1. Objetivo

El objetivo de laboratorio es que el estudiante comprenda y realize :• Diseño de el cirtcuito de modulacion PPM• Montajedel circuito de modulacion PPM• Demostrar en el osciloscopio la señal PPM

2. Resumen de Fundamentos Teoricos

Para la elaboracion del preinforme del laboratorio numero dos de la asignatura de STE-500 Sistemas deTelecomunicaciones II, se tomo informacion proveniente de internet y de los apuntes teoricos de la materia .

La Modulación por Posición de Pulso, en donde la Amplitud y el ancho son fijos y la posición en variable, esun tipo de modulación en la cual una palabra de M bits es codificada por la transmisión de un único pulsoque puede encontrarse en alguna de las = N posiciones posibles, donde N corresponde al tipo demodulación PPM (N-PPM). Si esto se repite cada X segundos (tiempo de símbolo), la tasa de transmisión esde M/X bits por segundo. Este tipo de modulación se usa principalmente en sistemas de comunicaciónóptica, donde tiende a haber poca o ningún tipo de interferencia por caminos múltiples.

2.1 Sincronización

Una de las principales dificultades en la implementación de esta técnica es que el receptor debe estardebidamente sincronizado para poder alinear el reloj local con el inicio de cada símbolo. Por este motivo, seimplementa usualmente de manera diferencial, como Modulación por Posición de Pulso Diferencial, dondela posición de cada pulso es elegida en función del pulso anterior, y de esta manera, el receptor sólo debemedir la diferencia de tiempo entre la llegada de los sucesivos pulsos. Con este tipo de modulación, un erroren el reloj local se podría propagar sólo a la medición de dos pulsos adyacentes, en vez de a toda latransmisión.

2.3 Sensibilidad a la Interferencia por Caminos Múltiples

Dejando de lado las cuestiones relativas a la sincronización del receptor, la principal desventaja de la MPPes que es de por sí muy sensible a la interferencia por caminos múltiples que surge en canales condesvanecimientos selectivos en frecuencia, donde la señal en el receptor contiene ecos de los pulsostransmitidos. Dado que la información está codificada en el tiempo de llegada, ya sea de manera diferencialo relativa a un reloj común, la presencia de estos ecos hace que sea extremadamente difícil, si no imposible,poder determinar con precisión la posición correcta del pulso transmitido.

2.4 Detección No Coherente

Por otro lado, una de las principales ventajas de este tipo de modulación es que es una modulación M quepuede ser implementada de forma no coherente, de manera tal que el receptor no necesita utilizar un lazode seguimiento de fase. Esto hace que sea un candidato adecuado para los sistemas de comunicacionesópticas, donde una modulación y detección coherente es difícil y muy cara. La única otra modulación comúnM-aria no coherente es la técnica de modulación por desplazamiento de frecuencia, que es la técnicaanáloga pero en el dominio de la frecuencia.

2.5 Procedimiento en el laboratorio

Para el ensamblaje de los circuitos en el laboratorio, primero se consiguieron los componentes electronicosnecesarios (Seccion 3), seguidamente se prosigio con el ensamblaje de dichos circuitos (propuestos yobtenidos). Con los circuitos ensamblados se prosiguio a las respectivas pruebas de funcionamiento,verificadndo que la señal de salida sea la correspondiente a la del circuito. La verificacion de la señal desalida se realizo para cada etapa del circuito modulador (etapa PWM y etapa PPM), verificando de estamanera que los fundamentos teoricos del modulador se cumplen en la practica.

Con la verificacion satisfactoria del circuito se procedio a la medicion de los valores obtenidos o rangos detrabajo del circuito (Amplitud de la señal de entrada/salida, frecuencia de la señal de entrada/salida), paraver si estos cumplian con los parametros establecidos por el docente.

Con el circuito funcionando correctamente, se procedio con el registro de valores y graficas de las señales,para su estudio posterior y adicion en el informe final.

Figura 2.1 Se muestra la modulacion PWM y la PPM correspondiente

3. Materiales utilizados

3.1 Circuito integrado 555

El temporizador 555 es un circuito integrado que se utiliza en la generación de temporizadores, pulsos yoscilaciones. El 555 puede ser utilizado para proporcionar retardos de tiempo, como un oscilador, y como uncircuito integrado flip flop. Sus derivados proporcionan hasta cuatro circuitos de sincronización en un solopaquete.

3.1.1 DESCRIPCION DE LOS TERMINALES

• GND (1): es el polo negativo de la alimentación, generalmente tierra (masa).

• Disparo (2): Es donde se establece el inicio del tiempo de retardo si el 555 es configurado comomonoestable. Este proceso de disparo ocurre cuando esta patilla tiene menos de 1/3 del voltaje dealimentación. Este pulso debe ser de corta duración, pues si se mantiene bajo por mucho tiempo lasalida se quedará en alto hasta que la entrada de disparo pase a alto otra vez.

• Salida (3): Aquí veremos el resultado de la operación del temporizador, ya sea que esté conectadocomo monoestable, estable u otro. Cuando la salida es alta, el voltaje será el voltaje de alimentación(Vcc) menos 1.7 V. Esta salida se puede obligar a estar en casi 0 voltios con la ayuda de la patillade reinicio (normalmente la 4).

• Reinicio (4): Si se pone a un nivel por debajo de 0.7 Voltios, pone la patilla de salida a nivel bajo. Sipor algún motivo esta patilla no se utiliza hay que conectarla a alimentación para evitar que eltemporizador se reinicie.

• Control de voltaje (5): Cuando el temporizador se utiliza en el modo de controlador de voltaje, elvoltaje en esta patilla puede variar casi desde Vcc (en la práctica como Vcc -1.7 V) hasta casi 0 V(aprox. 2 V menos). Así es posible modificar los tiempos. Puede también configurarse para, porejemplo, generar pulsos en rampa.

• Umbral (normalmente la 6): Es una entrada a un comparador interno que se utiliza para poner lasalida a nivel bajo.

• Descarga (normalmente la 7): Utilizado para descargar con efectividad el condensador externoutilizado por el temporizador para su funcionamiento.

• Voltaje de alimentación (VCC) (normalmente la 8): es la patilla donde se conecta el voltaje dealimentación que va de 4.5 V hasta 16 V.

3.1.2 CONFIGURACION DEL CI 555

Se tienen dos tipos de configuraciones para el funcionamiento del CI 555

3.1.2.1 Temporizador 555 en modo astable

Este tipo de funcionamiento se caracteriza por una salida continua de forma de onda cuadrada (orectangular), con una frecuencia especifica. El resistor R1 está conectado a la tensión designada como VCCy al pin de descarga (pin 7); el resistor R2 se encuentra conectado entre el pin de descarga (pin 7), el pin dedisparo (pin 2); el pin 6 y el pin 2 comparten el mismo nodo. Asimismo el condensador se carga a través deR1 y R2, y se descarga solo a través de R2. La señal de salida tiene un nivel alto por un tiempo t1 y un nivelbajo por un tiempo t2, esto debido a que el pin 7 presenta una baja impedancia a GND durante los pulsosbajos del ciclo de trabajo.

3.1.2.2 Temporizador monoestable

En este caso el circuito entrega un solo pulso de un ancho establecido por el diseñador. La fórmula paracalcular el tiempo de duración (tiempo en el que la salida está en nivel alto) es:

T = \ln(3) * R * C

En este caso, es necesario que la señal de disparo sea de nivel bajo y de muy corta duración para iniciar laseñal de salida.

3.1.3 Configuracion CI 555 astable de 8khz

Figura 3.1 Terminales CI 555

Figura 3.2 Calculos para la configuracion como astable de 8Khz

3.2 Circuito Preamplificador de señal

Figura 3.1 Se muetra el circuito preamplificador para la señal

3.3 Circuito mudulacion PPM

Figura 3.2 Se muetra el circuito de modulacion PPM a ensamblarse

4. Conclusiones y recomendaciones

Se ensamblo un circuito modulador PPM de diseño relativemente accesible para los estudiantes, con el cualse verifico el funcionamiento de la modulacion PPM y PWM, aplicado a señales de baja frecuencia.

Para el proceso de ensamble del circuito modulador PPM propuesto, se sugieren los siguientes puntos :

- Verificar la etapa PWM antes de la salidafinal PPM

- Utilizar una fuente de alimentacion que no genere señal de ruido (ideal fuente de PC).

- Utilizar sondas en correcto funcionamiento.

- Verificar la amplitud y frecuencia de las señales de entrada con el osciloscopio, antes de introducirlas en elcircuito.