modulacion de frecuencia

5/26/2018 modulacion de frecuencia

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Mtodos de modulacin de frecuenciaLaboratorio de radiocomunicaciones 2

1. Introduccin2. Caractersticas de FM3. Espectro disperso4. alto en frecuencia !F"# fre$uenc% &oppin' spread spectrum(). *+u es acceso inal,mbrico-. F/M0. Frecuencias para sistemas pread spectrum ifi 5luetoot& % lan6. !7F/M( ort&o'onal fre$uenc% di8ision multiple9in':. ofdm ;ideband ort&o'onal fre$uenc% di8ision multiple9in'1amiento de frecuencia

11. !5FM % ?5FM( fm de banda anc&a % an'osta12. !F/M( multiple9acin por di8isin en frecuencia13.Modulacin en frecuencia !FM 0FM(14.7tras aplicaciones1).Conclusiones1.5iblio'rafa

I?@A7/BCCI7?El importante desarrollo y avance de las telecomunicaciones ha tenido variosfactores para ayudas de su progreso y una de ellas es la modulacin defrecuencia, inyectndole dinamismo, popularidad e inters en todo el mundo,

dando estmulos a la generacin de ambiciosos planes tanto tcnicos comoempresariales.El inicio de la FM hizo lograr importantes progresos en el cumplimiento delcompromiso por parte de las organizaciones mundiales, de epandir la coberturade las comunicaciones a lo largo del mundo, de tal forma !ue se garantiz elacceso a la comunicacin como un derecho fundamental de todos a un futuro nole"ano.#a FM fue utilizada en un principio por la radiodifusin para crear canalesradiofnicos, a continuacin daremos a conocer los diferentes mtodos demodulacin de frecuencia !ue han aportado un gran desarrollo a lastelecomunicaciones.

1. C0A0C@EAI@IC0 /E FMEl primer sistema operativo de comunicacin radiofnica fue descrito por elinventor norteamericano Ed$in %. &rmstrong en '()*.#a frecuencia modulada posee varias venta"as sobre el sistema de modulacin deamplitud +&M utilizado alternativamente en radiodifusin. #a ms importante es!ue al sistema FM apenas le afectan las interferencias y descargas estticas.

&lgunas perturbaciones elctricas, como las originadas por tormentas o sistemas

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de encendido de los automviles, producen se-ales de radio de amplitudmodulada !ue se captan como ruido en los receptores &M.#as caractersticas principales de la frecuencia modulada son su modulacin y su

propagacin por ondas directas como consecuencia de su ubicacin en la

banda de frecuencia de /%F.#a modulacin en frecuencia consiste en variar la frecuencia de la portadoraproporcionalmente a la frecuencia de la onda moduladora +informacin,permaneciendo constante su amplitud. & diferencia de la &M, la modulacin enfrecuencia crea un con"unto de comple"as bandas laterales cuya profundidad+etensin depender de la amplitud de la onda moduladora. 0omo consecuenciadel incremento de las bandas laterales, la anchura del canal de la FM ser msgrande !ue el tradicional de la onda media, siendo tambin mayor la anchura debanda de sintonizacin de los aparatos receptores +especie de 1 puerta electrnica1 de los aparatos receptores !ue permite !ue pase a la etapa de demodulacinuna determinada anchura de se-al. #a principal consecuencia de la modulacin

en frecuencia es una mayor calidad de reproduccin como resultado de su casiinmunidad hacia las interferencias elctricas. En consecuencia, es un sistemaadecuado para la emisin de programas +m2sica de alta fidelidad.#as caractersticas derivadas de su mayor anchura de canal no son consecuenciadirecta de la tecnologa de FM +aun!ue este tipo de modulacin necesita un mayorconsumo de espectro, sino de una decisin poltica de comunicacin. 0uando sedesarroll la frecuencia modulada, la banda de MF +tradicional en los servicios deradio estaba completamente saturada, por lo !ue se ad"udic la banda de /%F,espectro !ue ofreca grandes posibilidades de epansin para los nuevos serviciosde radiodifusin. #a televisin tambin se aprovech de la saturacin de mediafrecuencia. #a ausencia de una limitacin de la banda de /%F y el nimo de

otorgar a la FM la posibilidad de emitir programacin de alta fidelidad, hizo !ue loscanales de frecuencia modulada tuvieran una capacidad muy superior a susnecesidades. &un!ue la anchura de los canales depende de decisiones concretasde cada Estado, la mayora de las naciones han ad"udicado a la FM unos canalescon una anchura entre '33 y 433 5%z. 6i consideramos !ue todo el espectro deaudiofrecuencia necesita una amplitud de 43 5%z, podemos concluir !ue un canalde FM puede emitir simultneamente por medio de una multiplein defrecuencias entre cinco y diez canales completos de alta fidelidad +esta divisin noes eacta ya !ue se necesita la ubicacin de frecuencias de separacin entre cadauna de las se-ales.#a propagacin de la banda de /%F +al igual !ue la 7%F y frecuencias superiores

se realiza por medio de las llamadas ondas directas o espaciales, !ue secaracterizan por su direccionalidad y, en consecuencia, su limitada cobertura +lasondas directas se pierden en el espacio cuando confluyen con la lnea delhorizonte. Esta direccionalidad hace !ue las se-ales de FM puedan serfcilmente absorbidas o 1 apagadas 1 por los obstculos !ue encuentra en sutrayectoria. #a banda de /%F tiene un ndice de refraccin atmosfrica +pe!ue-odeclive !ue hace !ue su cobertura mima sea superior al simple horizonte pticosuperior a las bandas de frecuencia ms altas +7%F por e"emplo y en

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consecuencia pueden alcanzar mayores coberturas. & pesar de la refraccintroposfrica, la propagacin de la banda de /%F se caracteriza por su pe!ue-acobertura, comparada con la alcanzada por la &M, como consecuencia de ladireccionabilidad de las ondas directas o espaciales.

6u pe!ue-a cobertura convierte a la frecuencia modulada en un servicio de radiofundamentalmente local +el empleo de repetidores puede incrementar sucobertura. #a escasa longitud de onda de esta banda de frecuencia hace !ue lasantenas sean de pe!ue-as dimensiones y consecuentemente tengan unapolarizacin horizontal. 6us seme"anzas con las antenas de televisin +en longitudy polarizacin produce !ue en la mayora de los hogares la antena de FM estincorporada en la propia antena de 8/, y en definitiva las antenas de televisinsirvan para la captacin de se-ales de modulacin en frecuencia.#as dificultades de recepcin de la FM en los automviles +generalmente antenasde polarizacin vertical ha motivado !ue las estaciones de frecuencia moduladaempleen con frecuencia antenas dise-adas para radiar la se-al en ambos planos,

horizontal y vertical. Estas antenas, denominadas de polarizacin circular,permiten !ue los receptores capten la misma intensidad de se-alindependientemente de la polarizacin de la antena receptora.#a propagacin de la se-al de la frecuencia modulada debe ser en lnea de vista.#as torres solo sirven para soporte de las antenas irradiantes.9eben normarse !ue las plantas transmisoras se ubi!uen fuera del permetro

urbano.

2. EEC@A7 /IEA76pread 6pectrum +:espectro disperso: es una tcnica de comunicacin !ue por los

altos costes !ue acarrea, se aplic casi eclusivamente para ob"etivos militares,hasta comienzos de los a-os noventa. 6in embargo, comienza a surgir lentamenteun mercado comercial.6eguramente mucha gente ha escuchado alguna vez nombrar a #&; +#ocal &rea;et$or


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#a banda emisora FM cubre la zona de frecuencia de ??@'3? M%z. 6i la amplitudde banda de un emisor es ' M%z, entonces pueden caber +'3?@??A' B 43emisores en la banda emisora FM.6i la amplitud de banda de un emisor es 3,4 M%z +B 433 5%z, entonces pueden

caber +'3?@??A3,4 B '33 emisores en la banda emisora FM.6i ahora, por e"emplo, !uisiera colocar 433 emisores en la banda emisora FM, esoslo se pudiese si la amplitud de banda de cada emisor disminuyera. 6in embargo,esto ocasiona problemas por!ue en la emisora FM se mane"a una amplitud debanda de 433 5%z. 7na amplitud de banda ms pe!ue-a produce una menortransmisin de informacin por lo cual es imposible obtener una calidad %i@fi. Esteprincipio no es slo vlido para la banda emisora FM, sino tambin para otrasbandas de frecuencia como la banda emisora &M, bandas de radioaficionados,bandas de la polica, etc.#a radio@receptora se puede sintonizar siempre en una frecuencia. Esa frecuenciaes retransmitida por el emisor con una amplitud de banda lo ms pe!ue-a posible,

pero lo suficientemente grande como para transmitir la informacin deseada. Estetipo de receptores se llama receptores de banda angosta +estrecha.>or el contrario, en 6pread 6pectrum no se elige por una amplitud de banda loms pe!ue-a posible, sino "ustamente por una lo ms grande posible. #a amplitudde banda es mayor de lo !ue se necesita estrictamente para la transmisin de lainformacin. Esta mayor amplitud de banda puede obtenerse de dos maneras. #aprimera es codificar la informacin con una se-al seudo@fortuita +aleatoria. #ainformacin codificada se transmite en la frecuencia en !ue funciona el emisorpara lo cual se utiliza una amplitud de banda mucho mayor !ue la !ue se usa sincodificacin +secuencia directa. #a segunda posibilidad es codificar la frecuenciade traba"o con una se-al seudo@fortuita+aleatoria, por lo !ue la frecuencia de

traba"o cambia permanentemente. En cada frecuencia se enva un pe!ue-o trozode informacin +Frecuencia %opping.Esta difusin a travs del 6pread 6pectrum puede ser tan grande !ue un receptor@radio slo capta un zumbido. 7n receptor@radio :oye:, pues, slo una pe!ue-aparte de la banda de frecuencia. >ara poder captar la se-al dispersa se necesitareceptores con amplitud de banda especial !ue transformen el zumbido recibidoen informacin. Este receptor de banda ancha tiene !ue disponer deldecodificador apropiado para transformar la se-al del emisor en informacin.9e lo anterior se puede deducir en forma sencilla por!u los militares estn taninteresados en esta tcnica. & eso se agrega !ue es difcil interferir un emisor deeste tipo. 6i se interfiere toda la banda de frecuencia, se vuelve imposible

cual!uier radiocomunicacin.9eterminados emisores de escuchas hacen uso tambin del principio 6pread6pectrum. #as ondas de radio estn sumergidas en el zumbido +ruido de fondo,en el 6pread 6pectrum, por lo cual el emisor no es fcil de descubrir con la ayudade los aparatos de deteccin corrientes +vase adems el artculo :Escuchas derecintos:.#a epectativa general es !ue comercialmente se vaya a ir haciendo cada vezms uso de 6pread 6pectrum para la transmisin de datos. & causa de !ue la

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potencia de emisin se difunde sobre una banda ancha, puede ser usada porencima de bandas de frecuencia eistentes, sin interferir la recepcin de bandaangosta. >or eso es posible admitir ms usuarios en una banda de frecuencia.Ctra venta"a es la seguridad de la comunicacin. &l fin y al cabo, la informacin se

enva cifrada. En un sistema =#&; con '33 usuarios !ue utilizan 6pread6pectrum es suficiente con ' frecuencia emisora y '33 se-ales@codificadorasdiferentes. #a informacin se codifica, entonces, directamente.#a tcnica 6pread 6pectrum se puede usar sobre bandas de frecuencia diferentes.Dal


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4. *+B E 0CCE7 I?0LGM5AIC7- En muchos casos usuarios !uieren acceder a un medio com2n para

obtener un servicio. E"emplos computadoras conectadas a una red, telfonos fi"os y mviles,

etc. El acceso inalmbrico es a!ul en !ue los usuarios obtienen su servicio

mediante un enlace ptico o de radio@frecuencias. Muchos piensan !ue esta ser la tecnologa de acceso del futuro por!ue

evitar el uso de diferentes modos de conein eistentes hoy en da =6@4)40, =G@HI, =G@'', 0entronics, etc.

>ara tener acceso, se han creado protocolos !ue garantizan !ue el accesoobedezca a alg2n criterio acordado acceso "usto, dar prioridad a lainformacin sensible a retardos, ofrecer garantas de transporte confiable,etc.

El acceso puede ser mantenido indefinidamente o ser asignadotemporalmente por demanda de cada usuario

F&M& + Fied &ssigned Multiple &ccess 9&M& + 9emand &ssigned Multiple &ccess >or lo general, estas modalidades se utilizan en enlaces satelitales, aun!ue

tambin es factible encontrarlo en enlaces terrestres. 7n buen e"emplo de una asignacin fi"a de canales F&M& operando en

F9M& + Fre!uency 9ivision Multiple &ccess , usando modulacin FM, sonlos satlites ntelsat / y /.

6in embargo, estos satlites tambin pueden ser usados en modo 9&M&operando en F9M& con una frecuencia portadora modulada en J>65 por

cada canal telefnico +60>0 6ingle 0hannel per 0arrier . El acceso inalmbrico en modo de asignacin dinmica puede presentar

diversas variantes, cada una de las cuales se adapta me"or a la aplicacinespecfica.

En telefona inalmbrica los protocolos !ue controlan el acceso operan deacuerdo a los parmetros de frecuencia, tiempo y cdigo.

F9M& Fre!uency 9ivision Multiple &ccess 89M& 8ime 9ivision Multiple &ccess 09M& 0ode 9ivision Multiple &ccess

En telefona inalmbrica la necesidad de comunicacin es en ambos

sentidos. >ara proveer canales bidireccionales +en direccin directa y deretorno simtricos se han ideado 4 mtodos F99 Fre!uency 9ivision 9uple canales separados en

frecuencia 899 8ime 9ivision 9uple canales separados en el tiempo

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). F/M0

En este caso cada usuario tiene un canal de frecuencia asignado para lacomunicacin, mientras sta dure.

Este canal puede estar permanentemente asignado +como es el caso de los

canales satelitales F&M& asignados a los carrier internacionales o puedeser usado transitoriamente por el usuario, +como en la telefona celularanalgica &M>6.

El es!uema es relativamente fcil de desarrollar y sencillo de administrar,cuando hay pocos usuarios.

#as desventa"as son muchas el sistema es relativamente rgido y cadae!uipo de estar provisto de las componentes necesarias para usar lafrecuencia disponible. ;o es muy eficiente cuando el n2mero de usuarios eselevado, por lo cual no se usa eclusivamente en los sistemas celulares de4a generacin. 8ampoco se adapta muy bien a la transmisin de datos.

#os canales son asignados de acuerdo a la demanda. ;ormalmente F9M& se combina con multipleing F99. #os canales sin uso no pueden utilizados por otros para aumentar el D. D de F9M& es de )3 5%z. F9M& utliza un filtro =F para evitar las interferencias con canales

adyacentes.

. FAECBE?CI0 0A0 I@EM0 AE0/ EC@ABM IFI5LBE@77@" D L0?9esde ('4.33 hasta (4?.33 M%z nterior y Eterior9esde 4,H33.33 hasta 4,H?).KI M%z nterior y Eterior

9esde I,'I3.33 hasta I,)I3.33 M%z 7so a"o 8echo9esde I,K4I.33 hasta I,?I3.33 M%z nterior y Eterior8odas las bandas antes citadas son de uso libre, sin embargo, a pesar !ue suutilizacin puede ser en interiores o eteriores, no se deber eceder de lassiguientes condiciones tcnicas de operacin@ #a >otencia no deber eceder a ' Datt a la salida del transmisor@ #a ganancia mima de las antenas deber ser de * di,

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@ #a potencia mima radiada no debe sobrepasar los * dD +apro. ).(? vatios.6e podr compensar la ganancia de antena con la potencia de salida deltransmisor, de tal forma !ue la potencia mima radiada nunca sobrepase los *dD.

M>C=8&;8E ;o se ofrecer proteccin contra interferencias per"udiciales, a!uienes utilicen estas tecnologas.#as bandas de uso libre pueden ser compartidas con bandas de uso Cficial y deuso =egulado, en el caso de las frecuencias de uso libre, stas debern darproteccin a las de uso oficial y regulado. Esta disposicin no es aplicable en elsentido opuesto, es decir, las frecuencias de uso oficial y regulado, no darnproteccin contra interferencias per"udiciales a las emisiones de uso #ibre, cuandofrecuencias dentro de esta banda sean compartidas.#os sistemas !ue usen estas tecnologas, debern cesar su operacin, si secomprueba !ue sus emisiones estn produciendo interferencias en frecuencias de7so =egulado o 7so Cficial. 6olamente se autorizar su operacin, si se

demuestra haber solventado el problema de interferencia.8ipos de Espectro &mplio +6pread 6pectrum9666 +L9irect 6e!uence 6pread 6pectrumF%66 +1Fre!uency %opping 6pread 6pectrum1F%66 +1Fre!uency %opping 6pread 6pectrum1Fue la primera implementacin de Espectro &mplio y funciona de la siguientemanera

&l igual !ue Ethernet los datos son divididos en pa!uetes de informacin, solo !ueestos pa!uetes son enviados atraves de varias frecuencias, esto es conocidocomo 1%opping >attern1, la intencin de enviar la informacin por variasfrecuencias es cuestin de seguridad, ya !ue si la informacin fuera enviada por

una sola frecuencia sera muy fcil interceptarla.&dems, para llevar acabo la transmisin de datos es necesario !ue tanto elaparato !ue envia como el !ue recibe informacin coordinen este denominado1%opping >attern1. El estandard EEE ?34.'' utiliza F%66, aun!ue hoy en dia latecnologia !ue sobresale utilizando F%66 es luetooth

.1. 5LBE@77@"Es un estandard !ue utiliza F%66, capaz de transmitir a velocidades de ' Mbps yes apoyado por ms de 4333 empresas de tecnologia.luetooth ha surgidoultimamente como un posible substituto a todo tipo de cable aneado a unacomputadora , debido a su costo y el apoyo de cientos de empresas. & su

velocidad +' Mbps ser capaz de substituir las coneiones clasicas de cablesparalelos y seriales, ya !ue es ) y * veces ms rpido +respectivamente !ueestas coneiones en amplio uso en cual!uier computadora.Esto trae una cantidad interminable de posibilidades desde impresoras, monitores,coneiones de portatiles +#aptops,teclados,mouses ..etc.Esta tecnologa es capazde transmitir informacin efectivamente hasta una distancia de '3 metros entreaparatos !ue utilicen transmisores 1luetooth1, debido !ue se emplea F%66 el

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1%opping >attern1 de luetooth es de '*33 veces por segundo, lo cual asegura!ue la transmisin de datos sea altamente segura.En cuanto a su implementacin luetooth utiliza el trmino piconet . 7n piconet esun grupo de 4 u ? aparatos !ue utilizan 1luetooth1, estos aparatos !ue forman

parte del piconet comparten el mismo rango !ue es utilizado por un 1%opping6e!uence1, a su vez cada piconet contiene un aparato principal +1master1 !ue esel encargado de coordinar el 1%opping >attern1 del piconet para !ue los demsaparatos +1slaves1 sean capaces de recibir informacin.

. !7F/M( 7A@"77?0L FAE+BE?CD /IHII7? MBL@ILEI?

a 8cnica Multiportadora convencionalb Modulacin con portadoras ortogonales9urante los 2ltimos a-os, la aceptacin del CF9M como tecnologa de base parael ?34.'*a !ue es un estndar de EEE para redes de rea metropolitanainalmbrica !ue puede proveer etensin inalmbrica para acceso de 2ltima milla

de banda ancha en instalaciones de cable y 96#. El mismo cubre el rango defrecuencias de 4 a '' N%z y alcanza hasta I3


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#os sistemas D@CF9M incorporan adems estimacin de canal, prefi"os cclicos ycdigos =eed@6olomon de correccin de errores.Di@#&; introdu"o su lnea de productos D6 )333 basada en D@CF9M enoctubre del 433'. &ctualmente ya ha introducido al mercado la tercera generacin

de e!uipos CF9M siendo el 2nico proveedor mundial con una slida eperienciaen esta tecnologa probada a travs de la ecelencia de sus productos.Es indudable !ue la gran mayora de las redes de rea local de hoy en dafuncionan ba"o el estndar ?34.''b. 6in embargo, la creciente disponibilidad en elmercado de tar"etas de radio y access points con tecnologa ?34.''a es la msclara se-al de la eistencia de otra poderosa tendencia en soluciones para lasredes conocidas como #&;. #a presencia de ambas tecnologas lleva a losusuarios a confusiones sobre cul es Lme"or para decidir cul de las dos debenusar.0omo probablemente sabe, las tecnologas ?34.''a y ?34.''b definen cada unacapa fsica diferente. #os radios ?34.''b transmiten a 4.H N%z y envan datos a

tasas tan altas como ''Mbps usando modulacin 9666 +Espectro 9isperso de6ecuencia 9irectaO mientras !ue los radios ?34.''a transimiten a I N%z y envandatos a tasas de hasta IH Mbps usando CF9M +Crthogonal Fre!uency 9ivisionMultipleing o en espa-ol Multipleacin de 9ivisin de Frecuencia Crtogonal.CF9M es una tecnologa de modulacin digital, una forma especial de modulacinmulti@carrier considerada la piedra angular de la prima generacin de productosy servicios de radio frecuencia de alta velocidad para uso tanto personal comocorporativo. #a tcnica de espectro disperso de CF9M distribuye los datos en ungran n2mero de carriers !ue estn espaciados entre s en distintas frecuenciasprecisas. Ese espaciado evita !ue los demoduladores vean frecuencias distintas alas suyas propias.

CF9M tiene una alta eficiencia de espectro, resilencia a la interface =F y menordistorsin multi@ruta. &ctualmente CF9M no slo se usa en las redes inalmbricas#&; ?34.''a, sino en las ?34.''g, en comunicaciones de alta velocidad por va

telefnica como las &96# y en difusin de se-ales de televisin digital terrestre en

Europa, Gapn y &ustralia.El espectro de CF9M se traslapa

6. 7F/M I/E50?/ 7A@"77?0L FAE+BE?CD /IHII7?MBL@ILEI?

Es!uema de transmisin !ue codifica la informacin en m2ltiples radio frecuenciassimultaneamente. 9ando como resultado, mayor seguridad y mayor velocidad.

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Esto lo convierte en el es!uema ms eficiente en el uso del ancho de banda en laindustria.D@CF9M es la base del estndar EEE ?34.''a !ue a su vez es la base para elestndar propuesto EEE ?34.'*

Caractersticas &ncho de anda )3Mbps &ltamente inmune a interferencias >unto@a@>unto, ? a '35m Multi@>unto, ) a I5m >roimamente HIMbps, (3Mbps, 'IIMbps

atente Di@#an 76& I,4?4,444 0&;&9& 4,3*H,(KI

El reto de todos los das para la industria es lograr mayores velocidades detransmisin en las redes de datosAnternet. 7na propuesta es el es!uema detransmisin D@CF9M +Dide@band Crthogonal Fre!uency 9ivision Multipleing,este mtodo como otros codifica los datos dentro de una se-al de radio frecuencia+=F. 8ransmisiones convencionales como &MAFM envian solamente una se-al ala vez sobre una frecuencia de radio, mientras !ue CF9M envia una se-al de altavelocidad concurrentemente sobre frecuencias diferentes. Esto nos permite hacerun uso muy eficiente del ancho de banda y tener una comunicacin robusta alenfrentar ruido y refle"os de se-ales.#a tecnologa CF9M parte una se-al de alta velocidad en decenas o centenas dese-ales de menor velocidad, !ue son transmitidas en paralelo. Esto crea un

sistema altamente tolerante al ruido, al mismo tiempo es muy eficiente en el usodel ancho de banda y por lo tanto permite una amplia covertura de rea punto apunto y multipunto.

&ctualmente eisten e!uipos con la capacidad de transmitir desde '.IMbps hasta)3Mbps en 4IM%z de ancho de banda y pronto se estarn produciendo e!uipos!ue superaran velocidades de '33Mbps. &dicionalmente a la velocidad, se cuentacon opciones de seguridad !ue hacen virtualmente imposible decifrar la se-al !uese transmite.#os e!uipos con tecnologa CF9M ayudan a las empresas a evitar los altos costosde instalacin de cable, a eliminar rentas mensuales o cargos por licenciamiento.6on la solucin ideal en distancias moderadas para redes de informacin punto a

punto, multipunto, acceso de alta velocidad a ntenet, etensiones de #&;AD&;,/ideoconferencia, 8elefona, 8elemetra, 0ontrol, Etc.

:. !F=( @A0?MIJ? 7A /EL0K0MIE?@7 /E FAECBE?CI0#a transmisin por desplazamiento de frecuencia +F65, es una forma, en algunamedida simple, de modulacin digital de ba"o rendimiento. El F65 binario es unaforma de modulacin angular de amplitud constante, similar a la modulacin en

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frecuencia convencional, ecepto !ue la se-al modulante es un flu"o de pulsosbinarios !ue vara, entre dos niveles de volta"e discreto, en lugar de una forma deonda analgica !ue cambia de manera continua. #a epresin general para unase-al F65 binaria es

donde v+t B forma de onda F65 binaria/cB amplitud pico de la portadora no modulada$c, B frecuencia de la portadora en radianesvm+t B se-al modulante digital binaria9 $ B cambio en frecuencia de salida en radianes9e la ecuacin anterior puede verse !ue, con el F65 binario, la amplitud de laportadora /cse mantiene constante con la modulacin. 6in embargo, la frecuencia

en radianes de la portadora de salida +$c cambia por una cantidad igual a P &$A4.El cambio de frecuencia +9 $A4 es proporcional a la amplitud y polaridad de lase-al de entrada binaria.>or e"emplo, un uno binario podra ser Ql volt y un cero binario @' volt produciendocambios de frecuencia de Q 9 $A4 y @9 $A4, respectivamente. &dems, la rapideza la !ue cambia la frecuencia de la portadora es igual a la rapidez de cambio de lase-al de entrada binaria vm+t +o sea, la razn de bit de entrada. >or tanto, lafrecuencia de la portadora de salida se desva +cambia, entre $ cQ 9 $A4 y $c@ 9$A4 a una velocidad igual a fm.:.1. @A0?MI7A /E F=0on el F65 binario, la frecuencia central o de portadora se desplaza +se desva,

por los datos de la entrada binaria. En consecuencia, la salida de un modulador deF65 binario es una funcin escaln en el dominio del tiempo. 0onforme cambia lase-al de entrada binaria de 3 lgico a ' lgico, y viceversa, la salida del F65 sedesplaza entre dos frecuencias una frecuencia de marca o de ' lgico y unafrecuencia de espacio lgico o de 3 lgico. 0on el F65 binario, hay un cambio enla frecuencia de salida, cada vez !ue la condicin lgica de la se-al de entradabinaria cambia. &s, la razn de salida del cambio es igual a la razn de entradadel cambio. En la modulacin digital, la razn +rapidez de cambio en la entrada delmodulador se llama razn de bit y tiene las unidades de bits por segundo +bps. #arapidez +razn de cambio en la salida del modulador se llama baudio o razn debaudio y es igual al recproco del tiempo de un elemento de se-alizacin de salida.

En esencia, el baudio es la razn de lnea en smbolos por segundo. En el F65binario, las razones de cambio de entrada y salida son igualesO en consecuencia,la razn de bit y la razn de baudio son iguales.

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el nivel de modulacin puede ser variado para una se-al en modulacin deamplitud, es lo mismo !ue &M, aun!ue no hay un nivel mimo o una modulacinal '33R como en el caso de &M.El nivel de modulacin est regido por un n2mero de factores. El ancho de banda

!ue est disponible es una. 8ambin se encuentra !ue las se-ales con unadesviacin grande pueden apoyar transmisiones ms de alta calidad aun!ueocupan naturalmente un mayor ancho de banda. 0omo resultado de estosre!uisitos !ue estn en conflicto de los diversos niveles de la desviacin se utilizanseg2n la aplicacin a usar.Estas aplicaciones con los niveles ba"os de la desviacin se llaman, modulacinde frecuencia en banda angosta +;FM y tpicamente los niveles de QA@ ) 5%z oms son usados dependiendo del ancho de banda disponible. ;FM se utilizageneralmente para comunicaciones punto a punto. >ara niveles de desviacinmucho ms altos se utilizan para broadcasting. Esto es llamado Dide and FM+DFM, FM de anda &ncha, y es usado para broadcasting con niveles de

desviacin de QA@ KI 5%z.>ara recibir, un scanner FM puede tener dos diversos modos, uno eti!uetadoDFM y el otro ;FM. El modo correcto se debe seleccionar obviamente para larecepcin correcta. 8ambin si se anticipa !ue la recepcin de ambos modos esre!uerida, entonces el receptor debe tener la capacidad de recibir a cada uno deellos.1


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11. !F/M( MBL@ILE0CIJ? 7A /IHIIJ? E? FAECBE?CI0El empleo de tcnicas de multipleacin por divisin en frecuencia re!uiere el usode circuitos !ue tengan un ancho de banda relativamente grande. Este ancho debanda se divide luego en subcanales de frecuencia.

0uando una portadora usa F9M para la multipleacin de conversaciones de vozen un circuito ordinario, el paso@banda de ) 5hz de cada conversacin se trasladahacia arriba en la frecuencia seg2n un incremento fi"o de frecuencia. Este cambiode frecuencia coloca la conversacin de voz en un canal predefinido del circuitomultipleado de F9M.En el destino, otro F9M demultiplea la voz, cambiando el spectrumde frecuenciade cada conversacin hacia aba"o con el mismo incremento de frecuencia !ue sehizo al principio hacia arriba.El principal uso de F9M es para permitir a las portadoras llevar un gran n2mero deconversaciones de voz simultneamente en un 2nico circuito com2n enrutadoentre dos oficinas portadoras.

El proceso actual para asignar bandas de frecuencia a cada conversacin de vozha sido estandarizado por la 0088. #as recomendaciones F9M de la 0088gobiernan las asignaciones de canal de conversaciones de voz multipleadabasadas en el uso de '4, *3 y )3 canales de voz derivados.#as tcnicas de multicanalizacin son formas intrnsecas de modulacin,permitiendo la transicin de se-ales m2ltiples sobre un canal, de tal manera !uecada se-al puede ser captada en el etremo receptor. #as aplicaciones de lamulticanalizacin comprenden telemetra de datos, emisin de FM estereofnica ytelefona de larga distancia.F9M es un ambiente en el cual toda la banda de frecuencias disponible en elenlace de comunicaciones es dividida en subbandas o canales individuales. 0ada

usuario tiene asignada una frecuencia diferente. #as se-ales via"an en paralelosobre el mismo canal de comunicaciones, pero estn divididos en frecuencia, esdecir, cada se-al se enva en una diferente porcin del espectro. 0omo lafrecuencia es un parmetro analgico, por lo regular el uso de esta tcnica demulticanalizacin es para aplicaciones de televisin. #as compa-as de televisinpor cable utilizan esta tcnica para acomodar su programacin de canales.11.1. /MEsta tcnica conceptualmente es idntica a F9M, ecepto !ue la multicanalizaciny involucra haces de luz a travs de fibras pticas. #a idea es la misma, combinardiferentes se-ales de diferentes frecuencias, sin embargo a!u las frecuencias sonmuy altas +''3'H %z y por lo tanto se mane"an com2nmente en longitudes de

onda +$avelenght. D9M, as como 9D9M son tcnicas de multicanalizacin muyimportantes en las redes de transporte basadas en fibras pticas.En resumen, los multicanalizadores optimizan el canal de comunicaciones, sonpieza importante en las redes de transporte y ofrecen las siguientescaractersticas

>ermiten !ue varios dispositivos compartan un mismo canal decomunicaciones

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Stil para rutas de comunicaciones paralelas entre dos localidades Minimizan los costos del comunicaciones, al rentar una sola lnea privada

para comunicacin entre dos puntos ;ormalmente los multicanalizadores se utilizan en pares, un mu en cada

etremo del circuito #os datos de varios dispositivos pueden ser enviados en un mismo circuito

por un mu. El mu receptor separa y enva los datos a los apropiadosdestinos

0apacidad para compresin de datos !ue permite la eliminacin de bitsredundantes para optimizar el ancho de banda.

0apacidad para detectar y corregir errores entre dos puntos !ue estnsiendo conectados para asegurar !ue la integridad y precisin de los datossea mantenida.

#a capacidad para administrar los recursos dinmicamente mediante con

niveles de prioridad de trfico.12. M7/BL0CI7? E? FAECBE?CI0 !FM 0FM(;ormalmente, la modulacin en frecuencia se abrevia como FM o &FM +&dvancedFrecuency Modulation. Este tipo de sntesis fue en gran medida el responsable dela gran epansin comercial de los sintetizadores digitales durante la segundamitad de la dcada de los ?3. sicamente se trata de controlar la frecuencia deun oscilador de audio por medio de la frecuencia de otro oscilador de audio. #oms interesante !ue ofrece este mtodo es la posibilidad de generar una ampliapaleta de sonidos con espectros amplios y unos transitorios de ata!ue muypoderosos y definidosO recurdese !ue los primeros sintetizadores FM, como el9TK, popularizaron unos sonidos de piano, campanas y similares muycaractersticos. >ero, a pesar de !ue muchos tienden a asociar a lossintetizadores FM con este tipo de sonidos, sus posibilidades de creacin sonoravan mucho ms all. #a sntesis FM fue :inventada: por Gohn M. 0ho$ning en launiversidad de 6tanford, y se estuvo utilizando en el entorno musical acadmicomucho tiempo antes de !ue Uamaha se fi"ara en el invento y decidieracomercializarlo. Esta implementacin comercial de Uamaha introdu"o en estatcnica un gran n2mero de restricciones, pero tambin alguna ampliacinimportante, como el uso de la realimentacin.El concepto de modulacin en frecuencia es muy antiguo pero, en lo !ue a tareasde sntesis sonora se refiere, podemos encontrarla en diferentes formatos. 9eentrada la mayora de los sintetizadores analgicos. C incluso los hbridosdigitalesAanalgicos, son capaces de realizar sntesis FM bsicaO 6in embargo,dado !ue el FM se apoya fundamentalmente en las relaciones de frecuencia entrelos osciladores involucrados en el proceso, resulta fundamental !ue la estabilidadde la afinacin sea muy alta. >or otro lado, la sntesis FM se convierte en unaherramienta verstil solo cuando se cuenta con varios osciladores con envolventesm2ltiples para controlar su amplitudO esto hace !ue su implementacin analgicaprecise de un n2mero demasiado elevado de componentes o mdulos, lo !ue lo

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hace poco rentable. #a solucin real y comercialmente viable lleg de la mano dela implementacin digital del mtodo, !ue consigui Uamaha a travs del dise-ode unos circuitos integrados !ue incorporaban todos los elementos necesarios.El FM digital se presenta en diferentes variantes

9ependiendo del n2mero de osciladores +mnimo, obviamente, dos, aun!ue lamayora de sintetizadores comerciales utilizan H o *, y algunos han llegado aincorporar hasta '3.6i incorporan o no una envolvente para cada oscilador +algunos de los chipsfabricados por Uamaha para su utilizacin en productos de otras marcas carecande ella.#as posibilidades de variacin en la interconein de los diferentes osciladores o,como es ms conocido, l n2mero de algoritmos y coneiones de modulacin yrealimentacin.Uamaha utiliz ) tipos de FM la de * operadores utilizada en el famoso 9TK,algunas variantes de H operadores +los chips de este tipo se vendieron tambin a

otras marcas !ue fabricaron sintetizadores FM mucho menos eitosos !ue los deUamaha y la configuracin ampliada de * operadores +o &FM utilizada en lossintetizadores 6UKK, 8NKK y 6U((.

13. 7@A0 0LIC0CI7?E;uevo instrumento de medicin de nivel por radar 68=&;6 #= H33 para medir atravs del polvo>eterborough, 0anad, 'K de enero de 4334 @ El nuevo instrumento de radar68=&;6 #= H33 de 6iemens Milltronics brinda una solucin para la medicincontinua de nivel en el almacenamiento de l!uidos y en aplicaciones difciles deslidos pulverulentos.

6u capacidad de penetrar en el polvo lo hace ideal para aplicaciones en cementos,

harina, cenizas volantes, polvo negro de carbn, co!ue de petrleo y otrassustancias en polvo. En la industria cementera, por e"emplo, el polvo ha sido portradicin un reto para otros instrumentos de medicin. #os silos dehomogeneizacin producen cantidades ingentes de polvo, dado !ue el material seest alimentando y aireando continuamente para obtener una mezcla correcta. #ostan!ues !ue almacenan escoria, polvo del secador y cemento terminado tambinson entornos muy polvorientos. 68=&;6 #= H33 penetra en el polvo y brindalecturas fiables, contribuyendo a la me"ora de la eficiencia de la planta y a lareduccin de costes de eplotacin.Este instrumento, !ue incorpora un cable de potencia de H hilos y una frecuenciade 4H N%z, ofrece un ecelente rendimiento en aplicaciones de largo alcance+hasta HI m o 'HK: para sectores como la industria cementera, la produccin de

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energa elctrica, la industria !umica y petro!umica y otras industrias. Incorporauna tecnolo'a de radar con onda continua de frecuencia modulada !FMC( ,adems de funciones avanzadas de procesamiento de eco como la supresinautomtica de falso eco.

0on su elevado cociente se-alAruido y su alta frecuencia, 68=&;6 #= H33obtiene ecelentes resultados en l!uidos almacenados en tan!ues. Esespecialmente efectivo en l!uidos poco dielctricos como solventes, productospetro!umicos, aceites o N#> +gas licuado de petrleo, incluso sin tubotran!uilizador. 0asi no se ve afectado por los vapores, las altas presiones o lastemperaturas etremas !ue a menudo se encuentran en la industria !umica ypetro!umica.0omo es una tecnologa sin contacto directo, su mantenimiento es mnimo. ;olleva cables ni pesos !ue puedan romperse o caerse en el tan!ue. #a instalacines sencilla, normalmente sin necesidad de interrumpir el proceso. El instrumentose atornilla en una bo!uilla, con bridas de )1 &;6 +9; ?3 a *1 &;6 +9; 'I3.

#a puesta en marcha es sencilla, con una configuracin automtica por men2s enocho pasos. El usuario puede elegir los parmetros en los men2s plurilingVesmediante teclas pticas especiales de activacin tctil. 6M&80 >9M se puedeusar para la programacin remota mediante %&=8 o >rofibus@>&. #aautocalibracin incorporada garantiza la repetibilidad.6iemens Milltronics >rocess nstruments nc. es parte del grupo 6iemens, y unamarca lder de sofisticados instrumentos de medicin para su aplicacin endiversos sectores como potabilizacin y tratamiento de aguas residuales,conglomerados, cemento, minera, industria !umica, molturacin, alimentacin yotros procesos. Entre las principales lneas de productos destacan la medicin denivel, de caudal de slidos secos y los dispositivos de proteccin de procesos. #os

productos Milltronics estn disponibles en todo el mundo a travs de una red derepresentantes y distribuidores.

C7?CLBI7?E El ancho de banda terico de una se-al modulada en FM es infinito. FM present otras venta"as distintas con respecto a la modulacin de

amplitud pero no una reduccin en el ancho de banda. #a modulacin FM es inmune a las no linealidades. #as no linealidades en

este caso generan ondas moduladas con portadoras m2ltiplos de la original. >ermite dise-ar multiplicadores de frecuencia +generadores de ondas FM

con portadora m2ltiplo de la original a partir de sencillos elementos no

lineales. %ay !ue tener cuidado con el corrimiento de fase o con la distorsin por

retardo. El ancho de banda de una se-al DFM depende eclusivamente del valor

pico de la se-al moduladora m+t y es independiente de su ancho de banda.

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El ancho de banda de una se-al D>M depende del espectro de la se-almoduladora m+t el cual depende del valor pico y del ancho de banda de lase-al moduladora m+t.

#a modulacin eponencial es no lineal por lo !ue el espectro de la se-al

modulada no est tan claramente relacionado con la banda base como enel caso de &M. #a modulacin eponencial es menos vulnerable ante se-ales interferentes

de amplitud pe!ue-a !ue la modulacin lineal. #a FM es menos vulnerable !ue la >M cuando la se-al interferente tiene

frecuencia prima a la portadora. En la transmisin de se-ales FM se puede intercambiar de forma efectiva

potencia por ancho de banda de transmisin o lo !ue es lo mismo se puedeme"orar la relacin 6A; en el receptor sin necesidad de aumentar lapotencia de transmisin. Esta caracterstica hace !ue DFM se utilicefrecuentemente en los sistemas de comunicacin va satlite.

;FM se utiliza por e"emplo en los sistemas telefnicos para transmitir lasse-ales multipleadas con modulacin 66.

El intercambio ancho de banda de transmisin potencia transmitida en eltransmisor tiene un lmite conocido como efecto umbral de FM.

#a modulacin FM tiene caractersticas superiores de reduccin de ruido!ue la >M para modulacin de tono y para se-ales !ue tienen su espectroconcentrado en las frecuencias ms altas.

En 6pread 6pectrum la informacin se dispersa en un rango de frecuenciasms amplio de lo !ue en realidad ocupa.

En 6pread 6pectrum el ancho de banda de la se-al transmitida es msgrande !ue el ancho de banda del mensa"e original. 6pread 6pectrum es resistente a la interferencia, es redundante ya !ue los

mensa"es pueden estar en diferentes frecuencias de donde fuerontransmitidos en caso de errores.

6pread 6pectrum utiliza ba"a densidad de potencia, la energa transmitidaes dispersada a lo ancho del canal, y por lo tanto, la cantidad de energapara cada frecuencia especfica es muy ba"a. &dems no re!uierelicenciamiento.

En F%66 la frecuencia de la portadora es modificada peridicamente+%opping siguiendo una secuencia especfica de frecuencias.

#as velocidades tpicas conseguidas con F%66 son de ' y 4 Mbps. #os canales asignados en F9M& se hacen de acuerdo a la demanda.

5I5LI7A0FI0 6istemas de comunicaciones electrnicas, 8CM&6 D&U;E 6istemas de comunicacin, 0&=#6C; =70E

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0urso redes #&; inalmbricas, ;F0 E#E08=W;0& Manual del radioaficionado moderno, >7#0&0C;E6 M&=0CMC =adio frecuency and micro$ave electronics illustrated, =&9M&;E6%

M&88%ED 6aber electrnica 8ransmisores y receptores de &M y FM, /#EGC

%C=&0CFBE?@E /E I?@EA?E@

&ttp#NN;;;.elo.utfsm.clNOelo341NclasesNCom/i'1.pdf &ttp#NN;;;.elo.utfsm.clNOelo34NoldfilesNAapcap6a.ppt &ttp#NNinfo.pue.udlap.m9NOtesisNudlapNlemNmartine>PnPQeNcapitulo4.pdf &ttp#NN;;;.depi.itc&i&ua&ua.edu.m9NelectroNelectro2

modulacion de frecuencia

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