CURSO MAESTRÍA EN ELECTRÓNICA Tópicos Selectos de ...
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FORMATOS DE MODULACIÓN EN
SISTEMAS DE COMUNICACIONES Responsable Dr. Alejandro García Juárez.
Colaboradores
Dr. José Rafael Benito Noriega Luna
Dr. Luis Arturo García Delgado
CURSO
MAESTRÍA EN ELECTRÓNICA
Tópicos Selectos de
Comunicaciones
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Los sistemas de comunicaciones de radiofrecuencia y fibra óptica, requieren de
portadoras de información, transmisor, canal de información y receptor.
INTRODUCCIÓN
Proceso de comunicación
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Esquemas de modulación directa y externa y sistemas de detección
directa y coherente en los enlaces fotónicos de microondas
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tAtf mm cos)( p
m
A
Am
Indice de Modulación de Señales AM
)(tsAM
mm 100% tAttfts pppAM coscos)( pA
tfm max)(
t
pAmA
mp AA
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pm AA
pm AA
pm AA
t
t
t
)(1
tsAM
)(2
tsAM
)(3
tsAM
%100% m
%100% m
%100% m
Indice de Modulación de Señales AM
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Modulación en Amplitud con Banda Lateral Única
ppmp mp mp mp
m2
tpcos
X
pc
tf
)(Ftf F
mm
A
ppmp mp mp mp
tSBLU
La modulación en banda lateral
única puede ser superior o
inferior, dependiendo de la
banda lateral que se desee
obtener.
Ventaja: Menor ancho de
banda.
Banda Lateral Única Superior
El filtro debe dejar pasar
sólamente la banda lateral
deseada (superior o inferior) y
tener una respuesta en frecuencia
muy selectiva para eliminar
completamente la banda lateral no
deseada.
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Modulación en Amplitud con Banda Lateral Residual
)(F
mm
ppmp mp mp mp
ppmp mp mp mp
p2p2
característica real del filtro
Espectro de frecuencias de señal original
Espectro de frecuencias de señal modulada
en doble banda lateral y característica del
filtro empleado para eliminar (reducir) una
banda.
Espectro de frecuencias de señal modulada
con banda lateral residual (banda superior
completa y banda inferior residual – ambas
porciones deben ser complementarias)
Espectro de frecuencias de la
demodulación de la banda
lateral residual.
En el origen se compensan las
porciones atenuadas y las
porciones residuales al ser
complementarias.
magnitud resultante del traslape
de las bandas en el origen
forma en que se traslapan las bandas laterales en el origen
porción atenuada de la
banda lateral superior
porción residual de la
banda lateral inferior
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Multicanalización
MPX
f1(t)
t
f2(t)
t
f3(t)
t
fn(t)
t
DEMUX
f1(t)
t
f2(t)
t
f3(t)
t
fn(t)
t
Un sólo canal de
comunicación
n señales a ser transmitidas por el canal
En el transmisor En el receptor
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Multicanalización por División de Frecuencia
MPX
f1(t)
t
f2(t)
t
f3(t)
t
fn(t)
t
W
F (W) 1
0
W
F (W) 2
0
F (W) 3
0 W
F (W) n
0 W
W
Wp1 Wp2 Wp3 Wpn
AB = 2Wmax
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Demulticanalización por División de Frecuencia
DEMUX
f1(t)
t
f2(t)
t
f3(t)
t
fn(t)
t
W
F (W) 1
0
W
F (W) 2
0
F (W) 3
0 W
F (W) n
0 W
W
Wp1 Wp2 Wp3 Wpn
AB = 2Wmax
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Multicanalización y Demulticanalización por División de Frecuencia
W
Wp1 Wp2 Wp3 Wpn
AB = 2Wmax
W
F (W) 1
0
W
F (W) 2
0
F (W) 3
0 W
F (W) n
0 W
f1(t)
t
f2(t)
t
f3(t)
t
fn(t)
t
MPX DEMUX
canal
W
F (W) 1
0
W
F (W) 2
0
F (W) 3
0 W
F (W) n
0 W
f1(t)
t
f2(t)
t
f3(t)
t
fn(t)
t
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Multicanalizador por División de Frecuencia
MOD
cos wp1t
MOD
cos wp2t
MOD
cos wp3t
MOD
cos wpnt
+
f1(t)
t
f2(t)
t
f3(t)
t
fn(t)
t
W
F (W) 1
0
W
F (W) 2
0
F (W) 3
0 W
F (W) n
0 W
W
Wp1 Wp2 Wp3 Wpn
AB = 2Wmax
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f1(t)
t
f2(t)
t
f3(t)
t
fn(t)
t
W
F (W) 1
0
W
F (W) 2
0
F (W) 3
0 W
F (W) n
0 W
Demulticanalizador por División de Frecuencia
DEM
cos wp1t Wc = Wp1
AB = 2Wmax
DEM
cos wp2t Wc = Wp2
AB = 2Wmax
DEM
cos wp3t Wc = Wp3
AB = 2Wmax
DEM
cos wpnt Wc = Wpn
AB = 2Wmax
W
Wp1 Wp2 Wp3 Wpn
AB = 2Wmax
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W
Wp1 Wp2 Wp3 Wpn
AB = 2Wmax
Multicanalización y Demulticanalización por División de Frecuencia
MOD DEM
cos wp1t cos wp1t
Wc = Wp1
AB = 2Wmax
MOD DEM
cos wp2t cos wp2t
Wc = Wp2
AB = 2Wmax
MOD DEM
cos wp3t cos wp3t
Wc = Wp3
AB = 2Wmax
MOD DEM
cos wpnt cos wpnt
Wc = Wpn
AB = 2Wmax
f1(t)
f2(t)
fn(t)
f1(t)
f2(t)
f3(t)
fn(t)
+ f3(t)
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Recepción de una Señal Multicanalizada – Receptor Sintonizado
tfDEM
c=p1
AB = 2 MAX
AMP
tp1cos
AMP
Filtro con alta selectividad
Selecciona
exclusivamente la
señal que se desea
recibir de entre
todas las señales
multicanalizadas
Amplifica la señal
seleccionada para
recuperar potencia
perdida por la
atenuación del
medio de
transmisión
Demodula la señal
elegida a la
frecuencia que fué
modulada en el
multicanalizador
Amplificador con alta ganancia
Demodulador para la frecuencia elegida
Para que el receptor tenga
posibilidad de recibir a
voluntad cualquiera de las
señales multicanalizadas
debe ser capaz de variar
su filtro y su frecuencia de
demodulación de manera
simultánea
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Recepción de una Señal Multicanalizada – Receptor Heterodino
DEM AMP AMP
tOLcos tIFcos
c=p1
AB = n 2 MAX
c=IF
AB = 2 MAX
X tf
Filtro con alta selectividad a frecuencia fija fIF
Amplificador con alta ganancia
Demodulador para la frecuencia fija fIF
Filtro variable con
poca selectividad
Selecciona un
rango amplio de
señales
multicanalizadas
Amplifica la
señal
trasladada a
la frecuencia
fIF para
recuperar
potencia
perdida por
la
atenuación
del medio de
transmisión
Demodula la
señal
trasladada a
la frecuencia
fija fIF
Para que el receptor
tenga posibilidad de
recibir a voluntad
cualquiera de las señales
multicanalizadas debe
ser capaz de variar su
filtro de baja selectividad
y su frecuencia del
oscilador local
Selecciona
exclusivamente
la señal que se
desea recibir y
que fué
trasladada y
centrada a la
frecuencia fija
fIF (frecuencia
intermedia)
Modula a la frecuencia
del oscilador local fOL
La frecuencia
del oscilador
local es tal que
la señal a recibir
se traslada y
centra a la
frecuencia fija
fIF
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Multicanalización por División del Tiempo de Señales Analógicas
f1(t
)
t
f2(t
)
t
f3(t
)
t
fn(t
)
t
. . .
T1 T2 T3
t
f1(t) f2(t) f3(t) fn(t) f1(t) f2(t) f3(t)
T1 T2 T3 Tn
MPX
n señales son transmitidas
por un sólo canal
asignándose su uso en
diferentes intervalos de
tiempo
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DEMUX
f1(t
)
t
f2(t
)
t
f3(t
)
t
fn(t
)
t
T1 T2 T3 Tn
. . .
T1 T2 T3
t
f1(t) f2(t) f3(t) fn(t) f1(t) f2(t) f3(t)
Multicanalización por División del Tiempo de Señales Analógicas
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Multicanalización y Demulticanalización por División del Tiempo
f1(t)
t
f2(t)
t
f3(t)
t
fn(t)
t
MPX DEMUX
canal
f1(t)
t
f2(t)
t
f3(t)
t
fn(t)
t
. . .
T1 T2 T3
t
f1(t) f2(t) f3(t) fn(t) f1(t) f2(t) f3(t)
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Una señal analógica multicanalizada en el tiempo está siendo
muestreada, por lo que la frecuencia a la que se envían las
muestras de cada señal debe cumplir con: fm > 2 fmax
Multicanalización por División del Tiempo y Muestreo de Señales Analógicas
pp(t) |Pp(f)|
t f fm 2 fm 3 fm 4 fm
Tm fm = 1/Tm
f(t) |F(f)|
t f fmax
a
fmn(t)= f(t) pp(t)
t
|Fmn (f)|
f fm 2 fm 3 fm 4 fm Tm
v v
a
2p / a
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![Page 23: CURSO MAESTRÍA EN ELECTRÓNICA Tópicos Selectos de ...](https://reader035.fdocuments.co/reader035/viewer/2022072613/62def35dfebb8a018a2bec3a/html5/thumbnails/23.jpg)
![Page 24: CURSO MAESTRÍA EN ELECTRÓNICA Tópicos Selectos de ...](https://reader035.fdocuments.co/reader035/viewer/2022072613/62def35dfebb8a018a2bec3a/html5/thumbnails/24.jpg)
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![Page 26: CURSO MAESTRÍA EN ELECTRÓNICA Tópicos Selectos de ...](https://reader035.fdocuments.co/reader035/viewer/2022072613/62def35dfebb8a018a2bec3a/html5/thumbnails/26.jpg)
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t
t
Multicanalización por División del Tiempo de Señales Digitales
d1
t d2
t d3
dn
T4 T3 T2 T1
d1 d2 d3 dn d1 d2 d3
. . .
T1 T2 T3
t
MPX
en la multicanalización de
señales digitales estas son
controladas en su flujo
(momentos en que se
transmiten o dejan de
transmitir) para combinarse
adecuadamente en el canal
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Multicanalización por División del Tiempo de Señales Digitales
t
t d1
t d2
t d3
dn
T4 T3 T2 T1
d1 d2 d3 dn d1 d2 d3
. . .
T1 T2 T3
t
DEMUX
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MPX DEMUX
canal
d1 d2 d3 dn d1 d2 d3
. . .
T1 T2 T3
t
t
t d1
t d2
t d3
dn
T4 T3 T2 T1
t
t d1
t d2
t d3
dn
T4 T3 T2 T1
Multicanalización y Demulticanalización por División del Tiempo
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Multicanalización por División del Tiempo de Señales Analógicas
p1(t)
Wmax<Wc< Wm
p2(t)
p3(t)
pn(t)
f1(t)
f2(t)
fn(t)
f1(t)
f2(t)
f3(t)
fn(t)
+ f3(t)
X
X
X
X
p1(t)
p2(t)
p3(t)
pn(t)
X
X
X
X
... p1(t)
t
p2(t)
t
p3(t)
t
pn(t) t
T1 T2 T3 Tn
. . .
T1 T2 T3
t
f1(t) f2(t) f3(t) fn(t) f1(t) f2(t) f3(t)
Wmax<Wc< Wm
Wmax<Wc< Wm
Wmax<Wc< Wm
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cada una de las n señales es
muestreada, en intervalos de
tiempo diferentes a las demás,
y las muestras resultantes se
suman para formar una sola
señal
Multicanalizador por División del Tiempo de Señales Analógicas
. . .
T1 T2 T3
t
. . .
T1 T2 T3
t
. . .
T1 T2 T3
t
. . .
T1 T2 T3
t
... p1(t)
t
p2(t)
t
p3(t) t
pn(t) t
T1 T2 T3 Tn
p1(t)
p2(t)
p3(t)
pn(t)
X
X
X
X
+
t
t
t
t
f1(t)
f2(t)
f3(t)
fn(t)
T1 T2 T3 Tn
. . .
T1 T2 T3
t
f1(t) f2(t) f3(t) fn(t) f1(t) f2(t) f3(t)
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las muestras de cada una de
las n señales deben ser
aisladas para poder ser
filtradas individualmente
Demulticanalizador por División del Tiempo de Señales Analógicas
. . .
T1 T2 T3
t
. . .
T1 T2 T3
t
. . .
T1 T2 T3
t
. . .
T1 T2 T3
t
... p1(t)
t
p2(t)
t
p3(t) t
pn(t) t
T1 T2 T3 Tn
p1(t)
p2(t)
p3(t)
pn(t)
X
X
X
X
t
t
t
t
. . .
T1 T2 T3
t
f1(t) f2(t) f3(t) fn(t) f1(t) f2(t) f3(t)
Wmax<Wc< Wm
Wmax<Wc< Wm
Wmax<Wc< Wm
Wmax<Wc< Wm
t
t
t
t
f1(t)
f2(t)
f3(t)
fn(t)
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Modulación Angular
tAts ppp cos)(
tt p)(
Señal Portadora
Ángulo de la Señal Portadora
En la modulación angular el ángulo de la señal portadora se varía
en función de la señal de información:
Dado que el ángulo se constituye por una frecuencia p y por un
ángulo de fase , entonces el ángulo total puede ser variado al
modificar, en función de la señal de información, uno de estos dos
parámetros, obteniéndose una modulación angular por variación de
la frecuencia (modulación en frecuencia) o una modulación
angular por variación de la fase (modulación de fase),
respectivamente.
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Modulación Angular
tAts ppp cos)(
tt p)(
)(cos)( tAts pp
)(cos)( tAts MpM
)(
)()(
tt
ttt
p
p
M
Señal Portadora
Ángulo de la Señal Portadora
Señal Portadora
Señal Modulada en Ángulo
Modulación en Ángulo
por Variación de la Frecuencia
o Variación de la Fase en Función
de la Señal de Información
tfdefunciónen
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Modulación Angular por Variación de Fase – Modulación de Fase
)()( tfkt PM
)()( ttt pPM
)(cos)( tfktAts PMppPM
)(')( tfkt PMpPM
)(cos)( tAts PMpPM
dt
tdt PM
PM
)()(
Ángulo total de la señal modulada
Expresión general de la señal modulada
Ángulo de fase que varía en función de f(t)
Frecuencia de la señal modulada
Señal modulada en fase
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dttfktt FMpFM )()(
)(cos)( tAts FMpFM
)()( tfkt FMpFM
dttt FMFM )()(
dttfktAts FMppFM )(cos)(
ttt FMFM )()(
Modulación Angular por Variación de Frecuencia – Modulación en Frecuencia
Ángulo total de la señal modulada
Expresión general de la señal modulada
Frecuencia que varía en función de f(t)
Señal modulada en frecuencia
Ángulo de fase de la señal modulada
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Modulación Angular (Variación de Fase y Variación de Frecuencia)
)()( tfkt PM
)()( ttt pPM
dttfktt FMpFM )()(
Módulación de Fase Módulación de Frecuencia
)(cos)( tfktAts PMppPM
)(')( tfkt PMpPM
)(cos)( tAts PMpPM
dt
tdt PM
PM
)()(
)(cos)( tAts FMpFM
)()( tfkt FMpFM
dttt FMFM )()(
dttfktAts FMppFM )(cos)(
ttt FMFM )()(
![Page 39: CURSO MAESTRÍA EN ELECTRÓNICA Tópicos Selectos de ...](https://reader035.fdocuments.co/reader035/viewer/2022072613/62def35dfebb8a018a2bec3a/html5/thumbnails/39.jpg)
Desviación de Frecuencia
Módulación de Fase Módulación de Frecuencia
)(')( tfkt PMpPM )()( tfkt FMpFM
)(')( tfkt PMPM
maxmax )(')( tfkt PMPM
)()( tfkt FMFM
maxmax )()( tfkt FMFM
La desviación en frecuencia , es la diferencia que existe entre la
frecuencia de la señal portadora y la frecuencia de la señal
modulada en un tiempo en particular.
![Page 40: CURSO MAESTRÍA EN ELECTRÓNICA Tópicos Selectos de ...](https://reader035.fdocuments.co/reader035/viewer/2022072613/62def35dfebb8a018a2bec3a/html5/thumbnails/40.jpg)
Modulación en Fase - Ejemplo
0
0
0
0
0
tts pp cos)(
tAtf mm cos
tAktt mmPMpPM cos)(
tAkt mmmPMpPM sin)(
)(tsPM
p
tp
tmsin
max
min
max
![Page 41: CURSO MAESTRÍA EN ELECTRÓNICA Tópicos Selectos de ...](https://reader035.fdocuments.co/reader035/viewer/2022072613/62def35dfebb8a018a2bec3a/html5/thumbnails/41.jpg)
Modulación en Frecuencia - Ejemplo
0
0
0
0
0
tts pp cos)(
tAtf mm cos
tktt mA
FMpFMm
m
sin)(
tAkt mmFMpFM cos)(
)(tsFM
p
tp
tmsin
max
min
max
![Page 42: CURSO MAESTRÍA EN ELECTRÓNICA Tópicos Selectos de ...](https://reader035.fdocuments.co/reader035/viewer/2022072613/62def35dfebb8a018a2bec3a/html5/thumbnails/42.jpg)
Análisis en Frecuencia de la Modulación Angular
entoncestAtfsi mm cos
ttAts m
m
mAFMkppFM
sincos)(
ttAts m
m
mAFMkppFM
sincos)(
dttfktAts FMppFM )(cos)(
El comportamiento de la modulación angular en el dominio de la
frecuencia ofrece información respecto al ancho de banda que
ocupa la modulación y si este se modifica de alguna manera al
modificar algún parámetro de la modulación.
Para el caso particular de una señal de información cosenoidal:
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Representación de la Modulación Angular por Funciones Bessel
ttAts m
m
mAFMkppFM
sincos)(
)sinsin(sin)sincos(cos)( tmttmtAts mFMpmFMppFM
m
mFM AkFMm
reacomodando los términos puede representarse de la siguiente
forma:
en donde:
y se identifican las funciones de la forma:
sincos x sinsin x
![Page 44: CURSO MAESTRÍA EN ELECTRÓNICA Tópicos Selectos de ...](https://reader035.fdocuments.co/reader035/viewer/2022072613/62def35dfebb8a018a2bec3a/html5/thumbnails/44.jpg)
Representación de la Modulación Angular por Funciones Bessel
...4cos)(22cos)(2)(sincos 420 xJxJxJx
...5sin)(23sin)(2sin)(2sinsin 531 xJxJxJx
parnxJxJ nn )()( imparnxJxJ nn )()(
,...2,1,0)1(!
)()1()(
22
nknk
xJk
knxk
n
estas funciones pueden desarrollarse en función de las denominadas
funciones Bessel:
sincos x sinsin x
en donde:
es la función Bessel de orden n y se cumple que:
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Comportamiento de las Funciones Bessel
0 2 4 6 8 10 12 -0.5
0
0.5
1
argumento - índice de modulación
Jn(x)
n=0
n=1 n=2
n=3 n=4 n=5 n=6 n=7
n=8
x
![Page 46: CURSO MAESTRÍA EN ELECTRÓNICA Tópicos Selectos de ...](https://reader035.fdocuments.co/reader035/viewer/2022072613/62def35dfebb8a018a2bec3a/html5/thumbnails/46.jpg)
Representación de la Modulación Angular por Funciones Bessel
...cos4cos)(sin3sin)(
cos2cos)(sinsin)(cos2)(
43
212
)(0
ttmJttmJ
ttmJttmJtAts
pmFMpmFM
pmFMpmFMpFMmJ
pFM
n
mpFMnpFM tnmJAts cos)()(
De manera que la expresión de la modulación angular en función
de las funciones Bessel con una señal de información cosenoidal
de frecuencia m queda dada por:
que muestra componentes de frecuencia situados en p+nm y con
amplitudes correspondientes a las funciones Bessel de orden n.
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Análisis en Frecuencia de la Modulación Angular
pmp mp
p
mp mp
p
)(tsFM
)(tsFM
)(tsFM
mp 2 mp 2
mp 3 mp 3
Al aumentar la desviación
de frecuencia aparecen
nuevos componentes de
frecuencia en el espectro
de la señal modulada.
Los componentes se
encuentran separados
entre sí por un valor de
frecuencia igual a la
frecuencia de la señal
moduladora.
La potencia se distribuye
entre los nuevos
componentes.
max2
max2
max2
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Análisis en Frecuencia de la Modulación Angular
Para una señal de información cualquiera, los componentes de frecuencia
que se producen en la modulación en frecuencia se encuentran en valores
de frecuencia que son combinaciones de las frecuencias de la señal de
información, generándose nuevos componentes, en frecuencias más altas,
al aumentar la desviación de frecuencia.
maxmaxFM 2AB
En general puede establecerse prácticamente el ancho de banda de la
modulación en frecuencia en función de la desviación de frecuencia y
de la máxima frecuencia presente en la señal de información:
p
)(tsFM
max2
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Comportamiento de un Modulador de FM
Un modulador en frecuencia realiza la función de convertir la
amplitud de la señal de información que se encuentra en su
entrada a un cierto valor de frecuencia de la señal modulada que
proporciona a su salida.
tfMOD
FM
dttfktAts FMppFM )(cos)(
)()( tfkt FMpFM
Un modulador en frecuencia recibe en su entrada a la señal de
información y proporciona en su salida la señal modulada, cuya
característica principal es que su frecuencia varía en función de la
información:
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Comportamiento de un Modulador de FM
MOD
FM p
p
p
VV 0
0V
VV 0
)(tFM
p
p
p
VV 00VVV 0 tf
)(tfkFM
Un modulador en frecuencia es un convertidor de amplitud a frecuencia.
La relación amplitud-frecuencia está determinada por kFM y es deseable que
sea lineal. kFM se denomina constante de sensibilidad del modulador.
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Comportamiento de un Demodulador de FM
tfDEM
FM
dttfktAts FMppFM )(cos)(
)()( tfkt FMpFM
DEM
FM p
p
p
VV 0
0V
VV 0
)(tFM
p
p
p
VV 0
0V
VV 0
Respecto a las señales
Respecto a los parámetros
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Procesos Básicos de Modulación Digital
tS p
t
tSPSK
t
tSFSK
t
tSASK
t
0 1 0 0 1 0 t
td
Modulación por
Conmutación de Amplitud
ASK
Modulación por
Conmutación de
Frecuencia FSK
Modulación por
Conmutación de Fase
PSK
Información Digital
Binaria
Señal Portadora
Analógica
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Modulación por Conmutación de Amplitud (ASK)
1)(,cos
0)(,cos)(
2
1
tdtA
tdtAtS
p
p
ASK
tAtdtS
entoncesAAyASi
tAtdtAtdtS
ppASK
p
ppASK
cos)()(
:0
cos)(cos)()(
21
21
)(td representa la negación lógica de d(t)
0 1 0 0 1 0
tS p
t
tSASK
t
t
td
![Page 54: CURSO MAESTRÍA EN ELECTRÓNICA Tópicos Selectos de ...](https://reader035.fdocuments.co/reader035/viewer/2022072613/62def35dfebb8a018a2bec3a/html5/thumbnails/54.jpg)
t
Análisis Espectral de la Modulación ASK
0 1 0 0 1 0
NRZtd
f
fD
tS p
t
tSASK
t
f
fSP
f
fSASK
bT1
bT1
bTpf 1bTpf 1
pf
pf
*1 2)(2 dTASK fABb
bT
df2
* Considerando una señal de datos codificada en NRZ
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Seleccionando la salida de acuerdo al valor de la señal de información.
* Si A1 = 0 esta entrada es 0.
Generación de la Modulación ASK
td
tpcos
X
MOD ASK
Multiplicación directa de la información d(t) por la señal portadora.
0
1
td
*
1 cos tA p
tA pcos2
MOD ASK
tSASK
tSASK
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Detección de la Modulación ASK
td
tpcos
mc
Eliminando los ciclos positivos (rectificando) y obteniendo el valor promedio (Vp) de la señal:
Vp diferente de cero = 1 lógico, Vp igual a cero = 0 lógico.
DEM ASK
td
tpcos
X pcm
DEM ASK
Modulando nuevamente y filtrando para obtener la señal en su banda base.
tSASK
tSASK
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Modulación por Conmutación de Frecuencia (FSK)
1)(,cos
0)(,cos)(
2
1
tdtA
tdtAtS
p
p
FSK
dttdtdAtS ppFSK )()(cos)(
)()()( tdtdt pp
p
p
ty
tcon
)(
)(
2
1
tAtdtAtdtS ppFSK 21 cos)(cos)()(
0 1 0 0 1 0
tS p
t
t
td
tSFSK
t
ó
![Page 58: CURSO MAESTRÍA EN ELECTRÓNICA Tópicos Selectos de ...](https://reader035.fdocuments.co/reader035/viewer/2022072613/62def35dfebb8a018a2bec3a/html5/thumbnails/58.jpg)
t
Análisis Espectral de la Modulación FSK
0 1 0 0 1 0
NRZtd
f
fD
t f
bT1
bT1
1f
)(2 dFSK ffAB
t f2f
pf
pf
t f2fpf
1f
)(1 tSASK
)(2 tSASK
)(tSFSK
)(1 fSASK
)(2 fSASK
)( fSFSK f2
dfdf
bT
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Generación de la Modulación FSK
td tAp 1cos
MOD
ASK
tAp 2cos
MOD
ASK
+
0
1
td
tAp 1cos
tAp 2cos tSFSK
MOD FSK
MOD FSK
tSFSK
Seleccionando como salida la señal portadora con
la frecuencia deseada de acuerdo al valor de la
señal de información.
Produciendo dos modulaciones
ASK, cada una de ellas a una de las
frecuencias deseadas 1 y 2.
tpcos
MOD
FM td tSFSK
MOD FSK
Empleando un modulador en frecuencia,
FM, con feecuencia central p y desviación
de frecuencia 12 /2.
![Page 60: CURSO MAESTRÍA EN ELECTRÓNICA Tópicos Selectos de ...](https://reader035.fdocuments.co/reader035/viewer/2022072613/62def35dfebb8a018a2bec3a/html5/thumbnails/60.jpg)
Detección de la Modulación FSK
t1cos
DEM
ASK
tpcos
1 o
td
t2cos
DEM
ASK
2 o
+ DEM
FM td tSFSK
tSFSK
DEM FSK
DEM FSK
Empleando un demodulador en
frecuencia, FM.
Separando las dos modulaciones ASK y
demodulándolas a su frecuencia particular.*
* Sólo es válido si la desviación de
frecuencia es suficientemente grande.
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Modulación por Conmutación de Fase (PSK)
1)(,cos
0)(,cos)(
2
1
tdtA
tdtAtS
pp
pp
PSK
21 cos)(cos)()( tAtdtAtdtS ppppPSK
tAtdtS ppPSK cos)(1)( Inversión de Fase
0 1 0 0 1 0
tS p
t
t
td
tSPSK
t
:0 21 entoncesySi p
21 )()(cos)( tdtdtAtS ppPSK
ó
tAtdtAtdtS ppppPSK cos)(cos)()(
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t
Análisis Espectral de la Modulación PSK
0 1 0 0 1 0
NRZtd
f
fD
t f
bT1
bT1
dPSK fAB 2
t f
pf
pf
t fpf
)(1 tSASK
)(2 tSASK
)(tSPSK
)(1 fSASK
)(2 fSASK
)( fSPSK
bT
1
2
21
df2
![Page 63: CURSO MAESTRÍA EN ELECTRÓNICA Tópicos Selectos de ...](https://reader035.fdocuments.co/reader035/viewer/2022072613/62def35dfebb8a018a2bec3a/html5/thumbnails/63.jpg)
Generación de la Modulación PSK
MOD PSK
MOD PSK*
Produciendo dos modulaciones
ASK, cada una de ellas con el
desfase deseado en la señal
portadora: 1 y 2.
td 1cos tA pp
MOD
ASK
MOD
ASK
+
MOD PSK
tSFSK
0
1
td
tA pp cos tSPSK
1
2
0
1
td
tA pp cos tSPSK
-1
p 21 0* ysi
Seleccionando como salida la señal portadora
con el desfase deseado de acuerdo al valor de la
señal de información.
2cos tA pp
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Detección de la Modulación PSK
td
tpcos
X
pcd
tSPSK
Modulando nuevamente y filtrando para obtener la señal
en su banda base.
La obtención correcta de la señal de información depende
de la correcta sincronización de la señal portadora
empleada para la demodulación, la cual debe obtenerse,
normalmente, de la misma señal que se recibe.
DEM PSK
![Page 65: CURSO MAESTRÍA EN ELECTRÓNICA Tópicos Selectos de ...](https://reader035.fdocuments.co/reader035/viewer/2022072613/62def35dfebb8a018a2bec3a/html5/thumbnails/65.jpg)
Transmisión de Datos
Canal información
digital
binaria
CONVERTIDOR DE
VALORES LÓGICOS A
SEÑAL ELÉCTRICA
información
digital
binaria
TX
REGENERACIÓN DE
SEÑAL ELÉCTRICA Y
CONVERSIÓN A
VALORES LÓGICOS
RX
Para la transmisión de información digital es necesario representar
ésta a través de una señal.
A las diversas formas en que puede representarse la información
digital como señales se les denomina Códigos de Línea.
señal
eléctrica
1 1 0 1 0 0 1
![Page 66: CURSO MAESTRÍA EN ELECTRÓNICA Tópicos Selectos de ...](https://reader035.fdocuments.co/reader035/viewer/2022072613/62def35dfebb8a018a2bec3a/html5/thumbnails/66.jpg)
t
Códigos de Línea
1 1 0 1 0 0 1 td
No Regreso a Cero
Regreso a Cero
Manchester
Regreso a Polaridad
Regreso a Cero Bipolar con
Inversión Alterna de Marca t
t
t
t
)(tdNRZ
)(tdRZ
)(tdRB
)(tdAMI
)(tdMAN
Información Digital Binaria
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Características de los Códigos de Línea
Capacidad de detección
de errores
Inmunidad al ruido
Densidad espectral de
potencia
Ancho de banda
Transparencia
Autosincronización Contenido suficiente de señal de temporización (reloj) que
permita identificar el tiempo correspondiente a un bit.
La definición del código incluye el poder detectar un error
y, en ocasiones, corregirlo.
Capacidad para detectar adecuadamente el valor de la
señal ante la presencia de ruido –baja probabilidad de
error-
Igualación entre el espectro de frecuencias de la señal y la
respuesta en frecuencia del canal de transmisión.
Contenido suficiente de señal de temporización (reloj) que
permita identificar el tiempo correspondiente a un bit.
Independencia de las características del código en
relación a la secuencia de unos y ceros que se transmita.
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Código No Regreso a Cero (NRZ)
1 1 0 1 0 0 1 td
No Regreso a Cero t)(tdNRZ
Información Digital Binaria
)()(2
22 bT
bNRZ SincTAD
bTdBB 44.03
0bT
1
bT2
bT1
bT2
![Page 69: CURSO MAESTRÍA EN ELECTRÓNICA Tópicos Selectos de ...](https://reader035.fdocuments.co/reader035/viewer/2022072613/62def35dfebb8a018a2bec3a/html5/thumbnails/69.jpg)
Código No Regreso a Cero (NRZ)
Capacidad de detección
de errores
Inmunidad al ruido
Densidad espectral de
potencia
Transparencia
Autosincronización No contiene señal de temporización
No permite detectar errores
En función de la diferencia de voltajes
Alto contenido de energía cercano a 0. El 95 % de la
potencia se encuentra en las frecuencias menores a la
frecuencia de los datos. Puede considerarse que la máxima
frecuencia de la señal es fd como criterio para limitar su
ancho de banda.
El valor promedio de la señal y la posibilidad de detectar
el inicio de un bit dependen del contenido de 1´s y 0´s
![Page 70: CURSO MAESTRÍA EN ELECTRÓNICA Tópicos Selectos de ...](https://reader035.fdocuments.co/reader035/viewer/2022072613/62def35dfebb8a018a2bec3a/html5/thumbnails/70.jpg)
Código Regreso a Cero (RZ)
1 1 0 1 0 0 1 td
Regreso a Cero t)(tdRZ
Información Digital Binaria
0bT
1
bT2
bT1
bT2
n
nbT
nnAbTbTARZ SincSincD )()()()(
2
22
8
2
42
16
2 ppp
bTdBB 88.03
![Page 71: CURSO MAESTRÍA EN ELECTRÓNICA Tópicos Selectos de ...](https://reader035.fdocuments.co/reader035/viewer/2022072613/62def35dfebb8a018a2bec3a/html5/thumbnails/71.jpg)
Código Regreso a Cero (RZ)
Capacidad de detección
de errores
Inmunidad al ruido
Densidad espectral de
potencia
Transparencia
Autosincronización Si contiene señal de temporización
No permite detectar errores
En función de la diferencia de voltajes
Alto contenido de energía cercano a 0.
Doble ancho de banda que NRZ.
Puede considerarse que la máxima frecuencia de la
señal es 2fd como criterio para limitar su ancho de
banda.
El valor promedio de la señal y la posibilidad de detectar
el inicio de un bit dependen sólamente del contenido de
0´s
![Page 72: CURSO MAESTRÍA EN ELECTRÓNICA Tópicos Selectos de ...](https://reader035.fdocuments.co/reader035/viewer/2022072613/62def35dfebb8a018a2bec3a/html5/thumbnails/72.jpg)
Código Regreso a Polaridad (RB)
1 1 0 1 0 0 1 td
Regreso a Polaridad t)(tdRB
Información Digital Binaria
0bT
1
bT2
bT1
bT2
)()(4
2
4
2bb TTA
RB SincD
![Page 73: CURSO MAESTRÍA EN ELECTRÓNICA Tópicos Selectos de ...](https://reader035.fdocuments.co/reader035/viewer/2022072613/62def35dfebb8a018a2bec3a/html5/thumbnails/73.jpg)
Capacidad de detección
de errores
Inmunidad al ruido
Densidad espectral de
potencia
Transparencia
Autosincronización Si contiene señal de temporización
No permite detectar errores
Mayor inmunidad al ruido al emplear voltajes positivos y
negativos.
No tiene contenido de energía cercano a 0.
Mayor ancho de banda que NRZ.
Se mantiene la autosincronización con independencia de
los valores de la información.
Código Regreso a Polaridad (RB)
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Código AMI
1 1 0 1 0 0 1 td
Regreso a Cero Bipolar con
Inversión Alterna de Marca t
)(tdAMI
Información Digital Binaria
0bT
1
bT2
bT1
bT2
)()()(2
2
4
2
4
2bbb TTTA
BRZ senSincD
bTdBB 71.03
![Page 75: CURSO MAESTRÍA EN ELECTRÓNICA Tópicos Selectos de ...](https://reader035.fdocuments.co/reader035/viewer/2022072613/62def35dfebb8a018a2bec3a/html5/thumbnails/75.jpg)
Capacidad de detección
de errores
Inmunidad al ruido
Densidad espectral de
potencia
Transparencia
Autosincronización Si contiene señal de temporización
Permite detectar cierto tipo de errores
Mayor inmunidad al ruido al emplear voltajes positivos y
negativos.
No tiene contenido de energía cercano a 0.
Menor ancho de banda que RB.
El valor promedio de la señal depende del número de 0’s. La
autosincronización se pierde si se transmite una gran
cantidad de 0’s, sin embargo puede emplearse un tipo de
codificación de los datos que lo evita, por ejemplo, HDB3
(señalización bipolar 3 de alta densidad) en donde se
reemplazan secuencias de más de tres ceros consecutivos port
algún valor conocido.
Código AMI
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t
Código Manchester
1 1 0 1 0 0 1 td
Manchester )(tdMAN
Información Digital Binaria
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1
bT2
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bT2
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2
4
22 bb TT
bMANCHESTER senSincTAD
bTdBB 16.13
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Capacidad de detección
de errores
Inmunidad al ruido
Densidad espectral de
potencia
Transparencia
Autosincronización Si contiene señal de temporización
Permite detectar cierto tipo de errores
Mayor inmunidad al ruido al emplear voltajes positivos y
negativos.
No tiene contenido de energía cercano a 0.
Doble ancho de banda que AMI.
La autosincronización se mantiene independientemente del
valor de la información.
Código Manchester