Campus Tlalpan

Medios y Sistemas de Transmisión, Comunicaciones Digitales

Transmisor FM de Audio Digital

Castañeda Hernández Francisco Rodolfo

García García Daniel

Gómez Salcedo Enrique

Hernández Mondragón Karen Itzel

Zenón Olvera Francisco.

Ingeniería en Telecomunicaciones.

Mtro. David Francisco Lozano Salmerón

Noviembre/2010

Índice

Introducción (3)

Estado del Arte (4)

Palabras Claves (4)

Metodología de Desarrollo (5)

Resultados Obtenidos (12)

Conclusiones (12)

Referencias (12)

Introducción

Para lograr el proceso de comunicación se requiere: un transmisor, un

medio y un receptor. Un transmisor es un equipo que emite una señal, código o

mensaje a través de un medio. Para un Transmisor en Frecuencia Modulada (FM)

se transmite una señal modulando la frecuencia de la misma, esto es, haciendo un

cambio de frecuencia en un intervalo de tiempo dado. El medio puede ser un cable

o el aire para transmisiones inalámbricas. El Receptor en Frecuencia Modulada

recibe la señal cambiante en frecuencia y reproduce la señal para cualquier otro

uso.

El Convertidor Analógico-Digital es aquel que transforma una señal

analógica en una digital o lógica basada en “unos” y “ceros” lógicos. La señal

analógica, que varía de forma continua en el tiempo, se conecta a la entrada del

dispositivo y se somete a un muestreo a una velocidad fija, obteniéndose así una

señal digital a la salida del mismo. Un convertidor analógico-digital esta formado

por tres etapas que son: Muestreo, Cuantificación y Codificación.

Muestreo: Toma pequeños segmentos de la información a transmitir, haciendo

esto con una prioridad uniforme.

Cuantificación: Asigna ciertos símbolos digitales a las muestras tomadas en el

muestreo.

Codificación: Se encarga de asignarles ciertos códigos a los símbolos digitales de

la cuantificación.

El Convertidor Digital-Analógico es un dispositivo que convierte la señal

digital de pulsos a una señal analógica. Un convertidor digital-analógico está

formado por dos etapas que son: Decodificación y Filtrado.

Decodificador: Se encarga de restaurar la señal analógica, proceso inverso a la

codificación que es el último proceso en el ADC y por esto deben manejar el

mismo código para interpretar la información.

Filtro: Depura las pérdidas de la conversión analógica digital.

El Teorema de Muestreo de Nyquist-Shannon, establece que la tasa de

muestreo debe ser de al menos el doble de su frecuencia.

Estado del Arte

La transmisión de audio FM a nivel mundial se sigue dando de forma

analógica debido a que es una transmisión libre/gratuita y con dispositivos de

recepción básicos para que cualquier persona tenga acceso a dicho audio. No es

viable la digitalización en este aspecto debido a que cada receptor

necesariamente debe estar sincronizado con el emisor y para esto se necesitan

componentes más complejos y por lo tanto más costosos y por lo tanto no sería

mejor a la transmisión análoga debido a su poca eficiencia. Por lo tanto no hay

dispositivos que transmitan audio en FM y digitalizado.

Por otra parte la digitalización fuera de la transmisión de audio FM se

encuentra muy avanzada. Esto lo podemos observar en la televisión HD y en la

televisión de paga. En esta última la transmisión se realiza de forma satelital por

FM y digitalizada. La digitalización es usada para agregar una cierta codificación y

únicamente ciertos receptores tienen acceso a dicha información cifrada.

Actualmente el satélite es la forma más avanzada de transmisión, a tal

punto que casi cualquier hogar tiene una antena parabólica receptora de una señal

satelital. Así mismo la digitalización brinda mayor calidad como es el caso de las

cámaras que graban en HD y los transmisores que usa cada canal de televisión

para transmitir esa señal.

La mayoría de los servicios de televisión usan cada vez más la

digitalización precisamente para aprovechar la ventaja de restringir la señal y que

el usuario tenga que pagar por el servicio. Así mismo el usuario debe adquirir

receptores más avanzados capaces de hacer la conversión digital-analógica.

Palabras Claves

Convertidor, Analógico, Digital, Transmisor, Frecuencia, Modulada, FM.

Metodología de Desarrollo

Materiales utilizados

Transmisor

• Capacitor de 100nanofarads (1)

• Capacitor de 330picofarads (2)

• Capacitor de 150picofarads (1)

• Capacitor de 220picofarads (3)

• Capacitor de 3.3nanofarads (2)

• Capacitor de 180picofarads (1)

• Capacitor de 10nanofarads (2)

• Capacitor de 22nanofarads (1)

• Capacitor de 1.8nanofarads (1)

• Capacitor de 150nanofarads (1)

• Circuito integrado MC2833

• Inductores (2)

• Resistencia de 10 kohms (1)

• Resistencia de 75 ohms (1)

Receptor

• Capacitor de 4,7nanofarads (2)

• Cristal (1)

• Circuito integrado TDA7000

• Circuito integrado LM386

• Bocina

• Capacitor de 56picoofarads (1)

• Capacitor de 51picofarads (1)

• Capacitor de 220nanofarads (1)

• Capacitor de 47picofarads (1)

• Capacitor de 1nanofarad (1)

• Capacitor de 470picofarads (1)

• Capacitor de 1microfarad (2)

• Capacitor de 470picofarads (1)

• Resistencia de 100komhs (2)

• Resistencia de 120komhs (1)

• Resistencia de 2.7komhs (1)

• Resistencia de 4.7komhs (1)

• Resistencia de 1komh (1)

• Resistencia de 390komhs (1)

• Inductores (2)

• Micrófono (1)

• Circuito integrado MC2833

Convertidor Analógico Digital

• Circuito integrado 555 (2)

• Capacitor de 4.7microfarads (2)

• Capacitor de 100nanofarads (1)

• Circuito integrado MAX187

Convertidor Digital Analógico

• Circuito integrado MAX5352

• Circuito integrado 555 (2)

• Resistencia de 10kohms (2)

Construcción

Se probaron en protoboard los circuitos: 1Transmisor FM, 2Receptor FM, 3Timer NE555 (4), 4Convertidor Analógico-Digital, 5Convertidor Digital-Analógico.

con los dispositivos listados, para comprobar el estado físico de cada circuito

integrado y su funcionamiento debido y posteriormente se soldó cada componente

y circuito a una placa. Una vez realizados dichos circuitos se ordenaron de tal

forma que se tuviera el Transmisor Digital FM.

Las salidas de los timers NE555 en el pin “3” serán los relojes CS y SCLK

en los ADC y DAC. Esto quiere decir que se conectarán a los pines “7” y “8”

respectivamente del ADC y a los pines “2” y “4” del DAC para que estos se

sincronicen correctamente y puedan hacer al conversión sin errores.

La entrada analógica proveniente de un ipod por conexión plug-in se

conecta al pin “2” denominado AIN del MAX187 para que éste realice la

conversión analógica-digital, posteriormente la salida del pin “6” denominado

DOUT, de este mismo circuito se conecta con la entrada del transmisor FM

formado con el circuito integrado MC2833 en el pin “5” y sale la señal por la

antena de transmisión por el pin “9” del transmisor.

Por otra parte el receptor TDA7000 tiene la antena de recepción entre los

pines “13” y “14” y se obtiene la señal digital en el pin “3” del mismo circuito. Esta

señal entra al convertidor digital-analógico MAX5352 en el pin “3” denominado

DIN, se realiza la conversión y la salida analógica de audio transmitida desde el

ipod se obtiene en el pin “1” denominado OUT.

1 Transmisor FM (MC2833)

2 Receptor FM (TDA7000)

3 Timer NE555

4 Convertidor Analógico-Digital

5 Convertidor Digital-Analógico

Resultados Obtenidos

Se logró transmitir en FM a una frecuencia de 108Mhz con el circuito

integrado MC2833 esta frecuencia sirvió para que pudiera ser escuchada dentro

de la radio comercial. Además de crear el receptor propio con el TDA7000 y

encontrar nuestra frecuencia de 108MHz con la variación de un capacitor variable.

La digitalización se logro con el MAX187 y los relojes sincronizando los

relojes de tal forma que uno era 15 veces el mayor ya que nuestros bloques de bit

eran de 12bits. Se observo la digitalización con la ayuda de un osciloscopio y se

escucho esta digitalización al transmitir como una serie de pulsos.

El regreso de digital a analógico no se logró debido a que no se pudo

sincronizar el DAC con el ADC por la variación en los relojes y sus componentes.

Conclusiones

La transmisión analógica si se logro sin problemas aunque ese no era el

objetivo del trabajo, la digitalización se logró pero sin transmisión. La

sincronización de los relojes es complicada debido a la diferencia entre

componentes ya que ninguno es exacto y varían por fabricación. La transmisión de

señales es muy importante a nivel mundial ya que el estilo de vida actual depende

de ello por lo tanto una transmisión de audio FM digital es importante por todas las

áreas que abarca, desde el sistema básico de comunicación hasta el cifrado de

información por seguridad y privacidad.

Referencias

http://www.datasheetcatalog.com/datasheets_pdf/M/A/X/1/MAX187.shtml

http://www.neoteo.com/mi-primer-receptor-tda7000.neo

http://www.datasheetcatalog.com/datasheets_pdf/M/A/X/5/MAX5352.shtml

http://www.datasheetcatalog.com/datasheets_pdf/M/C/2/8/MC2833.shtml

Tocci, Ronald. “Digital Systems Principles and Applications”. 8Ed 2001.