manual de practicas

TECNOLOGÍAS DE LA INFORMACIÓN YCOMUNICACIÓN

MANUAL DE PRÁCTICAS DE LAASIGNATURA DE APLICACIÓN DE LAS

TELECOMUNICACIONES

AUTORES: DR. JOEL QUINTANILLA DOMÍNGUEZDR. JOSÉ MIGUEL BARRÓN ADAMEM.C.C. MARTÍN CANO CONTRERAS

JUNIO 2015

ÍNDICE

Práctica 1. Conceptos básicos de las Telecomunicaciones ........................................3Práctica 2. Manejo y operación del Generador de Funciones .....................................5Práctica 3. Manejo y operación del Osciloscopio ...........................................................8Práctica 4. Generación y medición de señales electromagnéticas ...........................11Práctica 5. Equipo TIMS-301C ........................................................................................14Práctica 6. Generación y medición de señales con el TIMS-301C y un osciloscopio ....... 18

Práctica 7. Modulación DSB-SC .....................................................................................21

Práctica 1. Conceptos básicos de las Telecomunicaciones

Competencia: Definir algunos conceptos de Telecomunicaciones

Recursos y materiales de apoyo:

Computadora Acceso a internet

Fundamento teórico:

La comunicación se puede entender como el proceso mediante el cual se puedetransmitir información de un lugar a otro. Para que exista una comunicaciónefectiva tiene que existir un transmisor que es quien emite el mensaje, un canal detransmisión y un receptor que es quien recibe el mensaje.

Existen diversos factores que afectan una señal o mensaje cuando se envía yaque pueden crear alteraciones de la forma de la señal, estos factores pueden serla distorsión, la interferencia y el ruido. Para que se pueda enviar una señalexisten dos señales que se utiliza para ayudar a la señal y llegue a su destino aestas señales se les llaman portadora y moduladora.

Una señal portadora es una forma de onda, que es modulada por una señal quese quiere transmitir. Esta onda portadora es de una frecuencia mucho más altaque la de la señal moduladora.

Una señal moduladora es la señal que contiene la información a transmitir. Lamodulación es la adición de información a una señal electrónica u óptica detransmisión principal pudiendo ser aplicada desde una corriente directa como ondaprincipal, a una corriente alterna y a señales ópticas como las usadas en fibraóptica.

Al modular una señal se desplaza su contenido en frecuencia, ocupando un ciertoancho de banda alrededor de la frecuencia de la onda portadora, permitiendomultiplexar en frecuencia varias señales simplemente utilizando diferentes ondasportadoras y conseguir así un uso más eficiente.

Otra ventaja es la mayor facilidad en la transmisión de la información. Resulta másbarato transmitir una señal de frecuencia alta (como es la modulada) y el alcancees mayor.

Las telecomunicaciones se pueden entender como el estudio y aplicación de lastécnicas que diseñan sistemas que permiten la comunicación a larga distancia, através de la transmisión y recepción de señales.

Desempeños:

El alumno aprenderá algunos conceptos básicos de Telecomunicaciones.

Desarrollo: Leer fundamento teórico de la práctica y comprenderlo. Investigar los conceptos que no se encuentran en la práctica.

Actividades: ¿Qué es la comunicación? ¿Qué son las telecomunicaciones? ¿Qué entiendes por portadora? ¿Qué entiendes por moduladora? Escribe el significado de multiplexor

Práctica 2. Manejo y operación del Generador de Funciones

Competencia: Conocer el funcionamiento básico del generador de funciones.


Manual del generador de funciones BK PRECISION 4011A.

Generador de funciones BK PRECISION 4011A.

Puntas de prueba.


El generador de funciones es un aparato que se puede utilizar como herramienta

para simular señales de sensores y transductores de variables físicas ó aplicar

señales de prueba a circuitos con determinadas características.

Desempeños:

El alumno aprenderá las funciones básicas del generador de funciones.

Desarrollo:

Solicitar el equipo.

Organizar equipos de trabajo.

Actividad 1. Identificar cada una de las funciones que se enlistan acontinuación:

1. Botón de encendido y apagado

2. Botones de rango

3. Botones de funciones

4. Control de nivel de salida

5. Control de compensación de DC

6. Control de nivel de CMOS

7. Control del ciclo de servicio

8. Jack de salida

9. Jack TTL/CMOS

10.Jack de VCG (voltaje controlado generador)

11.Botón -20 dB

12.Botón de compensación de DC

13.Botón de nivel de CMOS

14.Botón de ciclo de servicio

15.Control de frecuencia fino

16.Control de frecuencia

17.Display

Actividad 2. Investigar qué tareas se pueden realizar con el generador defunciones.

Actividad 3. De acuerdo con el modelo y marca del generador de funciones,reportar las siguientes características:

Marca, modelo y no. de serie.

Describir todos sus controles botones de la Actividad 1.

Reportar un dibujo de la parte frontal y trasera. En el mismo dibujo señalar

cada uno de los controles y botones de la Actividad 1.

Qué aditamentos tiene.

Qué información técnica y de operación presenta el fabricante.

Reportar un dibujo de las puntas de prueba.

Actividad 4. Describir las siguientes características del generador defunciones (consultar el manual de operación):

Formas de onda

Rangos de frecuencias

Rango de voltaje

Voltaje de alimentación

Frecuencia de operación

Exactitud

Actividad 5. Investigar y describir que tipo de señales se pueden generar conel generador de funciones.

Práctica 3. Manejo y operación del Osciloscopio

Competencia: Conocer el funcionamiento básico del Osciloscopio.


Manual del Osciloscopio Tektronix TDS10002C-EDU.

Osciloscopio Tektronix TDS10002C-EDU.

Puntas de prueba TPP0101.


Un osciloscopio es un instrumento de medición electrónico para la representación

gráfica de señales eléctricas que pueden variar en el tiempo. Presenta los valores

de las señales eléctricas en forma de coordenadas en una pantalla, en la que

normalmente el eje X (horizontal) representa el tiempo y el eje Y (vertical)

representa el valor de la amplitud de la señal.

Desempeños:

El alumno aprenderá las funciones básicas del osciloscopio.

Desarrollo:



Actividad 1. Identificar cada una de las funciones dadas a continuación.1. Botón de encendido y apagado.

2. Área de visualización.

3. Controles verticales:

Position

Scale (1 y 2)

Botón Math

4. Controles horizontales.

Position:

Horiz:

Set to Zero:

Scale.

5. Controles trigger.

Level:

Trig Menu:

Set to 50%:

Forcé Trig:

6. Menú y control de botones

Auto Range:

Save/Recall:.

Measure:

Acquire:

Ref:

Utility:

Cursor:

Display:

Help:

Default Setup:

Auto Set:

Single:

Run/Stop:

Save:

7. Conectores de entrada.

Ext.Tring:

USB Flash Drive Port:

Actividad 2. Calibración del osciloscopio

Investigar en internet como realizar esta actividad.

Describir como se realiza esta actividad.

Actividad 3. En equipo investigar qué tareas se pueden realizar con elosciloscopio.

Actividad 4. De acuerdo con el modelo y marca del osciloscopio, reportar lassiguientes características:

Marca, modelo y no. de serie

Describir todos sus controles y switches de la Actividad 1

Reporte un dibujo de la parte frontal y trasera. En el mismo dibujo señalar

cada uno de los controles y switches de la Actividad 1

Que aditamentos tiene

Que información técnica y de operación presenta el fabricante

Reportar un dibujo de las puntas de prueba

Actividad 5. Describir las siguientes características del osciloscopio(consultar el manual de operación):

Rango de voltaje de entrada a los canales

Ancho de banda del osciloscopio

Ancho de banda de las puntas de prueba

Potencia que consume

Temperatura ambiente de operación

Exactitud

Rango de humedad

Práctica 4. Generación y medición de señales electromagnéticas

Competencia: Generar y medir señales electromagnéticas mediante un generador

de funciones y un osciloscopio, respectivamente.


Generador de funciones

Puntas de prueba

Osciloscopio

Puntas de osciloscopio


Los diferentes tipos de información como voz, datos, imágenes, videos, etc. Se

pueden representar mediante señales electromagnéticas. Cualquier señal

electromagnética ya sea analógica o digital está formada por una serie de

frecuencias.

Los espectros se pueden observar mediante espectroscopios que, además de

permitir observar el espectro, permiten realizar medidas sobre el mismo, como son

la longitud de onda, la frecuencia y la intensidad de la radiación.

El espectro electromagnético se extiende desde la radiación de menor longitud de

onda, como los rayos gamma y los rayos X, pasando por la luz ultravioleta, la luz

visible y los rayos infrarrojos, hasta las ondas electromagnéticas de mayor longitud

de onda, como son las ondas de radio. Se cree que el límite para la longitud de

onda más pequeña posible es la longitud de Planck mientras que el límite máximo

sería el tamaño del Universo aunque formalmente el espectro electromagnético

es infinito y continuo.

Una señal de corriente alterna es una onda sinusoidal que varía a través del

tiempo. Ya que, cada cierto tiempo ella va a cambiar su polaridad siendo negativa

o positiva. Está comprendida por dos niveles de voltaje uno negativo y uno positivo

y cuya suma dará un Voltaje pico a pico.

Desempeño: El alumno aprenderá cómo generar una señal electromagnética por medio

de un generador de funciones así como la medición de ésta mediante un

osciloscopio.

Desarrollo:



Sin encender el generador de funciones identificar la posición física de lo

que se pide y colocar a cada parte en el lugar que se indica:

Botón de encendido y apagado, en apagado.

Conector BNC de la salida de la señal.

Conectar la terminal de tierra del generador a la terminal de tierra del

osciloscopio.

Colocar los controles del osciloscopio para poder observar una señal

sinusoidal de un 1kHz y amplitud de 5Vpp.

Interruptor de Selección de Función del generador en forma de onda

sinusiodal

Interruptor de Rango de Frecuencia en 5 kHz.

Control variable de frecuencia a media carrera.

Atenuador de salida, sin atenuación.

Nivel de DC (DC OFFSET) al nivel más bajo.

Encender el osciloscopio.

Encender el generador de funciones.

Ajustar la señal a 1kHz.

Aumentar la amplitud hasta que el osciloscopio aparezca una señal

de 5Vpp.

Actividad 1. Investigar la impedancia de salida del generador de funciones.

Actividad 2. Investigar que significa impedancia de salida.

Actividad 3. Medir con el osciloscopio un ciclo de la señal observada y reportar

cuánto dura.

Actividad 4. Calcular y reportar el inverso de este valor. Verificar que el resultado

es igual al valor que se muestra en el display del generador de funciones.

Actividad 5. Variar la frecuencia de la señal y observar que sucede con ésta en el

osciloscopio, reportar lo que se observa.

Actividad 6. Coloque un voltímetro de CA en paralelo con el osciloscopio y con la

salida del generador de funciones y reporte el voltaje del voltímetro.

Actividad 8. La lectura del voltaje de CA medida por el voltímetro es un voltaje

conocido como eficaz o RMS y está definido como: VRMS = Vp / 2. Donde Vp es el

voltaje de pico. Calcular el Vp y el Vpp (voltaje de pico a pico), sí el Vpp es

equivalente a 2 Vp.

Actividad 9. Comparar los valores de la Actividad 8 con los valores obtenidos por

el osciloscopio.

Actividad 10. Cambiar la forma se la señal del generador. Reportar lo que se

observa en el osciloscopio en relación amplitud frecuencia.

Práctica 5. Equipo TIMS-301C

Competencia: Conocer el funcionamiento básico del equipo TIMS-301C


Manual de usuario

Equipo TIMS-301C marca Emona

13 Módulos o Tarjetas

Cables tipo banana de 30cm y 55cm

Cables de punta BNC


El equipo TIMS-301C es básicamente un manual auxiliar y práctico para que el

alumno tenga un claro entendimiento de los conceptos que fundamentan la teoría

de las telecomunicaciones. TIMS es un sistema destinado a la enseñanza de las

telecomunicaciones por medio de módulos que contienen circuitos, y pueden

interconectarse entre sí para formar ciertos sistemas.

Desempeños:

El alumno conocerá el equipo TIMS y los módulos.

Desarrollo:



Actividad 1. Identificar cada uno de los módulos del TIMS-301C.

Actividad 2. Investigar las especificaciones técnicas del equipo TIMS-301C.

Actividad 3. Investigar, describir y mostrar mediante una imagen lo siguiente:

1. Módulos intercambiablesADDER

PHASE SHIFTER

AUDIO OSCILLATOR

VCO

LPF

UTILITIES

TWIN PULSE GENERATOR

DUAL ANALOG SWITCH

MULTIPLIER

QUADRATURE PHASE SPLITTER

TUNEABLE LPF

SEQUENCE GENERATOR

2. Módulos fijosHEADPHONE AMPLIFIER

PC-BASED INSTRUMENTS INPUTS

TRUNKS PANEL

FRECUENCY COUNTER:

SPECIFICACIONES BÁSICAS.

Enable TTL.

Modo y rango del conmutador rotatorio.

Modo del contador de eventos

RESET

MASTER SIGNALS

BUFFER AMPLIFIERS

VARIABLE DC

Actividad 4. Describir el funcionamiento de los cables tipo banana y los

cables BNC.

Práctica 6. Generación y medición de señales con el TIMS-301Cy un osciloscopio

Competencia: Generar y medir señales mediante el TIMS-301C y unosciloscopio.


Osciloscopio.

Equipos TIMS-301C.

Modulo AUDIO OSCILLATOR.

1 Cable banana amarillo.

1 Cable de puntas BNC.

Fundamento teórico:Los diferentes tipos de información como voz, datos, imágenes, videos, etc. Se

pueden representar mediante señales electromagnéticas. Cualquier señal

electromagnética ya sea analógica o digital está formada por una serie de

frecuencias.

Los espectros se pueden observar mediante espectroscopios que, además de

permitir observar el espectro, permiten realizar medidas sobre el mismo, como son

la longitud de onda, la frecuencia y la intensidad de la radiación.

El espectro electromagnético se extiende desde la radiación de menor longitud de

onda, como los rayos gamma y los rayos X, pasando por la luz ultravioleta, la luz

visible y los rayos infrarrojos, hasta las ondas electromagnéticas de mayor longitud

de onda, como son las ondas de radio. Se cree que el límite para la longitud de

onda más pequeña posible es la longitud de Planck mientras que el límite máximo

sería el tamaño del Universo aunque formalmente el espectro electromagnético

es infinito y continuo.

Una onda senoidal es una señal de corriente alterna que varía a través del tiempo.

Ya que cada cierto tiempo ella va a cambiar su polaridad siendo negativa o

positiva. Está comprendida por dos niveles de voltaje un pico negativo y pico

positivo cuya suma dará un Voltaje pico a pico.

Desempeños:El alumno aprenderá como se genera una señal senoidal y utilizará por primera

vez los equipos TIMS y Osciloscopio.

Desarrollo:1. Solicitar el equipo.

2. Organizar equipos de trabajo.3. Conectar los cables de corrientes del equipo TIMS y el Osciloscopio.

4. Conectar el cable banana, la primer punta en la entrada sin(wt) del módulo

AUDIO OSCILLATOR y la otra punta en la entrada A1 del módulo fijo PC-

BASED INSTRUMENTS INPUTS

5. Colocar la punta BNC en A1 del módulo fijo PC-BASED INSTRUMENTS

INPUTS y la otra punta en canal 1 del Osciloscopio.

Actividades:1. Registrar el voltaje de pico a pico.

2. Registrar el voltaje RMS.

3. Registrar el periodo de cada onda.

4. Calcular la frecuencia.

5. Girar el potenciómetro del módulo AUDIO OSCILLATOR y describir lo

que pasa con la onda senoidal.

Práctica 7. Modulación DSB-SC

Competencia: Aprender el concepto de modulación DSB-SC.

Recursos y materiales de apoyo: Osciloscopio ADDER MULTIPLIER

AUDIO OSCILLATOR 5 Cables tipo banana amarillos 1 Cable punta BNC

Fundamento teórico:El motivo de modular en Transmisión de supresión de portadora de doble banda

lateral DSBSC es que con esta modulación se ahorra emitir la portadora, al

mismo tiempo que se ahorra la energía emitida y se aprovecha más la potencia

efectiva del emisor. Si se emitirá la señal Resta por separado, sí que se

necesitaría la portadora de la modulación AM para poder transportar la señal por

las ondas, pero cómo solo se necesita la AM para modular la señal y generar las

bandas laterales de la señal, se puede suprimir la portadora y por lo tanto modular

en DSBSC.

Una de las características de la modulación DSBSC es que genera bandas

laterales a la señal original (Banda Lateral Inferior y Banda Lateral Superior); esto

quiere decir que si se tiene una señal que ocupa 15kHz, modulada en DSBSC

ocupará el doble, en este caso 15·2=30kHz. Por eso la Señal Resta está

posicionada frecuentemente lejos de la Señal Suma. Si la Señal Resta empezara

justamente después de la Suma (a partir de 15kHz) habría interferencia porque la

Banda Lateral Inferior se solaparía con la señal Suma. Aparte, se tiene que dejar

un intervalo frecuencial de guarda para evitar posibles solapamientos y facilitar el

filtrado a los equipos.

Eliminar la portadora de la Señal Resta no es gratuito, y por lo tanto se necesita de

un elemento "extra" que facilite la sincronización del receptor. Esto se consigue

emitiendo un tono piloto a la frecuencia de 19kHz; así el receptor puede

sincronizarse con la señal Resta (centrada a 38kHz) multiplicando el tono por dos:

19·2=38. Con esto se consigue regenerar la portadora que se ha emitido.

Desempeños:El alumno conocerá que es una modulación en DSBSC

Desarrollo:

1. Solicitar el equipo.

2. Conectar la punta de la banana en la entrada sin del módulo AUDIO

OSCILLATOR y la otra punta en x del módulo MULTIPLIER.

3. Conectar otro cable, la primer punta conectarla en kXY del MULTIPLIER

y la otra punta en A del ADDER

4. Conectar otra punta del cable en Y del MULTIPLIER y la otra punta

conectarla en B del ADDER

5. De la punta conectada en Y conectar otra punta, y la otra punta conectar

en cos del MASTER SIGNAL.

6. Conectar un cable de la entrada GA+gB del ADDER y la otra punta va a

A1 del módulo fijo PC-BASED INSTRUMENT INPUTS

7. Conectar un cable de entradas BNC, conectar en la entrada A1 del PC-

BASED INSTRUMENT INPUTS y la otra punta conectarla al canal 1 del

osciloscopio.

Actividades:1. Configurar el osciloscopio para que la señal la muestre en 10v y en

tiempo de cada onda lo muestre en 25.0ms

2. ¿Cuál es la frecuencia en kHz que muestra?

3. El potenciómetro del AUDIO OSCILLATOR está en el punto

intermedio, moverlo al nivel más alto, dibujar como es la señal.

4. ¿Qué pasa con la señal si se baja de nivel?

5. Si se mueve el potenciómetro G del ADDER y se pone en el nivel

más alto ¿Qué es lo que pasa con la señal?

6. Si se mueve el potenciómetro G a su nivel más bajo que sucede con

la señal, dibujarla.

7. ¿Por qué crees que ocurre esto con la señal?

8. Mover el potenciómetro g del ADDER a su nivel más alto, ¿Qué

sucede con la señal?

9. Si se gira al nivel más bajo ¿Qué pasa con la señal?, ¿Ocurre lo

mismo que pasaba con el potenciómetro G?

10. Se puede mover ambos (g y G) y ver qué pasa, mover el switch del

MULTIPLIER, y el potenciómetro del AUDIO OSCILLATOR para

observar que es lo que pasa.

11.Reforzar el fundamento teórico.

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