SISTEMAS DE COMUNICACIONES I
LAPSO ACADEMICO: 2015-01
Ing. Heddy Lu Giménez Naim
Universidad Nacional Experimental Politécnica“Antonio José de Sucre”
Departamento de Ingeniería Electrónica
Julio 2015
UNIDAD IIITECNICAS DE MODULACION
ANALOGICA
CONTENIDO
• Unidad III
– Técnicas de Modulación Analógica
• Introducción
• Modulacion en Amplitud
• Modulador
• Ancho de Banda
• Indice de Modulación
• Detector Asincrónico y sincrónico
• Modulación DSB-SC y SSB-SC
• Modulación FM y PM.
• Detector PLL.
• Ruido
Se denomina modulación al proceso de colocar la
información contenida en una señal, generalmente de baja
frecuencia, sobre una señal de alta frecuencia.
ModulaciónIng. Heddy Lu Giménez Naim
Debido a este proceso la señal de
alta frecuencia denominada
portadora, sufrirá la modificación
de alguna de sus parámetros,
siendo dicha modificación
proporcional a la amplitud de la
señal de baja frecuencia
denominada moduladora.
La modulación de una señal
consiste en cambiar o alterar
algunos parámetros de dicha
señal. Esta señal llamada
portadora, por ser a la vez
conductora de señales más
débiles como el sonido y el video
Por qué se modula una señal
Para controlar dicha señal y así facilitar la propagación de laseñal de información por cable o por el aire, ordenar el espacioradioeléctrico, distribuir canales a cada tipo de informacióndistinta.
ModulaciónIng. Heddy Lu Giménez Naim
Para disminuir las dimensiones de las antenas, optimizar el
ancho de banda de cada canal evitando interferencia entre
canales, proteger la información de las degradaciones por ruido
y definir la calidad de la información transmitida.
Por qué es necesario modular una señal
ModulaciónIng. Heddy Lu Giménez Naim
1) Si todos los usuarios transmiten a la frecuencia de la señal
original o moduladora, no será posible reconocer la información
inteligente contenida en dicha señal, debido a la interferencia
entre las señales transmitidas por diferentes usuarios.
2) A altas frecuencias se tiene mayor eficiencia en la transmisión,
de acuerdo al medio que se emplee.
3) Se aprovecha mejor el espectro electromagnético, ya que
permite la multiplexación por frecuencias.
4) En caso de transmisión inalámbrica, las antenas tienen
medidas más razonables.
Señal Resultante
La señal resultante de este proceso se la denomina señalmodulada y la misma es la señal que se transmite.
La modulación permite aprovechar mejor el canal decomunicación ya que posibilita transmitir más información enforma simultánea por un mismo canal y/o proteger la informaciónde posibles interferencias y ruidos.
ModulaciónIng. Heddy Lu Giménez Naim
Es el proceso mediante el cuál es posible recuperar la señal de
datos de una señal modulada.
Un MODEM es un dispositivo de transmisión que contiene un
modulador y un demodulador.
DemodulaciónIng. Heddy Lu Giménez Naim
Traslación en Frecuencia
Conjunto de medios técnicos y protocolos que hacen posible latransmisión a distancia de todo tipo de información
Ing. Heddy Lu Giménez Naim
El teorema de traslación en frecuencia, establece que
la multiplicación de una señal f(t) por una señal
sinusoidal de frecuencia c, traslada su espectro de
frecuencia en c radianes.
Consideremos el esquema de la figura
Xf(t)
Cos(wct)
f(t).Cos(wct)
Traslación en Frecuencia
Conjunto de medios técnicos y protocolos que hacen posible latransmisión a distancia de todo tipo de información
Ing. Heddy Lu Giménez Naim
Sea F [f(t)]=F(), la transformada de Fourier de la función f(t).
Si aplicamos la transformada de Fourier a la entrada portadora
considerando una función seno o coseno, se tienen los siguientes
resultados:
1.)(.)(.][cos Ecwwwwtw ccc F
2.)(..)(..][ Ecwwjwwjtsenw ccc F
)]()([*)(.2
1]cos).([ ccc wwwwwFtwtf
F
De acuerdo con el teorema de convolución en la frecuencia, se tiene el
siguiente resultado para ecuación 1 :
Traslación en Frecuencia
Conjunto de medios técnicos y protocolos que hacen posible latransmisión a distancia de todo tipo de información
Ing. Heddy Lu Giménez Naim
Resolviendo se tiene:
)(F.2
1)(F.
2
1]cos).([ ccc wwwwtwtf F
)(F.2
1)(F.
2
1]).([ ccc wwjwwjtsenwtf F
En forma análoga, tenemos para la ecuación 2:
Traslación en Frecuencia
Conjunto de medios técnicos y protocolos que hacen posible latransmisión a distancia de todo tipo de información
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w+w
m
-wm
F(w)
w +wc-wc
|F(w)|
Señal Modulante Señal Portadora
+wc-wcw
F(w)
Señal Modulada
wc+wmwc-wm
F(w+wc)/2 F(w-wc)/2
Modulación AM
Conjunto de medios técnicos y protocolos que hacen posible latransmisión a distancia de todo tipo de información
Ing. Heddy Lu Giménez Naim
Es el proceso de cambiar la amplitud de una señal portadora de frecuencia
relativamente alta, en proporción con el valor instantáneo de la señal
modulante o moduladora.
Los moduladores de AM son
dispositivos no lineales, con
dos entradas y una salida. Una
entrada es una sola señal
portadora de alta frecuencia y
amplitud constante, y la
segunda está formada por
señales de información, de
frecuencia relativamente baja,
que puede tener una sola
frecuencia, o ser una forma
compleja de onda, formada a
su vez por muchas
frecuencias.
*
se varía en proporción a la señal de banda base o señal
moduladora. En estas condiciones, se mantienen constantes c
y c. El espectro de frecuencia de la señal modulante se
desplaza hasta el valor de c.
Esta técnica de modulación analógica, tiene como
característica que la amplitud de la portadora Ac no
modulada y denotada por la ecuación:
Ac cos (ct + c)
Modulación AM Ing. Heddy Lu Giménez Naim
Modulación AM Ing. Heddy Lu Giménez Naim
Espectro de frecuencias de señal modulante, portadora y señal AM con portadora suprimida
X
f(t)
cos(Wc.t)
f(t).cos(Wc.t)
f(t)
cos(Wc.t)
f(t).cos(Wc.t)
Modulación DSB SC Ing. Heddy Lu Giménez Naim
La señal f(t) se denomina MODULANTE y es la que contiene la información
que se desea transmitir.
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La señal Cos(ct) es la PORTADORA, la cual determina la frecuencia a la
cual va a ser trasladado el espectro de frecuencia.
El espectro de f(t).cos(ct) no contiene portadora.
El espectro de la moduladora es simétrico respecto al eje “y”, es decir, la
información al lado derecho es igual al del lado izquierdo.
Podemos obtener las siguientes observaciones:
Modulación AM DSB-SCIng. Heddy Lu Giménez Naim
El espectro de f(t).cos(c t) contiene dos bandas
laterales para c. La banda a la derecha de
+c se denomina banda lateral superior
(B.L.S.) y la de la izquierda banda lateral
inferior (B.L.I.). Para la frecuencia -c el
tratamiento es análogo, es decir, la banda a la
derecha de -c se denomina banda lateral
inferior (B.L.I.) y la de la izquierda banda
lateral superior (B.L.S.).
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El ancho de banda de la señal
modulada es el doble del ancho
de banda de la señal
moduladora.Este tipo de modulación se
denomina Modulación de
Doble Banda Lateral con
Portadora Suprimida ( del
inglés, DSB-SC).
Modulación AM DSB-SCIng. Heddy Lu Giménez Naim
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w+wm-wm
F(w)
w +wc-wc
|F(w)|
Señal Modulante Señal Portadora
+wc-wcw
F(w)
Señal Modulada
wc+wmwc-wm
F(w+wc)/2 F(w-wc)/2
BLI BLSBLIBLSB=(wc+wm)-(wc-wm)
B=2wm
Modulación AM DSB-SCIng. Heddy Lu Giménez Naim
¿Qué ventajas y desventajas le encontramos a este tipo de modulación?
Ancho de bandaFacilidad de generación
Influencia del RuidoRedundancia de la información
Modulación AM DSB-SCIng. Heddy Lu Giménez Naim
ASIGNACION NO. 4Parte A
Como las magnitudes relativas de la banda lateral y la
porción portadora de la señal son variables, se define un factor
de escala adimensional, m, para controlar la relación entre las
bandas laterales y la portadora. El índice de modulación se
puede determinar por la expresión siguiente:
c
m
E
Em
donde:
Em es la amplitud de la onda modulante
Ec la amplitud de la onda portadora.
Índice de ModulaciónPorcentaje de Modulación Ing. Heddy Lu Giménez Naim
En algunos casos, cuando se tiene la forma de ondamodulada y no los parámetros de modulante y portadora,se puede utilizar la expresión siguiente:
mA B
A B
Las variables A y B
corresponden a los valores
pico a pico máximo y mínimo
respectivamente
Índice de ModulaciónPorcentaje de Modulación Ing. Heddy Lu Giménez Naim
El valor de m, se puede expresar en porcentaje,llamado Porcentaje de Modulación. El porcentaje demodulación está dado por el valor de m expresado enporcentaje, es decir:
% * * *m mE
E
A B
A Bm
c
100 100 100
Índice de ModulaciónPorcentaje de Modulación Ing. Heddy Lu Giménez Naim
Si m = 1 , se tiene
modulación del
100% y la
amplitud de la
señal modulada es
el doble de la
amplitud de la
portadora.
Índice de ModulaciónPorcentaje de Modulación Ing. Heddy Lu Giménez Naim
Si m < 1 se tiene un
porcentaje de
modulación menor al
100%, y la amplitud
de la señal modulada
está entre cero y su
valor máximo. Es el
caso de índice más
utilizado aquel cuyo
valor está entre un
70% y un 90%.
Índice de ModulaciónPorcentaje de Modulación Ing. Heddy Lu Giménez Naim
Si m > 1 se tiene una
sobre modulación. En
este caso la señal
modulada es
distorsionada y, a partir
de ella, no se puede
reconstruir la señal
modulante, la cual
contiene la información
siempre y cuando se
utilice detección de
envolvente. Este caso
debe ser evitado al
máximo
Índice de ModulaciónPorcentaje de Modulación Ing. Heddy Lu Giménez Naim
Distribución de VoltajeIng. Heddy Lu Giménez Naim
Distribución de VoltajeIng. Heddy Lu Giménez Naim
EjerciciosIng. Heddy Lu Giménez Naim
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