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Modulador Demodulador PAMSergio Ivn Galvis 20092005106, Camilo Andrs Gonzlez 20092005060, Andrs Guillermo Rodrguez 20092005001ResumenLa transmisin de informacin es crucial en el arena de la comunicacin sin esto no podramos tener celulares, internet inalmbrico entre muchas otras funcionalidades, en este informe se mostrara la implementacin de un modulador y demodulador PAM que a pesar de ser uno de los sistemas ms simples es base para otros sistemas de modulacin ms elaborados, aun as este es utilizado en la actualidad en ciertas circunstancias.

ste trabajo es realizado con el nimo de crear estructuras solidas en el conocimientos del rea de las comunicaciones. No se ha desarrollado con nimo de lucro y el mismo es financiado por los autores del artculo.

Palabras claves Modulador PAM, Demodulador PAM, aplicacin de circuitos analgicos, implementacin de un Integrador de seal, implementacin de un Sample and Hold.

DISEO DEL MODULADORDebido a que la modulacin PAM de una seal, est representada por las sntesis de la ecuacin (1)

Como se observa en la anterior ecuacin la modulacin PAM cambia la amplitud de una seal coseno dependiendo de la combinacin de bits de este modo es transportada la informacin, en la figura 1 se muestra el esquema del modulador implementado.

Volviendo al anlisis de la ecuacin (1) se observa que para S1 (t) se tendr una amplitud A1 de igual para S2 (t) se tendr una amplitud A2 como resultado obtendremos una conjunto de seales coseno de distinta amplitud. Ahora esta ecuacin es trasladada al hardware lo que equivale simplemente al uso de un multiplexor y un multiplicador. El multiplexor realiza la seleccin del Sm (t) que se quiere enviar esta es multiplicada por la seal base y posteriormente es enviada al canal.

DISEO DE LA BASE DE TIEMPOS

La base de tiempos son tres seales que controlaran el momento de operacin de tres partes fundamentales para el funcionamiento del modulador, estas son la habilitacin del integrador, la lectura de la seal y el reinicio del sistema. El diagrama de bloques es mostrado a continuacin:

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El circuito lgico es el que generara las seales requeridas este es mostrado a continuacin:

DISEO DEL DEMODULADOR

El demodulador consta de la siguientes etapas: multiplicacin de la seal proveniente del canal (seal modulada) por la portadora, integracin de la seal, muestreo de la seal (Sample and Hold) y por ltimo el Decoder que recuperara los bits de la entrada. Lo anterior se ilustra en el Anexo 2.

Para hacer ms claro el proceso de diseo del demodulador PAM, se explica cada etapa por separado como sigue:

Multiplicacin por la portadora:

Debido a que la demodulacin est representada por el anlisis de Fourier como

Es necesario realizar el producto punto entre las seales y , esto es, realizar la multiplicacin entre la seal recibida del canal y la portadora. Para tal fin se utilizo el multiplicador AD633. Esta etapa de la demodulacin se ilustra en la Figura 1.

Fig.1. Producto punto de las seales y

Integracin de la seal:

Esta etapa de la modulacin se realiza haciendo uso del integrado LM13700, el cual al configurarlo como se muestra en la Figura 2, es posible realizar dicha operacin.

Dicha etapa tiene como parmetros de entrada, adems de la seal a integra, un IN_HAB, y un IN_RESET, que son la seal de Habilitacin y Reset del integrado respectivamente; las cuales son generadas en la base de tiempos.

Fig.2. Implementacin del integrador

Implementacin del Sample and Hold:

La etapa de muestreo es de la seal la encargada de recuperar DC del multiplexor, de aqu la importancia de esta etapa, pues es indispensable para la recuperacin de los bits de entrada.

Fig.3. Configuracin de Sample and Hold

Al igual que la etapa anterior, sta tambin recibe un parmetro de entrada que, adems de la seal a muestrear, es la que permite al integrado realizar la captura de la seal y retenerla antes del RESET. A este parmetro de entrada se le ha denominado LEER, debido a la funcin que desempea.

Los resultados obtenidos de sta implementacin se muestran en la Figura 4.

Es necesario recalcar que el valor del condensador fue calculado de manera experimental ya que, este deba ser capaz de retener la seal de entrada, el tiempo en que LEER se encontraba en bajo; y capturar la seal de manera rpida cuando LEER se encontraba en alto.

Decoder:

El diseo del Decoder, no es ms que de comparadores y sumadores que recuperan los bits como sigue.La seal recuperada ingresa al primer comparador el cual verifica el valor DC es mayor o menor que cero, lo cual genera un 1 o un 0 ; con esta simple operacin ya tenemos recuperado el bit ms significativo (b2). Si el resultado es 1 un multiplexor genera +4V, de no ser as generara -4V, este voltaje de salida es restado de la seal , y una vez ms ingresa a un comparador que verifica si este voltaje es mayor o menor que cero, del cual se obtiene el bit intermedio (b1). Seguidamente otro multiplexor genera +2V si el resultado de la operacin anterior fue un 1 o genera -2V de no ser as. Este voltaje de salida es restado con el valor de voltaje resultante de la resta realizada en el paso anterior, utilizada para generar el b1. El voltaje resultante de esta nueva operacin es compara con respecto a tierra para generar el 1 o el 0 del bit cero (b0).Cabe aclarar que el 1 y 0 equivalen a 15V y 0V respectivamente.En la Figura 4 se muestra el esquema del circuito que ayudar a comprender mejor el proceso.

Fig.4. Circuito del Decoder implementado

Visualizacin en Simulink

EN esta herramienta es muy importante conocer como graficar y visualizar correctamente nuestro trabajo, ya que de esto depende la buena comprensin del trabajo.

conclusiones

con esta simple prctica de laboratorio desarrollamos la modulacin y demodulacin, obteniendo de este modo transportar 3 bits, aunque no se trabaj con altas frecuencias como es utilizado para el transporte real, se pudo entender el funcionamiento bsico de cada parte que compone tanto modulador como demodulador y de este modo poder avanzar y entender nuevos sistemas existentes, adems de la parte de hardware se trabaj en el software Multisim en el cual se obtuvo la simulacin real de todo el sistema despus montado solo con algunas diferencias de esta forma se ve la importancia de utilizar modelados en software para facilitar su ejecucin en hardware.

Referencias

3Universidad Distrital Francisco Jos de Caldas Modulador Demodulador PAM Simulink

http://www.media.mit.edu/resenv/classes/mas836/topost/lm13700.pdfPara esto fue necesario varias herramientas, entre estas la ms importante los scope, los cuales nos mostraran la forma de la seal en el punto que queramos; pero lo ms importante en este laboratorio, fue poder visualizar la constelacin generada por nuestro Code Decoder, para ello se implement un bloque el cual transforma la seal real e imaginaria en una seal compleja para poderla visualizar continuamente en el bloque llamado discrete-time scatter plot scope, como se muestra a continuacin.

Fig.5 Visualizacin de la constelacin