Comunicacion I- TX y Rx AM (2)

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Diapositiva 1

La modulacin se lleva a cabo en el Transmisor, y dependiendo el lugar en donde se realiza la modulacin determina si el circuito es un transmisor de bajo de alto nivel. Con la modulacin de bajo nivel, sta se realiza antes del elemento de salida de la etapa final del transmisor. La ventaja de esta modulacin radica en que se requiere menos potencia de la seal moduladora para lograr modulacin de alto porcentaje. Pero en aplicaciones de gran potencia, seria ineficiente. En la modulacin de alto nivel, sta se hace en el elemento final de la etapa final, donde la seal portadora tiene su amplitud mxima y por ello requiere una seal moduladora de mucho ms amplitud para lograr un porcentaje razonable de modulacin. As mismo la potencia de la seal moduladora debe ser mayor. MODULACIN DE AMPLITUDCircuitos Moduladores de AM MODULACIN DE AMPLITUDTransmisin de AM

Diagrama de bloques de un Transmisor de AM Convencional de bajo nivel(Uso principal en sistemas de baja potencia y baja capacidad, como intercomunicaciones inalmbricas, unidades de control remoto, localizadores de personas y radio telfonos de corto alcance)Descripcin de un Transmisor de AM, de bajo nivel: Fuente de la seal modulante: est puede ser traductor acstico, como un micrfono, cinta magntica, disco CD. Preamplificador: es un amplificador de voltaje, eleva la amplitud de la fuente a un nivel utilizable mientras produce una menor distorsin y un menor ruido. Oscilador de Portadora de RF: de l depende la exactitud y la estabilidad del transmisor. El ms usado: el Oscilador de Cristal. Amplificador de Bfer: amplificador lineal, su funcin es aislar el oscilador de los amplificadores de alta potencia,. El bfer proporciona una carga relativamente constante al oscilador, ayudando a reducir la ocurrencia y magnitud de las variaciones de frecuencias. Amplificadores de Potencia intermedia y final: son requeridos para mantener la simetra en la envolvente AM. Red de acoplamiento: compensa o iguala la impedancia de salida del amplificador final de potencia, con la de la lnea de transmisin y la antena. MODULACIN DE AMPLITUDTransmisin de AM MODULACIN DE AMPLITUDTransmisin de AM Diagrama de bloques de un Transmisor de AM Convencional de alto nivel

Transmisor de AM, de nivel alto:- La seal modulante se procesa igual que en el transmisor de bajo nivel, excepto por la adicin de un amplificador de potencia. - En los transmisores de alto nivel, la potencia de la seal modulante debe ser mayor, puesto que la portadora est a su potencia total en el punto donde ocurre la modulacin en el transmisor; y requiere una seal moduladora de gran amplitud para producir una modulacin al 100%.En los transmisores de alto nivel, el Oscilador de RF, y el Bfer son los mismos circuitos de los transmisores de bajo nivel, sin embargo la portadora de RF pasa por una amplificacin de potencia adicional antes de la etapa del modulador, y el amplificador de potencia final tambin es el modulador. MODULACIN DE AMPLITUDTransmisin de AM MODULACIN DE AMPLITUDRecepcin de AM

Diagrama de bloques de un receptor de AMDescripcin de un Receptor de AM: Seccin de RF: su funcin es detectar, limitar las bandas y amplificar las seales RF recibidas, el establece un umbral de recepcin (nivel mnimo para la seal de Rf que el receptor puede detectar y demodular a una seal de informacin til). Esta seccin puede estar comprendida por uno o ms de: antena, red de acoplamiento, filtro (preselector), amplificadores de RF. Seccin de mezclador/Convertidor: en esta seccin se reduce las frecuencias de RF recibidas a frecuencias intermedia (IF). Seccin de IF: incluye varios amplificadores en cascada y filtros pasa bandas. La funcin principal es la amplificacin y selectividad. Detector de AM: demodula la onda AM y recupera la informacin de la fuente original. Seccin de Audio: amplifica la informacin recuperada a un nivel ms utilizable. MODULACIN DE AMPLITUDRecepcin de AM Parmetros del Receptor: Selectividad: es la medida de la habilidad de un receptor, para aceptar una banda de frecuencia determinada y rechazar las otras. % Selectividad= Breal x 100 Breal= Ancho de banda real. Bminimo Bminimo= Ancho de banda mnimo necesario para propagar las seales. Mejora del ancho de banda: cuando se reduce el ancho de banda, tambin se reduce el ruido. BI = mejora del ancho de banda BI= BRF/BIF BRF = ancho de banda de RF (hertz) BIF = ancho de banda de IF (hertz) Sensitividad: es el nivel mnimo de seal RF que puede detectarse en la entrada del receptor y todava producir una seal de informacin demodulada utilizable. MODULACIN DE AMPLITUDRecepcin de AM Rango dinmico: es la diferencia en decibeles entre el nivel mnimo de entrada necesario para discernir una seal y el nivel de entrada que sobrecarga el receptor y produce una distorsin. Es el rango de Potencia de entrada sobre el cual el receptor es til. Fidelidad: es la habilidad en un sistema de comunicaciones para producir en la salida del receptor, una replica exacta de la informacin de la fuente original. Cualquier variacin de frecuencia, fase o amplitud que este presente en la forma de onda demodulada y que no estaba en la seal original de informacin se considera como distorsin. Perdida por insercin (IL): es la relacin de la potencia de salida de un filtro con la potencia de entrada para las frecuencias que caen dentro del pasa-bandas del filtro y se indica a travs de la formula: MODULACIN DE AMPLITUDRecepcin de AM

MODULACIN DE AMPLITUDReceptores de AMDemodulacin (deteccin) de seales AM de doble banda lateral En las seales de AM convencional, la seal de informacin deseada est disponible en la envolvente de la seal modulada. Existen varios mtodos o diferentes tipos de receptores, los cuales analizaremos:

Detector de Envolvente: es el mtodo ms sencillo, simple y barato, y es de uso casi universal para la deteccin de seales AM de doble banda lateral. Importante es ajustar la constate de tiempo de descarga RC, para no perder fidelidad en la envolvente.

MODULACIN DE AMPLITUDReceptores de AMEl rizo que se produce en la salida, por el proceso de carga y descarga del capacitor se elimina usando un filtro para bajo (para eliminar las componentes de alta frecuencia). Un criterio adecuado para seleccionar el valor de la constante de tiempo RC es:

donde wc es la frecuencia de la onda portadora y wm es la frecuencia de la modulante.

MODULACIN DE AMPLITUDReceptores de AM Receptor sintonizado a radiofrecuencia (TRF): es un receptor de tres etapas , incluye una etapa de RF, una etapa de detector y una etapa de audio.

MODULACIN DE AMPLITUDReceptores de AMReceptor sintonizado a radiofrecuencia (TRF):El detector convierte directamente las seales de RF a informacin y la etapa de audio amplifica las seales de informacin a un nivel donde se puedan utilizar. Los TRF son ventajosos para los receptores diseados para la operacin de un solo canal por su sencillez y alta sensitividad. La desventaja principal de un TRF es que su selectividad (ancho de banda) vara cuando se sintoniza sobre un amplio rango de frecuencia de entrada. El ancho de banda del filtro de entrada de RF, vara con la frecuencia central del circuito sintonizado. Otra desventaja es la inestabilidad debido al gran numero de amplificadores de RF que se sintonizan a la misma frecuencia central. MODULACIN DE AMPLITUDReceptor Superheterodino En un TRF todas las etapas de amplificacin se deban sintonizar al mismo tiempo para la seleccin de estaciones, deteriorando as la selectividad y la sensibilidad. La mejora para ello, es la amplificacin de una banda de frecuencia que se mantenga constante, sin importar la estacin seleccionada. Esto dio origen al receptor superheterodino. Heterodinizar, significa trasladar o desplazar en frecuencia. En el receptor heterodino, la seal modulada de entrada se traslada en frecuencia, ocupando as el mismo ancho de banda, centrado en una nueva frecuencia. Esta es conocida como frecuencia intermedia (IF). Es fija y no depende de la frecuencia central de la seal recibida. Esta seal se amplifica en IF antes de la demodulacin. Si la frecuencia intermedia (IF), es menor que la portadora recibida pero mayor que la salida final el receptor se llama superheterodino. En la mayora de los receptores de radio AM, IF es 455 KHz. Y las asignaciones de frecuencias de RF AM van de 535 a 1605 KHz. MODULACIN DE AMPLITUDReceptor Superheterodino Receptor Superheterodino: La seal recibida trasladada a una IF fija puede amplificarse, filtrarse y demodularse con facilidad. La traslacin a IF se consigue mezclando la seal de entrada con una seal generada localmente que difiere de la portadora por la IF (en este caso 455KHz). Para trasladar el espectro de la seal de entrada a IF fija es necesario que la portadora local este a una frecuencia ya sea por encima o por debajo de la frecuencia de la portadora de entrada por una cantidad igual a la IF (455KHz). En el receptor AM superheterodino, la frecuencia generada localmente se elige 455KHz mayor que la de la seal de entrada. La razn de ello, es por la facilidad de construir osciladores de sintona en el intervalo de 1 a 2 MHz, que el de 0.1 a 1.1 MHz.

MODULACIN DE AMPLITUDReceptor Superheterodino

MODULACIN DE AMPLITUDReceptor Superheterodino Ventaja:- La amplificacin y la filtracin se efectan a una frecuencia fija y de manera independiente de la seleccin de estaciones. Desventajas:Frecuencia imagen, para ello el preselector debe proporcionar suficiente limitacin inicial de las bandas para evitar la frec. indeseada en el receptor. Las etapas de IF, se sintonizan fuera de la banda de frecuencia asignada, por lo que se debe tener cuidado que la IF elegida este libre de transmisiones fuertes, ya que el receptor pudiese amplificar seales espurias. MODULACIN DE AMPLITUDReceptor Superheterodino Conversin de frecuencia: El oscilador local est diseado de tal forma que su frecuencia de oscilacin siempre est por encima o por debajo de la portadora de RF deseada, por una cantidad igual a la frecuencia central de IF. Por lo tanto, la diferencia de RF y la frecuencia del oscilador local es siempre igual a IF. Cuando la frecuencia del oscilador local se sintoniza por encima de RF, se llama inyeccin lateral superior . Cuando el oscilador local se sintoniza por debajo de RF, se llama inyeccin lateral inferior. Utilizando mayormente la inyeccin lateral superior. Matemticamente tenemos: Inyeccin lateral superior: Inyeccin lateral inferior:

MODULACIN DE AMPLITUDReceptor Superheterodino Frecuencia imagen: La frecuencia imagen es la radiofrecuencia que se localiza en la frecuencia de IF por encima del oscilador local (usando inyeccin lateral superior). Matemticamente, la frecuencia imagen es:

MODULACIN DE AMPLITUDReceptor Superheterodino Relacin de rechazo de la frecuencia imagen (IFRR): Es una medicin numrica de la habilidad de un preselector para rechazar la frecuencia imagen. Para un mejor rechazo se prefiere que la IF sea lo ms alta posible, ya que la frecuencia imagen se encontrara ms lejos del espectro de frecuencia. La relacin de la RF a la IF, es una consideracin importante para el rechazo de la frecuencia imagen. Entre ms cerca est la RF a la IF, ms cerca estar la RF a la frecuencia imagen. Entre ms alta sea la portadora de RF, ms difcil es evitar que entre la frecuencia imagen al receptor.

MODULACIN DE AMPLITUDReceptores de AM de Doble ConversinPara un mejor rechazo de frecuencia imagen, la frecuencia intermedia debe ser relativamente alta. Sin embargo, los amplificadores selectivos, estables y de alta ganancia, usan frecuencias relativamente bajas. La solucin es utilizar dos frecuencias intermedias. La primera IF es una frecuencia alta, de 10.625 MHz, para un buen rechazo de la frecuencia imagen. La segunda IF es una frec. baja, para un fcil amplificacin.