Telecomunicaciones Transmisi

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TelecomunicacionesTransmisión en Amplitud
Modulada

• Unidad II

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Contenido de la Unidad

• Introducción
• Fundamentos de amplitud modulada
• Porcentaje de la modulación
• Análisis AM
• Circuitos para generar AM
• Sistemas de transmisión AM
• Medidas de transmisión

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Unidad II

• Introducción

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Qué es modulación?

• La modulación puede ser definida como el proceso
  de introducir una señal inteligente de baja
  frecuencia en una señal portadora de alta
  frecuencia.
• La señal portadora podrá ser referida mejor como
  señal de radio frecuencia (RF)

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Fundamentos de amplitud modulada

• Si combinamos, de forma lineal, dos ondas
  senoidales de diferentes frecuencias, como si
  fuesen una señal inteligente y una portadora, el
  resultado sería apenas una suma algebraica de sus
  amplitudes como se muestra a seguir.

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Adición lineal de dos ondas senoidales
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Consideraciones

• La señal resultante de la suma lineal no es apta
  para transmisión.
• Si se transmitiera, el receptor solo detectaría
  la señal de la portadora, ya que la señal de baja
  frecuencia no puede propagarse eficientemente
  como onda de radio.

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El método

• La forma usada para combinar la señal inteligente
  con la señal de la portadora es usar un
  dispositivo no lineal.
• La combinación de ambas señales en un dispositivo
  no lineal producirán
• Un nivel dc
• Componentes de cada uno de las dos frecuencias
  originales
• Componentes debidas a la suma y la diferencia de
  las frecuencias originales
• Armónicas de las dos frecuencias originales

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Combinación no lineal
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Resultado

• Como resultado de la combinación no lineal se
  obtiene lo visto en la diapositiva anterior
• Las componente de frecuencia obtenidas son
• (fc fi) es llamada de lower-side frecuency
• fc es llamada carrier frecuency (frecuencia de
  portadora)
• (fc fi) es llamada de upper-side frecuency

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(No Transcript)
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Modulación AM

• En base a lo visto anteriormente, se puede
  concluir que tanto la parte superior como la
  parte inferior de la envoltura de una forma de
  onda AM es una réplica de la amplitud y de la
  frecuencia de la señal inteligente
• Nota que hay una alteración en la fase de 180

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Ecuación AM

• La ecuación para la forma de onda AM (envoltura)
  será
• El producto de la forma de onda de la portadora y
  de la señal inteligente producirá la suma y la
  diferencia de las dos frecuencias

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(No Transcript)
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Consideraciones

• La envoltura (envolvente) resulta de una
  combinación no lineal de la portadora con dos
  señales de menor nivel de amplitud y espaciados
  igualmente en frecuencia de ambos lados de la
  portadora
• Lo que se muestra hasta aquí es una modulación de
  la portadora con una señal inteligente puramente
  senoidal, pero en la mayoría de los sistemas, la
  señal inteligente es una forma de onda más
  compleja que contiene múltiples componentes de
  frecuencias.

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Modulación por una banda de frecuencias
inteligentes

• Por ejemplo, la voz humana tiene componentes
  desde 200Hz a 3kHz, si se usara esta señal para
  modular, se generarían una banda grande de
  frecuencias a los lados de la portadora
• Ambas bandas que se generan reciben el nombre de
  banda lateral inferior y banda lateral superior.

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(No Transcript)
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Ejemplo

• Una portadora de 1.4 MHz es modulada por una
  señal de música cuyas componentes de frecuencia
  van de los 20Hz a los 10kHz. Determina el rango
  de frecuencias generadas por la banda lateral
  inferior y superior

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Solución

• La banda lateral superior
• 1,400,000 Hz 20Hz 1,400,020 Hz
• 1,400,000 Hz 10,000 Hz 1,410,000 Hz
• La banda lateral inferior
• 1,400,000 Hz - 10,000 Hz 1,390,000 Hz
• 1,400,000 Hz - 20Hz 1,399,980 Hz

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(No Transcript)
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AM - DSBFC

• Aunque hay varias clases de modulación de
  amplitud, la que probablemente se usa con más
  frecuencia es la AM de portadora de máxima
  potencia y doble banda lateral
• DSBFC (doble-sideband full carrier), también
  llamado AM convencional o simplemente AM

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Espectro de frecuencias de una onda AM (DSBFC)
Portadora
Amplitud
Banda lateral inferior LSB
Banda lateral superior USB
Frecuencias del lado inferior
Frecuencias del lado superior
Frecuencia
fc
fc - fi (max)
fc fi (max)
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Ancho de banda para AM - DSBFC

• El ancho de banda (BW) de una onda DSBFC de AM es
  igual a la diferencia entre la frecuencia máxima
  del lado superior y la mínima del lado inferior,
  o también, igual a doce veces la frecuencia
  máxima de la señal inteligente (señal modulante)
• BW 2fi(max)
• Para propagación de ondas de radio, la portadora
  y todas las frecuencias dentro de las bandas
  laterales deben ser lo bastante elevadas como
  para poder propagarse lo suficiente a través de
  la atmósfera.

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Ejemplo

• Para un modulador DSBFC de AM con frecuencia de
  portadora de 100 kHz y una señal inteligente con
  frecuencia máxima de 5 kHz determina
• Límites de frecuencia de las bandas laterales
• Ancho de banda
• Frecuencias de lado superior e inferior, que se
  producen cuando la señal inteligente es un tono
  de frecuencia única de 3 kHz
• Trazar el espectro de frecuencias de salida

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Representación fasorial de una onda AM

• Con una señal inteligente de frecuencia única, la
  envolvente de AM se obtiene de la suma vectorial
  de la portadora y de las frecuencias del lado
  superior e inferior.
• Las dos frecuencias laterales se combinan y
  producen una resultante que se combina con el
  vector de la portadora.
• El concento de suma de fasores ayuda en la
  compresión de cómo la portadora y las bandas
  laterales se combinan para forma la onda AM y
  servirá de ayuda para entender otros conceptos en
  comunicaciones

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Representación fasorial de una onda AM
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Unidad II

• Coeficiente de modulación y porcentaje de
  modulación

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Coeficiente y porcentaje

• Un término que describe la cantidad de cambio de
  amplitud (modulación) que hay en una forma de
  onda AM es el coeficiente de modulación (m).
• El porcentaje de modulación, es simplemente el
  coeficiente de modulación expresado como
  porcentaje.
• La definición matemática del coeficiente es

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(No Transcript)
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Otra forma para obtener m

• El mismo resultado puede ser obtenido si se
  utiliza el valor pico a pico máximo de la onda AM
  (B), señalado en el punto w y el valor mínimo
  pico a pico (A) , señalado con el punto x, que
  resulta en la siguiente ecuación
• Este método es más conveniente cuando se usa para
  soluciones gráficas, como las que presenta el
  osciloscopio.

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Consideraciones

• Si la señal moduladora es una onda senoidal pura
  de una sola frecuencia, y el proceso de
  modulación es simétrico (es decir, las
  diferencias positiva y negativa de amplitud de la
  envolvente son iguales), entonces se puede
  deducir los siguiente

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Amplitudes máxima de las frecuencia superior e
inferior

• De las ecuaciones anteriores podemos deducir las
  amplitudes de las frecuencias superior e inferior

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• Ejemplo
• Para la figura, determinar
• Amplitud máxima de las frecuencias de lado
  superior e inferior
• Amplitud máxima de la portadora no modulada
• Cambio máximo de amplitud de la envolvente
• Coeficiente de modulación
• Porcentaje de modulación
• Considera que en la figura Em es Ei

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Sobremodulación

• La sobremodulación sucede cuando una señal
  inteligente excede la señal modulada lo que
  producirá un porcentaje de modulación mayor al
  100.

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Efectos de la sobremodulación

• La brecha producida por la sobremodulación se
  denomina sideband splatter, este efecto resulta
  en la transmisión de frecuencias fuera del ancho
  de banda normal separado para esa radio (ancho de
  banda excesivo), esta es una condición
  inaceptable y cusa interferencias severas en
  otras estaciones.

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Unidad II

• Análisis de AM

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Valor instantáneo de la onda AM

• La ecuación para la amplitud de la onda AM puede
  ser escrita como la amplitud pico de la portadora
  más la señal inteligente, así