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ESCUELA POLITCNICA NACIONAL
FACULTAD
DEINGENIERA
ELCTRICA
DISEO
E
IMPLEMENTACION
DE UN
MODULADORI/Q
Tesispreviaa laobtencindelTtulode
Ingeniero
en
Electrnica
y
Telecomunicaciones
Quito,Junio
del
2
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ERTIFI IN
Certifico que el
presente trabajo
fue
desarrollado en su totalidad por la
Srta.
Jenny del Roco PalloMel
Ing.Carlos Egas Acosta
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DEDI TORI
MISP DRES
Jos Eduardo Pallo y
ara
olores
el
He llegado
a
cumplir
uno de los
objetivos
msimportantesde mvidapor
ustedes y para ustedes y se los dedico en agradecimiento l infinito amor y
poyo
que me han dado en todo momento de mi vida
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AGRADECIMIENTO
ADiosy a laVirgendelQuincheque me protegen me dansaludy lo ms
importanteme dan la vida para compartir los momentosms hermosos con las
personas que ms amo MI
FAMILIA
A mis
hermanos
Alexandra Sadi Anita
y
Eduardo
que con
todo
su
cario
me
alientan
aseguir
adelante yestn conmigo alegrando cada momentode mivida.
A mis
amigos
Nanci
Carlos
Jonny
Sandro
Sonia Noem
Marcelo
que
compartieron conmigo momentos inolvidables en esta Facultad y meayudaron
como grandes amigos
en su
momento.
Un
agradecimiento especial alIng.Carlos Egas y al Ing. Ramiro Morejn que
me
guiaron muy acertadamente en el desarrollo del tema de tesis
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CONTENIDO
INTRODUCCIN . . . . . . . . . . .8
Antecedentes........
8
Objetivo..... ............9
C PITULO I
. . . . . . . .11
TEOR BSIC UTILIZ D
1.1 INTRODUCCIN A LAS
COMUNICACIONES ELECTRNICAS........12
1.1.1 Las comunicaciones electrnicas.......... 12
1.2 TRANSMISIN DIGITAL...... . . . ... 14
1.2.2 Transmisin en banda base...
..14
1.2.3
Bits
y Baudios
......16
1.2.4 Eleccin
de
niveles
de
laseal
de
datos para
latransmisin........17
1.3 NLISISDE FOURIER............. ........18
1.3.1Serie
de
FourierTrigonomtrica
18
1.3.2 Espectro de potencia ., ..20
1.3.3 Propiedad de desplazamiento de frecuencia
modulacin)...
..22
1.4 TRANSMISIN DE DATOS
UTILIZ NDO
UNA PORTADORA DE
ALTA FRECUENCIA...
............23
1.4.1 Transmisin analgica de informacin..................
.........23
4 2 Espectro electromagntico..... ..............24
1.5
MODULACIN DIGITAL..
.........26
1.5.1 Modulacinbsicade unaportadora por informacindigital.......27
5 2
Eficiencia
del ancho de banda............. .27
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3.1.2 Mdulo
principal,. ............52
3.1.3 Mdulo
de
Display
y
Teclado...... ......54
3.1.4 Fuente .,
......................56
3.1.5 Mdulo convertidor de
niveles...........
56
3.1.5.1 Fuente
de
nivel
., .......57
3.1.5.2 Seleccindeniveles....... 59
3.1.5.3 Acoplamiento................ ...............62
3.1.5.4 Protecciones
,
.......63
3 1 6
VCO
64
3.1.7 Presentacin
de
Equipo........ .........65
3.2 SOFTWARE
68
3.2.1 Descripcindelprograma principal... ......,.,.68
3.2.2 Modo remoto... .............70
3.2.3 Modo local...... .......70
3.2.3.1 Pruebas ......70
3.2.3.2
Manejo del modulador QPSK y 8-QAM.... 72
3.2.4 Descripcinde lassubrutinas generales...... ...........................75
CAPITULO IV
. . . . . . . . . . . . . . . . . . .77
Instrucciones de funcionamiento Pruebas
sobre
el
equipo
rdicade laboratorio
4.1
FUNCIONAMIENTO....
.......................78
4.1.1 Mdulo principal
de
trabajo............ ...............78
4.1.2 Manejo de
pantallas
.....80
4.1.3 Modulo convertidordeniveles......... ., ......87
4.2
PRUEBAS SOBRE
ELEQUIPO .
...................88
4.2.1 Prueba
1.
Seal
en
banda
base.....
......88
4.2.2 Prueba2.Seal modulada .....97
4.2.3 Prueba
3.
Espectro
de
potencia....
....105
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4.3 ANLISISDERESULTADOS .....................110
4.4
PRACTICA
PROPUESTA.. .........111
CAPITULOV....
....115
CONCLUSIONES Y
RECOMEND CIONES
5.1 CONCLUSIONES
.116
5.2 RECOMENDACIONES . ................120
BIBLIOGRAFA
..................123
ANEXOS..
.........125
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F CULT D
DE
INGENIERA
ELCTRIC EPN
INTRO U IN
NTE EDENTES
Sabiendo la necesidad de reforzar el conocimiento adquirido en las
clases tericas con la ayuda de prcticas de laboratorio, se plantea el
desarrollo de temas especficos para poder implementar nuevas prcticas para
el laboratorio de Lneas de
Transmisin.
Hace
algn tiempo
lo ms
comn
era
encontrar
una
modulacin
analgicacuandose
hablaba
de radiofrecuencia,en
seales
de radio,
canales
de televisin, etc. en cuyos casos se transporta informacin como la onda
sonorade la voz o las variaciones elctricas correspondientes a una imagen.
Eneste trabajo sedesea implementar prcticas
para
el l bor torio de
Lneas de
Transmisin
con
ayuda
de un
nuevo equipo
que se
relacione
con el
medio real
ms
estrechamente,
el
equipo tiene comofuncin principal realizar
modulacin
digital de niveles en PSK y QAM utilizando una portadora
sinusoidal
de
alta frecuencia, para alcanzarelpropsito deseado
se
utiliza
el
dispositivo modulador I Q,
ZAMIQ-895M
de la casa comercial Mni-Circuits,
dispositivo bsico para el que se crea una circuitera de control para
implementar el equipo modulador completo encargadode realizar
todas
las
tareas
que senecesitan para desarrollar prcticasdidcticas.
Para la
elaboracin
de
la Gua
de
usuario
se
realizaron varias pruebas
de funcionamiento del dispositivo modulador I Q que nos proporcionan los
parmetros necesarios para crear un equipo de control que pueda garantizar el
buen funcionamiento
del
equipo completo para
la
modulacin
de una
seal
en
niveles.
Para
realizar
las
prcticas
de laboratorio se
propone observar
el
comportamiento
de lasealRFmoduladaen QPSK y8-QAM, tambinse
pone
DISEO
E
IMPLEMENTACION
DE UN
MODULADOR
I Q
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F CULT D
DE INGENIER
ELCTRIC EPN
en consideracin la realizacin de una prueba obligatoria del equipo que nos
permite observar
de
manera
sencilla el
buen funcionamiento
del
dispositivo
modulador I Q,
El equipo esta hecho con un alcance tal que se puedan implementar
prcticas diseando moduladoresde 16
niveles
en PSK yQAM,ademsde los
dostipos
de
modulacin desarrollados
en
esta Tesis.
O J TIVO
Tal
como
se
menciona
en la
seccin
anterior
el
objetivo
principal
de
ste
documento es realizar el diseo e implementar un equipo que sirva para el
desarrollodeprcticas paraellaboratoriodeLneasdeTransmisin.
La
composicin de esta tesis
tiene
una estructura tal que nos permite al
final llegar
a
cumplir nuestro objetivo.
En
el
captulo
I se
citan conceptos bsicos
que son
base terica
del
desarrollodeestetema.
En
el captulo II se exponen los requerimientos bsicos de hardware
para
construir
el
equipo
que
satisfaga
las
condiciones expuestas
nos
centramos en el diseo plantendonos las necesidades para llegar a construir
elequipo.
En el captulo III se tiene la presentacin del equipo completo y la
explicacin del
desarrollo
deldiseodel
hardware
ydel
software
que se
utiliz
tanto para hacer la presentacin de lasdistintas pantallas en el display como
para
la
comunicacin
del
equipo remoto
y
local para
el
funcionamiento
del
equipo.
DISEO
EIMPLEMENTACIONDE UN
MODUL DOR
I Q - 9 -
-
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FACULTAD DE INGENIERA ELCTRICA EPN
En
el captulo IV se indican de una manera sencilla instrucciones para el
manejo
del
equipo
con las
presentaciones
que se
muestran
en el
dsplay
adems se pone a consideracin las pruebas realizadas sobre el equipo para
verificar el correcto funcionamiento en la parte de modulacin por
ltimo
se
cubre elobjetivo
principal
presentandolaprctica
propuest
paraellaboratorio
de
Lneas de Transmisin usando la seal modulada en QPSK y 8-QAM.
Las conclusiones y recomendaciones sobre el tema desarrollado as
como la cita de autores de la documentacin tomada para complementar
conocimientos
tericos
y
anexos varios
se
presentan
en el
ltimo captulo
de
este documento.
DISEOEIMPLEMENTACIONDE UNMODULADOR
I Q
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DE
INGENIER ELCTRIC
EPN
C PITULO
I
TEOR BSIC UTILIZ D
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F CULT D DE
INGENIERA ELCTRICA
EPN
1 1
INTRODUCCIN
A LAS
COMUNICACIONES ELECTRNICAS
1.1.1 LAS
COMUNICACIONES ELECTRNICAS
Empezaremos dando
un concepto sencillo de comunicacin electrnica,
as
entendemos como comunicacin
al
intercambio
de
informacin entre
2
puntos o ms utilizando un medio de transmisin especfico y con ayuda de
seales elctricas.U nsistema de comunicacinse constituyepor unconjunto
de
mtodos, procedimientos
y
elementos nterrelacionados para coordinar
el
proceso deintercambiodeinformacin.
Se tienen tres elementos bsicos para conformar
un
sistema
de
comunicacin
figura 1.1).
Canal .^^^^^^^^
^^^^H^^^^HI^H
., k.^ H^^ H_ Informacin
Informacin
Figura1 1
Estructura
Bsica de un Sistema deComunicacin
El transmisor Tx) pasa la informacin de su forma original a seales
elctricas
y las
procesa amplifica,
filtra,
modula etc.),
es
decir,
las
adeca
para
ser
entregadas
al canal.
El
canal lleva
la
seal originada
en el
transmisor hacia
el
receptor,
sirviendo deuninentreellos.
DISEO
EIMPLEMENTACIONDE UNMODUL DORI Q - 12 -
-
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F CULT D DEINGENIERA
ELCTRIC
EP N
El
receptor Rx) recibe
del
canal
la
seal elctrica generada
por el
transmisor y la procesa amplifica, filtra, demodula etc.) para entregar en su
salida
l
informacin
en su
forma original.
El modelo para la comunicacin de datos se define por los modos de
transmisin que
son:
Simplex SX): de transmisor a receptor en un solo sentido.
Half-Duplex HDX):
de
transmisor
a
receptor
en
mbossentidos.
Full-Duplex
FDX): transmisin
en
forma simultnea.
La
figura
1.1
utiliza
los
componentes bsicos
de la
comunicacin para
ilustrar el modo de transmisin Simplex. La figura 1.2 ilustra los modos de
transmisin
HDX, FDX ya que stos necesitan en cada punto un transmisor y
un
receptor para tener
un
intercambio real
de
informacin
es
decir
una
comunicacinbidireccional.
Informacin
Canal
_^^^^^^^^___
Informacin
Figura
1 2
Ilustracin
de un
sistema
decomunicacin
bidireccional.
DISEO EIMPLEMENTACION
DE UN
MODULADOR I Q
- 13 -
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EP N
1 2
TR NSMISIN DIGIT L
1 2 1TRANS MISIN ENB ND B SE
Los dgitos binarios que secuencialmente enva un ordenador son
aperidicos
sin embargo, a la hora de transmitirlos podemos considerar un
grupo
de
ellos como
una
seal
peridicaque se
repetir,para ello realizamos
el anlisis de Fourier con lo que representamos una funcin peridica como
suma
de unnmero tericamente infinito desenosy cosenosy acontinuacin
descomponemos la seal en suma de una serie de armnicos (serie de
Fourier) deforma quecuanto mayorsea elnmerodearmnicos mejor serla
reproduccin de laseal original. Segn elanlisis de unaonda por series de
Fourier tenemos como resultado que su contenido espectral es muy grande,
ocupando as un gran ancho de banda (e ancho de banda de unsistema de
comunicaciones
es labanda depaso mnima rangode frecuencias) requerida
para propagar la
informacin
defuenteatravs delsistema, elancho debanda
debe ser lo suficientemente grande para pasar todas las frecuencias
significativas
de la
informacin.
Figura 1 3
Transmisin de unasealdeperodoT enbanda base
DISEO
E IMPLEMENTACION DE UN
MODUL DOR
I Q
-14-
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FACULTAD DE INGENIERAELCTRIC EPN
Segn el
canal
por donde se efecte la
transmisin
la seal
estar
supeditada a limitar su ancho de banda AB para poder reproducir la seal en el
receptor
por
tanto
se
tendr
una
limitacin
de la
velocidad
de
transmisin
segn
Nyquist.
Se define el teorema de Nyquist para que una seal pueda ser
reconocida
fielmente,as
como
un
lmite
develocidadde
transmisin como:
La
velocidad mxima de datos =
2*AB*log2M
bps 1.1)
Donde:
M=2N 1.2)
M= nmero de niveles
N=
nmero
de
bits
por
nivel
AB
=
Ancho
de
banda
Nyquist demostr que si una seal arbitraria se hace pasar a travs de
un filtro pasa bajo
con un
ancho
de
banda AB,
la
seal filtrada puede
reconstruirse por
completo mediante
la
obtencin simple
y
sencilla
de 2AB
muestras por segundo exactamente. Si la seal consiste de M niveles
discretos, ecuacin 1.2, la ecuacin 1.1 muestra
la
relacin para una canal sin
ruidodada
por
Nyquist.
El canal es la vinculacin entre el transmisor y el receptor. La velocidad
lmite de transmisin de informacin a travs de un canal se llama capacidad
del canal.
Shannon, estableci que si la velocidad de transmisin de datos Vtx es
igual
o
menor
que la
capacidad
del
canal
C,
existe
una
tcnica
de
codificacin
DISEOEIMPLEMEN TACION
DE
UNMODULADOR
I Q
- 15 -
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FACULTADDE INGENIERA ELCTRICA EP N
que permite la transmisin por el canal ruidoso) con una frecuencia de errores
arbitrariamente pequea.
C= H*log
2
1+S/N) 1.3)
El resultado ms importante del teorema de Shannon establece la
mxima velocidad
dedatos sobreuncanal
ruidoso
cuyo anchodebandaes AB
Hz) y cuya relacin seal-ruido es S/N sin importar el nmero de niveles de la
seal ol frecuencia de muestreo que setome1.
En banda base la seal se enva directamente por el medio para
distancias cortas y velocidades bajas. Una de las desventajas ms importantes
que sepueden hacer despusdelanlisisde latransmisinen banda base es
que
la
transmisin
de
seales digitales requiere
de un
mayor ancho
de
banda.
2 2BITSYB UDIOS
La cantidad de veces que la lnea fue sealizada en la
modulacin
es
expresada en baudios smbolos/seg.)fe. En la modulacin digital, la velocidad
de cambio en la entrada del modulador se llama velocidad de bit Vtx y tiene las
unidades de bits/seg. y es igual al recproco deltiempode duracin de
bit.
Velocidadde bit Vtx) =
1/T
1.4)
T=
duracin
del
elementobsico
de seal,
perodo.
Tanenbaum
Transmisin dedatos pgina 65
DISEO
EIMPLEMENTACION DE UNMODULADORI Q -16-
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FACULTAD DE INGENIERA
ELCTRICA
EPN
1 2 3 ELECCIN
DE
NIVELES
DE LA
SEAL
DE
DATOS PARA
LA
TRANSMISIN
Para
el caso de las seales
digitales
el ruido aditivo provoca
ocasionalmente
dgitos
errneos, y el
rendimiento
se
evala entonces
en
trminos de la probabilidad de error.
En un sistema binario los dos niveles de pulsos generalmente son
representados
como
unasealdeamplitudAparael 1lgicoy unaamplitudO
para el
lgico
o como
pulsos
de
igual amplitud
y
polaridades opuestas
es
decir, con amplitudes -A/2 y
A/2 voltios
llamada seal binaria
polar,
la seal
de
encendido
y
apagado como
elprimercasoproduceunnivel medio distinto
de cero que depende de las proporciones relativas de unos y ceros
transmitidos, su
empleo tambin facilita
el
ajuste
del
umbral
de decisin en el
receptor si lasfrecuencias de ocurrencia, relativas deambas seales binarias
son guales. La seal binaria polar tiene tambin la ventaja de que el umbral de
decisin ptimo
se
halla
en
cero.
Elanlisisdelumbraldedecisin paralarepresentacinde unasealen
dos niveles lgicos
y
cuatro niveles lgicos
que es lo que
necesitamos para
nuestra aplicacin proveyendo
la
conexin
a un
demodulador
se
presenta
en la
figura1.4.
Si el comportamiento estadstico de lassealesrecibidas ms el ruido
no
es
gaussiano
y no
tiene
la
simetra
de la
funcin
de
densidad mostrada
en
las
figuras
que se
analizan
mas
adelante
el
anlisis descrito intuitivo descrito
anteriormente
no es demucha
utilidad.
MischaSchwartz,
Transmisin
deInformacin,Modulaciny
Ruido,
CaptuloV.
DISEO E
IMPLEMENTACION
DE UN
MODULADOR
I Q 17-
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F CULT D
DE
INGENIER ELCTRIC
EPN
NIVEL
LGICO
0
ENCENDIDO
APAGADO
0
A
POLAR
Voltios
A/2
-A/2
UMBRALDE
DECISIN
Tabla
1 1
NIVELES
0
2
3
POLAR
-A/2
-A/6
A/6
A/2
UMBRAL
DE
DECISIN
-A/3
A/3
Tabla 1.2
Figura
1 4
Umbralde decisin
1 3
NLISIS
DE
FOURIER
1 3 1SERIE
DE
FOURIER TRIGONOMTRIC
Para nuestro estudio
es
indispensable hacer
un
anlisis
de las
seales
enfuncin
ya no del
tiempo nicamente sinotambin
de la
frecuencia para
el
anlisis
de
ancho
de
banda
en la
transmisin
DISEOEIMPLEMENT CION
DE UNMODUL DOR
I Q
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FACULTADDEINGENIERA
ELCTRICA
EPN
Una
de las
demostraciones
ms
importantes
que nos
presenta
el
matemtico
Francs,Fourier,
es quesumando una cantidad ilimitadade senos
cosenos se puede construir cualquier
funcin
3f t) deperodoT. La ecuacin
1.5 presenta la relacin que muestra la descomposicin de senos y cosenos
para una
funcin
f ) donde any
bn
son lasamplitudes de coseno y seno del
ensimotrmino armnico un armnico es unmltiplo enterode la frecuencia
fundamental).
.5
~
T
_2_T
6 t
1.6)
La
serie de Fourier trigonomtrica se puede representar en forma ms
compacta como:
+ a (1.7)
(1.8)
En
el anlisis que sigue ser ms interesante tratar con el espectro de
amplituddeCny con la fase angular tf
n
que con loscoeficientes individuales de
Fourier anyb
n
.
Stremler Introduccin
a losSistemasde
Comunicacin pgina
30.
DISEO
EIMPLEMENTACION
DE
UN
MODULADOR
I&Q - 19 -
-
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FACULTAD DE INGENIERA ELCTRICA
EPN
1.3.2 ESPECTRO DE POTENCIA
Primero haremos
una
revisin
de l
espectro
de
lnea
de
Fourier
4 de la
figura 1.5 que grfica directamente laamplitud
C
nen funcin de lafrecuencia
para la seal f t), para una sealperidica usando
la serie
trigonomtrica se
obtiene el
espectro
en
donde
la
amplitud
y la
fase
de cada
componente
senoidal se pueden hallar a partir del grupo de ecuaciones 2.4, cabe anotar que
el
espectro de lnea es un espectro discreto.
3fD
Figura
1 5
Interpretacin del
espectro
de
lneatrigonomtrico
El principio de los mtodos de Fourier para el anlisis de seales es
descomponer todas las seales en sumatorios de componentes
senoidales,
esto proporciona la descripcin de una seal dada en trminos de frecuencias
senoidales,
un objetivo importante de este anlisis es la descripcin de cmo
estn distribuidas
la
energa
y la
potencia
de la
seal
en
trminos
de
tales
frecuencias
esta funcin
se
define como densidad espectral
de
potencia
la
DISEOEIMPLEMENTACION DEUN
MODULADOR
I Q
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FACULTAD DE INGENIERA ELCTRICA
EP N
ecuacin 1.9 muestra la densidad espectral de potencia de una funcin
peridica.
1.9)
La
cantidad
n
~
describe
el
monto relativo
de
energa
de una
seal dada
f t) enfuncinde lafrecuencia y sellama densidad espectraldeenergade f t).
De
igual forma
la funcinquedescribe lacontribucin relativadepotenciade
una seal f t) contra la frecuencia, se llama
densidad
espectral de
potencia,
Sf co). La densidad espectral de potencia de una seal aperidica es una
funcin continuade lafrecuencia, la de unaseal peridica,se
aproxima
a una
serie
defunciones
impulso
localizadas
en las
frecuencias
armnicas
de laseal
cuando el
tiempo
de
observacin
se
hace
largo
5
,
esto
se
puede observar
en la
figura 1.6.
Sf
a)
O
b)
Figura
1 6
Densidad
espectralde potencia de una (a)
funcin
peridica, (b)
funcin
aperidica.
4
Stremler,Introduccin a los Sistemas de
Comunicacin,
pginas 44-46.
5Stremler, Introduccin a los Sistemas deComunicacin,
Captulo
IV.
DISEO
E
MPLEMENTACIONDE
UN MODULADOR
I Q
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FACULTAD DE INGENIERA ELCTRICA EPN
Ntese que la densidad espectral de potencia de una seal slo retiene
informacin sobre la
magnitud
omitiendo lo referente a la fase de ah que
todas las seales con la misma densidad espectral de magnitud tengan
idnticos
espectros
de
potencia
sin importar las
posibles diferencias
en las
caractersticas
de la
fase
hay una
densidad espectral
de
potencia especfica
para
una
seal dada pero puede haber muchas seales
con la
misma densidad
espectral
depotencia.
1.3.3 PROPIEDAD
DE
DESPLAZAMIENTO
DE
FRECUENCIA6
MODULACIN)
AI proceso de multiplicar una seal por una funcin armnica
fundamental esdecir unsenoo uncoseno para trasladar ladensidad espectral
se conoce como modulacindeamplitud. Laecuacin1 10 se llama propiedad
demodulacinde latransformadade Fourier.
En el proceso de modulacin una mitad de la densidad espectral se
mueve
a
frecuencias
ms
altas
y
la otra
a
frecuencias
menores
esta
caracterstica
se
puede apreciar
en la
figura
1.7.
-[F co
fi>
0
)+F co y
0
] (1.10)
Stremler,
Introduccin
a los sistemasdeCom unicacin,pgina101.
DISEO
EIMPLEMENTACION
DE UN
MODULADOR
I Q - 22 -
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FACULTAD DE INGENIERA ELCTRICA
EPN
F(o
-T/2
O
+T/2
F D)
/ t)cosco0t
A
-A
Figura
1 7
Efectos de la modulacin en ladensidad
espectral
de la seal
1 4 TRANSMISINDE DATOS UTILIZANDOUNA PORTADORA DE
ALTAFRECUENCIA
1 4 1
TRANSMISIN ANALGICA
DE
INFORMACIN
Para
la transmisin digital se requiere de un elemento fsico entre
receptor y transmisor mientras que en el sistema de radio digital transmisin
analgica)
elmedio de
transmisin
puedeser
tambin
el
aire.
n
de las caractersticas que distinguen un sistema de radio digital de
uno convencional
de A.M. o F.M. es que las seales de modulacin y
demodulacin
en
el sistema digital
son
pulsos digitales
en
lugar
de
ondas
DISEOEIMPLEMENTACIONDE UN MODULADOR
I Q
-
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F CULT D DE
INGENIER ELCTRIC
EP N
analgicas la radio digital utiliza portadoras analgicas
al
igual
que los
sistemas
convencionales.
La
seal
digital
que se
toma
de una
fuente
se
modula
es
decir
la
informacin se laenva sobre unaseal
sen cct)
que se llama portadora y que
se encuentraa unafrecuenciafc.
En este punto es importante hablar de
lo
que es la modulacin y las
razones por las cuales se modula.
Modular
es transformar las caractersticas
de una seal elctrica original a otra seal que por sus caractersticas le es
ms
fcil
la
propagacin,
a
esta segunda seal
se
llama
portadora
carrier),
a la
primera seal se le llama seal modulante y alresultado final se le llama onda
modulada,en resumen:
Portadora
fcil propagacin.
Modulante seal
a
transmitir.
Modulada seal resultadode lamodulacin.
Las
razones para modular
son las
siguientes:
Utilizarun medio noguiado comoelespacio librepara enviar la
informacin
Facilitar lapropagacinde laseal.
Usoimprcticodeantenasaciertas frecuencias.
Compartir canal
de
comunicacin trasladando
a
diferentes
frecuencias
diferentes tiposdeinformacin.
4 2
ESPECTRO
ELECTROM GNTICO
El espectro electromagntico que se utiliza para la transmisin de la
abrumadora
mayora
de las
seales
de
comunicaciones
se
encuentra limitado
en lasdistribuciones deanchodebandaen lasdiferentesgamasde frecuencia
4
-
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FACULTAD DE INGENIERA
ELCTRICA
EPN
que hay en uso, es importante entonces conocer la ocupacin espectral medida
por el
ancho
de
banda
de
diferentes seales
que se
transmiten
por un
sistema
de comunicaciones
determinado,
adems es importante conocerlos requisitos
de
ancho
de
banda
del canal
o
medio
de
transmisin
por el cual las
seales
van a ser transmitidas con el objeto de que al receptor lleguen las seales
relativamente
sin
distorsin.
Cuando se introduce distorsin al transmitirse por canales de banda
limitada
los
efectos
que se
producen
en
lasseales transmitidastienen
que ser
determinados.
En un conductor la corriente y el voltaje siempre estn acompaados por
campo elctrico y un campomagntico,una onda electromagnticatambin
puede viajaren el espaciolibreal ser radiada por una antena.
Caractersticas de las ondas electromagnticas:
Velocidad de onda
Las ondas viajan a distintas velocidades,
dependiendo
del
tipo
de
onda
y de
las caractersticas
del
medio
de
propagacin. En el vaco las ondas viajan a
la
velocidad de la luz c = 3 X 108
m/s), las ondas electromagnticas viajan considerablemente ms lentas a lo
largo de una lnea de transmisin.
Frecuencia y longitud de onda
Las
oscilaciones
de una
onda
electromagntica son peridicas y repetitivas. Por lo tanto, se caracterizan por
una frecuencia f). La distancia de un ciclo ocurriendo en el espacio se
llama
la
longitud
de
onda
1)y se
determina
por la
siguiente ecuacin fundamental:
X=c/f
1.11)
DISEOEIMPLEMENTACION
DE UN MODULADOR
I Q
25
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FACULTADPE INGENIERA ELCTRICA EPN
ms
puntos
de un
sistema
de
comunicacin como
ya se
indic
en el
captulo
anterior.
1.5.2
EFICIENCI
DEL
NCHO
DEBANDA8
La
eficiencia
de l
ancho
de
banda
es la
relacin
de la
tasa
de
bits
de
transmisin
al
mnimo ancho
de
banda requerido para
un
esquema
de
modulacin
en
particular
e
indica el nmero
de
bits
que
pueden propagarse
a
travs
de un
medio
por
cada hertz
de
ancho
de
banda
y se utiliza
para
comparar el rendimiento de una tcnica de modulacin digital con
otra,
la
ecuacin 1.12 muestra esta relacin.
,_ tasadetransmisin bps) 1.12)
Eficiencia
=
Mnimo ancho
de
banda Hz)
1.6
CL SESDEMODUL CIN DIGIT L
1.6.1DESPL Z MIENTOS
DE
MPLITUD
ASK)
Con ASK la seal de entrada modula con unos y ceros lgicos a una
portadora sen ooot) que conforme
cambia
de estado se tiene a
la salida
una
sealquevaria de amplitud. Cuando se asigna al
O
unnivel desealOvoltios
y
al
IL
un
nivel
de
seal
A
voltios
la
seal
se
prende
o
bien
se
apaga segn
sea
el
caso,
a
este tipo
de modulacin se la
llama tambin
OOK
on-off-Keying,
figura 1.9.
7
Tanenbaum,Transmisin
de
datos
8
Tomasi,
Sistemas
de
C omunicaciones
Electrnicas.
DISEO
EIMPLEMENTACION
D EUNMODULADORI Q 27
-
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FACULTAD
DEINGENIERA ELCTRICA
EPN
Entrada
bin
aria
Sal ida
SK
T i empo
Tiempo
Figura
1.9
Modulacin
SK
1.6.2 DESPLAZAMIENTO DEFRECUENCIA FSK)
El FSK binario es una forma de modulacin angular de amplitud
constante similar
a
la modulacin
en
frecuencia normal excepto
que
la seal
modulante
es un
flujo
de
pulsos binarios
que
vara entre
dos
niveles
de
voltaje
discretos. Con el FSK binario la frecuencia central o de portadora se desplaza
por
los datos de la entradabinaria,conforme cambia laseal de entrada binaria
de O lgico a 1 lgico la salida se desplaza entre dos frecuencias, una
frecuenciade
marca
o de 1
lgico
y unafrecuencia de
espacio
o de O
lgico
figura 1.10, con el FSK hay un cambio en la frecuencia de salida cada vez que
la condicin lgica de la seal de entrada binaria cambia, as la razn de salida
del cambio esiguala
la
razndeentrada delcambio, larazndecambioen la
entradadelmodulador sellamaraznde bit Vtx ytienelasunidades debitspor
segundo bps).
DISEO EIMPLBMENTACION DE UN MODULADOR I Q
-28-
-
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FACULTAD DE INGENIERA ELCTRICA
EP N
f m
fs
En t r ada
binaria
En
t
ada
binaria
al ida
Lgica
:
O
M
:
O
lf
tiernp
o
fs fm fs fm fs
fm
f r ecuenc ia
d e ma r ca ; fs
f r ecuenc i a
d eespac i o
igura
1.10
Modulacin
FSK
1.6.3
DESPLAZAMIENTO DE FASE PSK)
Es otra forma de modulacin digital angular de amplitud constante. Con
PSK la seal de entrada es unaseal
digital binaria
y es
posible
un
nmero
limitado
de fases de salida. Con la transmisin por desplazamiento de fase
binaria BPSK)
son
posibles
dos
fases
de
salida para
una
sola
frecuencia
de
portadora
una
fase
de
salida representa
un 1
lgico
y la
otra
un Ogico
figura
1.11 conforme la seal digital de entrada cambia de estado la fase de la
portadora de salida se desplaza entre dos ngulos que estn
18
grados fuera
de fase para este tipo de modulacin cada vez que cambia la condicin de
lgica de entrada cambia la fase de salida en consecuencia para BPSKf
B
es
igual
a Vtx y el ancho de
banda
de
salida
ms
amplio ocurre cundo
los
datos
binarios de entrada son una secuencia alternativa 1 0. El mnimo ancho de
DISEO EIMPLEMENTA CION DE
UN MODULADOR I Q
9
-
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FACULTAD
DE
INGENIERA ELCTRICA
EPN
banda requerido para permitir elpeor caso de laseal desalida del BPSK es
iguala Vtx9por lo que laeficienciadeancho debandaes
1bps/Hz.
Ent rada
binaria
Sa l ida
S K
Tiempo
Tiempo
Figura1 11
ModulacinBPSK
7MODULACINMULTISIMBOL
El ancho de banda requerido para transmitir la secuencia
digital
de
banda basese reduce pormedio de sealizacin multinivel queconsiste en
la
combinacin
desucesivos pulsos binarios para formar un
solo
pulso lo que en
consecuencia
requiere
un menor
ancho
de banda de transmisin
especficamente con la conformacin ideal de Nyquist pueden transmitirse 2
smboios/s/Hz por el
canal
de
ancho
de
banda
de
Nyquist
de AB Hertz si se
usa unconjuntode
M=2N
smbolos dondeN es elnmero desucesivos pulsos
binariosque se han combinado para formar el smbolo adecuado que se va a
trasmitirpuedentrasmitirseusando
la
banda
de
Nyquist
2N
bps/Hz.
Unconjunto conveniente deseales para
PSK
M ariaes:10
Tomasi,
Sistemas
de
Comunicaciones
Electrnicas,
pginas 465 466
DISEO
EIMPLEMENT CIONDE UN
MODULADORI Q - 3 0 -
-
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FACULTAD
DE
INGENIERA ELCTRICA
EPN
1.13)
Donde
los M
posibles ngulos
de
fase
0 se
eligen como;
U
'M'M' '
9
=
frecuencia
de
portadora
0= ngulo de desfase
1.7.1 DESPLAZAMIENTO DE FASE EN CUADRATURA QPSK)
Es
una tcnica de codificacin M-ario M representa el nmero de
niveles
que seobtienensegnel nmero dedgitos binariosque secombinen)
en donde son posibles 4 fases de salida de amplitud constante para una sola
frecuencia
de portadora,
Para llevar a
cabo
la
tcnica QPSK
se
necesita
ms de un
solo
bit de
entrada porellose utilizan 2 bits dndose las siguientes combinaciones de bits:
00,01, 10y 11 por loque losdatos deentrada binariosse combinan engrupos
de 2 bits llamados dibits.
La seal -sima de las cuatro posibles puede escribirse con la forma
rectangular
que
parasimplificar
se ha
supuesto hasta el momento.
iSf, 0=cs 9er+
0, 1.15)
=1,2,3,4
10
Stremler,
Introduccin
a losSistemasde Com unicacin,pgina 659.
DISEO
EIMPLEMENTACIONDEUN
MODULADOR I Q
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FACULTAD DEINGENIER ELCTRIC
EPN
dos
posibles eleccionespara lascuatro fases angulares son:
1 6=
O,
+/-
7T/2,
C
2)
9
=
+/-7T/4,
+A37T/4
1.16)
en ambos casos las fases estn espaciadas id radianes, las seales de la
ecuacin anterior pueden representarsepordesarrollo trigonomtrico como.
1.17)
Para laecuacin 1.17 lospares a,b)estn dados segn laecuacin 1.16
1)
3^0
=
1,0);
0,1); -1,0); Or1)
2) ^a-^b) =0.1);
-t i) ;
K-i ;
1.18)
1.19)
La
transmisindeeste tipo sedenomina amenudo transmisincon dos
portadoras
en
cuadratura
de
fase entre
s que se
transmiten simultneamente
porelmismo canal.
eje
en
cuadratura
ejeen fase
a)
Figura 1 12
Constelacinde
seales
QPSK
eje en fase
b)
DISEO
EIMPLEMENTACIONDE
UN MODULADOR I Q
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F CULT D
DE
INGENIER ELCTRIC
EP N
Es
muy
tilrepresentar
las
seales dadas
por las
ecuaciones 1.17,1.18
y
1.19
en un
diagrama
bidimensional
donde
se
sitanlosdiversos puntos aj,b),
el eje
horizontal correspondiente
a la
ubicacin
de a se
llama
el eje en
fase I),
el
eje
vertical donde
se
localiza
b se
llama
el eje en
cuadratura
Q).
Las
cuatro
seales de laecuacin 1.18aparecen entonces comosemuestran en la figura
1.12a,
las
seales
de la
ecuacin1.19 aparecen
en la
figura1.12b.
Los
puntos
de la
seal
se
dice
que
representan
una
constelacin
de la
seal.
En
la modulacin QPSK ya que laseal de salida no cambia de fase
hasta que 2 bits han sido introducidos al equipo modulador
f
B es igual a la
mitad
de
Vtx,
como resultado QPSK requiere
de un
mnimo ancho
de
banda
de
Nyquist de doble lado igual a Vtx/2, por tanto con QPSK se realiza una
compresin de
ancho
de
banda, aplicando
la
ecuacin 1.12
la
eficiencia
de
anchodebandaes2bps/Hz.
1.7.2PSKDE
O HO NIVELES
8-PSK)
Es
una
tcnica
de
codificacin M-ario donde
M=8 por lo
tanto
hay
ocho
posiblesfasesdesalidaparacodificarochofasesdiferentes,losbitsqueestn
entrando seconsideran en grupos de 3bits llamados tribits en un modulador
de 8-PSK hay un cambio en fase en la salida por cada 3 bits de entrada de
datos, en consecuencia fepara 8-PSK es igual aVtx/3 por lo que el ancho de
banda
mnimoes igual aVtx/3Hz y laeficiencia deanchodebandaes iguala
3
bps/Hz.
1.7.3
PSK DE
DIECISEIS NIVELES
16-PSK)
Para
este tipo demodulacinhay 16diferentes fases desalida posibles.
El modulador acta en los datos que estn entrando en grupos de 4 bits
llamados
quadbits,
la fase de salida no cambia hasta que 4 bits han sido
DISEO
EIMPLEMENT CION
DEUN
MODUL DORI Q
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FACULTAD
D E
INGENIERA
ELCTRICA EPN
introducidos al modulador por tanto
f
B es igual a Vtx/4 por tanto el mnimo
ancho debanda esiguala Vtx/4 Hz y laeficienciadeancho debanda4bps/Hz.
1 7 4
MODULACIN
DE
AMPLITUD
EN
CUADRATURA QAM)
Pueden generarse esquemas multismbolos de sealizacin ms
generales haciendo que a y
b
de laecuacin 1.17 tomen valoresmltiples, las
seales resultantes
se
denominan seales
de
modulacin
de
amplitud
en
cuadratura
QAM), estas seales pueden interpretarse como de muchos
niveles demodulacinenamplitud aplicados independientemente encada una
de las dosportadorasencuadratura.
El diagrama
de
constelacin
de un
conjunto
de la
seal
QAM de 16
niveles se muestra en lafigura1.13, ntese queestaseal puede considerarse
como si se hubiera generado por dos seales moduladas en amplitud y en
cuadratura, como
se
usan cuatro niveles
en
cada
una de las
portadoras la
seal se denomina en ocasiones
seal
QAM de cuatro
niveles,
todos los
puntosde laconstelacin estn igualmente espaciados.
Esevidenteque
la
seal generalde QAMpuede escribirse tambin como:
1-20
Donde laamplitud r y la
fase
angular 0 dan lasadecuadas combinaciones de
a,b .
DISEO E
IMPLEMENTACION
DE UN
MODULADOR I Q
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FACULTAD DE INGENIERA ELCTRICA
EPN
*
o bo
.
Q
-i i
10
'10 l l
-00
-01
Figura 1 13
Diagrama
de
constelacin
y
distribucin
de niveles
16-QAM.
La modulacin 8-QAM esta bajo elmismo conceptoque 8-PSK trabaja
con grupos de 3bits para este tipo de modulacin tanto
la
fase y la amplitud de
la portadora transmitida
varan
como se necesita la entrada de tres bits para
tener el cambio de fase al igual que para 8-PSK
f
B
es igual aVtx/3y el mnimo
ancho de banda requerido para 8-QAM esVtx/3Hz al igualque en el 8-PSK
siendo tambin igual la eficiencia de ancho de banda.
amodulacin 16-QAM acta sobre los datos de entrada en grupos de 4
bits tambinla fase yamplitudde laportadora
transmitida
varan segn losbits
de informacin a la entrada del modulador con un modulador de 16-QAM hay
un cambio en la seal de salida ya sea sufase amplitud o ambos para cada 4
bits de datos de
entrada
en consecuencia fB es igual aVtx/4 por tanto el
ancho de banda mnimo y laeficiencia de ancho de banda son
iguales
a 16-
PSK.
Como
la
velocidad
debits permisiblepor undeterminadocanaldepende
del nmero de smbolos o estados que se
elijan
con esto se podra pensar que
DISEO EIMPLEMENTA CION DE UN MODULADORI Q
-
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FACULTAD DE
INGENIERA
ELCTRICA EPN
se puede aumentar indefinidamente
la
magnitud de la constelacin de la seal
QAM, esto
no es as ya que el
nmero
denivelesdeamplitud
hace
ms
severo
elproblema de la interferencia entre smbolos cuando es muy
elevado
adems
es evidente que cuando el nmero de fases distinguibles crece el
espaciamiento de fase entre las seales se reduce en
consecuencia
variaciones
de
fase
y
problemas
de
tiempos podran hacer
ms difcil
determinar la fase con precisin a medida que el nmero de fases distinguibles
aumente. Por ltimo el ruido que est presente y que se agrega durante la
transmisin
y la
recepcin hace
msdifcil
distinguir
los
puntos individuales
de
una
constelacin
a medida que el
nmero
de
puntos
de
ella
tienden a
aumentar, un
poco
de imaginacin indicar que la posicin especfica de los
puntos
de la
constelacin
de la
figura 1.13 depende
de laamplitud de la
seal,
a
medida que la amplitud aumenta, los puntos se mueven hacia fuera, cuando
disminuyen los
puntos
se
desplazan
hacia adentro.
Para
un
potencia
fija de
transmisin
la
ubicacin
de los
puntos esta restringida.
La
nica manera
de
agregar ms
estados
o
puntos
de la constelacin es
agregando puntos entre
los
que ya existen el resultado es que los puntos quedan cada vez ms
prximos,
por lo que
el
ruido y las variaciones de fase producen
errores
de
deteccin con alta
frecuencia,
existe entonces un lmite en el nmero de
estadosde QAM que
pueden usarse
en la
prctica,
en la
actualidad
el
mximo
nmeroque se usa es de 16estados QAM.
Los
moduladores tanto QPSK como
QAM
hacen
una
modulacin
de
doble banda lateral con portadora suprimida DBLPS) y requieren mucha
menos
potencia para
transmitir la
misma
informaciny son ms
complicados
porque deben generar
una
portadora
de
fase
y
frecuencia apropiada,
ya que la
portadora no se transmite.
DISEOEIMPLEMENT CIONDE UN MODULADOR I Q
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FACULTAD
DE
INGENIERA ELCTRICA
EPN
C PITULOII
IS O
DISEOEIMPLEMENTACION DE UNMODULADORI Q 37
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EPN
2 1 DESCRIPCIN
GENERAL
Empezaremos haciendo referencia
al
dispositivo modulador
I Q,
ZAMIQ-895M fabricado por la compaa
Mini-Circuits
para
el cual se disea un
circuito
de
control
completo,
como
ya se
mencion
en
secciones anteriores
la
caracterstica que
le
da
el
nombre al dispositivo es la descripcin que se le da
al eje X en la representacin de coorde nada s rectangulares de unaseal,I que
significa
In-phase y al eje Y se le llama Q quesignificaen cuadratura, esdecir
90
fuera
de
fase respecto
de la portadora, el
modulador
I Q
trabaja
con el
concepto de realizar una modulacin en cuadratura por
ello
el nombre de
modulador
I Q.
Lafigura2.1
muestra
un
diagrama
debloques
donde
sepuede
observar
(oscomponentes principales
del
dispositivo mo dulado r I Q.
LO
90 hybrid
Tsplrtter/
comtxner
-Gutput
V < 90*
Figura 2 1
Diagrama de
bloques
del dispositivo mod ulado r I Q
El
proceso
de
modulacin
se
lleva
a
cabo
de la
siguiente manera:
Un
VCO presenta a su salida una seal de frecuencia
alta,
seal que es
introducida en el dispositivo por el puerto denominado LO y que
mediante
un
divisor de potencia permite dirigir parte de la seal en fase a un mezclador
DISEO E IMPLEMENTACION DE UN MOD ULADO R I Q
-
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FACULTAD
P E
INGENIER
ELCTRICA EPN
denominado canal I y la seal desfasada 90 al canal denominado Q. Los
dgitos
binarios provenientes
de la
fuente
de
informacin digital
se
codifican
a
unaseal polarNRZpara luego dirigir cada nivel correspondientea unsmbolo
al canal I y al canal Q respectivamente, a cada una de estas secuencias de
smbolos semultiplica por unasealenfase y por unasealencuadratura con
la portadora RF correspondientemente esta accin la realiza el mezclador
doble
balanceado)
la salida de los mezcladores dan como resultado dos
seales ortogonales entre s estas seales
son
luego combinadas
vectorialmente en un sumador,para obtener unaseal moduladadesalida en
el
puerto denominado RF
output
2.2
IMPLEMENTACION
DE
MODUL DORESQPSK
Y
8-QAM
CON UN
MODULADORI Q
2.2.1
MODUL DOR QPSK
Aprovechando
la
ortogonalidad
del
seno
y
coseno
es
posibletransmitir
y
recibir
dos
seales diferentes
de
manera simultnea
en la
misma frecuencia
portadora. La multiplexin de cuadratura es un mtodo eficaz para transmitir
dossealesdemensaje dentrodelmismo anchodebanda.
Para
implementar e
modulador QPSK
se
necesitan
4
estados
que
representan cuatro cambios de fase en la seal modulada por lo que se
requieren combinaciones de dos
bits
por estado estos niveles son 00
01
10
11, cada uno de estos estados son codificados de tal manera que le
corresponda
una
magnitud
y una
polaridad
en el
diagrama
de
constelacin para
conseguir lacaractersticademagnitud constanteycambiodefaseen laseal
modulada resultante.
DISEO
E IMPLEMENTACION
DE
UNMODULADORI Q
-
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FACULTADDEINGENIERAELCTRICA
EPN
La magnitud ypolaridad para cada estado encada eje seescoge con los
siguiente criterios:
1) El diagrama de constelacin exige tener una distribucin balanceada de
cada
estado para proporcionar estabilidad en lafasede la seal resultante
moduladacomoseobservaen lafigura 2.2.
10
A 2
00
A/2
A 2
01
Figura
2 2
Diagrama
de
constelacin
de la mod ulacin
Q-PSK
2) Para poder tener en el demodulador niveles de deteccin aceptables y
reducir loserroresenel casodequerer disearunsistemadcomunicacin
los niveles
seescogen dentro del rango
lineal
detrabajo queespecificael
fabricante para el dispositivo moduladorl Q11ZAMIQ-895M.
Con loexpuestoseescoge unaamplitud
A=0.4voltios,
segn loexpuesto
en la
seccin
que
explica
la
manera
de
escoger
el
nivel conveniente
de la
seal en el captulo I para una seal polar NRZ, entonces para representar al
RefirasealanexoA-2 de pruebassobreel dispositivo modu lador I Q.
DISEOEIMPLEMENTACIONDE UN MODULADOR I Q
- 4 0 -
-
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FACULTAD DE INGENIERA ELCTRICA EPN
se
escoge
e
nivel
de
-0.2voltios correspondiente
a-A/2y
para representar
al
IL
el
nivelde 0.2 voltios correspondiente a +A/2.
Con
el
concepto bsico
de la
modulacin QPSK
que
expresa
que
para tener
un cambio en la fase de salida se necesita a la entrada de dos bits para
conformar un
estado,
es
fcil darse
cuenta que con los niveles escogidos es
suficiente
para
que con
estos valores
aplicados directamente a los
canales
I y
Qdela
figura
2.1 se
tenga
una
modulacin QPSK.
Para
el anlisis supondremos la amplitud de la seal portadora igual a la
unidad
por lo que se
tiene
una
portadora f(t)
=
sen co
c
t).
Como
se dijo anteriormente de una serie de bits se van tomando pares
de bits,
estos bits
nos
indican
la
polaridad
y
magnitud
del
nivel
que se
escoge
as, para escoger
elnivelque
ingresa
en el
canal
I
tenemos
el indicativo
del
primer bit y para escoger el nivel que
ingresa
al
canal
Q
el
segundo bit, en
polaridad los OL representarn una polaridad negativa y los IL representarn
una
polaridad positiva de
la
magnitud escogida
anteriormente12.
bits:
Ahora
seanaliza lo que
sucede
con
cada
una de las
combinaciones
de
Si se
tieneel
par de
bits
00,
le corresponder;
a la
entrada
del
canal
I =-0.2Vy
alaentrada delcanalQ =
-0.2V
entonces a la
salida
delsumador setiene:
-0.2*senact-0.2*coscflct
Para el segundo nivel 01 le corresponder a la entrada del canal I=+0.2V y a
la
entrada
delcanalQ =-0.2V, entoncesa la
salida
delsumador setiene:
+0.2*sencDct-0.2*coscoct
'
Tomasi,
Introduccina los
Sistema
de Comunicaciones,
pginas 466 480
DISEO
EIMPLEMENTACION
DE UNMODULADOR
I Q
41
-
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FACULTAD EINGENIERA ELCTRICA
EPN
Parael tercer nivel 10 lecorresponder a laentrada delcanal I=-0.2V y a la
entradadelcanal
Q =
+0.2V,entonces
a la
salida
del
sumador
se
tiene;
-0.2*senco
c
t+
0.2*cosco
c
t
Para elcuarto nivel11 le
corresponder
a laentradadel canal I
=
+0.2Vy a la
entradadelcanalQ=+0.2V,entoncesa lasalidadelsumadorsetiene:
Resumiendo
en la tabla 2,1 se tiene que el bitmenossignificativo bit de
la derecha) de la palabra cdigo dibit) controlaral
canal
I y el bit ms
significativo alcanal
Q,
ennuestro diseo.
SEALES
LGICAS
0 .
0
1
0
1
0
1
I V)
-0.2
+0.2
-0.2
+0.2
Q V)
-0.2
-0.2
+0.2
+0.2
Tabla 2 1
Codificacin
de la seal digital
binara
Grafcando los valores que salen del sumador en el diagrama de
constelacin
figura 2,2)
se
tienen puntos
que
representan
la
distribucin
de
fase contenida en la onda resultante. En el diagrama de constelacin los
valores correspondientesa senoDct se ponen sobre
el
eje X o como se
mencion anteriormente
lo
llamaremos
eje
in-phse, I,
y los
valores
correspondientes al coscoct sobreel eje Y o encuadraturaQ. Eldiagramade
constelacin muestra los componentes de magnitud y fase de una
onda
sinusoidal.
DISEO
EIMPLEMENTACION
DE UNMODULADORI Q
-
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F CULT DDE INGENIER ELCTRIC
EPN
Del diagrama
de
constelacin
setiene;
NIVEL j MAGNITUD | FASE
00
01
10
388
0.388
388
388
-135
-45
135
45
Tabla 2.2
Como
se puede observar en la tabla 2.2 se tienen cuatro estados
representados en
el
diagramade constelacin por el ngulo 0 cada cambiode
fase
de
90
se
dar
con la
variacin
de
nivel
y
permitir variaciones
de 45
para
que
conserve estabilidad
de
fase
en el
modu lador adems
se
logr
la
caracterstica de un modulador Q-PSK que es la magnitud constante de la
seal
modulada resultante
2.2.2MODULADOR8-QAM
Como
se
mencion
en el
captulo
I
para
un
modulador 8-QAM
se
tiene
variaciones
de
fase
y
amplitud
de una
portadora
en
correspondencia
con el
cambio de tres bits que conforman los 8 estados siguientes: 000
001
010
011 100 101 110 111 coneste tipo de modulacin se pretende tener dos
niveles de amplitud y 4 cambios de fase en total para todas las combinaciones
binarias por lo que se necesita disear un circuito que nos permita tener el
control
de los
canales
I y Q con los
tres bits
de
entrada
de tal
manera
de
alcanzar
losresultados deseados.
La figura
2.3 nos muestra la distribucin de estados en el
diagrama
de
constelacin
para
una
seal
de
modulacin
8-QAM que
necesita
4
niveles
de
DISEO EIMPLEM ENTACIONDE UN MODULADORI Q
-
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FACULTAD DE INGENIERA
ELCTRICA
EPN
seal
y la
correspondencia
en
dgitos
que se da ahora como se dio en la
modulacin
Q-PSK.
100
000
Q
110
O l
igur 2 3
Diagrama
de constelacin de la modulacin8 QAM
Para
8-QAM como ya se menciono se necesitan tres bits
(A,
B
C) para
obtener el cambio de fase por lo que como se puede observar setiene
el
bit A
que nos dar la polaridad eneleje Q yelbit B que nos da la polaridad para el
eje I el bitmenos significativo nosdar lamagnitud tantoen
el
eje Icomo en el
eje Q
como
se
planteanteriormente.
El circuito de control funcionar con una lgica tal que nos permitir el
manejo
de la
seal
de
salida
con los
tres bits
A, B C de
entrada.
El bit C nos
dar la magnitud
del
nivel que ingrese tanto al canal I como al canal
Q
ahora
escogeremos
la
magnitud
de l
nivel correspondiente para
|_ y
para
0L, la
magnitud se escoge segn la necesidad de reducir la probabilidad de error en
el
demodulador (para realizar la comunicacin entre los dos dispositivos) con
valores dentro del rango de trabajo del dispositivo modulador I Q, que sera
con ayuda de lo expuesto en una de las secciones del captulo I sobre el
-44-
-
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F CULT D DEINGENIERA ELCTRICA
EPN
umbral
de
decisin,
si se
escoge
un
valor
deA=0.4
igual
que en la
seccin
anterior,para nuestro requerimiento de 4niveles segn laTabla
1.2
se
tiene:
Tabla2 .3
El bit B nos da la polaridad del nivel que ingresa
l
canal I. negativa para
ypositiva para 1
L
y el bit A nos da lapolaridaddelnivel que ingresa alcanal
Q como se ve en
l
tabla 2.4.
ENTRADA
BINARIA
j
A
0
0
0
0
1
B
0
0
1
1
0
0
1
c
0
1
0
1
0
1
0
I V )
-0.067
-0.2
0.067
0.2
-0.067
-0.2
0.067
0.2
Q V)
-0.067
-0,2
-0.067
-0.2
0.067
0.2
0.067
0.2
Tabla
2.4
A lasalidadelsumador setienenlassiguientesseales
resultantes;
DISEO EIMPLEMENTACIONDE UNMODUL DORI Q
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FACULTAD DE INGENIERA
ELCTRICA
EPN
ENTRADABINA RIA j
A
0 .
;o
0,.
0
T-
,1
B
0
0
1
1
0
0
1
1
c
;
o
1
;o
. 1
;
o
\
0
1
SALIDA DEL
SUMADOR
-0.067senco
c
t-0.067cosco
c
t
-0.2*sena)
c
t-
0.2*cosco ct
0.067*seno3
c
t
- 0.067*cosco ct
0.2*senro
c
t
- 0.2*cosco
c
t
-0.067*seno
c
t
+ 0.067*cosco ct
-0.2*senco
c
t+
0.2*coso)
c
t
0.067*seno)ct +
0.067*cosQ
c
t
0.2*sencoct
+
0.2*cosco
c
t
Tabla 2.5
Elresumen de
la
magnitud y fase resultante se muestran en la tabla2.6.
ENTRADABINARIA :
j
AMPLITUD
A
0
0;
0
1
B
0
0
1
1
0
0
c
1
0
0
1
0
1
Voltios)
0.113
0.283
0 113
0.283
0 113
0.283
0 113
0.283
FASE
-135
-135
-45
-45
135
135
45
45
Tabla
4.6
DISEO
EIMPLEMENTACION
DE UN MODULADOR
I Q
-
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FACULTAD DEINGENIERA ELCTRICA
EPN
2 3
EQUIPO
MODULADOR I/Q
2 3 1 ESQUEMA GENERAL
DEL
EQUIPO MODULADOR
Del anlisis hecho
en la
seccin anterior utilizando canales
y Q
para
tener unaseal en cuadratura se puede ver que con el dispositivo modulador
I Q ZAMIQ -895M pode mo s realizar un equipo tal que nos permita m odular en
QPSK, 8- PSK y 8-QAM se puede extender el razonamiento a niveles mayores
pero
en
la prctica este
no es el
caso ,para ordenes altos
de QAM Y PSK la
separacin entreestados
de
fase
llegana ser
pequeos
y la
susceptibilidad
al
ruidoes
grande,
demanerageneral un modulador se puede implementar
como
se muestra en la figura 2.4,
el
principal componente de un moduladordigitales
el de sfa sado r de 90 el cual divide a la portadora en dos pa rtes igu ales
(refirindonos a la potencia) las cuales estn 90 fuera de fase la seal digital
ingresa a un bloque encargado de tomar los datos de manera
serial,
agrupndolos en smbolos, segn el tipo de modulador por niveles que se
desee,
este bloque produce
dos
salidas
que se
conectan
a
las entradas
I Q de
amplitud y
polaridad
correspondiente al
grupo
de
bits
de entrada y que
correspondern
a cada
smbolo,
las seales I y Q son luego mezcladas en los
puertos I y Q correspondientes los cuales generan salidas que estn en
cuadratura, estas salidas son sumadas y la salida resultante es una seal
modulada.
Convertidorserie
paralelo
01001101
Entradadigital
Seal mod ulada
Figura 2 4
Diagrama
de un
modulador utilizando
un dispositivom oduladorI Q
DISEOEIMPLEMENT CION
DE UN
MODULADOR
I Q - 4 7 -
-
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F ULT D
PEINGENIERA ELCTRICA EPN
2.3.2 REQUERIMIENTOS
Como se menciona en la seccin anterior y segn las caractersticas
tcnicas del dispositivo modulador I Q se puede mplementar moduladores en
niveles de PSK y QAM ya que el dispositivo modulador I Q
(ZAMIQ-895M)
tienela caracterstica de poseer una zona lineal de trabajo para los niveles de
ingreso a los canales I Q lo que nos permitir variar lafase y amplitud de la
seal modulada.
. En
general
los
datos
a
modular
se
obtienen
de dos
maneras
una es de
manera local por medio de un teclado y un display, y la segunda por medio de
un computador (la
interfaz
entre el computador yelequipo modulador es parte
del proyecto) ambas opciones son manejadas por un
mdulo
principal
encargado
de
realizar
la
comunicacin entre
las
fuentes
de los
datos
y el
dispositivo modulador, un segundo mdulo llamado convertidor de niveles que
con la ayuda del mdulo principal se encarga de convertir los datos que se
reciben a los niveles correspondientes sealados anteriormente para
procesarlos
como
se
indica
en la seccinanterior.
El
diagrama de bloques de
la
figura 2.5 presenta los elementos que
conforman
el
equipo completo
que
permite tener
una
seal
RF de
salida
modulada en QPSK y 8-QAM en prcticas del laboratorio de Lneas de
Transmisin
que
pueden
ser
realizadas
por los
estudiantes
de
niveles
superiores con los beneficios y limitaciones que son presentadas en este
trabajo.
DISEO
EIMPLEMENTACION
DE UN
MODULADOR
I Q - 48 -
-
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FACULTAD DEINGENIERA ELCTRICA
EP N
PC
Convertidor
deniveles
Teclado y
Display
Figura 2 5
Diagrama de bloques del equipo modulador completo
DISEO EIMPLEMENTACION DEUNMODULADOR I Q
9
-
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FACULTAD
DE
INGENIERAELCTRICA
EPN
C PITULOIII
REQUERIMIENTODEH RDW RE Y
SOFTW RE
P R L IMPLEMENT CION
DEL
EQUIPO MODUL DOR
DISEO
E
IMPLEMENTACION
DE UN
MODULADOR
I Q
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F CULT D
P
INGENIER ELCTRICA
PN
3 1
DESCRIPCIN
DEL
HARDWARE
DEL EQUIPO MODULADOR
3.1.1
DISPOSITIVO MODUL DOR
I Q (ZAMIQ-895 M)
ElmodelodelmoduladoresZAMIQ-895Mque semuestra en la imagen
3.1est especificado para trabajarconfrecuencias deportadora comprendidas
entre 868 y 895 Mhz13 con una potencia de operacin en LO de 10+/-1dBm y
unapotencia mximaen elpuertoLO de50mW Un dispositivo moduladorI Q
proveeamplitudde lasealdesalida modulada variable trabajandoen elrango
de
operacin
lineal.
Imagen 3.1
Dispositivo
ModuladorI Q
Este modulador posee cuatro puertos con conectores SMA
hembras,
tres
de
entrada
y uno de salida, los
puertos
de RF
tienen
una
mpedancia
caracterstica de 50Q
el
puerto de entrada LO es utilizado parael ingresode la
seal generada por el
VCO,
otros puertos deentrada son lospuertos I y Q en
dondese introducir laseal codificada enbanda
base
elpuerto desalida RF
es
elpuerto dedondesetoma laseal yamodulada
13
Hojas
d e
especificaciones tcnicas
del
dispositivo
modulado
I Q,
nexo
A-l.
DISEOE
IMPLEMENTACION
DE UNMODUL DORI Q - 51 -
-
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FACULTAD
DE
INGENIERA ELCTRICA
EPN
3 1 2 MODULO PRINCIPAL
El mdulo principal es la tarjeta de control encargada de realizar la
comunicacin serial entre
el
computador
y el
equipo modulador
por
medio
de
una
interfaz
RS-232/TTL
que se
desarrolla tambin como parte
del
proyecto
este mdulo
tambin
toma los datos de un teclado y adems por
medio
del
teclado
se
maneja
el
orden
de
presentacin
de las
acciones
que
realiza
el
equipo, con la ayuda de un display se hace la presentacin visual de las
acciones
que
puede realizar
el
equipo
y se
muestran
las distintas opciones
como
una
gua
de
manejo
del
equipo, adems
se
puede visualizar los datos
a
ser
modulados
que se
envan
por el
teclado.
El
mdulo principal de control es de diseo comn
para
los dems
equipos del proyecto y tiene como componente principal un microprocesador
8031 de la familia INTEL 51 versin sin ROM14 el microcontrolador es de
tecnologa HMOS, 128bytes de memoria RAM interna, dos temporizadores de
16
bits, es necesario usar una memoria de programa externa de 8
Kbytes del
t ipo EPROM 2764),y unamemoria RAMexternade 8Kbytes 6164).
Imagen 3 2
Mdulo Principal
14
JosGonzlez,Introduccin
a los Microcontroladores.
DISEO
E IMPLEMENTACION DE UN
MODULADOR
I Q 5
-
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54/178
FACULTAD DE INGENIERA ELCTRICA EPN
Puesto que ellmitemximo para el funcionamiento del microcontrolador
es de 20
Mhz,
se
escoge
un
cristal
de 12 Mhz que es un
valor estndar para
aplicaciones
de
comunicacin
y que
permitir alcanzar velocidades
de
transmisin altas para el caso de implementar un sistema de comunicacin.
La
memoria EPROM
a
usarse
es una
2764
de 8 kbytes 8k * 8 , en
consecuencia posee 13 lneas de direcciones. El microcontrolador puede
direcciones hasta 65536 localidades de memoria
64kbytes).
Puesto que la memoria externa es de solo
SKbytes
solo
existen
12
lneas
de entrada por lo tanto las direcciones vlidas de memoria externa van
desde
OOOO
hasta
OFFFH,
en
este dispositivo
se asigna a RAM
externa
las
direcciones desde
OOOO
hasta 7FFFH
y
para direcciones
los
perifricos
externos se
utiliza
las direcciones 8FFFH hasta FFFFH direcciones que sern
ocupadas para direccionar un PAL Arreglo Lgico Programable) que es parte
del mdulo del Display y teclado que tambin es general para el proyecto.
La
funcin del mdulo principal es tomar los dgitos binariostantodel PC
como
del
teclado
que
llamaremos modulacin
de
manera
local,
los
datos
del
teclado ingresan a memoria externa en donde nicamente se les coloca una
bandera
de
inicio
y de fin 7EH),
para luego dirigirlos
a los 4
pines
ms
bajos
del prtico 1 P1) con un orden que depende de la modulacin de niveles que
escojamos.
Los datos para la
modulacin remota sern
deigualmanera ubicadosen
memoria RAM externa en las mismas condiciones que los datos que
ingresamos
por
teclado
es
decir
con una
bandera
de
inicio
yfin15.
15
Tomado
de la
Tesis
Am plificador
de
Frecuencia
Intermedia
con C ontrol
Automtico Digital
DISEOE IMPLEMENTACION
D E
UN
MODULADOR
I Q
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FACULTAD DE
INGENIERA
ELCTRICA
EPN
Microcontrolador
8031
Bus de
direcciones
AO...
Al5
Interfaz. de
comunicacin
serialTTL/RS232
bO
O
O
Bus
Datos
de
g
Bus
de
Datos
Puerto P
Conector
macho de 40
pines
Figura
3 1
Diagrama
debloquesde lacomposicin
del
mdulo principal
3 3MODULO DEL DISPLAY Y TECLADO
Cmo se menciona en la seccin anterior los bits menos significativos
del
bus de direcciones son utilizados para direccionar lamemoria RAM externa
y los bits ms significativos para direccionar perifricos del microcontrolador
los
mismos
que
sern tratados como
localidades de
memoria
RAM
externa
estos
perifricos son el teclado para ingreso de datos y el display para
visualizacin de los mismos y paralapresentacin del manejo del equipo.
DISEO E IMPLEMENTACION DE UNMODULADOR I Q
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-
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FACULTAD DE
INGENIERA
ELCTRICA
EPN
Imagen 3 3
Display y Teclado
El display es un elemento de escritura mientras que el teclado es un
perifrico de lectura paraelm icrocontrolador
Una tarjeta adicional ser la
que
maneje
a
estos perifrcos16como
se
mencion
es
elmdulo
de l
Display
y
Teclado
Figura 3 4
Mdulo de Displayy Teclado
16
Tesis Amplificador de Frecuencia Intermedia con Control Digital
DISEOEIMPLEMENTACION
DE
UNMODULADORI Q -55-
-
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FACULTAD
DE INGENIERA ELCTRICA
P
3 1 4 FUENTE
Para polarizar los distintos mdulos se utiliza una
fuente,
la misma que
nos
proporciona
los
siguientes
niveles
de
voltaje;
GND,
-5V.+5V.
Conunaalimentacinde
110
Vac ysoportaunacorriente mximade 3A.
Imagen3 5
Fuente
3 1 5MODULO CONVERTIDOR
DE
NIVELES
La funcin del convertidor de niveles es tomar los datos digitales
binarios
del
mduloprincipal
desde los4
pines
msbajos delprtico 1
P1.0,
P1.1,
P1.2,
P1.3) procesarlos y tener a la salida de este mdulo los niveles
convenientes exigidos por el dispositivo modulador
I Q
para la modulacin de
la seal digital. El convertidor de niveles es el encargado de dar los niveles
elctricos adecuados de tal manera queeldispositivo moduladorZAMIQ-895M
trabaje dentro de la regin lineal y proporcione los cambios de fase deseados
segn el diseo para el modulador Q-PSK, y el cambio de amplitud y fase
segn
los
niveles
de la
seal
de
entrada para
el
modulador
detipo 8-QAMque
se va a
implementar,
adems el mdulo es diseado con las protecciones
necesarias para
evitar
daos
en el
dispositivo modulador.
DISEO
E
IMPLEMENTACION
DE UN
MODULADOR
I Q
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FACULTAD
E
INGENIERA ELCTRICA
EPN
El
voltaje
V1 es 1-5
voltios dependiendo
de la
polaridad
del
nivel
que
escojamos, para poder
tener
las
magnitudes
de los dos
niveles
deseados los
valores
de los elementos utilizados se calculan para cada uno de los casos.
Se necesitan cuatro fuentes para proporcionar /-1
Voltio
y /-
0.33Voltios:
Para
que V2 tenga una magnitud igual a 1 Voltio y para tener niveles de
corriente razonables escogemos
el
valorfijo
de R2 y R1 de tal
manera
que nos
d un voltaje aproximado al valor que deseamos en el divisor de voltaje de
manera que con el potencimetro podamos hacer fino el cambio al voltaje
exacto
que
necesitamos,
entonces;
R2= 220
Q
R1
=
56
Q
Si V2queremos que sea igual a
0.33V,
entonces:
R2=100 Q
P=
500 Q
El
potencimetro de precisin sirve para fijar V2 exactamente a los
valores deseados ya que el modulador necesita a sus entrada valores
exactamenteigualesalos
calculados
ya que su trabajo en laregin
lineal
se da
convalores bajos de voltaje y un cambio significativo de voltaje variar de igual
manera
la
fase
o
amplitud
en la
seal
de
salida modulada.
DISEO
EIMPLEMEN TACIONDE UNMODULADOR
I Q
- 58 -
-
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F CULT D
DE
INGENIER ELCTRIC
EPN
3 1 5 2SELECCIN DENIVELES
Elmicroncotroladormediante elprtico1 es elencargadodemanejarun
par de
multiplexores
analgicos. Los pines
del
prtico 1 van conectados a la
entrada de seleccin de
los
multiplexores
los
mismos que determinan el
enrutamiento delnivel deseado proporcionadopor lafuente voltajeV2 el que
es conmutado hacia lasalida como se indica en lafigura 3.3. Comoelalcance
de nuestro circuito es poder realizar unamodulacin deniveles superiores se
escogiesta configuracin.
El
multiplexor
que se
escogi
es un
circuito integrado CD4052
de
tecnologa CMOS que pasar seales polares y es til para aplicaciones
analgicasydigitales.
V2.1V2.2V2.3V3.4
P1 3
P1 2
P1 1
P1.0
-5V
5V
a
1_
r-l
12
14
15
11
^
^j 5
p, 2^
4
10
9
16
I
XO X
X1
X2 Y
X3
YO
Y1
Y2
Y3
A
INH
VGE
CD4052
13
3
12
14
15
11
n__ _
r-
5
r T 2~
r t__4_
10
9
D 6_
7
16
Q
X1
X2 Y
X3
YO
Y1
Y3
INH
CD4052
13
3
3
Figura 3 3
ircuito
deseleccinde niveles
DISEO EIMPLEMENTACIONDE
UN
MODUL DOR
I Q
-59-
-
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EPN
s
necesario hacer un anlisis de la ubicacin de cada una de las cuatro
fuentes
en cada uno de los multiplexores para que con cada combinacin de
dgitos binarios provenientes del microcontrolador en la entrada enrute el nivel
deseado as nos ayudaremos con la tabla 3.3 de control del multiplexor y
adems se hace un anlisis para cada una de las formas de modulacin que
vamos
a mplementar para no
tener
que manipular el hardware y hacer los
cambios necesarios para cambiar la forma de modular nicamente por
software el anlisis se hace para un solo canal de salida es decir en este caso
solo para
el
canalI ya que elproceso para laseleccindel nivelesigual para el
otro canal
el
anlisis se hace tomando dos bits ubicados en los ejes en el
diagrama de constelacin uno que nos dalapolaridad y otro la magnitud.
01
Q
10
10
11
01
Figura 3 4
Ubicacin
de los valores elegidos en el diagrama de constelacin
QPSK
1
X
X
V
Tabla
3 1
DISEO
EIMPLEMENTACION
DE UN
MODULADOR I Q
60
-
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DE INGENIERA ELCTRICA
EPN
Para
este caso se tiene:
X=0
; lamagnituddeV=0.33V
X=1 ; la
magnitud
deV=1V
QAM
Para
8-QAM se necesitan 4 niveles y en correspondencia con lo
dichoen
secciones anteriores
se
escoge
los
valores.
Tabla 3 2
Como se puede ver se tiene una distribucin uniforme. Observando
las
tablas 3 2 y 3 3 hay una correspondencia con la ubicacin de las seales de
control delmultiplexor y losvoltajes que senecesitan por lo quese-muestrael
resultado
en la
tabla 3.4.
ESTADOS
DE
ENTRADA
B
0
0
1
A
0
1
0
1
CANALESENCENDIDOS
X
ox
1X
2X
3X
Y
OY
1Y
2Y
3Y
Tabla3 3
Lgicade
funcionamiento
del multiplexor
DISEO E IMPLEMENTACION DE UN MODULA DORI Q
-
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INGENIERA ELCTRICA
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ESTADOS
DE
ENTRADA
B
0
0
A
0
1
0
1
CANALES
ENCENDIDOS
X
OX=V2.1
1X=V2.1
2X=V2,3
3X=V2.4
V
-0.33
-1
0,33
1
bl
3 4
Ubicacin de lasfuentesen las correspondientesentradasdel multiplexor
3 5 3
ACOPLAMIENTO
La
seal de
salida
del multiplexor que nos proporciona los niveles
necesarios paralamodulacin salida figura 3.3) comoya sedijo provienede
un elementodetecnologa CMOSpor lo que esnecesario
proveer
a la salida
de un
elemento
que
permita manejar niveles
de
corriente correspondientes
al
funcionamiento deldispositivo moduladorqueestnen el
orden
deunospocos
mA,un seguidorunitariohecho con e circuito integradoLM324es el encargado
de
realizar esta tarea y adems mantendr constante el nivel de voltaje que
entregue el multiplexor. Una de las caractersticas que se necesita del
amplificador operacional que se
utiliza
en el seguidor unitario es que tenga un
adecuadoanchodebanda paratransmitirlasealdemaneraque lospulsosde
seal contengan la informacin necesaria para que en la deteccin no se
produzcan errores para
realizar
unacomunicacincon eldemodulador),por lo
dicho anteriormente
el C.l
LM324
es muy
adecuado
ya que permite
manejar
unacorrientede 4mA con unanchodebandade 4 MHz y que requierede un
mximo
de
1QnA
a su
entrada
que
sern proporcionados
por el
elemento
de
tecnologaCMOS.
EL
circuito descrito
en
esta seccin
se
muestra
en la
figura
3.6.
DISEOEIMPLEMENT CIONDEUN
MODULADOR I Q
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-
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D1
D2
BMC
Figura
3 6
Circuito
de acoplamiento
3 1 5 4
PROTE IONES
Segn
el anexo A-2 los niveles de voltaje que permiten trabajar al
modulador
en la
regin
lineal
estn
en el
rango comprendido
entre
-0.35V y
0.35Vy losrangos devoltaje l/Q desalidaque setienenen elltimo
circuito
de la figura 3.3 son superiores por lo que se necesita bajar estos voltajes.
s
indispensable limitar la corriente que debe ingresar al modulador con
una
resistencia
fija
colocada
en
serie
con el
modulador esta resistencia
segn
las pruebas presentadasen elanexoA-2 es de
270O,
esta resistencia
tambin
nos
permite tener un divisor de voltaje para obtener en la entrada del
modulador
el
voltaje
deseado, tambin ste anlisis se hace en el anexo
A-1
de
pruebas sobre
el
dispositivo
modulador.
Para
proteger
al
modulador
se usa un
circuito limitador
de
voltaje
con
dos
diodos de germanio ubicados como se muestra en la figura 3.4 para limitar
el
voltaje
y
evitar
que un
voltaje mayor
del que
hacetrabajar
al
modulador
en la
DISEO EIMPLEMENTACION DE
UN
MODULADORI Q
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regin lineal se pueda presentar por la saturacin de cualquiera de los
amplificadores
operacionales
que seutilizanlo que nos llevara a tener voltajes
de 5Vy~5V.
3 1 6
VCO
oscilador ZOS-1025 tambin adquirido como parte del equipo nos
proporcionara
una
frecuencia
de
portadora comprendida entre
685 y 1025Mhz
segn el voltaje de control que se leaplique, la frecuencia que se escoge es
890Mhz para la cual se tiene una correspondencia de potencia para esa
frecuencia de 9 dBm aproximadamente,