Instituto Tecnológico de Costa Rica Verano 2009-2010 Escuela de Ingeniería Electrónica Comunicaciones Eléctricas Prof: Ing. Aníbal Coto Cortés Segundo Examen Parcial

Estudiante:

1- Un modulador DSB-LC transmite una potencia de 900W a través de una resistencia de

50Ω cuando ( ) 0f t = a una frecuencia de 600 KHz . Al utilizar como señal moduladora un

tono de 50 KHz se tiene una potencia de 450W en las bandas laterales.

a) Dibuje el espectro para el caso en que se aplica el tono modulador. 1pts b) Calcule el índice de modulación. 1pts c) Calcule la amplitud pico de onda moduladora. 1pts d) Calcule la potencia total de salida. 1pts e) Si para demodular esta señal se utiliza un sistema heterodino con una frecuencia

intermedia de 300 KHz , dibuje el esquema del receptor, que utiliza un detector de

envolvente. 1pts f) Calcule las posibles frecuencias del oscilador local que ubicarían a la información

en la frecuencia intermedia. 1pts g) Calcule y demuestre mediante un bosquejo, las posibles frecuencias que podrían

interferir con la información para los casos calculados en el punto anterior. 1pts 2- Se requieren digitalizar 30 señales, cada una con un ancho de banda de 5 KHz .

a) Calcule la frecuencia de muestreo mínima ( mf ) a utilizar para digitalizar cada señal.

Aclare el criterio usado. 1pts b) Si se digitaliza con código PCM de 8 bits y las 30 señales se transmiten mediante

TDM, calcule el ancho de banda mínimo para la transmisión de las 30 señales.1pts c) Haga un bosquejo del espectro de la señal TDM indicando frecuencias. 1pts

P17pts P23pts P311pts P45pts P56pts NF32pts NF100pts

INDICACIONES Realice los problemas que se le presentan en hojas blancas tamaño carta (no utilice hojas con renglones), no utilice lapicero rojo. Si escribe en lápiz no podrá hacer reclamos posteriores a la calificación. Sea ordenado, dibuje todos los diagramas intermedios y procedimientos que le permiten llegar a su solución. Indique en todo momento el nombre de las leyes y fórmulas que utiliza. Sus desarrollos deben mostrar claramente el camino seguido para llegar a los resultados, sean éstos literales o numéricos. Desarrolle los problemas en LITERALES y al finalizar sustituya los valores numéricos correspondientes. Se permite el uso de un formulario, que no debe contener ningún tipo de ejemplo. Utilice eficientemente el espacio de las hojas, no realice soluciones de doble columna (solamente una columna). No se permite el préstamo de materiales durante el examen. Dispone de un máximo de 120 minutos exactos para entregar el examen, tome en cuenta el tiempo ya que no se ampliará. En caso de consultar cualquier otro material sin autorización se le considerará como fraude. NO OLVIDE LAS UNIDADES. Encierre sus resultados finales en un rectángulo visible, si no lo hace se presupone que usted admite no haber llegado a la solución final. Durante el examen solo se atenderán consultas de FORMA durante los primeros 30 minutos, así que lea todo el examen y asegúrese de comprender lo que se le pide antes de iniciar. NO se permite el uso de TELÉFONO CELULAR ni de ningún medio electrónico diferente a la calculadora durante la realización de la prueba. El teléfono no debe producir ningún tipo de distracción (sonidos). Entregue este enunciado como portada de su examen. Si no sigue las instrucciones, se le calificará con la nota mínima (CERO).

“Monsieur LaPadite, to both your family and your cows I say: Bravo”

3- Un micrófono de audio de propósito general tiene una tensión máxima de salida de

25 pmV , con una 1OUTZ K= Ω . La señal que entrega el micrófono se utiliza para realizar

modulación en frecuencia según el esquema mostrado. El amplificador 1 tiene una

10IN OUTZ Z K= = Ω , una ganancia 1G y está acoplado al VCO. La frecuencia de salida del

VCO está dada por la siguiente ecuación: 1656 3032 [ ]out inf V KHz= + , donde el rango de

tensión de entrada es de [1 5]V− . Se requiere ubicar a la onda modulada en 8MHz , y que su

ancho de banda no exceda los 200 KHz .

a) ¿Cuál es la función espectral del bloque DC offset circuit? Dibuje este circuito con el circuito equivalente del micrófono y la entrada del amplificador 1. Asuma que dispone de fuentes ideales. 1pts

b) Calcule 1G en dB para cumplir con el ancho de banda especificado. 2pts

c) Calcule el valor del DC Offset circuit para cumplir lo especificado. 2pts

d) Si el VCO entrega una señal de 5 pV , escriba la ecuación a la salida de este, dando

todos sus valores numéricos, excepto para la información y el tiempo. Asuma en este caso que ( )f t es la señal de entrada al VCO. 2pts

e) Si el micrófono se expone a un tono audible de 12.5 KHz , haga un bosquejo del

espectro de salida, indicando valores de frecuencia y valores relativos de amplitud hasta las primeras tres bandas laterales superiores e inferiores a la portadora. 2pts

f) Modifique el diagrama de bloques para obtener modulación de fase. 1pts g) Al modular en fase, ¿Se mantienen las condiciones espectrales especificadas para la

modulación de frecuencia? Justifique y explique su respuesta. 1pts 4- Dos señales, una DSB-SC y otra SSB-SC utilizan una portadora de 5MHz . Ambas

transportan información con una banda base de 4 KHz . Cada señal llega al receptor con una

potencia de 1mW . El ruido con el que se reciben las señales es blanco con una densidad

espectral del potencia unilateral de 2 /nW Hz . El receptor consiste de un filtro pasabanda

ideal cuyo ancho de banda se acopla al ancho de banda de cada transmisión, seguido de un detector síncrono.

a) Calcule el SNR de la señal DSB-SC y de la SSB-SC a la entrada del detector síncrono. Compárelas numéricamente y explique el resultado. 2pts

b) Calcule el SNR de la señal DSB-SC y de la SSB-SC a la salida del detector síncrono. Compárelas y haga una conclusión respecto a lo calculado en a) 2pts

c) Suponga ahora que el ruido unilateral es de la forma 32 10 /f pW Hz−× ⋅ . Calcule la

relación /out inSNR SNR para la modulación DSB-SC. 1pts

5- Complete el siguiente crucigrama. (Cada 3 respuestas correctas dan un punto) 6pts Horizontal

1. Estándar IEEE de WiMAX 4. Siglas que identifican al sistema global para las comunicaciones móviles 6. Nombre que se le da al patrón de radiación de un satélite proyectado en la superficie de

la Tierra 11. Estándar de televisión digital no optimizado para la operar en sistemas móviles 13. Siglas del primer circuito que trata a la señal proveniente de un satélite 14. Característica básica que diferencia a los datos de una red 2G de una 3G 15. Siglas del sistema de radio digital que opera a bajas frecuencias para optimizar su

operación países conformados por islas 16. Angulo que se mide desde el norte geográfico para ubicar una antena satelital 17. Principal formato de modulación utilizado en telefonía satelital Vertical

2. Ancho de banda típico de los canales de televisión digital 3. Nombre que describe a la tecnología telefónica celular que permite básicamente hacer y

recibir llamadas 5. Eje del plan nacional de desarrollo de las telecomunicaciones que pretende hacer que el

acceso al servicio sea universal 7. En Costa Rica, una empresa de comunicaciones puede obtener 2 tipos de permiso para

operar: concesión y autorización. La diferencia radica en el uso del:___________ 8. Siglas en inglés del sistema de radio digital de difusión 9. Siglas de uno de los estándares más utilizado en redes 3G 10. Modulación utilizada por WiMAX 12. Nombre en inglés que identifica el canal por el cual un teléfono celular se comunica con

la torre 13. Siglas que identifican la orbita de los satélites usados en telefonía satelital

ACC/acc

5- Complete el siguiente crucigrama. (Cada 3 respuestas correctas dan un punto) 6pts Horizontal

2. Nombre que describe a la tecnología telefónica celular que permite básicamente hacer y

recibir llamadas 4. Estándar IEEE de WiMAX 6. Modulación utilizada por WiMAX 10. Nombre que se le da al patrón de radiación de un satélite proyectado en la superficie de

la Tierra 12. En Costa Rica, una empresa de comunicaciones puede obtener 2 tipos de permiso para

operar: concesión y autorización. La diferencia radica en el uso del:___________ 14. Siglas en inglés del sistema de radio digital de difusión 15. Siglas de uno de los estándares más utilizado en redes 3G 16. Nombre en inglés que identifica el canal por el cual un teléfono celular se comunica con

la torre 18. Siglas del sistema de radio digital que opera a bajas frecuencias para optimizar su

operación países conformados por islas Vertical

1. Característica básica que diferencia a los datos de una red 2G de una 3G 3. Siglas que identifican al sistema global para las comunicaciones móviles 5. Ancho de banda típico de los canales de televisión digital 7. Angulo que se mide desde el norte geográfico para ubicar una antena satelital 8. Eje del plan nacional de desarrollo de las telecomunicaciones que pretende hacer que el

acceso al servicio sea universal 9. Siglas que identifican la orbita de los satélites usados en telefonía satelital 11. Estándar de televisión digital no optimizado para la operar en sistemas móviles 13. Principal formato de modulación utilizado en telefonía satelital 17. Siglas del primer circuito que trata a la señal proveniente de un satélite

ACC/acc

5- Complete el siguiente crucigrama. (Cada 3 respuestas correctas dan un punto) 6pts

Horizontal

2. Nombre que describe a la tecnología telefónica celular que permite básicamente hacer y

recibir llamadas 5. Modulación utilizada por WiMAX 8. Nombre en inglés que identifica el canal por el cual un teléfono celular se comunica con

la torre 10. Estándar IEEE de WiMAX 12. Eje del plan nacional de desarrollo de las telecomunicaciones que pretende hacer que el

acceso al servicio sea universal 14. En Costa Rica, una empresa de comunicaciones puede obtener 2 tipos de permiso para

operar: concesión y autorización. La diferencia radica en el uso del:___________ 16. Nombre que se le da al patrón de radiación de un satélite proyectado en la superficie de

la Tierra 18. Siglas en inglés del sistema de radio digital de difusión Vertical

1. Característica básica que diferencia a los datos de una red 2G de una 3G 3. Siglas que identifican al sistema global para las comunicaciones móviles 4. Angulo que se mide desde el norte geográfico para ubicar una antena satelital 6. Siglas del sistema de radio digital que opera a bajas frecuencias para optimizar su

operación países conformados por islas 7. Estándar de televisión digital no optimizado para la operar en sistemas móviles 9. Siglas de uno de los estándares más utilizado en redes 3G 11. Ancho de banda típico de los canales de televisión digital 13. Siglas que identifican la orbita de los satélites usados en telefonía satelital 15. Principal formato de modulación utilizado en telefonía satelital 17. Siglas del primer circuito que trata a la señal proveniente de un satélite

ACC/acc

5- Complete el siguiente crucigrama. (Cada 3 respuestas correctas dan un punto) 6pts Horizontal

1. Estandar IEEE de WiMAX 4. Estandar de televisión digital no optimizado para la operar en sistemas móviles 5. Nombre que se le da al patrón de radiación de un satélite proyectado en la superficie de

la Tierra 6. Nombre que describe a la tecnología telefónica celular que permite básicamente hacer y

recibir llamadas 8. Eje del plan nacional de desarrollo de las telecomunicaciones que pretende hacer que el

acceso al servicio sea universal 13. En Costa Rica, una empresa de comunicaciones puede obtener 2 tipos de permiso para

operar: concesión y autorización. La diferencia radica en el uso del:___________ 14. Siglas en inglés del sistema de radio digital de difusión 15. Siglas de uno de los estándares más utilizado en redes 3G 16. Siglas del sistema de radio digital que opera a bajas frecuencias para optimizar su

operación países conformados por islas 17. Principal formato de modulación utilizado en telefonía satelital

Vertical

2. Ancho de banda típico de los canales de televisión digital 3. Característica básica que diferencia a los datos de una red 2G de una 3G 4. Angulo que se mide desde el norte geográfico para ubicar una antena satelital 7. Siglas que identifican al sistema global para las comunicaciones móviles 9. Siglas que identifican la orbita de los satélites usados en telefonía satelital 10. Nombre en inglés que identifica el canal por el cual un teléfono celular se comunica con

la torre 11. Modulación utilizada por WiMAX 12. Siglas del primer circuito que trata a la señal proveniente de un satélite

ACC/acc

RESPUESTAS

SOLUCIÓN. 1) Problema 5.2.6, p289, Stremler, Manual Sol. p 63. Modificado. 2) Problema 7.6.7, p 451, Stremler, Manual Sol. p 117. Modificado. 3) Inventado 4) Problema 5.7.1, p294, Stremler. Sol. Manual, p72. 5) Tomado de las exposiciones.