Reporte de Laboratorio Nro.2

Autores:

- Francisco Narvez

- Jayro Arias

Fecha de elaboracin: 30/04/2015 Mdulo: VIII

REPORTE DE LABORATORIO DE PRCTICAS DE COMUNICACIONES DIGITALES Nro. 2

Tema: MODULACIN EN AMPLITUD Y EN FRECUENCIA

Objetivos:

Comprender los conceptos de: ancho de banda, banda base, canal de transmisin, seal

portadora, seal moduladora, modulacin analgica y modulacin digital.

BREVE RESEA TERICA:

Debido al actual y creciente desarrollo de fuentes de datos binarios (Computadoras) y a la

importancia de la transmisin de estos datos digitales, ha habido un consecuente desarrollo en

la industria de Hardware, adecuado a la produccin especializada de equipos de modulacin

digital. Esto indica que debe hacerse hincapi en esta rea. El estudio de los sistemas de

portadora digital, especialmente del tipo binario, es con frecuencia ms simple que el de sus

contrapartes analgicas, por ello es necesario conocer y reafirmar los sistemas con modulacin

en amplitud y en frecuencia en forma analgica. Analizando primero los sistemas analgicos, se

obtiene una versin del proceso dela modulacin con onda senoidal, que es muy til,

posteriormente al analizar la operacin de los sistemas de portadora digital,

complementndose la informacin y notndose las diferencias. Esto es particularmente cierto

con las propiedades espectrales de tales sistemas. Estas caractersticas pueden obtenerse ms

simplemente para las seales senoidales moduladas en forma digital, especialmente en el caso

de la modulacin de pulsos binarios. Los resultados pueden entonces extenderse fcilmente

a tipos ms complejos de seales, incluyendo la modulacin analgica, o combinaciones de

seales analgicas y digitales de modulacin. Antes de seguir adelante debemos tener claro que

la modulacin consiste en hacer variar una de las caractersticas de una seal llamada portadora

de acuerdo con otra llamada mensaje o seal de informacin, y de esta forma acoplar de una

mejor manera nuestra seal mensaje al canal de comunicaciones.

La siguiente figura 1.1. Nos indica los componentes de un sistema de modulacin analgico o

digital.

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La siguiente tabla 1.1. Nos muestra los diferentes tipos de modulacin de acuerdo a la seal portadora y moduladora.

Fig. 1.2 Formas de Onda para una

Modulacin en Amplitud

Fig. 1.3 Formas de Onda para una Modulacin en Frecuencia

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TRABAJO DE CASA

1. Investigue las caractersticas y diferencias de un sistema de A.M. y F.M.

Caractersticas de un sistema AM

a. Transmite emisiones electromagnticas destinadas a la recepcin directa del

pblico en la banda de 535 a 1705 KHz.

b. Transmite la onda sonora mediante variaciones en su amplitud (tamao) mientras que

la frecuencia permanece constante.

c. Debido a que el ancho de su banda de transmisin es limitado no transmite el sonido

con suficiente fidelidad o calidad y en la recepcin es difcil eliminar las interferencias

producidas por descargas atmosfricas, motores, etc. que afectan la amplitud de la

onda.

d. Emplea ondas medias (Mw) y su seal posee gran alcance geogrfico.

Caractersticas de un sistema FM

a. Transmite en un canal de la banda de 88 a 108 MHz.

b. Transmite la onda sonora mediante variaciones en su frecuencia (velocidad), mientras

que la amplitud permanece constante.

c. Debido a que su canal de transmisin es ms ancho, conserva las caractersticas

originales de los sonidos y elimina las interferencias que pueden causar esttica:

tormentas elctricas, ruidos ambientales o el funcionamiento de otras fuentes

elctricas o electrnicas.

d. Utiliza ondas muy cortas y muy direccionales cuya propagacin se interrumpe con

cualquier obstculo (edificios altos, montaas).

e. Sus ondas poseen un alcance muy limitado, lo que las convierte en el sistema ideal

para emisoras de carcter local por su gran fidelidad en la transmisin de la msica y

el lenguaje hablado.

Diferencias caractersticas entre un sistema AM y FM

Existen 4 diferencias fundamentales que definen a los sistemas Am y Fm como tales;

Calidad, Ruido, Cobertura y Costos.

a. Calidad

Este parmetro viene ligado al ancho de banda, en este caso el canal de AM tiene un

ancho de banda de 10 KHz en el continente americano y de 9 KHz en el resto del

mundo, el canal de las FM est, por lo general, en 200 Khz. De tal manera que FM

podra y presta una servicio de mayor calidad, pues to que a mayor cantidad de

informacin, mejor calidad.

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La migracin de las seales analgicas a digitales permitir que la AM llegue a

nuestros receptores con la calidad de las actuales FM, y stas se escucharn en calidad

CD.

b. Ruido

Las ondas electromagnticas de baja frecuencia son ms vulnerables a los ruidos, que poco afectan a las bandas ms altas. El motivo es sencillo. Los ruidos se producen en las amplitudes de las ondas. Por eso, se ven ms afectadas las radios que modulan en amplitud (AM).

El problema del ruido tambin mejorar cuando las transmisiones de AM se hagan con seales digitales.

c. Cobertura

Este parmetro est dominado por las comunicaciones de largo alcance donde AM se encuentra en ese rango. La clave est en las diferentes formas que tienen las ondas al desplazarse. Las radios que transmiten en FM trabajan en frecuencias entre 88 y 108 Megahercios.

Las ondas electromagnticas de este rango tienen longitudes bastante pequeas y se desplazan por el espacio en lnea recta. Esto significa que, como no tienen lugar para apoyarse y rebotar llegando ms lejos, se atenan rpidamente y las distancias que cubren no son muy grandes. Al contrario, las AM son de frecuencias ms bajas, por lo que tienen longitudes de onda ms largas. Eso les otorga una doble ventaja respecto a la FM en cuando a la cobertura.

d. Costo

Las FM son ms econmicas que las AM, tanto en el costo de los equipos como en la instalacin de los mismos. La mayor parte de la inversin en AM se la lleva la antena, que supone un terreno amplio para levantar la torre y enterrar los radiales. Los transmisores tambin son mucho ms caros que los de FM.

El costo tambin se ve reflejado en la potencia consumida, un sistema AM, si bien es cierto tiene un rango de cobertura muchsimo mayor, el alimentar su antena resulta excesivamente costoso.

2. Investigue las aplicaciones restricciones de un sistema de A.M. y F.M.

Aplicaciones y restricciones de un sistema de A.M.

- La AM es usada en la radiofona, en las ondas medias, ondas cortas, e incluso en

la VHF; es utilizada en las comunicaciones radiales entre los aviones y las torres de

control de los aeropuertos.

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- Su principal restriccin viene dada por la altura mxima que puede tener su antena y

la potencia mxima que irradie esta.

- Caractersticas tcnicas

Denominacin de la Emisin: 10K0A3EGN Banda de Frecuencias: 535 a 1705 KHz Tolerancia de frecuencia: +/- 10 Hz.

- Separacin entre canales Es de 10 KHz y en frecuencias que son mltiplos enteros de 10 KHz, a partir de 540KHz.

Aplicaciones y restricciones de un sistema de F.M.

- Su aplicacin se encuentra en gran cantidad de sistemas de comunicacin. Constando como principal aplicacin la radiodifusin FM, entre 87 y 108 MHz, a ms de ello suele ser de vital importancia en; Televisin(Subportadora de sonido), SECAM (El sistema de televisin en color SECAM modula la informacin de color en FM), Micrfonos inalmbricos y Ayudas a la navegacin area

- Separacin entre canales

Es de 200 KHz, iniciando en el extremo de la banda desde 88.1 MHz y hasta 107.9 MHz.

- Caractersticas tcnicas Denominacin de la Emisin: 180 K F3E, transmisin monofnica 256 K F8E, transmisin estereofnica Banda de Frecuencias: 88 a 108 MHz Tolerancia de frecuencia: +/- 2000 Hz. Excursin mxima de frecuencia: +/- 75 KHz. con respecto a la Portadora.

3. Si fp=10 KHz, fm = 1 KHz. Qu sucede si se vara la frecuencia portadora, la frecuencia moduladora y el ndice de modulacin para A.M. y la desviacin de frecuencia para F.M.? Si definimos como una modulacin AM con la ecuacin:

() = (1 + ) = () +

() = ( ) + ( + ) + Y una modulacin FM con la ecuacin:

() = cos ( ) si la seal moduladora es una sinusoide

3.1. Si Varia fp - Modulacin AM

( ) =

_ _ _

- Modulacin FM

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( ) =

_ _ _

3.2. Si Varia fm - Modulacin AM

_ _ () _ ()

- Modulacin FM

_ . _ _

3.3. Si Varia ndice de modulacin AM Esto sera relativamente imposible, pues como se sabe este ndice varan en funcin de las amplitudes de una modulacin DSB-SC y la amplitud de la moduladora, la nica manera de variarlo ser q una de estas dos amplitudes vari.

3.4. Si Vara la desviacin de frecuencia para FM.

Para este caso la deviacin de frecuencia est en funcin de la amplitud de la seal moduladora, la funcin de transferencia del sistema de modulacin y la frecuencia moduladora, es decir que al igual que en el caso anterior, la nica manera que vari la deviacin es que; varia la funcin de transferencia del sistema, la amplitud de la seal moduladora o a su vez la frecuencia de la moduladora.

4. Defina ndice de modulacin y desviacin en frecuencia.

4.1. ndice de modulacin El ndice de modulacin es una relacin sin unidad y se utiliza slo para describir la profundidad de la modulacin lograda para una seal modulada en amplitud y frecuencia dada. Es el proceso de cambiar la amplitud de una portadora de acuerdo con las variaciones de amplitud de la seal moduladora. El porcentaje en que la seal moduladora cambia la portadora senoidal es conocido como el ndice de modulacin.

4.2. Desviacin en frecuencia Desviacin de frecuencia (f) se denomina desviacin de frecuencia y es el mximo cambio de frecuencia que puede experimentar la frecuencia de la seal portadora. A la variacin total de frecuencia desde la ms baja hasta la ms alta, se la conoce como oscilacin de portadora.

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TRABAJO EXPERIMENTAL:

Una vez obtenidas las variables de cada tipo de modulacin, se procede a realizar la

correspondiente simulacin de cada tipo de sistema (AM y FM analgico y digital).

- Diagrama de bloques (Simulink-Software Matlab) y resultados.

o MODULACIN AM (Analgico)

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o MODULACIN FM (Analgico)

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o MODULACIN ASK(AM Digital)

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o MODULACIN FSK(FM Digital)

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Observaciones:

Se debe contar con un fundamento matemtico apropiado con relacin a este tema, pues

las mayora de variables que se deben designar son resultado un planteamiento previo del

tipo de modulacin a realizar.

El dominio del software a utilizar para la realizacin de la prctica, debe de ser de al

menos un nivel medio, por la complejidad de los procesos.

Se debe definir un tiempo de simulacin estndar, con la finalidad de evitar distorsiones

en las grficas resultantes.

Si no es posible conseguir un tiempo de simulacin estndar se recomienda, asignar

valores escaldos a las variables del simulador, por lo general de 1 a 1000.

Conclusiones:

Para modular digitalmente se necesita de portadoras analgicas para que de esa manera

las seales que se quieren viajar puedan transportarse por el medio como el aire.

Son importantes los conceptos como ndice de modulacin, ya que este parmetro tiene

mucha importancia en la modulacin.

La seal portadora siempre de ser de una frecuencia mucho mayos que la seal de

informacin, para as poder llevar las componentes a frecuencias mucho ms altas.

Al modular se lleva la informacin a frecuencias mucho ms altas (Cercanas a la frecuencia

de portadora). Para poder obtener las seales en banda base se requerir de un proceso

inverso llamado demodulacin.

Fecha de Defensa: ______________________ Calificacin: _____________________

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