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Diseño y Construcción de banco de telecomunicaciones parte 2 - Monografía



 
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16.Flujograma Del Servicio Del Usuario



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- Introducción


En un sistema de transmisión, es imprescindible la existencia de un equipo transmisor, un canal de comunicación y un dispositivo receptor. Las características del transmisor y del receptor deben ajustarse a las características del canal.

En los sistemas de radio, el canal es conformado por el aire y la manera de lograr que una señal se propague en el espacio, es mediante ondas electromagnéticas, comúnmente denominadas ondas de radio. Estas ondas, para transportar informaciones necesitan ser modificadas en alguno de sus parámetros en función de la información.

Uno de los métodos empleados, es el llamado AMPLITUD MODULADA [AM], que consiste en variar la amplitud de la onda de radio. Cuando una señal de baja frecuencia [BF], controla la amplitud de una onda de alta frecuencia [RF], tenemos una modulación por amplitud. La Radio y la Televisión no hubieran sido posibles sin la modulación.

En la transmisión existen dos procesos fundamentales. El primero, imprimir la Información [BF] en la Portadora [RF], proceso al que llamamos MODULACIÓN. El segundo, es el proceso decodificador, es decir la recuperación de la información, procedimiento que denominamos DEMODULACIÓN o DETECCIÓN.

- Modulación AM Balanceado



Definición de Modulación por Amplitud



Para presentar lo que es la modulación en amplitud, comencemos con una etapa amplificadora, donde la señal de entrada “Eo” se amplifica con una ganancia constante “A”. En ese caso la salida del amplificador, “Em”, es el producto de A y Eo.

Supongamos ahora que la ganancia de la etapa amplificadora “A” es variable en función del tiempo, entre 0 (cero) y un valor máximo, regresando a 0 (cero. Lo anterior significa, que la etapa amplificadora multiplica el valor de entrada “Eo” por un valor diferente de “A” en cada instante. La descripción efectuada en el proceso anterior, es lo que denominamos Modulación en Amplitud.

Por lo tanto, la modulación en amplitud es un proceso de multiplicación y se muestra en la próxima figura. Al multiplicador lo podemos considerar también, como un dispositivo de ganancia controlada por una tensión. En este caso, la entrada de control de ganancia corresponde con la entrada “x”. La forma de onda mostrada en la figura pertenece a un modulador balanceado; mas adelante explicaremos esa denominación. En ella podemos observar que la envolvente de “Em”, tiene la misma forma que la señal de entrada “Es”.

- Descripción matemática



Se alimenta una de las entradas de un circuito multiplicador con una RF portadora que llamamos “Eo”. La segunda entrada del multiplicador se la alimenta con la señal de BF audio que denominaremos “Es” [modulante]. Esta última señal, es la que promoverá la variación de ganancia del circuito.

- Modulación AM Estándar



Mediante los circuitos descriptos anteriormente, se han multiplicado dos señales, portadora y modulante, para obtener una salida balanceada, también denominada AM portadora suprimida o AM con supresión de portadora. El modulador en amplitud clásico o estándar, sumo el término de la portadora al espectro de salida. La radiodifusión comercial en onda media y la televisión, emplean este tipo de modulación.


Demodulación o Detección



La demodulación o detección es un procedimiento que permite recuperar una tensión proporcional al mensaje empleado como modulación. Podemos mencionar dos procedimientos básicos; el primero, mediante el uso de un circuito multiplicador y el segundo, más tradicional y simple, mediante rectificación y filtrado de la señal AM estándar.


- Corrimiento de Espectro (Desplazamiento de Frecuencia)



En radiocomunicaciones es muy habitual la necesidad de modificar la frecuencia portadora, como también sus consecuentes bandas laterales. Para efectuar este proceso se utilizan técnicas semejantes a las descriptas anteriormente. Las señales moduladas se alimentan en la entrada “x” del multiplicador. Se conecta un oscilador (oscilador local) en la entrada “y”, a este oscilador se lo ajusta en una frecuencia tal, que restada o sumada a la portadora modulada, dé la frecuencia deseada.

17. Alcances Para El Usuario



- Ancho de Banda



En comunicaciones, es un indicador de la cantidad de datos que pueden transmitirse en determinado periodo de tiempo por un canal de transmisión, por ejemplo un radiotransmisor, una antena parabólica o el cableado que conecta a dos computadoras. Por lo general, el ancho de banda se expresa en ciclos por segundo (hercios, Hz), o en bits por segundo (bps). Por ejemplo, un módem de 14.400 bps es capaz, en teoría, de enviar 14.400 bits de datos por segundo, mientras que una conexión Ethernet con un ancho de banda de 10.000 kilobits por segundo, puede enviar casi 700 veces más datos en el mismo periodo de tiempo.

Las dos limitaciones más significativas en el funcionamiento del sistema de comunicaciones son: el ruido y el ancho de banda. El ancho de banda de un sistema de comunicaciones es la banda de paso mínima (rango de frecuencias) requerida para propagar la información de la fuente a través del sistema. El ancho de banda de un sistema de comunicaciones debe ser lo suficientemente grande (ancho) para pasar todas las frecuencias significativas de la información.

- Modulación de FM


En una señal analógica pueden variar tres propiedades: la amplitud, la frecuencia y la fase. La modulación en frecuencia y en fase, son ambas formas de la modulación angular Desafortunadamente, a ambas formas de la modulación angular se les llama simplemente FM cuando, en realidad, existe una diferencia clara (aunque sutil), entre las dos.

Existen varias ventajas en utilizar la modulación angular en vez de la modulación en amplitud, tal como la reducción de ruido, la fidelidad mejorada del sistema y el uso más eficiente de la potencia. Sin embargo FM y PM, tienen varias desventajas importantes las cuales incluyen requerir un ancho de banda extendida y circuitos más complejos, tanto en el transmisor, como en el receptor. La modulación angular fue introducida primero en 193 1, como una alternativa a la modulación en amplitud.

Se sugirió que la onda con modulación angular era menos susceptible al ruido que AM y, consecuentemente, podía mejorar el rendimiento de las comunicaciones de radio. El mayor E. H. Armstrong desarrolló el primer sistema con éxito de radio de FM, en 1936 (quien también desarrolló el receptor superheterodino) y, en julio de 1939, la primera radiodifusión de señales de FM programada regularmente comenzó en Alpine, New Jersey. Actualmente, la modulación angular se usa extensamente para la radiodifusión de radio comercial, transmisión de sonido de televisión, radio

- Modulación en frecuencia directa (FM)



Variando la frecuencia de la portadora de amplitud constante directamente proporcional, a la amplitud de la señal modulante, con una relación igual a la frecuencia de la señal modulante.

- Frecuencia instantánea:



La frecuencia instantánea es la frecuencia precisa de la portadora, en un instante de tiempo, y se define como la primera derivada con respecto al tiempo de la fase instantánea esto resulta como:

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La modulación de frecuencia es la modulación angular en la cual, la desviación de la frecuencia Instantánea q´(t) , es proporcional al voltaje de la señal modulante.

- Forma de onda de FM:



Para distinguir la forma de onda de FM y PM. Con FM, la máxima desviación de frecuencia( cambio En la frecuencia de la portadora) ocurre durante los máximos puntos negativos y positivos de la señal modulante ( es decir, la desviación de frecuencia es proporcional a la amplitud de la señal modulante. Con PM, la máxima desviación de frecuencia ocurre durante los cruces de cero de la señal modulante (es decir, la desviación de frecuencia es proporcional a la pendiente o primera derivada de la señal modulante.


- Modulación en fase (PM)



En una señal analógica pueden variar tres propiedades: la amplitud, la frecuencia y la fase. La modulación en frecuencia y en fase, son ambas formas de la modulación angular Desafortunadamente, a ambas formas de la modulación angular se les llama simplemente FM cuando, en realidad, existe una diferencia clara (aunque sutil), entre las dos. Existen varias ventajas en utilizar la modulación angular en vez de la modulación en amplitud, tal como la reducción de ruido, la fidelidad mejorada del sistema y el uso más eficiente de la potencia. Sin embargo FM y PM, tienen varias desventajas importantes las cuales incluyen requerir un ancho de banda extendida y circuitos más complejos, tanto en el transmisor, como en el receptor.

- Forma de Onda:



Con PM, la máxima desviación de frecuencia ocurre durante los cruces de cero de la señal modulante (es decir, la desviación de frecuencia es proporcional a la pendiente o primera derivada de la señal modulante. Como se muestra en la siguiente figura:
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18. Diagrama a Bloques del Sistema de Comunicaciones Análogas



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Espectro de frecuencias electromagnéticas que lograremos con el banco



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Espectro de Longitudes de ondas electromagnéticas que podemos alcanzar



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