de sus parámetros,

siendo dicha modificación

proporcional a la amplitud de la

señal de baja frecuencia

denominada moduladora.

La modulación de una señal

consiste en cambiar o alterar

algunos parámetros de dicha

señal. Esta señal llamada

portadora, por ser a la vez

conductora de señales más

débiles como el sonido y el video

Por qué se modula una señal

Para controlar dicha señal y así facilitar la propagación de laseñal de información por cable o por el aire, ordenar el espacioradioeléctrico, distribuir canales a cada tipo de informacióndistinta.


Para disminuir las dimensiones de las antenas, optimizar el

ancho de banda de cada canal evitando interferencia entre

canales, proteger la información de las degradaciones por ruido

y definir la calidad de la información transmitida.

Por qué es necesario modular una señal


1) Si todos los usuarios transmiten a la frecuencia de la señal

original o moduladora, no será posible reconocer la información

inteligente contenida en dicha señal, debido a la interferencia

entre las señales transmitidas por diferentes usuarios.

2) A altas frecuencias se tiene mayor eficiencia en la transmisión,

de acuerdo al medio que se emplee.

3) Se aprovecha mejor el espectro electromagnético, ya que

permite la multiplexación por frecuencias.

4) En caso de transmisión inalámbrica, las antenas tienen

medidas más razonables.

Señal Resultante

La señal resultante de este proceso se la denomina señalmodulada y la misma es la señal que se transmite.

La modulación permite aprovechar mejor el canal decomunicación ya que posibilita transmitir más información enforma simultánea por un mismo canal y/o proteger la informaciónde posibles interferencias y ruidos.


Es el proceso mediante el cuál es posible recuperar la señal de

datos de una señal modulada.

Un MODEM es un dispositivo de transmisión que contiene un

modulador y un demodulador.

DemodulaciónIng. Heddy Lu Giménez Naim

Traslación en Frecuencia

Conjunto de medios técnicos y protocolos que hacen posible latransmisión a distancia de todo tipo de información


El teorema de traslación en frecuencia, establece que

la multiplicación de una señal f(t) por una señal

sinusoidal de frecuencia c, traslada su espectro de

frecuencia en c radianes.

Consideremos el esquema de la figura

Xf(t)

Cos(wct)

f(t).Cos(wct)




Sea F [f(t)]=F(), la transformada de Fourier de la función f(t).

Si aplicamos la transformada de Fourier a la entrada portadora

considerando una función seno o coseno, se tienen los siguientes

resultados:

1.)(.)(.][cos Ecwwwwtw ccc F

2.)(..)(..][ Ecwwjwwjtsenw ccc F

)]()([*)(.2

1]cos).([ ccc wwwwwFtwtf

F

De acuerdo con el teorema de convolución en la frecuencia, se tiene el

siguiente resultado para ecuación 1 :




Resolviendo se tiene:

)(F.2

1)(F.

2

1]cos).([ ccc wwwwtwtf F

)(F.2

1)(F.

2

1]).([ ccc wwjwwjtsenwtf F

En forma análoga, tenemos para la ecuación 2:




w+w

m

-wm

F(w)

w +wc-wc

|F(w)|

Señal Modulante Señal Portadora

+wc-wcw

F(w)

Señal Modulada

wc+wmwc-wm

F(w+wc)/2 F(w-wc)/2

Modulación AM



Es el proceso de cambiar la amplitud de una señal portadora de frecuencia

relativamente alta, en proporción con el valor instantáneo de la señal

modulante o moduladora.

Los moduladores de AM son

dispositivos no lineales, con

dos entradas y una salida. Una

entrada es una sola señal

portadora de alta frecuencia y

amplitud constante, y la

segunda está formada por

señales de información, de

frecuencia relativamente baja,

que puede tener una sola

frecuencia, o ser una forma

compleja de onda, formada a

su vez por muchas

frecuencias.

*

se varía en proporción a la señal de banda base o señal

moduladora. En estas condiciones, se mantienen constantes c

y c. El espectro de frecuencia de la señal modulante se

desplaza hasta el valor de c.

Esta técnica de modulación analógica, tiene como

característica que la amplitud de la portadora Ac no

modulada y denotada por la ecuación:

Ac cos (ct + c)

Modulación AM Ing. Heddy Lu Giménez Naim

Modulación AM Ing. Heddy Lu Giménez Naim

Espectro de frecuencias de señal modulante, portadora y señal AM con portadora suprimida

X

f(t)

cos(Wc.t)

f(t).cos(Wc.t)

f(t)

cos(Wc.t)

f(t).cos(Wc.t)

Modulación DSB SC Ing. Heddy Lu Giménez Naim

La señal f(t) se denomina MODULANTE y es la que contiene la información

que se desea transmitir.

16

La señal Cos(ct) es la PORTADORA, la cual determina la frecuencia a la

cual va a ser trasladado el espectro de frecuencia.

El espectro de f(t).cos(ct) no contiene portadora.

El espectro de la moduladora es simétrico respecto al eje “y”, es decir, la

información al lado derecho es igual al del lado izquierdo.

Podemos obtener las siguientes observaciones:

Modulación AM DSB-SCIng. Heddy Lu Giménez Naim

El espectro de f(t).cos(c t) contiene dos bandas

laterales para c. La banda a la derecha de

+c se denomina banda lateral superior

(B.L.S.) y la de la izquierda banda lateral

inferior (B.L.I.). Para la frecuencia -c el

tratamiento es análogo, es decir, la banda a la

derecha de -c se denomina banda lateral

inferior (B.L.I.) y la de la izquierda banda

lateral superior (B.L.S.).

17

El ancho de banda de la señal

modulada es el doble del ancho

de banda de la señal

moduladora.Este tipo de modulación se

denomina Modulación de

Doble Banda Lateral con

Portadora Suprimida ( del

inglés, DSB-SC).


18

w+wm-wm

F(w)

w +wc-wc

|F(w)|

Señal Modulante Señal Portadora

+wc-wcw

F(w)

Señal Modulada

wc+wmwc-wm

F(w+wc)/2 F(w-wc)/2

BLI BLSBLIBLSB=(wc+wm)-(wc-wm)

B=2wm


¿Qué ventajas y desventajas le encontramos a este tipo de modulación?

Ancho de bandaFacilidad de generación

Influencia del RuidoRedundancia de la información


ASIGNACION NO. 4Parte A

Como las magnitudes relativas de la banda lateral y la

porción portadora de la señal son variables, se define un factor

de escala adimensional, m, para controlar la relación entre las

bandas laterales y la portadora. El índice de modulación se

puede determinar por la expresión siguiente:

c

m

E

Em

donde:

Em es la amplitud de la onda modulante

Ec la amplitud de la onda portadora.

Índice de ModulaciónPorcentaje de Modulación Ing. Heddy Lu Giménez Naim

En algunos casos, cuando se tiene la forma de ondamodulada y no los parámetros de modulante y portadora,se puede utilizar la expresión siguiente:

mA B

A B

Las variables A y B

corresponden a los valores

pico a pico máximo y mínimo

respectivamente


El valor de m, se puede expresar en porcentaje,llamado Porcentaje de Modulación. El porcentaje demodulación está dado por el valor de m expresado enporcentaje, es decir:

% * * *m mE

E

A B

A Bm

c

100 100 100


Si m = 1 , se tiene

modulación del

100% y la

amplitud de la

señal modulada es

el doble de la

amplitud de la

portadora.


Si m < 1 se tiene un

porcentaje de

modulación menor al

100%, y la amplitud

de la señal modulada

está entre cero y su

valor máximo. Es el

caso de índice más

utilizado aquel cuyo

valor está entre un

70% y un 90%.


Si m > 1 se tiene una

sobre modulación. En

este caso la señal

modulada es

distorsionada y, a partir

de ella, no se puede

reconstruir la señal

modulante, la cual

contiene la información

siempre y cuando se

utilice detección de

envolvente. Este caso

debe ser evitado al

máximo


Distribución de VoltajeIng. Heddy Lu Giménez Naim

EjerciciosIng. Heddy Lu Giménez Naim

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