ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL FACULTAD DE INGENIERÍA …bibdigital.epn.edu.ec/bitstream/15000/9245/1/T1556.pdf · 2019. 4. 8. · ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL FACULTAD DE INGENIERÍA

ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL

FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA

TESIS DE GRADO

"DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE UN MODULADOR

QPSK EN EL RANGO DE FRECUENCIAS DE 800 A 1025 MHz1

Tesis previa a la obtención del Título de Ingeniero en Electrónica

y Telecomunicaciones

Ramiro Rogelio Rojas Jaramillo

Quito, Marzo del 2000

. •• T*i|?v ,*'7 'í¿'-« -5f^^:-w(s~ , . . *- y,-- Í.-TJ-." -"--:fí>"...f-:dííf'--..

CERTIFICACIÓN

Certifico que el presente trabajo ha sido

desarrollada en su totalidad por el

Sr. Ramiro Rojas Jaramillo,

Ing. Carlos Egas "Ácdsta

A mi hijo Daniel

&

•--'í^> ,• :-***\• - * - - - -*eí;.

A Dios: por ser la base de mi existencia; a mis padres y a mi esposa por el

cariño, apoyo y comprensión que me han'brindádo y a mis hermanos, amigos

y compañeros que de diferentes formas colaboraron para el desarrollo de este

trabajo.

Un agradecimiento especial a los Ingenieros Carlos Egas y Ramiro Morejón,

director y codirector de esta tesis de grado.

CONTENIDO

INTRODUCCIÓN ,. ............7

CAPITULO L- LA MODULACIÓN DIGITAL Y EL MODULADOR POR

DESPLAZAMIENTO DE FASE EN CUADRATURA ..10

1.1.MODULACIÓN DIGITAL... .11

1.1.1 Generalidades 11

1.1.2 Razón de Nyquist .................15

1.1.3 Capacidad de información de un sistema de comunicaciones........17

1.1.4 Señalización Multinivel .18

1.1.5 Velocidad de transmisión y señalización.......... ................19

1.1.6 Espectro de Fourier, densidad espectral y ancho de banda..........20

1.2 MODULADOR POR DESPLAZAMIENTO DE FASE EN

CUADRATURA......... 22

1.2.1 Generalidades del Modulador por desplazamiento de fase QPSK..22

1.2.2 Ancho de Banda de QPSK. ...............28

CAPITULO II.- DISEÑO, E IMPLEMENTACION DEL HARDWARE DEL

EQUIPO.. , .30

2.1 REQUERIMIENTOS GENERALES DEL HARDWARE....... ....31

2.2 SUBSISTEMA DE RADIO FRECUENCIA....... ...33

2.2.1 Modulador QPSK (ZMQ-1050) ...........35

2.3. SUBSISTEMA DE CONTROL DIGITAL CON MICROPROCESADOR...38

2.3.1 Módulo Principal ........41

2.3.2 Módulo de Interface digital .45

2.3.3 Módulo de Teclado y Display .56

2.3.4 Módulo de Interface de Comunicaciones para computador.. .61

2.4 FUENTE DE AUMENTACIÓN......... ........62

CAPITULO III.- DISEÑO E IMPLEMENTACION DEL PROGRAMA

ASSEMBLER DE MANEJO DEL EQUIPO .63

3.1 REQUERIMIENTOS GENERALES DEL SOFTWARE.... ....64

3.2 OPERACIÓN LOCAL 67

3.2.1 Modo Normal .........70

3.2.2 Modo a Prueba................ .........73

3.3 OPERACIÓN REMOTA 74

CAPÍTULO IV .- FUNCIONAMIENTO, AJUSTES Y PRUEBAS

DEL EQUIPO................ ..79

4.1 MANUAL DE FUNCIONAMIENTO ...80

4.2 AJUSTES DEL EQUIPO .......91

4.3 PRUEBAS DEL MODULADOR QPSKZMQ-1050 .........92

4.3.1 Ecuaciones y procedimientos para el desarrollo de las pruebas 93

4.3.2 Pruebas y cálculos realizados ..95

CAPITULO V.- CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ..........141

5.1 CONCLUSIONES ......................................................142

5.2 RECOMENDACIONES .........146

BIBLIOGRAFÍA........ ............149

ANEXOS

1. PRACTICAS DE LABORATORIO

2. ELEMENTOS DE RADIO FRECUENCIA

3. MODULO PRINCIPAL Y PERIFÉRICOS

4. ESPECIFICACIONES TÉCNICAS RESUMIDAS

Modulador por Desplazamiento de Fase en Cuadratura INTRODUCCIÓN

INTRODUCCIÓN

Los avances tecnológicos dentro del campo de la electrónica y las

telecomunicaciones son cada vez más grandes. Es difícil imaginar el mundo

actual sin el acceso a los diferentes medios de comunicación. Los sistemas de

información se encuentran en cualquier lugar donde se requiera transmitir

información desde un punto a otro. Por ello mantenernos actualizados en este

campo es de extrema importancia para poder desenvolvernos con éxito en el

mundo moderno. La situación económica en nuestro medio por lo general es

la causa de no poder estar a la par con la actualización y modernización de la

educación sobre todo en la experimentación, quedando este campo excluido

dentro de la educación de los estudiantes universitarios. Frente a esta

realidad, una de las soluciones más razonables sería crear nuestros propios

medios para la experimentación partiendo de la tecnología moderna y

adaptándola a nuestras necesidades de estudio. Sobre la base de estos

razonamientos es que se ha propuesto un proyecto cuya finalidad es la

modernización del Laboratorio de Líneas de Transmisión de la FACULTAD DE

INGENIERÍA ELÉCTRICA de la ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL

Este trabajo, como parte constitutiva de este proyecto, tiene como

objetivo el diseño, construcción e implementación de un modulador por

desplazamiento de fase en cuadratura (QPSK) en el rango de frecuencias de

800 a 1050 MHz, el cual deberá ser usado como un equipo prototipo de

transmisión de información en alta frecuencia permitiendo entre otras

aplicaciones el análisis de las señales moduladas por desplazamiento de fase

en cuadratura. El equipo está construido con elementos y componentes

electrónicos completos para trabajar en altas frecuencias, lo que permite

obtener un excelente rendimiento en frecuencias ultra altas (UHF). Con este

dispositivo, se ha desarrollado un sistema de transmisión de información con

control digital mediante un microprocesador que ofrece un medio adecuado de

adquisición y procesamiento de la información a modular ingresada por el

Ramiro Rojas Jaramillo 7


usuario del sistema. La arquitectura del equipo, tanto en su parte de radio

frecuencia como del control digital permite obtener variedad de aplicaciones

debido a que estas partes pueden separarse entre sí o integrase a otras,

formando diferentes sistemas de experimentación.

El primer capítulo de este trabajo, trata mediante un breve resumen la

teoría que constituye a los sistemas de comunicación dentro de sus principales

conceptos y definiciones; ello como preámbulo para la comprensión del

proceso de la "Modulación Digital QPSK" como parte del conjunto de técnicas

de transmisión digital. El control digital en cuanto a la adquisición,

procesamiento, codificación y entrega de la información hacia e! modulador, es

la parte en la cual se orienta este equipo, pero además una vez obtenida la

señal modulada se pueden hacer mediciones de los diferentes parámetros

importantes dentro de los sistemas de transmisión digital.

En el segundo capítulo se presenta el diseño e implementación del

hardware del equipo en sus diferentes componentes tanto físicas como

operacionales. En este punto se detalla las características eléctricas y

mecánicas del dispositivo de alta frecuencia utilizado. En lo que se refiere al

control digital, se hace referencia en forma básica a su arquitectura y

funcionamiento detallando la parte de la Interface digital entre el sistema de

control y el elemento de alta frecuencia, lo cual es parte específica para el

presente trabajo.

El tercer capítulo describe el software implementado para el control

digital del modulador, esto es, en el modo de control local y remoto mediante

el uso de un microprocesador y a su vez, se analiza las diferentes opciones de

operación en cada uno de ellos.

El cuarto capítulo esta enfocado hacia la explicación de todo lo

relacionado a; funcionamiento del equipo, pruebas realizadas, ajustes así

Ramiro Rojas JaramiUo 8


como un conjunto de instrucciones y recomendaciones para su correcta

operación.

En el quinto capítulo, se encuentran las conclusiones acerca del trabajo

realizado; así como se incluyen las debidas recomendaciones para hacer

posible en forma posterior una mayor ampliación y optimización el equipo.

Además se hace referencia de manera adicional a las posibles aplicaciones

extras a ¡mplementarse con el equipo.

En la parte de los anexos se puede encontrar toda la información en

mayor detalle referente a los componentes específicos del equipo, lo cual

servirá para tener una mayor comprensión tanto del software como del

hardware ímplementados en el sistema, proyectando esto como idea base para

futuros proyectos.

Ramiro Rojas Jaramillo

E.P.N - F.I.E CAPITULO I

CAPITULO I .- LA MODULACIÓN DIGITAL Y EL MODULADOR

POR DESPLAZAMIENTO DE FASE EN CUADRATURA


E.P.N-F.I.E CAPITULO I

LA MODULACIÓN DIGITAL Y EL MODULADOR POR DESPLAZAMIENTO

DE FASE EN CUADRATURA.

1.1 MODULACIÓN DIGITAL

1.1.1 Generalidades.-

Actualmente, existen diferentes tipos de fuentes que originan mensajes,

como una imagen de televisión, la señal sonora de una radio, la voz humana o

simplemente datos de manera general. Los datos que no sean eléctricos

(como la voz humana por ejemplo) deben convertirse mediante un transductor

de entrada a una onda de tipo eléctrico que se conoce como señal de banda

base1 o simplemente la señal de información.

Las señales que se han obtenido en banda base de los diferentes tipos

de fuentes de información, por lo general no están adecuadas para ser

transmitidas mediante un canal1 dado a su destino. Para éstos propósitos las

señales son modificadas para mejorar su transmisión. Este proceso de

conversión de la señal, se lo conoce como modulación2, y el elemento que

cumple con tal función se lo conoce como modulador. En el proceso de

conversión, se utiliza la señal de banda base para variar (modular) algún

parámetro de una señal portadora de alta frecuencia, como podría ser la

amplitud, la frecuencia, la fase o combinaciones de ellas.

La señal moduladora no es mas que la señal de banda base, mientras

que la portadora es una sinusoide de alta frecuencia y el resultado del

proceso de la modulación será la portadora modulada. Lo anterior lo podemos

visualizar en la figura 1.1.

1 Señal de datos en su banda de frecuencia original, sin modulación alguna2 Conjunto de medios, que permiten la transmisión de información en un sentido prefijado3 CARLSON Bruce. "Sistemas de Comunicación".


KP.N-F.I.E CAPITULO I

Figura 1.1 a)señal en banda base, b)señal portadora y c)señal modulada

en amplitud

El uso de portadoras con frecuencias altas, se debe a que eiias

proporcionan una radiación de energía electromagnética más eficiente, y pone

al alcance anchos de banda mayores para la transferencia de la información,

que al usar portadoras con frecuencias bajas. De acuerdo a ello toda

información antes de ser propagada por un canal de comunicaciones, deberá

básicamente convertirse a energía electromagnética3.

Es extremadamente difícil radiar señales a frecuencias bajas por la

atmósfera de la tierra en forma de energía electromagnética, ello por los

efectos degenerativos que sufre la señal. Para tener una radiación eficiente

del espectro de energía electromagnética, se debe tener una antena radiante

que tenga un décimo o más de la longitud de onda de la señal radiada. Esto

resulta no muy razonable para las señales de baja frecuencia o banda base,

donde se deben tener longitudes de antena excesivamente largas4.

Analicemos lo anterior con una señal de voz cuyo rango esta entre los

300 a 3000 Hz, entonces la longitud de la antena estará entre los 300 a

3000 Km, lo que resulta en la práctica algo hipotético. Si esta misma señal de

voz se utiliza para modular una señal portadora de 10 MHz por ejemplo, la cual

SKILLING Hugli. II. "Electric Transmission Lines"


E.P.N-F.I.E CAPITULO 1

tiene una longitud de onda de 30 m, se observa que esta se podrá irradiar con

una antena cuya longitud estará alrededor de los 3 m 5. Esto debido a que se

utilizó el proceso de modulación de señales.

Ahora, consideremos que se tiene un conjunto de señales de banda

base de audio por ejemplo, emitidas por un sus respectivas radiodifusoras,

entonces al querer transmitir directamente estas señales, esta garantizado que

se interferirán debido a que sus espectros ocupan de manera general el mismo

ancho de banda; sobre la base de ello será posible en primera instancia de

que solo una de ellas pueda transmitir su información, lo cual significa un

desperdicio del canal por el que esta se va a transmitir, que por lo general

posee un ancho de banda mayor al de una sola señal de audio. Aquí es

donde entra el proceso de la modulación, en donde cada señal de audio

modulará a una portadora distinta, las cuales se encuentran a frecuencias

centrales distintas; todo esto no será mas que trasladar el conjunto de señales

de audio a frecuencias diferentes. Al estar las diferentes portadoras

separadas adecuadamente en frecuencia, sus respectivos espectros no se

sobrepondrán y ello dará como resultado que ninguna de ellas se interfiera,

pudiendo de esa manera llevar la información correcta a cada uno de sus

destinos6. Sobre la base de los razonamientos anteriores y de muchos más,

se justifica el uso de los procesos de modulación dentro del campo de la

transmisión de información.

En la actualidad el avance de los sistemas de comunicaciones es cada

vez mayor. Esto ha hecho que el conjunto de sistemas tradicionales de

comunicación electrónica que utilizan técnicas de modulación analógica

convencional, se reemplacen por los sistemas de comunicaciones digitales

modernos, que ofrecen ventajas sobresalientes respecto a los sistemas

4 TOMASI Wayne. "Sistemas de comunicaciones electrónicas"


6 M1SCHA-SWARTZ. "Transmisión de información, modulación y ruido"


RP.N-RI.E CAPITULO I

analógicos convencionales como son: la facilidad de procesamiento, facilidad

de multicanalización, la inmunidad al ruido, entre otras.

El término comunicaciones digitales abarca un área extendida de

técnicas de comunicaciones incluyendo transmisión digital y radio digital7.

La transmisión digital es la transmisión de pulsos digitales entre dos o más

puntos de un sistema de comunicaciones. El radio digital es la transmisión de

portadoras analógicas moduladas en forma digital entre dos o más puntos de

un sistema de comunicación. Los sistemas de transmisión digital requieren de

un elemento físico entre el transmisor y el receptor, como un par de cables

metálicos, un cable coaxial o un cable de fibra óptica. En los sistemas de radio

digital el medio de transmisión es el espacio libre o la atmósfera de la tierra.

La calidad de transmisión de una señal digital, es casi independiente de

la distancia, ello debido al uso de procesos de regeneración-de las señales.

De igual manera, la transmisión de la información es independiente de la

naturaleza, ello se refleja en que es transparente para cualquier tipo de fuente

de información. Una vez que se ha montado un sistema de transmisión digital,

este puede incrementar su capacidad sin una mayor inversión, de igual

manera se logra adaptar fácilmente a las nuevas tecnologías tanto de

procesamiento digital como de medios de transmisión de la información.

Existen tres formas básicas de modulación digital8, que se conocen

como Modulación de Amplitud (ASK, amplitude Shift Keying), Modulación de

Frecuencia (FSK, frecuency shift keying), Modulación de Fase ( PSK, phase

shift keying). Las gráficas de estos tipos modulación se muestran en la

figuras 1.2,1.3,1.4 respectivamente.


8 CARLSON Bruce."Sistemas de Comunicación"

Ramiro Rojas JaramiLlo 14

RP.N~F.LE CAPITULO I

Figura 1.2 Modulación en amplitud

Figura 1.3 Modulación en frecuencia

Figura 1.4 Modulación en fase

Para analizar la modulación digital, es necesario conocer la razón de Nyquist

y la teoría de Shannon para la capacidad de información.

1.1.2 Razón de Nyquist-

Los sistemas de portadora digital comprenden la transmisión de pulsos,

por medio de un ancho de banda que se lo debe limitar. Para tener un

sistema altamente selectivo, sería necesario un número mayor de secciones de

filtrado, lo que en la práctica no se realiza por ser poco práctico. En la práctica,

los sistemas digitales generalmente usan filtros con un ancho de banda de

aproximadamente 30% mas en exceso del ancho de banda de Nyquist ideal.

La figura 1.5.a muestra la típica forma de onda de salida de un canal

limitado en banda cuando un pulso angosto se aplica en su entrada. La figura

Ramiro Rojas Jar amulo 15


muestra que al limitar en banda a un pulso digital, ocasiona que la energía

acumulada por el pulso se esparza sobre un tiempo significativamente mas

largo en forma de lóbulos secundarios.

Primerpulso

Segundo pulso

Donde T=l/foy fo es la frecuenciade corte del canal

Lóbulos secundarios

-4T -3T -2T -T O T(a)

DENSIDAD ESPECTRAL DE POTENCIA (dB)

2T

-10

-20

-30

90% depotencia

3T

tiempo

4T

Frecuencia

Figura 1.5 a)Respuesta del pulso en un filtro limitado en banda

b)Espectro de potencia de un pulso cuadrado.

La figura 2.3.b muestra la distribución de la potencia espectral total. Se puede

observar que aproximadamente el 90 % de la potencia de la señal está

contenida dentro del primer lóbulo (es decir, f= 1/ T). Por lo tanto, la señal se

puede limitar a un ancho de banda B = 1/T y aún pasar la mayoría de

energía de la forma de onda original. En teoría, solo se necesita la amplitud

en la mitad de cada intervalo del pulso. Por lo tanto, si el ancho de banda se

limita a B=1 / (2*T), la máxima velocidad de señalización que se logra, por



medio de un filtro pasabajos con un ancho de banda específico, sin causar una

distorsión excesiva, se proporciona como la Razón de Nyquist9 y es igual al

doble del ancho de banda.

R= 2 * B Ecuación 1.1

donde:

R = velocidad (tasa) de señalización = 1/T

B = ancho de banda especificado

1,1.3 Capacidad de información de un sistema de comunicaciones10

La capacidad de información de un sistema de comunicaciones, representa el

número de símbolos independientes que pueden pasarse, a través del sistema,

en una unidad de tiempo determinada. El símbolo fundamental es el dígito

binario (bit). Por lo tanto, a menudo es conveniente expresar la capacidad de

información o capacidad del canal de un sistema en bits por segundo (bps).

La capacidad del canal se la define como la máxima razón de información

confiable a través del canal.

En 1928, R. Hartley desarrolló una relación útil entre el ancho de banda,

la línea de transmisión y la capacidad de transmisión, y demostró que la

capacidad de información es una función lineal del ancho de banda y de la

línea de transmisión, y es directamente proporcional a ambos, si se cambia el

ancho de banda o la línea de transmisión ocurrirá un cambio directamente

proporcional a la capacidad de información.

C - B * Log2 (1 + S/N) Ecuación 1.2

Donde :

C - capacidad de información (bps)

B = ancho de banda del canal (Hz)

S/N= relación señal a ruido (adimensionai)

9 STREMLER F. G." Introducción a los sistemas de comunicación


E.P.N-RI.E CAPITULO 1

La ecuación 1.2, representa el límite de la capacidad de información en

un canal con ruido. La capacidad de información no necesariamente se puede

alcanzar con un sistema de dos niveles, a veces es necesario utilizar sistemas

de transmisión digital que tienen mas de dos condiciones de salida (símbolos).

La capacidad del canal se incrementa cuando S/N aumenta. De otra manera,

para una capacidad fija del canal, el ancho de banda B se puede reducir a

cambio de un aumento en la relación señal a ruido, S/N.

1.1.4 Señalización Multinivel11.-

Los sistemas de comunicaciones binarios durante cada intervalo de T

segundos transmiten una de las dos señales posibles, A la señal que

podría enviarse en un intervalo de T segundos se llama símbolo. En un

sistema de transmisión binario solo se usan dos símbolos, entonces la tasa de

símbolos por segundo (baudios) es de 1/T. En señalización multinivel

(M-aria), durante cada intervalo de T segundos se transmite uno de M símbolos

posibles. En sistemas de transmisión en banda base, cada símbolo

corresponde a un nivel M distinto. Se podría por ejemplo, variar la fase de

la señal senoidal para formar los diversos símbolos.

En la señalización M-aria, los M símbolos representan N (N= Log2 M)

bits de información, ello es que se puede codificar únicamente en M ~ 2 N

niveles. Entonces si se dispone de un ancho de banda del canal de B (Hz)

para la transmisión, la tasa de Nyquist es de 1/T = 2BN. Por tanto, el ancho

de banda necesario para la señalización M-aria, con una tasa de información

fija es inversamente proporcional a M.

Como el ancho de banda necesario para transmitir es proporcional a 1/T

Baudios, pero la información transmitida es proporcional a la tasa de bits

( Log2 M )/T , se ve que los sistemas M-arios, proporcionan un medio de

aumentar la tasa de transmisión de información dentro de un ancho de banda

10 TOMASIW. "Sistemas de comunicaciones electrónicas"


E.P.N - F.I.E CAPITULO 1

dado. Sin embargo, éste aumento se obtiene a expensas de potencia

agregada al transmisor y de una mayor complejidad del sistema,

1.1.5 Velocidad de transmisión y señalización.-

La velocidad de transmisión en un sistema de comunicaciones, conocida

también como velocidad binaria o tasa de bits12 es la velocidad de transferencia

de la información en bits por segundo (bps).

Por otro lado, la velocidad de señalización de un sistema, conocida

también como tasa de símbolos13, velocidad de codificación o velocidad de

modulación, es la velocidad de transferencia de información en símbolos por

segundo (baudio)14 Se cuantifica como el inverso del periodo de símbolo

como se observa en la ecuación 1.3

Vs~ 1/TS (baudios) Ecuación 1.3

Donde;

Ts - periodo de símbolo

En el caso de la codificación multinivel donde un símbolo está

conformado por N bits, se tiene que el número de niveles de codificación M,

está dado por la ecuación 1.4

- °N Ecuación 1.4

11 STREMLERF. G."Introducción a los sistemas de comunicación"12 Cantidad de información resultante de la elección entre dos posibilidades exclusivas mutuamente y enla que cada una tiene una probabilidad de 1/2. Es la unidad binaria de información, generalmente puedetomar valores de O o 1 lógicos.

13 Sirve para la representación de datos y se utilizan en la codificación de señales antes del proceso detransmisión.14 Unidad de velocidad de modulación



Por lo que para e! caso de codificación multinivel, se tiene que la velocidad de

transmisión está dada por la ecuación 1.5

Vtx= (Log2M)* Vs Ecuación 1.5

1.1.6 Espectro de Fourier, densidad espectral y ancho de banda.-

La gráfica de los coeficientes de Fourier en función de la frecuencia para

una señal, por ejemplo f(t) se denomina espectro de Fourier F(co) de la señal

f(t)15. Es bastante común denominarlo simplemente como espectro de f(t),

entendiéndose de que se refiere a la representación exponencia! de Fourier.

El espectro de una señal es la representación del conjunto de componentes de

la señal en el dominio de la frecuencia. Para una señal periódica se tiene un

espectro discreto, debido a que solo existe en valores discretos de o.

Basándose en lo anterior se ha definido como densidad espectral de

energía de la señal f(t), a menudo conocida como densidad de energía a la

función que describe la cantidad relativa de energía de la señal en función de la

frecuencia y además tiene un área total bajo de F(CD) 2 que es la energía de

l a señal. . - . - - • • .

Otra forma de cuantificación en base al espectro de la señal f(t), es la

función de densidad espectral de potencia Sf(co) conocida generalmente como

espectro de potencia, la cual describe la distribución de la potencia en función

de la frecuencia.

Por otro lado se conoce como ancho de banda B de un sistema al intervalo de

frecuencias positivas en el que la magnitud de F(o>) se mantiene dentro de

un determinado factor numérico. Aunque el criterio exacto puede variar, un

15 STREMLER F. G." Introducción a los sistemas de comunicación "


E.P.N-P.LE CAPITULO I

factor numérico usual es - 3 dB16 (esto es 1/2 °'5 en tensión o 1/2 en potencia).

Según este criterio, se habla del "ancho de banda de -3dB" o del "ancho de

banda de potencia media" del sistema.

16 El decibel es una unidad logarítmica de medición, usada para compara dos niveles depotencia; denotando como Pr el nivel de potencia de referencia , el decibel (dB) se define como(dB)s10Log10(P/Pr).



1.2 MODULADOR POR DESPLAZAMIENTO DE FASE EN CUADRATURA

(QPSK)

1.2.1 Generalidades del modulador por desplazamiento de fase en

cuadratura)17.-

La transmisión por desplazamiento de fase cuaternaria (QPSK), es

otra forma de modulación digital angular con amplitud constante. La QPSK,

es una técnica de codificación M-ario, en donde M=4 (de ahí el nombre de

cuaternaria). Con QPSK, son posibles cuatro fases de salida, para una

sola frecuencia de la portadora. La Modulación de cuatro estados o niveles

transporta dos bits por nivel, ello la convierte en una modulación de cuatro

fases, ya que cada fase se separa respecto a la otra 90°.

Debido a que hay cuatro fases de salida diferentes, tiene que haber

cuatro condiciones de entrada diferentes, teniendo así las combinaciones

binarias; 00, 01, 10, y 11. En consecuencia con QPSK, los datos binarios de

entrada se combinan en grupos de 2 bits, llamados dibits18. Cada dibit,

genera una de las cuatro fases de entrada posibles. Por tanto para cada dibit

introducido al modulador, ocurre un solo cambio en la salida. Así que, * la

razón de cambio en la salida (razón de baudio), es la mitad de la razón de bit

de entrada.

En la figura 1.7 se muestra un diagrama de bloques de un modulador QPSK.

17 TOMAS] Wayne." Sistemas de comunicaciones electrónicas


KP.N-F.LE CAPITULO I

Datos fbinarios b

de ~~entrada

! MODULADOR BALANCEADO

umador/ lineal

Convertidorserie aparalelo

Q

Salida /QPSK

MODULADOR BALANCEADO

Figura 1.7 Diagrama de bloques de un modulador QPSK

En el diagrama anterior observamos que luego de entrar los bits al convertidor

de manera seria! estos son entregados en forma paralela en pares de

bits(dibits), de cada par el un bit se dirige al puerto de datos I y el otro al puerto

Q de manera simultánea. El bit ! modula una portadora que está en fase con

el oscilador de referencia, y e! bit Q modula una portadora que está 90 grados

fuera de fase o en cuadratura con la portadora de referencia (de ahí el nombre

de Q para el canal en cuadratura).

Puede verse que una vez que un dibit ha sido derivado en los canales I y Q,

la operación es igual que en un modulador BPSK, ello significa que en

esencia, un modulador QPSK esta compuesto por dos moduladores

balanceados de BPSK combinados en paralelo. El modulador balanceado

actúa como un conmutador para invertir la fase. Dependiendo de la condición

lógica de la entrada digital, la portadora se transfiere a la salida ya sea en fase

o 180° fuera de fase con el oscilador de la portadora de referencia.

18 Término binario utilizado para definir la presencia de un par de bits en un mismo instante de tiempo


RP.N-F.LE CAPITULO I

La figura 1.8.a muestra el diagrama esquemático de un modulador de anillo

balanceado19.

T2

Entraoa oela portadoraoe releíenció

Entrada binaria

ia]

-V (O binario}

Figura 1.8 a)Modulador de anillo balanceado. b)entradade 1 L

c)entrada de O L

19 TOMASI W. "Sistemas de comunicaciones electrónicas"



El modulador balanceado tiene dos entradas: una portadora que está en fase

con el oscilador de referencia, y los datos digitales binarios. Para que el

modulador balanceado opere correctamente, el voltaje de entrada digital debe

ser mucho mas grande que el voltaje pico de la portadora. Esto asegura que

las entradas digitales controlen el estado de activado/desactivado de los diodos

D1 y D4. Si la entrada binaria es un 1L (voltaje positivo), los diodos D1 y D2

están directamente polarizados y "activados", en tanto que los diodos D3 y D4

están inversamente polarizados y "desactivados" como lo podemos observar

en la figura 1.8.b. Con las polaridades mostradas, el voltaje de la portadora se

desarrolla a través del transformador T2 en fase con el voltaje de la portadora,

a través de T1. En consecuencia, la señal de salida está en fase con el

oscilador de referencia.

Por otro lado, si la entrada binaria es un O lógico (voltaje negativo), los diodos

D1 y D2 están inversamente polarizados y "desactivados", mientras que los

diodos D3 y D4 están directamente polarizados y "activados" como se observa

en la figura 1.8.c. -Como resultado, el voltaje de la portadora se desarrolla a

través del transformador T2, 180° fuera de fase, con el voltaje de la portadora a

través de T1. En consecuencia, la señal de salida está 180° fuera de fase con

el oscilador de referencia.

Para 1 lógico = +1V y un O lógico = -1V, dos fases son posibles a la salida de

cada uno de los moduladores balanceados, así para I se tienen +Sen(Wct)

y -Sen(Wct) de igual manera para Q se tienen +Cos(Wct) y ~Cos(Wct).

Cuando el sumador lineal combina las dos señales de cuadratura (90 grados

fuera de fase), hay cuatro posibles fases de salida del sumador lineal con

exactamente la misma amplitud.

En la tabla de verdad 1.1 puede verse que, con QPSK cada una de las

cuatro posibles fases de salida tiene, exactamente, la misma amplitud. En

consecuencia la información tiene que ser codificada únicamente por la fase de

la señal de salida.

Ramiro Rojas Jararnillo 25


Tabla 1.1 Tabla con las fases de salida del modulador, en función de los

datos que van por los canales I y Q

Datos de EntradaQ i

0 0

0 1

1 0

1 1

Salida en el sumador

-SenWct- CosWct

+SenWct- CosWct-SenWct + CosWct

+SenWct + CosWct

Equivalente

1.414Sen(Wct-135°)

1.414Sen(W0t-45°)

1.414Sen(Wct+135°)

1.414Sen(Wct+45°)

ÁnguloDe fase

-135°

- 45°

+135°

+ 45°

En la figura 1.9 se muestran los diagramas fasoríales y de constelación

del modulador QPSK20. Un diagrama de constelación que, a veces, se

denomina diagrama de espacio de estado de señal es similar al diagrama

fasorial, excepto que el fasor completo no está dibujado. En un diagrama de

constelado^ solo se muestran las posiciones relativas de los picos de los

fasores.

La particularidad de amplitud constante es la característica más importante de

QPSK. Además en la figura 1.9.a se puede observar que la separación

angular entre cualquiera de dos fasores adyacentes, en QPSK, es de 90

grados. Por tanto una señal de QPSK, puede experimentar un cambio en

fase, de +45 grados o de -45 grados, durante la transmisión y, todavía retener

la información correcta codificada al demodular en el receptor. La figura 1.10.

muestra la fase de salida contra la relación de tiempo, para un modulador

QPSK.



E.P.N-F.LE CAPITULO I

10, n

I-COS íilcl roí

Figura 1.9 a) Diagrama fasorial. b) Diagrama de constelación.

o i1 O

O 1O 1

Q I1 1

Q IO O

-135"

Figura 1.10 Relación de la fase de salida contra tiempo para

un modulador QPSK


E.P.N-F.I.E

1.2.2 Ancho de banda de

CAPITULO I

•21

Con QPSK, ya que los datos de entrada se dividen en dos canales, la

tasa de bits en el canal I, o en el canal Q, es igual a la mitad de la tasa de

datos de entrada fb/2 (en esencia el convertidor estira los bits, I y Q al

doble de la longitud de los bits de entrada). En consecuencia, la frecuencia

fundamental, más alta presente en la entrada de datos al modulador

balanceado, i o Q, es igual a un cuarto de la tasa de datos de entrada (la

mitad de fb/2 que sería fb/4). Como resultado, la salida de los moduladores

balanceados, I y Q, requiere de un mínimo ancho de banda de Nyquist de

doble lado, igual a la mitad de la tasa de bits que están entrando

(fín - 2 fb/4 - fb/2).

Por tanto con QPSK se realiza una compresión de ancho de banda (el

ancho de banda mínimo es menor al ancho de banda correspondiente a ia

tasa de bits que están entrando). Además ya que la señal de salida QPSK no

cambia de fase, hasta que dos bits han sido introducidos nuevamente al

convertidor de bits, la tasa de cambio más rápido de salida (baudio) es igual

a la mitad de la tasa de bits de entrada. Así el mínimo ancho de banda y la

relación de baudios son iguales. Esta relación se muestra en la figura 1.11.

Datos deentrada fi,

Datos delcanal I fb/2

Datos delcanal Q fb/2

I Q I Q I Q I

• 1 > Ti

x

^

0 - 1 1 0

Á\ Frecuen

í (undame

1

dantalta

Q

0

-

I Q

i ! ii

.

i

0

U

Figura 1.11 Consideraciones del ancho de banda

de un modulador QPSK




En la figura se puede ver que la peor condición de entrada para el

modulador balanceado, de I o Q, es un patrón alterno de 1/0/1/0 ... ello

puede ocurrir cuando los datos de entrada binarios son secuencias como

11001100... de lo cual se puede ver que un ciclo de la transición binaria en el

canal I o Q, toma el mismo tiempo que 4 bits de entrada de datos. En

consecuencia, la frecuencia fundamental más alta a la entrada y la razón de

cambio más rápida a la salida de los moduladores balanceados es igual a un

cuarto de la tasa de bits de entrada binarios. Por tanto en los canales I y Q se

tiene que la frecuencia fundamental es igual a fb/4, por lo cual el mínimo

ancho de banda de Nyquist de doble lado es el doble de esta frecuencia (fb/2).


E.P.N - F.I.E CAPITULO II

CAPITULO II.- DISEÑO, IMPLEMENTACION Y

FUNCIONAMIENTO DEL HARDWARE DEL EQUIPO.


E.P.N-FJ.E CAPITULO n

DISEÑO, IMPLEMENTACIÓN Y FUNCIONAMIENTO DEL HARDWARE DEL

EQUIPO.

2.1 REQUERIMIENTOS GENERALES.-

Basándose en lo revisado en el estudio de la modulación por

desplazamiento de fase en cuadratura QPSK, se requiere de un sistema de

generación de datos (dibits), cuya información deberá ser generada por eí

usuario del sistema. Básicamente, éste proceso de generación consiste en

tomar la información de entrada del usuario y convertirla a datos digitales

binarios (dibits), que finalmente serán objeto de una modulación.

Para obtener esta conversión a datos digitales binarios (dibits), una

alternativa posible es usar un sistema de control y procesamiento mediante un

microprocesador, así, los datos de entrada a éste sistema serán procesados

de manera adecuada, de acuerdo a los parámetros sobre los que se definirá la

modulación, luego controlados de manera que a la salida del mismo se

obtengan pares de datos binarios, los mismos que antes de entrar a ios puertos

de datos del modulador serán convertidos a niveles de corriente y voltaje

adecuados de acuerdo a los requerimientos de este ultimo.

El objetivo fina! es obtener una señal de RF modulada por

desplazamiento de fase en cuadratura, cuyo desplazamiento deberá ser

proporcional a la información de entrada que proporcionará el usuario.

Un esquema general del equipo a implementar, se presenta en la

figura 2.1.

Ramiro Rojas Jar amulo

E.P.N - F.I.E CAPITULO u

ENTRADADE DATOS

SISTEMA DE PROCESAMIENTO YCONTROL CON

MICROPROCESADOR

CONVERSIÓN DE NIVELESDE VOLTAJE A CORRIENTE

MODULADOR

SALIDA DE RJF

MODULADOR QPSK DE 800 A 1025 MHz

OSCILADORLOCAL

FIG. 2.1. Esquema general del equipo

Para una correcta explicación del diseño, construcción y funcionamiento

del hardware del equipo es preciso dividirlo básicamente en dos subsistemas:

el primero estará formado por el sistema de RF, el cual estará integrado por

los elementos que van a manejar y procesar señales en frecuencias altas y

serán de naturaleza y tecnología analógica.


E.P.N-F.I.E CAPITULO

El segundo está constituido por el sistema de control del equipo, el cual está

basado en un microprocesador INTEL 8031 mas un conjunto de circuitos

periféricos analógicos y digitales que permitan tener un sistema de adquisición,

procesamiento y control de datos, así como interfaces de usuario para operar,

además se tendrá un circuito de adaptación de niveles de voltaje y corriente

que no es mas que otro interface entre el sistema de control del equipo y el

sistema de radio frecuencia.

2.2 SUBSISTEMA DE RADIO FRECUENCIA

El sistema de radio frecuencia, está formado básicamente por un

modulador por desplazamiento de fase en cuadratura.

En la figura 2.2 se muestra el sistema de RF.

INFORMACIÓN A MODULAR:

ENTRADA DE DATOS DIGITALES

MODULADOR QPSK800 -1050 MHz

SALIDA DE RF

OSCILADORLOCAL

Sistema anexo.- no forma partedel equipo

Figura 2.2 Diagrama de bloques del subsistema de RF

Para la presente tesis el modulador a utilizarse debe funcionar en los

rangos de frecuencia de UHF sobre los que está propuesto el presente tema de

tesis. A su vez es importante considerar las potencias tanto de entrada como


E.P.N-F.I.E CAPITULO n

de salida que presenta el modulador en sus puertos así como las respectivas

impedancias.

El utilizar un modulador, trae un problema intrínseco por lo general, ya

que no proporcionará una única señal modulada a la frecuencia que se trabaje,

sino que se presentan un espectro de frecuencias (principal mas las armónicas)

cuyas componentes armónicas de la señal modulada que no son deseadas

para la mayoría de los casos. Sobre la base de esto, está presente la

posibilidad de usar un filtro selectivo que trabaje alrededor de la frecuencia de

operación del modulador, el mismo que deberá estar relacionado con

aplicaciones de telecomunicaciones y deberá tener características afines con

el modulador. El uso de un filtro para el presente trabajo, no resulta

imprescindible, ello debido a las aplicaciones didácticas que va a tener el

mismo; también se debe tomar en cuenta que la inclusión de éste en el

proyecto representa una mayor inversión económica.

Para satisfacer las demandas del equipo de RF tanto modulador como

filtro si así fuera el caso, se puede recurrir al diseño con elementos discretos

(resistencias, inductores, capacitores, transformadores, transistores, etc.), pero

todo el proceso y la implementación de tales circuitos son procesos

complejos, teniendo en cuenta que para diseñar en altas frecuencias como

son las de UHF, se deben tomar en cuenta muchos mas factores y

consideraciones que en baja frecuencia, variando técnicas de diseño como

construcción, sin que por ello este garantizado un funcionamiento ideal para los

requerimientos de este proyecto.

Para evitar estos inconvenientes y cumplir con los objetivos, se acudió a

utilizar elementos comerciales completos. El modulador está construido

con circuitos integrados especiales y montado en un armazón blindado que

ofrece aislamiento y fácil ¡nterconectividad con el resto de elementos como son

el oscilador local y los puertos de datos del equipo de control. Este elemento

pertenece a la casa fabricante norteamericana MINI~C¡RCU¡TS, la misma que


E.P.N-F.I.E CAPITULO II

trabaja con estándares de calidad y control reconocidos a nivel mundial por su

alto desempeño y confiabilidad.

El dispositivo escogido para éste trabajo y que cumple con los requerimientos

es el Modulador por Desplazamiento de Fase en Cuadratura ZMQ-1050.

2.2.1. Modulador (ZMQ-1050).

Figura 2.3 Modulador QPSK ZMQ-10501

Como dispositivo para modular señales en banda base mediante el

desplazamiento de fase en cuadratura de la portadora se utiliza el modulador

ZMQ-1050 de ¡a casa fabricante MINI-CIRCUITS. Este elemento tiene un

rango de frecuencia entre 800 a 1050 MHz, el mismo que satisface el rango de

frecuencia del modulador planteado en el presente diseño. La construcción del

dispositivo, se basa en el uso de un circuito que permite obtener a partir de ía

señal de entrada de RF, dos. señales desplazadas 90° en fase entre ellas, las

cuales alimentarán a dos moduladores balanceados bifásicos de

desplazamiento de fase, siendo las salidas de estos elementos combinadas

linealmente en fase para dar como resultado una señal sinusoidal de RF

modulada en fase. El dispositivo está montado sobre una estructura metálica

muy resistente que brinda aislamiento eléctrico, lo que permite que este sea

altamente confiable.



Sus cuatro puertos, 2 de datos, 1 de RF de entrada y el puerto de RF de salida

se encuentran acabados con terminales estandarizados para cable coaxial

(SMA Hembra).

En la figura 2.4 se muestra la estructura en bloques del modulador ZMQ-10502.

RF"OUI

Figura 2.4. Diagrama de bloques del modulador ZMQ-1050

Características Eléctricas

Entre las características eléctricas de mayor interés para mantener un correcto

funcionamiento del modulador QPSK ZMQ-1050, está la variación de fase que

debe existir en la señal de RF de salida respecto a los controles de corriente

en las entradas de datos del mismo.

La tabla 2.1 muestra la variación de fase en función de la corriente en los

controles de datos.

MINI-CIRCUrrS "RF/IF Designers's Guide".1MM-CIRCUITS "RF/IF Designers's Guide".


KP.N-RLE CAPITULO II

Tabla 2.1.- Variación de Fase vs. Controles de Corriente3

Controles de Corriente

Control #1 ( mA )

+1

+1

-I

-I

Control # 2 ( mA )

+1

-I

-I

+1

Variación

diferencial de Fase

(grados)

0 (Ref)

90

180

270

La manera como realiza el modulador ZMQ-1050 los desplazamientos

de fase, es de forma diferencial, ello es que basándose en una señal de

referencia con la que esté trabajando (oscilador local) el momento que entra un

símbolo en sus puertos de datos, el dispositivo desplaza en fase la señal

actual (de ese instante) hacia atrás el valor del defasaje correspondiente al

símbolo actual. En el caso de tratarse de un símbolo que sea igual al anterior

que acaba de ser transmitido, el modulador no cambia la fase de la señal, ello

por la característica de trabajar con desplazamientos de fase y por último en el

caso de que se trate de un símbolo cuyo desplazamiento de fase de acuerdo a

la tabla 2.1 sea de 0° el modulador desplazará la señal modulada hacia el

punto de inicio de su señal de referencia.

Un aspecto importante en la operación de un modulador, constituyen los

niveles de potencia admisibles por el dispositivo tanto en los puertos de datos

como en los de radio frecuencia, así como las pérdidas que presenta el

dispositivo por efectos de la modulación, como se anota en la tabla 2.2.

1 MM-CIRCUITS "RF/TFDesigners's Guide".


E.P.N-F.I.E CAPITULO H

¿«4Tabla 2.2.-Valores Eléctricos de Operación

Denominación

Potencia de entrada máxima en RF

Controles de Corriente para datos I

Amplitud Umbral de salida en RF

Pérdidas por inserción del modulador

Impedancia en los puertos de RF

VSWR (Relación de Onda Estacionaria)

Valores

Típico

0.5 dB

5.5dB

50 Q

IN: 2.0:1

OUT: 2.0:1

Máximo

20dBm

+- 20mA

1.0 dB

7.5 dB

2.3. SUBSISTEMA DE CONTROL DIGITAL CON MICROPROCESADOR

Una vez que hemos determinado el elemento preciso que va a servir como

modulador QPSK, tanto en sus requerimientos de operación como de control,

es necesario obtener un sistema que sea capaz de generar en un lenguaje

adecuado fos datos que serán objeto de la modulación.

Para conseguir este propósito se podría utilizar generadores de secuencias

binarias aleatorias o en su defecto un sistema inteligente que genere los datos

a modular sobre la base de la información que le sea entregada externamente

por el usuario. Esta última opción es la más adecuada para cumplir con

los propósitos del equipo.

Para ello es necesario contar con un sistema que nos permita:


EJ.N-F.I.E CAPITULO II

1. Adquirir la información entregada por el usuario

2. Convertirla a un formato digital a dicha información

3. Procesar dicha información para finalmente

4. Entregarla al modulador en forma de pares binarios (dibits)

Adicionalmente el equipo debe presentar la posibilidad de poder ser

comandado por un sistema remoto como podría ser una computadora. La

manera de satisfacer todas estas demandas, es desarrollar un sistema digital

basado en un microprocesador. Este sistema ha sido diseñado y construido

con el propósito de tener una arquitectura abierta que permita el desarrollo de

mas equipos y componentes que forman parte de este proyecto. Dentro de

esta arquitectura se tiene como núcleo del sistema a un módulo que contiene a

un microprocesador con todos los componentes necesarios que permiten su

operabilidad. A éste módulo se lo denomina el Módulo Principal y es el

encargado de todo el proceso digital y matemático requerido para el manejo de

datos, así como del control y las comunicaciones.

Como parte específica para el modulador ZMQ-1050, se tiene otro

módulo que cumplen con funciones propias para este trabajo, así para adaptar

los datos binarios (dibits) entregados por el módulo principal hacia el modulador

ZMQ-1050, se utiliza un Módulo de Interface Digital, cuya función será de

convertir los niveles de voltaje de cada dibít que entrega el módulo principal a

los valores respectivos de corriente de acuerdo al caso.

Para el ingreso de las configuraciones del equipo e información por

parte del usuario se utiliza un teclado y para la presentación de resultados

visuales un Display de cristal líquido. Estos dos últimos componentes y sus

respectivos dispositivos de manejo se encuentran dentro de un mismo circuito

impreso que se lo ha denominado Módulo del Display y Teclado.

Además debido a que e\o principal está concebido como sistema

de múltiples desarrollos se ha desarrollado un ¡nterfaz de comunicación entre

4 ívONI-CIRCUITS "RF/IFDesigners's Guide".


EJP.N-F.I.E CAPITULO II

este y una computadora (para lo cual se usa un interfaz para comunicación de

datos RS-232).

En conjunto, todo este subsistema de control digital consta de cuatro módulos:

• Módulo Principal o Tarjeta Principal;

• Módulo de interface Digital;

• Módulo de Display y Teclado;

• Módulo de lnterface.de Comunicaciones para computador.

Este conjunto de componentes se encuentra configurado como se indica en la

figura 2.5.

Módulo del Display y Teclado

DISPLAY TECLADO

Módulo Principal

Módulo de InterfaceDigital

.ttSeñales de datos I,Qhacia el modulador

ZMQ-1050

Figura 2.5 Esquema del subsistema de control digital



2.3.1. Módulo Principal

El módulo Principal o tarjeta principal radica básicamente un sistema

digital de control con diseño común para todos los equipos del proyecto. El

cerebro de este sistema se encuentra en un microprocesador INTEL 8031,

cuya arquitectura está orientada para sistemas de control y automatización de

procesos. Este elemento de manera simplificada es un procesador de 8 bits

cuyas características principales son sus cuatro puertos de entrada/salida de

datos, memoria RAM interna de 128 bytes, 5 fuentes de interrupciones, 2

temporizadores y un oscilador interno. Este microprocesador funciona con

memoria de programa ROM externa, lo que lo hace flexible para la

¡mplementación de distintas aplicaciones, para lo cual solamente se debe

cambiar el software contenido en su memoria de programa y los periféricos con

los que trabajará sin necesidad de cambiar todo el circuito del módulo.

Para una descripción y comprensión mas detallada del microprocesador

es necesario someterse a información con mayor detalle del funcionamiento y

arquitectura del microprocesador INTEL 80315.

Este módulo6 cuenta con memoria de programa externa de 8 Kbytes EPROM;

memoria RAM externa de 8 Kbytes (ambas están integradas con un Latch) y

el interfaz de comunicación serial RS-232/TTL El módulo principal tiene

accesible todos los puertos del microprocesador mediante un conector (header)

de 40 pines que sirve para el enlazamiento y comunicación entre los distintos

módulos o periféricos a construirse en todo el proyecto tanto de interfaz de

usuario como de adquisiciones de datos, los cuales se conectarán físicamente

mediante un cable plano de 40 conductores. Además el módulo requiere de

tres fuentes de alimentación para su completa operación: +5.+12 Y -12 voltios.

5 La arquitectura del microprocesador puede ser revisada en detalle del libro:" Introducción alos Mícrocontroladores" de José González

6 Para mayor detalle sobre el diseño y funcionamiento del módulo principal, referirse a la Tesisdel Ing. Geovanny Chavez, pagina 49.



Para acceso externo tanto de memoria como de otros dispositivos el módulo

cuenta con un sistema de manejo de periféricos mediante la utilización de

buses de datos (DO... D7) y direcciones (AO... Al5). Lo anterior se consigue

mediante la multipíexación en tiempo del puerto 1 (es usado para datos y bits

menos significativos del bus de direcciones), y el puerto 2 (solamente para los

8 bits más significativos del bus de direcciones) todo ello mediante el uso de

un Latch.

A continuación se muestra un esquema funcional de ias conexiones del módulo

principal en la figura 2.6

Figura 2.6 Esquema de la arquitectura del módulo principal

La manera como accede el microprocesador a ios distintos periféricos

es mediante el bus de datos y el bus de direcciones, los cuales son accesibles

desde el header. El bus de datos sirve para el intercambio de datos (enviar y

recibir) entre periféricos y el microprocesador, mientras que el bus de


E.P.N-F.IE CAPITULO H

direcciones sirve para identificar cual de ios dispositivos o periféricos debe

recibir o entregar ios datos, con lo cual se simplifica el número de entradas y

salidas que se necesitan en el microprocesador para todos los dispositivos que

se deseen usar. Con lo anterior se tiene mas posibilidades de poder asignar

pines específicos del microprocesador para desarrollar funciones específicas.

Los periféricos se activan mediante su dirección previamente asignada

de manera permanente y mediante las mismas señales de lectura/escritura

( emisión y adquisición de datos ) que la memoria RAM, lo cual permite que el

acceso a un periférico sea tratado en software como un acceso a memoria

RAM externa.

De esta manera para el intercambio entre e! microprocesador y los

periféricos se accede como si tratara de direccionamiento a memoria de datos

externa, debiendo previamente considerar la dirección asignada y programada

en el circuito de decodificación de cada uno de ellos. Para el presente

trabajo se tiene el teclado que controlará las funciones de operación local de la

modulación y el display que mostrará los parámetros previos a la modulación

así como ios datos que serán proceso de modulación.

De lo analizado anteriormente el acceso a la memoria externa y a los

periféricos comparten las señales de control, pero existen diferencias entre sí

por las direcciones'de validación las cuales se 'discriminan mediante circuitos

de decodificación para la memoria RAM y los periféricos. En el caso de la

primera, se consiguió que esta funcione solo en determinadas direcciones

mediante la conexión del bit mas alto del bus de direcciones (A15) generado

por el microprocesador a uno de los pines que sirve para la activación de la

memoria RAM (CSI activado en OL). Con ello se tiene que cada vez que se

tenga un 1L en la línea A15 del bus de direcciones se desactivara la memoria y

en su lugar quedará activo el dispositivo al cual se este apuntando con la

dirección respectiva.



Sobre la base de lo anterior, las posibles direcciones serán limitadas tanto para

memoria como para los dispositivos, así; para la memoria RAM externa (sobre

la base que esta es una memoria de solo 8 Kbytes y para ello solo se

necesitan 12 lineas de entrada para direccionar cualquier localidad de la misma

que van desde la OOOOH hasta OFFFH) se le han asignado las direcciones

desde OOOOH hasta 7FFFH (bit Al5 del bus de direcciones en OL) y para los

periféricos externos se utiliza las direcciones 8000H hasta la FFFFH ( bit Al 5

del bus de direcciones en 1L),

De lo anterior analizado, para la memoria externa mediante el uso del bit Al 5

de direcciones no se necesita de un dispositivo extra para su decodificación,

mientras que la decodificación para los dispositivos externos se construirá

independientemente en una tarjeta que incluirá el circuito lógico de

decodificación de direcciones en un solo circuito integrado. Para ello se hace

uso de los circuitos denominados PAL (arreglos lógicos Programables), los

cuales son capaces de discriminar los 16 bits del bus de direcciones del

microprocesador 8031 y basándose en ello generar una señal de activación

para el dispositivo en cuestión permitiendo de esa manera el intercambio de

datos entre este y el módulo principal.

Un arreglo lógico programable es un circuito integrado que consta de un

conjunto de componentes lógicos que permiten diseño combinacional y

secuencia! con la activación de matrices similares a las de las memorias

EPROM, con lo cual es posible su programación. La ventaja de este circuito

integrado es que de manera muy simplificada reemplaza un conjunto de

compuertas lógicas que serían necesarias para decodificar una dirección de 16

bits. En teoría y sobre la base de que las direcciones desde la 8000H hasta la

FFFFH son asignadas a los dispositivos periféricos, sería posible controlar

32768 periféricos que mantengan comunicación con todo el módulo principal

con ¡o cual se ve la ventaja del sistema a poderse expandir hacia muchas mas

aplicaciones, pero también se deberá tener en cuenta en esos casos los


E.P.N-F.I.E CAPITULO U

niveles de corriente que ello representa tanto en los terminales del

microprocesador como de la fuente del sistema.

2.3.2 Módulo de Interface Digital

Se ha denominado así al subsistema que permite la conversión de los

valores lógicos de voltaje que entrega el módulo principal a sus respectivos

valores de corriente que serán entregados en los puertos del modulador,

según el caso. Esta conversión se ha implementado en una tarjeta

independiente como dispositivo auxiliar entre el módulo principal y el

modulador ZMQ-1050. En un principio, el microprocesador luego de

procesar la información entrega por dos de sus pines del puerto 1

( P1.0 Y P1.1 ) en formato digital los datos que alimentarán a! modulador en

pares binarios simultáneos (dibits) que en sí representan valores

(lógicos 1L o QL ) de voltajes TTL que es lo que maneja el módulo principal,

que deberán finalmente ser entregados al modulador ZMQ-1050, el cual

recibe en sus puertos de datos valores discretos de corriente

(máximo |20| mA), Sobre esta base, vemos que es necesario construir un

interfaz que permite esta conversión entre valores lógicos de voltaje a valores

discretos de corriente de acuerdo a la tabla 2.37

Tabla 2.3 Relación de conversión de valores lógicos de voltaje a valores

discretos de corriente

VALORES LÓGICOS DE ENTRADA

1 L

O L

VALORES DE SALIDA

< +20 mA

> -20 mA

7 MINI-CtRCUITS "RF/TF Designers's Cuide".


KP.N-ELE

Para cumplir con este objetivo, en primera instancia se hizo la conversión de

los valores lógicos de entrada a valores discretos de voltaje, de acuerdo a la

tabla 2,4

Tabla 2.4 Conversión de valores lógicos de voltaje a valores discretos de

voltaje

Valor lógico de voltaje

1 L

0 L

Valor discreto de voltaje

+ Vcc

-Vcc

Para lograr esta conversión se debe tener un circuito que mediante dos

valores lógicos como entradas de control permita obtener a la salida del mismo

las respectivas conversiones de acuerdo a la tabla 2.4. Un elemento comercial

que permite de la manera más sencilla realizar esta conversión es el

multiplexer analógico CD4052BM8 el cual posee cuatro canales analógicos

dobles de salida gobernados por dos entradas lógicas de control. Este

elemento permite por cada combinación lógica de sus entradas A y B tener en

sus salidas un par de señales analógicas, de acuerdo a la tabla de verdad 2.5

Tabla 2.5 Tabla de verdad para el multiplexer CD4052BM

ESTADO DE ENTRADAS

INHIBIT

0

0

0

0

1

B

0

0

11*

A

0

1

0

1*

CANALES ACTIVOS

CD4052BM

OX,OY

1X.1Y

2X,2Y

3X.3Y

NINGUNA

Para mayor información sobre este circuito integrado, referiérase a los anexos


KP.N-F.I.E CAPITULO II

Partiendo de la tabla 2.5, se diseñó el circuito que basándose en este

integrado, permita obtener los resultados adecuados para nuestra aplicación.

El diagrama eléctrico se muestra en la figura 2.7

ui

Híí11

!52

4Ó

109_

1 '•1

- B

-VCCQI

Figura 2.7 Conexión eléctrica del multiplexer CD4052BM

En la figura 2.7, se pueden apreciar que los controles digitales son los datos

proporcionados por el módulo principal I ( P1.0 ) y Q ( P1.1 ) , y las salidas

X y Y reflejan la conversión de valores lógicos a valores discretos de voltaje

+-VCC de acuerdo a las combinaciones que se muestran en la tabla 2.6.

Tabla 2.6 Tabla de verdad del circuito implementado con el multiplexer

CD4052BM

ESTADO DE ENTRADAS

INHIBIT

0

0

0

0

1

I0

0

11*

Q

0

1

0

1*

VOLTAJE EN CANALES ACTIVOS

X(V) Y(V)

-Vcc +VCG

-Vcc +Vcc

+VCG -Vcc

+Vcc +Vcc

NINGUNA


E.RN-F.I.E CAPITULO H

La entrada de activación INHIBIT, se conectará a GND para de esta manera

tener siempre activadas los canales de salida del multiplexer.

Hasta este punto se ha obtenido la conversión de los datos de entrada a

valores de voltaje positivos o negativos de acuerdo al caso, ahora es necesario

la conversión de estos valores discretos de voltaje a valores discretos de

corriente conservando en cada caso el signo. Para tener bases para el

diseño del circuito que cumpliría con este propósito, primeramente se

realizaron pruebas del modulador ZMQ - 1050. Ello consistió en medir los

parámetros de corriente e impedancia de entrada de los puertos de datos del

modulador para las condiciones de prueba del circuito cuyo diagrama de

bloques se muestra en la figura 2.8

Puerto de datosdel moduladorZMQ -1050

Vcc

Figura 2.8 Diagrama de bloques del circuito de prueba para determinar

parámetros con carga en los puertos I y Q del modulador.

En este caso se usa como fuente de voltaje de +Vcc = + 5 Voltios, que

corresponden al voltaje de entrada del potenciómetro, el cual nos permite variar

el voltaje de entrada al amplificador y de esa manera obtener diferentes valores

de corriente en el puerto de datos del modulador. El amplificador operacional


E.P.N - F.I.E CAPITULO n

que se utilizó en este caso el LF1479 en la configuración de no inversor de

ganancia unitaria, el cual nos garantiza niveles adecuados de corriente en las

entradas de los puertos del modulador permitiendo a la vez obtener una señal

de salida sin mayor distorsión eí momento en que se produce un cambio de

voltaje (de +Vcc a -Vcc o viceversa) en la salida del potenciómetro, esto debido

a su magnífica característica de velocidad de variación de voltaje de salida

respecto a la entrada en el tiempo (slew rate de 13 voltios por microsegundo),

lo que garantiza que en la velocidad mas alta de transmisión de datos en banda

base 4800 baudios para la cual el Ts~ 209 microsegundos, el tiempo en que

cambie de estado un símbolo (de +Vcc a - Vcc o viceversa) estará respecto al

periodo del mismo en una relación menor a 0.3 %. Lo anterior se puede

visualizar en las respuestas de pulso de este amplificador presentadas en sus

anexos respectivos.

Basándose en que la corriente máxima de entrada por cada puerto del

modulador es de 20 mA, se debe garantizar que no se sobrepase este valor,

para lo cual se colocó una resistencia [imitadora de corriente R1 cuyo valor

debe estar en relación con el valor máximo de la fuente de voltaje y con la

corriente máxima en el puerto, así:

VR1 / R1 < 20 mA Ecuación 2.1

Para las pruebas se tomó como V!N = +vcc - +5 Voltios DC, el valor del

potenciómetro escogido es de 220 ohmios, ío cual garantiza una corriente

sobre este de 22 mA que dará un nivel de señal adecuado para el amplificador

operacional; para el cálculo de R1 se tomó las peores condiciones del circuito

que serán cuando la impedancia de entrada de los puertos sea mínima (se

toma como impedancia igual a cero) y el valor de la fuente sea máximo (5

voltios) para lo cual de acuerdo a la ecuación 2.1, se tiene que:

' Para mayor información revisar anexos


E.P.N - F.I.E CAPITULO E

R1 > ( 5 / 0 . 0 2 ) Q

R1 > 250 n Ecuación 2.2

De acuerdo a esto se tomó un valor de R1 = 390 O, con lo que se garantiza

que: IRL < 12.82 mA.

En base a las recomendaciones de uso del modulador ZMQ-1050, no se

debe ingresar información en sus puertos sin que previamente se le haya

alimentado con la señal de RF en su puerto de entrada respectivo. Por lo

tanto, previo al proceso de energización y medición, se conectó el puerto de

entrada de RF del modulador al de salida principal de RF del oscilador

controlado por voltaje ZOS-102510, cuyas características11 tanto de frecuencia

como potencia son compatibles con el modulador ZMQ-1050.

Para sintonizar el oscilador local a una frecuencia en laque el modulador

ZMQ-1050 este operando, se determinó experimentalmente mediante el uso

de un analizador de espectros una tabla de valores de frecuencia, potencia

principal y potencia auxiliar en función del voltaje aplicado al elemento. La

tabla 2.4 muestra el resultado de dicha experimentación para el oscilador

controlado por voltaje ZOS-1025.

10 MINI-ORCUITS "RF/IF Designers's Guide".11 Revisar características eléctricas del ZOS-1025 en los anexos


E.P.N - F.I.E CAPITULO n

Tabla 2.7 Parámetros experimentales para el VCO ZOS-1025

Voltaje DC (V)

6.000

6.510

7.020

7.490

8.060

8.490

9.000

9.550

10.00

10.49

11.00

11.48

12.03

Frecuencia (MHz)

795.5

811.2

825.2

835.7

848.0

860.2

876.0

893.5

905.0

918.0

928.5

940.7

973.0

P. Principal (dBm)

9.16

9.25

9.05

8.70

8.65

8.82

9.07

9.02

8.50

8.27

8.17

8.15

8.30

P. Auxiliar(dBm)

-13.2

-13.6

-13.3

-12.8

-12.9

-13.0

-13.2

-13.6

-14.0

-13.5

-13.4

-13.8

-14.3

Para garantizar que el modulador esté en el rango de operación

(800 - 1050 MHz), se puso al VCO un voltaje de control de 10 V (905 MHz)

y para evitar daños en el modulador debido a que este se encuentre

funcionando en vacío, su salida de RF se conectó a una carga de 50 ohmios.

Una vez armado el circuito de esta forma, se procedió a medir los parámetros

que se muestran en la tabla 2.5.

Ramiro Rojas Jaramlllo


Tabla 2.8 Parámetros de prueba sobre los terminales de datos del

modulador ZMQ-1050

VIN (V)

5

4.5

4

3.5

3

2.5

2

1.5

1

0.5

VRI (V)

4.45

4.00

3.56

3.11

2.67

2.22

1.80

1.33

0.89

0.44

VRL (V)

0.55

0.50

0.44

0.39

0.33

0.28

0.20

0.17

0.11

0.06

IRL (mA)

. 11.41

10.26

9.13

7.97

6.85

5.69

4.56

3.41

2.28

' 1.13

RL(O)

48.20

48.73

48.19

48.93

48.17

49.21

48.25

49.85

48.24

53.10

RL PROMEDIO - 49.09

Una vez determinada la impedancia de entrada de los puertos de datos del

modulador ZMQ-1050 en presencia de diferentes condiciones de polarización,

se escogió un valor de corriente que permitiendo operar correctamente al

dispositivo, garantiza un mayor margen de protección del modulador, para lo

cual se estableció como magnitud de corriente de trabajo el valor de 4.56 mA

sobre cada uno de los puertos de datos del ZMQ-1050, correspondiente a un

VIN = 2 voltios. Debe notarse que la decisión de este umbral de corriente,

está también en concordancia a la potencia de entrada del modulador en base

a que exista una correcta operación del mismo,

Una vez determinado este valor, se aumentó en el diseño de la figura

2.8, un par de diodos de germanio contrapuestos entre sí por cada entrada de

datos del modulador, cuya finalidad es proteger de sobreniveles tanto en

voltaje como en corriente a las entradas de datos, esto debido a malas



conexiones del equipo, o por fallas en sus dispositivos electrónicos. La

presencia de estos dos diodos permitirá que los niveles de voltaje máximos a

las entradas de datos estén por debajo del voltaje de polarización directa, que

para el caso de los diodos usados 1N277 es de 35 mV, los cuales a su vez

soportan alrededor de ese voltaje una corriente máxima de 200 mA antes de

abrirse. Además en vista de que la protección de [as entradas de datos la

garantizan el buen estado de estos diodos, se establece también el uso de

fusibles F1 de 100 mA por cada una de las entradas de datos, los cuales

garantizan que los diodos no lleguen nunca a soportar su corriente máxima de

200 mA lo que sería causa de su destrucción.

Las protecciones anteriormente mencionadas, se muestran en la figura 2.9

Puerto de datosdel moduladorZMQ -1050

Vcc

Figura 2.9 Diagrama eléctrico del circuito de conversión de valores de

voltaje a corriente

Para el valor de voltaje de V|N = 2 voltios, se tiene un voltaje sobre la

entrada de los puertos de 20 mV, lo que garantiza que para las condiciones

normales de trabajo, los diodos no estarán en conducción, ya que el voltaje

mínimo de polarización directa de estos diodos es de 3.1 V (lo que garantiza

que toda la corriente a través de la resistencia limitadora R1 pasará al puerto

de datos),

Ramiro Rojas Jaramlllo 53


Como parte adicional a este interfaz, se ha implementado un sistema de

señalización externa por medio de Leds, los cuales son alimentados por un

amplificador operacional y éste a su vez es controlado mediante las señales

lógicas de los pines P1.2 y P1.3 dependiendo si se trata de señalización local

o remota respectivamente.

De manera general, el módulo de interface digital tiene un conector de 40 pines

para cable piano de entrada de datos y un conector de tres entradas para

alimentación (+5 V, -5 V y GND).

Finalmente, complementando todas las etapas de diseño correspondientes a

este dispositivo, el diagrama eléctrico completo del módulo de interface digital

queda como se muestra en la figura 2.10.

Figura 2.10 Diagrama eléctrico del módulo de Interface digital


RP.N-F.I.E CAPITULO H

El diagrama eléctrico anterior, se lo ha construido sobre un impreso, cuya

disposición final se muestra en la figura 2.11

MODULO DE INTERFACE: DIGITAL

foo

'o o o o« o o o oo.o o o o o o o o óó o o ó:o b o o a o o' 0,0 o p o. o olo

- - • ' v • • • • • ' •

Figura 2.11 Diagrama eléctrico del impreso para el módulo de interface

digital

Para facilitar una adecuada manipulación del dispositivo, se lo ha cubierto con

una caja metálica, en la cual se tienen acceso para la conexión del header de

datos de entrada (conector piano de 40 pines), los puertos de datos de salida

(conectores BNC hembra) y el cable de alimentación. Además se tiene la

identificación respectiva para cada una de las señalizaciones (leds) como se

observa en la figura 2.12


E.P.N-F.IE CAPITULO II

Figura 2.12 Presentación final del Módulo de Interface Digital

2.3.3 Modulo del Teclado y Display.

El presente módulo constituye una interface de usuario local con el que se

maneja el equipo (teclado) y por el cual se muestran los resultados requeridos

(display).

Los componentes auxiliares están construidos sobre una misma tarjeta de

circuito impreso para ambos dispositivos compartiendo incluso el mismo

decodificador de direcciones (PAL) y funcionando ambos bajo la fuente de

alimentación que les proporciona el módulo principal de +5 voltios. Para

un análisis de mayor detalle se los estudia a continuación por separado.


E.P.N-FJJB CAPITULO

Teclado

El teclado consiste en un arreglo de 16 interruptores mecánicos SPST

(simple polo simple tiro) que necesitan de un decodificador que le provee de

un sistema eficaz contra rebotes, pulsos de error y además posee un

mecanismo eficaz de control en caso de presionar una o más teclas.

La parte central de este sistema de teclado la constituye el

decodificador, pues es el encargado de mantener los datos correctos tanto en

el tiempo como en las condiciones eléctricas necesarias para poder tener una

correcta lectura por parte del microprocesador. Para lograr aquello, este

circuito integrado consta de un buffer de salida de tres estados, lo que le

permite adaptarse a la arquitectura con la que se está trabajando en el

proyecto.

En la figura 2.13 se esquematiza el funcionamiento del teclado.

Microofocesadoc

Figura 2.13 Módulo del Teclado y Display.- Esquema

de funcionamiento del teclado



Al presionar cualquier tecla, el mecanismo de barrido y detección del

decodificador realiza la respectiva generación del código correspondiente a la

tecla presionada y lo envía al buffer de salida, a la vez que se genera una

señal (que será la interrupción para que el microprocesador tome ese dato

escrito) que indica que el dato de la tecla presionada ya esta capturado y listo

para ser entregado.

En el microprocesador mediante el software, se procede a leer este dato

activando la lectura de memoria externa con la dirección preestablecida para

este modulo de teclado(8000H). El decodificador de direcciones de esta tarjeta

PAL, entonces reconoce esta dirección y habilita al codificador de teclado para

que permita la salida del dato que es leído mediante el bus respectivo por el

microprocesador. Finalmente se ha obtenido el código de la tecla presionada

que posteriormente será procesada por el módulo principal.12

Display

Para realizar la presentación de los datos obtenidos y procesados por el

sistema se requiere de un mecanismo de visualización de información. Para

cumplir con este propósito se utiliza un display de cristal líquido, que es capaz

de mostrar 16 caracteres ASCII por cuatro líneas. Este tipo de sistemas de

despliegue de caracteres requiere de circuitos control y operación bastante

complejos que vienen implementados en el hardware del dispositivo. A

continuación en la figura 2.14 se muestra un esquema funcional del dispositivo

mencionado.

12 Para mayor información referirse a tesis del Ing. Geovanny Chavez, pagina 64


E.P.N - F.I.E CAPITULO H

Matriz de cristal líquido

Sistema de control

MemoriaRAM

Microprocfcsadüf tíoDTODósdo esoecifico

DecodiírcadorASCI!

Figura 2.14 Estructura funcional del display

La parte central de este display es un microprocesador de propósito

específico que incluye un decodificador ASCil y una memoria de acceso

aleatorio RAM, en la cual se almacenan los caracteres que se van a presentar

en el display y que previamente son enviados en formato ASCII por el módulo

principal.

Para empezar a operar este dispositivo, es necesario primero ingresar los

datos que se quieren presentar en la memoria RAM del display, ello es posible

mediante el bus de datos del módulo principal y la línea AO del bus de

direcciones (conectada a la línea RS del display). La señal de escritura

WRITE del módulo principal conjuntamente con la señal de habilitación del

decodificador de direcciones provocan que el display se habilite (conectadas a

(a (ínea de habilitación E del display) para la lectura de datos o comandos en el

bus de datos.

Basándose en ello van a existir dos direcciones para acceder a éste

dispositivo: la primera (9000H) sirve para indicar que los datos del bus

respectivo son comandos u órdenes que deberán ser ejecutados por el display


E.P.N - F.I.E CAPITULO H

( ello significa que esta AO en OL); la segunda dirección será (9001 H) que

indicará al display que los datos son caracteres que deberán ser desplegados

( entonces se tiene AO en 1L). De manera similar al teclado el decodificador

de direcciones está implementado con un arreglo lógico programable ( PAL ).

A continuación en la figura 2.15 se muestra eí diagrama de

interconexión.

Moauto principal

j j/\ piw 1 N í\ * > >

\ — i Dfftofi ¡ — y • • -s

AO

BÜídej K KDtteccío ^ \s \ /

rr v

I/

Dectxfííic<áof de

difeccforteCPAL)

R/W

DÍEpíay

RS E

A

,í'vOR

j-

A A•s

WR1TE

Figura 2.15 Módulo del Teclado y Display.- Esquema

de funcionamiento del display

De esta manera, el bus de datos del módulo principal conjuntamente

con la señal AO del bus de direcciones determinarán los datos a ser mostrados

en el display así como la posición a ser ubicados en el mismo y demás tareas

específicas del dispositivo que se conocen como comandos de operación.13

13 Para mayor información referirse a tesis del Ing. Geovanny Chavez, página 64



2.3.4 Módulo de Interface de comunicaciones para computador

Partiendo de la ¡dea de que el módulo principal está concebido como un

sistema para múltiples desarrollos, nace la idea de impíementar el sistema de

comunicación serial sobre la base de la arquitectura del microprocesador

INTEL 8031. Debido a que este microprocesador trabaja con tecnología digital

TTL, este no tendría ningún problema de comunicación entre procesadores de

la misma tecnología, pero el problema se presenta cuando se necesita

comunicarse con un computador (generalmente mediante el interfaz digital

RS - 232) en donde la lógica y voltajes son diferentes. Para este propósito se

usa los integrados MC1488 y MC148914 El primero cumple con la función

de adaptar los niveles (TTL) entregados por el módulo principal a los niveles

de RS-232 que acepta el computador para lo cual utiliza dos fuentes de +- 12

V; mientras tanto que el segundo circuito es el encargado de adaptar los

niveles entregados por el computador (RS-232) a niveles TTL que acepta el

módulo principal para lo cual usa una fuente de +5V.

El proceso usado tanto para transmisión como para recepción por el

microprocesador 8031 se adqpta fácilmente con el de comunicación serial RS-

232 usado en la mayoría de computadoras. Además la velocidad de

transmisión se puede ajustar en el microprocesador 8031 mediante

mecanismos de software.

Se debe anotar que esta interface se encuentra incluido en la misma

tarjeta del módulo principal. A continuación en la figura 2.16 se muestra el

diagrama de hardware implementado para la interface entre el módulo

principal y el computador mediante el interfaz RS-232.

14 Para mayor información refiérase a la tesis del Ing. Geovanny Chavez página 66


E.P.N - F.I.E CAPITULO u

. ] MÍCFOOfOcesadof . / f Niveles í / Niveles :| / 1 TTL ' - ! ' / 1 RS-232 :

- ! - • ' • • - í í . . . .

íí í iÍ t

RXD .

serial} :

4' !' '

Y

TXO

serial)

MCÍXS9

MC14S8

enC0Q

_a"y

oU

A— A 'ó?

e

Ü«E0)

55

Figura 2.16 Interface Microprocesador - RS-232

2.4 FUENTE DE ALIMENTACIÓN

El conjunto de circuitos ¡mplementados tanto en la parte de radío

frecuencia como digital trabajan con tres tipos de voltajes normalizados a

+5, -5, +12 y-12 Voltios. Para ello se ha utilizado una fuente conmutada de

uso comercial, la cual además de cumplir con estos requerimientos

proporciona un alto nivel de contabilidad y segundad requerido por los circuitos

garantizando además la suficiente potencia (200 W) que es mas que suficiente

para el funcionamiento del equipo y de las posibles ampliaciones a futuro.


E.P.N - F.I.E CAPITULO

CAPITULO III.- DISEÑO E IMPLEMENTACION DEL PROGRAMA

ASSEMBLER DE MANEJO DEL EQUIPO.


E.P.N-F.I.E CAPITULO ni

DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DEL PROGRAMA ASSEMBLER DE

MANEJO DEL EQUIPO.

Partiendo del principio de que el control digital del sistema en sí tiene

como elemento central al microprocesador de la familia 51, se requiere

desarrollar el software necesario para dicho control. En este se distinguen

básicamente e! programa principal para la operación del equipo y

adicionalmente las subrutinas que complementan aquello, todo esto escrito en

lenguaje ensamblador propio de esta familia de microprocesadores.

3.1. REQUERIMIENTOS GENERALES

La posibilidad de control local y remoto de este equipo, es uno de los

objetivos planteados, para lo cual se debe tener bastante flexibilidad en el

sistema en la operación con teclado así como recibiendo órdenes de un

sistema central. Para cumplir con lo anterior se ha establecido el manejo de

etiquetas que se asignan de manera previa tanto a datos, direcciones y

configuraciones, con ello se tiene una mayor comprensión y adaptabilidad del

software a nuevas funciones.

De manera general, el programa recogerá información entregada por el

usuario al sistema mediante el teclado o desde un equipo remoto (sistema

centra! del proyecto) y en base a las configuraciones requeridas por el usuario,

entregará información en formato binario (dibits) resultado de procesar la

información de entrada antes de ser enviada al modulador.

Los parámetros necesarios para realizar la modulación, la información

a modular y el conjunto de mensajes que permiten la correcta operación del

sistema serán mánéjá¿ió¿ en memoria interna específica donde serán escritos

o leídos para realizar su procesamiento, despliegue o transmisión respectiva al

modulador. Cuando se pide ingresar al usuario los parámetros de

configuración del equipo vía teclado estos son almacenados en localidades


E.P.N-FJ.E CAPITULO

específicas para luego ser procesados y de esta manera empezar a transmitir

la información hacia el modulador.

Cuando se hace lo anterior de manera remota, estos valores se cargan

directamente en las localidades específicas para cada uno de ellos, de tal

manera que el proceso siempre será transparente al origen de la solicitud de

modulación.

La figura 3.1, muestra el mapa de memoria utilizada para estos propósitos.

Dir ETIQUETA DESCRIPCIÓN

54H MODOLOC Localidad para definir el tipo de operación local

que se va a seleccionar:

00 = Modo Local a Prueba

01 - Modo Local Normal

56H COMVTX Localidad para el ingreso del comando que

determina la Velocidad de Transmisión del

Modulador QPSK:

00= 150 bps

01 = 300 bps

02' 600 bps

03 = 1200 bps

04 = 2000 bps

05 = 4800 bps

06 = 9600 bps

Figura 3.1. Mapa de memoria utilizado en el programa

Principal


E.P.N-FJ.E CAPITULO ni

Los parámetros de configuración de entrada corresponden al de

velocidad de transmisión y en caso de estar trabajando de manera local, se

debe seleccionar el tipo de operación local. Se debe añadir a esto que la

información a modular ingresada por el usuario, se almacena en memoria

RAM externa.

Además de las localidades mostradas en la figura 3,1, el programa requiere de

localidades de memoria auxiliares para el procesamiento Estas localidades se

muestran en la figura 3.2

Dir

50H

51H

52 H

53H

ETIQUETA

AUXILIAR

AUXILIAR1

AUXVTX

POSITION

DESCRIPCIÓN

Localidad para procesar la información a

modular antes de guardarla en memoria RAM

externa

Localidad para enviar los datos del buffer de

modulación que ingresan vía teclado hacia el

display

Localidad para procesar la velocidad de

transmisión

Localidad en la que se almacena la posición en

la que se va a ubicar el cursor del dispiay

Figura 3.2 Mapa de localidades auxiliares de memoria

Así mismo, es necesario especificar la existencia de banderas para

indicar bifurcaciones, o cumplimiento de atención a interrupciones del

programa. Estas localidades se muestran en la figura 3.3


E.P.N-KI.E CAPITULO ni

Dir

20.0H

26.0H

26. 1H

26.2H

26.3H

2G.4H

26.6H

ETIQUETA

TEC_FLAG

COM_FLAG

BUF^FLAG

MOD^FLAG

AUX_FLAG

PR_FLAG

TX_FLAG

DESCRIPCIÓN

Indicativo de tecla presionada

Recepción de parámetro de velocidad de

transmisión

Recepción del buffer de datos completa

Inicio de Modulación Remota

. Auxiliar de comunicaciones

Modo de prueba activo

Modo remoto activo

Figura 3.3 Mapa de memoria de banderas del programa

3.2 OPERACIÓN LOCAL

El procedimiento de operación local constituye la manera básica y completa

de trabajo en lo que se refiere al software del sistema. Debido a que en este

modo se utiliza todo el programa y el conjunto de subrutinas desarrolladas;

para su funcionamiento se usa de manera exclusiva el teclado y el display del

equipo. Existen dos modos de trabajo en este tipo de operación: El Modo

Normal y el Modo a Prueba. En. el modo normal se "permite el ingreso de un

conjunto aleatorio de datos1 los cuales serán modulados bajo previa orden de

procesamiento, mientras que en el modo a prueba se permite el ingreso de un

solo dato aleatorio que será modulado de manera automática sin previa orden y

en forma continua hasta que el usuario ingrese la orden de terminar dicho

proceso. Para la ejecución del modo de operación local, en ambos casos el

sistema presenta los respectivos menús en el display para ingresar los

parámetros y datos a modular mediante teclado. La figura 3.4 presenta el

diagrama de flujo básico de este proceso de entrada de datos.

La capacidad del buffer de datos va desde la 0020H hasta la OFFFH, ello es 4063 bytes


E.P.N-F.LE CAPITULO

Despliegue depresentación

Escoger velocidadde transmisión y

guardarla

Modo normalo a prueba

A prueba

Asignarmodo

normal

Asignarmodo aprueba

Ingresar datos amodular por

teclado

Ingresar dato amodular

Orden para iniciarmodulación

-K A W

Figura 3.4 Diagrama de flujo básico de entrada deDatos


E.P.N-F.I.E CAPITULO ni

Hay que resaltar que antes de entrar a cada uno de los procesos de

modulación tanto de modo normal como en modo a prueba, se debe ingresar

primeramente el parámetro de velocidad de transmisión, en donde el usuario

deberá escoger uno de los valores permitidos para el sistema continúe con el

proceso. Luego de ello el usuario tiene la opción de escoger uno de los dos

modos de operación local o en su defecto salir para iniciar nuevamente el

proceso.

Luego de haber ingresado los parámetros de velocidad de transmisión,

modo de trabajo local y datos o dato a modular, se tiene el procesamiento de

la información y modulación propiamente dicha, ello se puede observar en la

figura 3.5


E.P.N-F.LE CAPITULO

Valor asignadoa modo de

trabaio

De acuerdo a lavelocidad detransmisión

seleccionada elsistema procesa yenvía el dato demanera continua

hacia el moduladorZMQ-1050

A prueba

De acuerdo a lavelocidad detransmisión

seleccionada elsistema procesa yenvía el dato demanera continua

hacia el moduladorZMQ-1050

Orden para finalizarmodulación

Proceso demodulaciónconcluida

Figura 3.5 Diagrama del proceso para realizar la modulación

3.1.1 Modo Normal

Para el presente caso, el equipo requiere primero tener el dato de

velocidad de transmisión con la que serán enviados los datos en banda base

hacia el modulador. Este parámetro es seleccionado por el usuario mediante

el teclado y con la ayuda del display donde se visualizan los comandos a


E.P.N-RI.E CAPITULO El

seleccionar para cada velocidad. Existen siete valores de velocidad permitidos,

como se detalla en la tabla 3.1

Tabla 3.1 Asignación para la configuración de velocidades de

transmisión

Comando

0

1

2

3

4

5

6

Velocidadtx (bps)

150

300

600

1200

2400

4800

9600

Una vez que el usuario a seleccionado el comando de velocidad de

transmisión, el sistema procede a pedir el ingreso por teclado de la información

que se va a modular, la cual se irá almacenando en memoria RAM externa

desde la localidad 0021H hasta la localidad FFFH.

Antes del primer dato y luego del último dato ingresado, el sistema de

manera automática escribe las banderas "7EH" que delimitará el buffer de

transmisión; lo anterior se puede visualizar en la figura 3.6.


E.P.N-F.I.E CAPITULO

DIRECCIONESDELBUFKERDE i

DATOS EN ^¿MEMORIA ^

RAM EXTERNA

/"" 0020H

002 1H

0022H

OOXXH

, OFFFH

7E ,

XX

XX

•

7E .

f DATOSA

-^ MODULAR

BANDERASDE INICIO

Y FIN

Figura 3.6 Mapa de Memoria del buffer de datos2

Luego de haber ingresado el conjunto de datos a modular y de haber

recibido el sistema la orden mediante teclado para iniciar la modulación, el

sistema toma el valor del comando de velocidad ingresado y le asigna el valor

correspondiente que servirá para crear los respectivos tiempos de símbolo de

transmisión, mediante la utilización de los timers del microprocesador.

A continuación el sistema empezará a enviar los datos cargados en el buffer en

el orden que fueron ingresados, iniciando por la transmisión de la bandera de

inicio, los datos y luego la bandera de finalización hacia los terminales P1.0 y

P1.1 del microprocesador. La manera como se transmite cada dato hacia el

puerto 1 es en pares de bits empezando por el menos significativo hasta el mas

significativo como se puede observar en la figura 3.7

Byte a transmitirse

LMB LSB

A7 A6

4 4

A5 A4

3 3

A3 A2

2 2

A1 AO

1 1

Orden de salida

A6 A4 A2 AOp

A7 A5 A3 Al

1 L —

Pl.O

Jrl.I

P1.2

Figura 3.7 Diagrama del proceso de envió de datos hacia el modulador

: Memoria RAM externa 6164


E.P.N - RLE CAPITULO El

El momento que se empieza a transmitir la bandera de inicio de datos,

hasta que se acaba de transmitir la bandera de finalización, el sistema pondrá

en 1 lógico el pin 1.2 del microprocesador, lo que servirá para señalizar

externamente que se trata de una transmisión en modo local. Una vez

terminada la transmisión de información el sistema presentará nuevamente las

opciones para iniciar un nuevo proceso de modulación en cualquiera de los

dos modos.

3.1.2 Modo a Prueba

Al elegirse este modo, el sistema de manera idéntica al modo normal,

previamente que el usuario haya ingresado el comando correspondiente a la

velocidad de transmisión seleccionada en base al cual será transmitido el dato

a modular en banda base. Luego de ello pedirá que ingrese el dato a modular,

ya que este modo se caracteriza por tomar como información un solo byte el

cual es almacenado en un registro del microprocesador.

Una vez que se ha ingresado por teclado el dato, el sistema procede a

transmitir de manera instantánea y continua el dato que ha sido ingresado

hacia los pines P1.0 y P1.1 del microprocesador, basándose en la velocidad

escogida. Esto lo podemos visualizar en la figura 3,8

Dato a transmitirse deManera continua

^ >

A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 AO

A5 A3 AI A7 A5 A3 AI

1L

Pl.O

Pl.l

P1.2

Figura 3.8 Diagrama de transmisión en modo a prueba


E.P.N-RI.E CAPITULO m

La transmisión hacia los pines P1.0 y P1.1 del microprocesador, lo hace

de idéntica forma que en el modo normal, con la diferencia de que ya no se

utiliza el buffer de transmisión sino directamente se procesa la información a

modular.

Al igual que el modo anterior, el sistema pondrá en 1 lógico el pin P1.2,

que indicará la presencia de una transmisión en modo local. Al contrario del

modo anterior, el sistema necesita el ingreso por teclado de la orden de

finalización del proceso de modulación para iniciar un nuevo ciclo en cualquiera

de los dos modos.

3.3 OPERACIÓN REMOTA. -

El modo de operación remota del sistema funciona de manera similar al

local, con la diferencia de que en este los datos de configuración como son

velocidad e información a modularse son dados por el sistema central,

transmitidos en forma serial hasta el equipo de trabajo y cargados

directamente en la localidad de memoria asignada para el comando de

velocidad de transmisión y en el buffer de datos respectivamente.

La parte que corresponde al manejo del equipo mediante el sistema central

remoto, no forma parte del presente trabajo, debido a que el objetivo global del

proyecto es tener una integración completa con los demás equipos que forman

parte del mismo, lo cual constituye un trabajo mas elaborado y coordinado en

un solo sistema a implementarse.

Con la idea básica de lograr una completa adaptación y compatibilidad con

el sistema central remoto, se ha desarrollado el software para el modulador

QPSK de tal manera que sin alterar la secuencia general del programa

principal, se atienda en el momento adecuado a la transmisión de datos


E.P.N-F.LE CAPITULO HI

enviados desde el sistema central por medio del uso de una subrutina. El

esquema a seguir se presenta en la figura 3.9.

Inicio de Modo Remoto:Bandera de comunicaciones

COM FLAG activada

Subnitma de atenciónpara modo remoto

Bandera detransmisión de datos

BUF_FLAGactivada?

Bandera auxiliarAUX_FLAG

activada?

Bandera demodulación

MODJFLAGactivada?

Desactivo banderaAUX FLAG

Bandera detransmisión de

datos BUF_FLAGactivada?

Activar bandera auxiliarAUX FLAG

Salir de la subrutina

Figura 3.9 Diagrama de flujo para la recepción de datos en modo remoto


E.P.N-F.I.E CAPITULO m

La inicialización del modo de operación remota la produce el sistema

central, el cual luego de haber transmitido satisfactoriamente al módulo

principal (equipo local ) el comando de velocidad de transmisión, activa la

primera bandera de comunicaciones COM_FLAG en e! programa del mismo, lo

cual indicará que este debe pasar a operar de manera remota. Lo anterior

implica que el programa se encuentra verificando constantemente la

activación de esta bandera.

Hay que señalar primero que el módulo principal revisa la bandera

COM_FLAG, al inicio de su programa luego de la presentación del equipo y de

ahí en adelante durante todo el proceso de ingreso de datos por teclado sean

estos de configuración, operación o información a modular, en general cada

vez que se pida presionar una tecla en cualquiera de los dos modos locales de

operación.

Una vez que se ha activado esta bandera, el programa pasa desde cualquier

punto del proceso de ingreso de datos de la operación local a atender la

subrutina de operación remota (Nótese que la presencia de la bandera

COM_FLAG es posterior a la llegada del comando de velocidad desde el

sistema central).

La subrutina de control remoto luego de desactivar esta bandera espera la

llegada del buffer de información remota a modular; el cual al haberse

recibido completamente da paso a que el sistema central (remoto) active en el

equipo la bandera BUF_FLAG, lo que permite a la subrutina pasar a esperar la

activación desde el sistema central de la tercera bandera de comunicaciones

MOD_FLAG que indicará ai equipo que debe empezar el proceso de

modulación.

Hay que resaltar que en este punto existe la posibilidad de que el sistema

central active nuevamente la segunda bandera de comunicaciones

BUF_FLAG, lo cual indicará al equipo que debe activar la bandera auxiliar



AUX_FLAG. La activación de esta bandera auxiliar implica que al terminar el

presente proceso de modulación no se debe borrar el buffer de información,

para que ese mismo sea usado en el siguiente proceso de modulación remota;

de tal manera que en el siguiente ciclo de operación remota el equipo una vez

recibido el parámetro de velocidad ( activación de la bandera COM_FLAG )

desactivará la bandera de auxiliar de comunicaciones y solo esperará la orden

del sistema central (remoto) de modulación ( activación de bandera

MOD_FLAG ) para iniciar el proceso de modulación.

Por ultimo, antes de salir de la subrutina de operación remota se activa

una bandera adicional TX__FLAG que será usada por el equipo para saber que

se los datos a modular son de origen remoto con lo cual se activará la

señalización externa correspondiente mediante la puesta en 1 lógico del pin

P1.3 del microprocesador3.

Una vez atendida la subrutina de operación remota, se volverá al

programa principal y el equipo procederá al proceso de modulación de

manera idéntica que si se tratara de una operación local normal4, ya que para

el es transparente el origen de los datos, debido a que ellos se han escrito en

las mismas localidades que se almacenan los datos de entrada en el modo

local.

Para evitar problemas de programación, el sistema central (remoto)

prevee los posibles cambios en los registros de funciones especiales del

microprocesador, salvando los valores ( acumulador, temporizadores, bancos

de registros, contadores, punteros, etc ) antes de cualquier instrucción en su

transmisión.

Debe tenerse claro que el software desarrollado para la subrutina de

atención al modo remoto se ha limitado al programa de control remoto que se

encarga de controlar todos los equipos del presente proyecto desde el sistema

Referirse a los anexos donde se detalla los componentes del microprocesador



central. De ahí que debido a que el proyecto está hecho para trabajar de

manera conjunta con una serie de equipos y entre ellos diferente tipos de

moduladores, se ve la necesidad de la inclusión de un procedimiento mediante

el cual este equipo tenga una dirección específica para saber cuando los datos

transmitidos corresponden al el, para así permitir o no la recepción serial en el

mismo.

También es esencial aclarar que se la interrupción serial es la que mayor

prioridad tiene y esta activada durante todo el transcurso del programa

(excepto en el proceso de modulación) permitiendo que el sistema central

pueda transmitir hacia el módulo principal en cualquier momento, evitando de

esta manera posibles pérdidas de información remota.

El programa en lenguaje ensamblador y ías subrutinas: tanto específicas

del programa como generales, y también sus respectivos diagramas de flujo

explicativos de las secuencias de las mismas se encuentran en los anexos. El

programa cuenta con los comentarios y distribuación adecuada para hacerlo

mas comprensible y fácil de modificarse.

4 Refiérase a figura 3.5 Diagrama del proceso de modulación


E.RN-RLE CAPITULO IV

CAPITULO IV.- FUNCIONAMIENTO, AJUSTES Y PRUEBAS DEL EQUIPO.


E.P.N-F.I.E CAPITULO IV

FUNCIONAMIENTO, AJUSTES Y PRUEBAS DEL EQUIPO.

4.1. MANUAL DE FUNCIONAMIENTO

La operación del modulador por desplazamiento de fase es bastante

sencilla; los únicos requerimientos son la conexión adecuada de todos los

elementos y partes que constituyen el equipo. La figura 4.1 muestra un

esquema de conexión de las distintas partes del equipo.

OsciladorLocal

Módulo del teclado y display

Módulo PrincipalMicroprocesador 8031

Módulo de InterfazDigital

Modulador ZMQ-1050

Salida de KFSeñal Modulada

QPSK

Fuente de'" Alimentación+5, +12, -12 Voltios DC

Fuente deAlimentación

+5,-5 Voltios DC

ít

jl

Cable coaxial 50 n

Cable plano 40 c.

Cable plano 16 c.

Cable plano 10 c.

Figura 4.1. Esquema de conexión del equipo


E.P.N-F.LE CAPITULO IV

La conexión de los elementos de radío frecuencia, se realizan con cable

coaxial de 50 ohmios con conectores tipo SMA, BNC y sus respectivos

adaptadores. Al inicio es recomendable verificar los conductores coaxiales para

evitar posibles daños en los dispositivos, por la presencia de cortocircuitos que

generen ondas reflejadas de alto valor.

El módulo principal envía los canales de datos y señalización mediante

un cable plano de 40 conductores hacia la entrada del módulo de interfaz

digital, este cable sirve también para la conexión con el módulo de teclado y

display. Este último se conecta al teclado mediante otro cable plano de 10

conductores y al display con un cable plano de 16 conductores.

Por su parte el módulo de ¡nterfaz digital a su salida tiene un par de conectores

BNC hembra que llevan la información a modular hacia los puertos de datos I

y Q del modulador ZMQ-1050.

Para la alimentación de los circuitos se utiliza una fuente de alimentación

DC con dos salidas, la una de +5,+12, -12 voltios y la segunda de +5,-5

voltios; ambas con un grupo de 4 y 3 conductores respectivamente y de

colores bien definidos como se indica en la tabla 4.1, siendo ello de extrema

importancia para realizar la conexión respectiva y evitar daños por mala

conexión.

Tabla 4.1 Código del cable de alimentación

Color

Rojo

Negro

Azul

Amarillo

Voltaje

+5 Voltios DC

GND

-12 Voltios DC

+12 Voltios DC

Color

Rojo

Negro

Blanco

Voltaje

+5 Voltios DC

GND

-5 Voltios DC



Para prevenir daños en el modulador ZMQ-1050, es necesario colocar

en su salida de RF una carga de 50 ohmios (antena, cable coaxial,

punta de prueba etc.) evitando que el dispositivo trabaje en vacío. De igual

manera se recomienda no enviar información a sus puertos de datos, mientras

no este el modulador alimentado con señal de RF.

Una vez conectado todo el equipo, se procede a encenderlo mediante el

interruptor de la fuente de alimentación, en este punto es recomendable hacer

un RESET del sistema mediante el pulsador incorporado en el módulo

principal para esta función. En la pantalla del display se muestra el mensaje

de inicio y presentación del sistema como se muestra en la figura 4.2. Esta

pantalla se presenta aproximadamente 3 segundos.

EPN - FIEProyecto RFrHITO

TESIS DE GRADOAutor: RRRJ 2000

Figura 4.2. Pantalla de inicio y presentación del sistema

Transcurridos los 3 segundos de presentación del mensaje, aparece el

mensaje de identificación del equipo, como se muestra en la figura 4.3.

MODULADOR QPSKPresione una

teclapara continuar

Figura 4.3. Pantalla de identificación del equipo


E.P.N-RI.E CAPITULO TV

En esta parte al presionar el usuario cualquier carácter del teclado

(equipo local), esta iniciando una operación en modo local, por lo cual se

presenta a continuación una pantalla donde se presenta el parámetro que se va

a seleccionar, en este caso la velocidad de transmisión de la información desde

el módulo principal hacia el modulador (para la que se tienen siete valores

discretos permitidos: 150, 300, 600, 1200, 2400, 4800, 9600 bps) esta pantalla

se presenta por aproximadamente 2 segundos y a continuación se muestra una

pantalla donde se despliega un primer menú para escoger velocidades de

transmisión entre 150 y 600 bps, lo anterior se muestra en la figura 4.4.

\Seleccione

laVTXA A A &

i¿~¡

Kti

i™

;H

Ü

/ ^

0: VTX=150 bps1: VTX-300 bps2: VTX=600 bpsUP: Cambiar

Figura 4.4. Pantallas de Presentación del parámetro y primer menú

de selección de velocidad de transmisión

Los números que se presentan en esta pantalla: O, 1 y 2 corresponden a

la tecla a presionar para seleccionar el valor respectivo de velocidad de

transmisión, en el caso de que se requiera de un valor de superior de

velocidad, se debe presionar ía tecla UP para cambiar este menú y presentar


E.P.N-RI.E CAPITULO IV

un segundo menú con velocidades de transmisión superiores a 600 bps, como

se muestra en la figura 4.5,

3: VTX=1200 bps4: VTX=2400 bps5: VTX=4800 bpsUP-DOWN: Cambiar

Figura 4.5. Pantalla de selección del segundo menú de velocidades

de transmisión

Al igual que el primer menú [os números 3, 4, y 5' corresponden a

la tecla a presionar para seleccionar el valor respectivo de velocidad de

transmisión. En el caso de necesitar un valor menor a 1200 bps se debe

presionar la tecla DOWN con lo cual se regresa al primer menú de velocidades

(segunda pantalla de la figura 4.4.) y si se requiere de un valor mayor 4800

bps se presionará Ja tecla UP con lo cual se pasará a desplegar un tercer menú

de velocidades de transmisión como se observa en la figura 4.6.

6: VTX=960Q bps

DOWN: Cambiar

Figura 4.6. Pantalla de selección del tercer menú de velocidades

de transmisión.



En este menú presionando el número 6, se selecciona la velocidad de

transmisión más alta con la que puede trabajar el equipo; 9600 bps, o si el se

requiere regresar a seleccionar una velocidad menor se debe presionar la tecla

DOWN, con lo que se regresará al menú de la figura 4.5.

Al haber seleccionado una de las siete opciones de velocidad que se

presentaron en los tres menús anteriores, se pasa directamente a la selección

del tipo de operación local con la que se va a trabajar en el proceso de

modulación como se muestra en la figura 4.7.

'*>

MODOS DE TRABAJOLOCAL:

0: APRUEBA1: NORMAL

Figura 4.7. Pantalla para seleccionar el modo de trabajo local.

En el modo de trabajo a prueba, el usuario deberá ingresar un solo

carácter a modular el cual se modulará de manera continua. Este modo es

recomendado tanto para hacer pruebas del equipo así como para el estudio de

[a modulación QPSK (análisis de señales en banda base, en el tiempo, análisis

de espectros, etc.). Mientras que en el modo de operación normal, se modula

una sola vez los datos a ingresar por teclado y cuyo número variará de

acuerdo a la necesidad del usuario.

Al seleccionar el modo de operación a prueba mediante ei número O, se

presenta un mensaje en donde se pide el ingreso por teclado del carácter a ser

modulado de manera continua como se muestra en la figura 4.8.


E.P.N-RLE CAPITULO IV

\INGRESE

EL CARÁCTERA

MODULAR

iÜ

i/ — : - - ^

Figura 4.8. Pantalla de ingreso del carácter a modular en el modo

de operación local a prueba.

AI presionar en el teclado del equipo cualquier carácter, se procede a

ejecutar el proceso en sí de la modulación de ese dato ingresado pero de

manera continua, para lo cual el sistema presenta una pantalla donde se

muestra e! carácter que se está modulando, la velocidad de transmisión en bps

y se presenta la opción de terminar el proceso de modulación continua como

se muestra en la figura 4.9.

MODULACIÓN QPSKCARÁCTER:VTX: ( bps )

TERMINAR: ENTER

Figura 4.9. Pantalla de Modulación en el modo local a prueba

El momento que el usuario desee acabar el proceso de modulación

continua, deberá presionar la tecla ENTER, en este momento el sistema dejará

de enviar el dato hacia al modulador y presentará el mensaje de modulación

QPSK finalizada1 como se muestra en la figura 4.10, este mensaje durará

aproximadamente 2 segundos, luego de lo cual el sistema regresará al punto

1 Este mensaje se presenta al final de cualquier tipo de operación tanto local como remota.

Ramiro Rojas JaramilJo

E.P.N-F.IE CAPITULO IV

de presentación del equipo (figura 4,3.). De esta manera se da por terminado

el proceso de operación local a modo de prueba.

\

.

MODULACIÓNQPSK

FINALIZADA****

1i™

iFigura 4.10. Pantalla de finalización de un proceso de modulación QPSK

Por otro lado, si en el menú de la figura 4.7 se selecciona el modo de

trabajo local normal mediante el número 1, el sistema pasará a mostrar en

pantalla eí pedido de información a modular que durará aproximadamente 2

segundos, luego de lo cual el sistema presentará una pantalla con el cursor

parpadeando en el inicio de la segunda línea esperando el ingreso de la

información por teclado como se observa en la figura 4.11.

\Ingrese la

Informacióna

Modular

rs~^-!•

\BUFFER DE DATOS

ENTER: MODULAR

J

*s¿

Figura 4.11. Pantalla de presentación e Ingreso de Información a modular

en el modo local normal.


E.P.N-FJ.E CAPITULO IV

Cuando el usuario ha ingresado los primeros 16 caracteres, el cursor

pasará a mostrar al inicio de la tercera Ifnea del display donde se mostrará los

próximos 16 caracteres que el usuario ingrese, si ya se ha completado la

tercera línea del dispfay (líneas 2 y 3 ocupadas) el sistema borra la información

de esas líneas y empieza nuevamente a desplegar los caracteres ingresados

desde el inicio de la segunda línea, este proceso continua mientras se siga

ingresando mas información.

El momento que el usuario acabe de ingresar toda la información a

modular, deberá presionar la tecla ENTER, donde el sistema pasará a iniciar el

procesamiento de la información a modular desplegando el valor de velocidad

de transmisión con la que va a enviar los datos, como se observa en la

figura 4.12.

MODÜLACION-QPSK

VTX= ( bps )

Figura 4.12. Pantalla de Modulación en el modo local normal.

Una vez que el sistema a terminado de hacer el procesamiento previo a

la modulación, procede a enviar los datos hacia el modulador ZMCM050, en

este momento presenta un mensaje de modulación en ejecución como se

muestra en la figura 4.13.



MODÜLACION-QPSK

VTX= (bps )

* EJECUTANDO *

Figura 4.13. Pantalla de Modulación en ejecución en el modo local

normal,

Una vez que el sistema a terminado de enviar el buffer de datos

ingresado al módulo principal, se da por terminado eí proceso de modulación,

para ío cual el sistema presentará el mismo mensaje de finalización de

modulación dado en el modo.de operación local a prueba de la figura 4,10 por

dos segundos aproximadamente luego de lo cual regresará a (a pantalla de

identificación del equipo de la figura 4.3. dando por concluido el proceso de

operación local en modo normal. Para el caso de que se presente una

operación en modo remoto, ello implica que eí sistema central ha empezado a

transmitir información hacia el módulo principal y se ha activado la primera

bandera de comunicaciones COM_FLAG, entonces el módulo principal pasa a

atender la subrutina de comunicaciones en modo remoto y mientras ella se

ejecuta presenta un mensaje de espera, como se observa en la figura 4.14.

EsperandoInformación

Remota

j

Ñ

Figura 4.14. Pantalla de espera mientras se ejecuta la subrutina

de comunicaciones en modo remoto.


KP.N~F.LE CAPITULO IV

Una vez que ha terminado la ejecución de esta subrutína (ello implica

que el sistema central ha terminado la transmisión tanto de la velocidad, buffer

de datos y por último a dado la orden de modulación) el sistema pasa a

procesar la información de idéntica manera que si se tratara de una operación

local en modo normal para lo cual se debe seguir la secuencia de esta desde el

punto de la figura 4.12. en adelante.

La manera como el sistema permite diferenciar hacía el medio externo si

se trata de una modulación con información de origen local o remota es

mediante señalización por medio de leds en el módulo de interfaz digital, donde

estos se encenderán durante el proceso de transmisión de datos desde el

módulo principal hacia el modulador ZMQ-1050 como se detalla en la tabla 4.2.

Tabla 4,2. Señalización extema en la modulación QPSK

TIPO DE TRANSMISIÓN

Transmisión local en

modos

Normal y a prueba

Transmisión en modo

remoto

LED ACTIVO

Rojo

Verde



4.2 AJUSTES DEL EQUIPO.

El equipo como tal no posee elementos que requieran ajuste, salvo en

el caso que los niveles de corriente en las salidas de los puertos de datos del

módulo de ¡nterface digital se haya descalibrado por alguna razón interna o

externa al equipo, entonces será necesario ajustar el nivel de corriente del

canal respectivo mediante la manipulación del potenciómetro respectivo

localizado en el módulo de ¡nterface digital y cuyas señalizaciones se

encuentran en la parte externa de la caja metálica que contiene al módulo.

Para ello será necesario que los puertos de datos de este módulo se

encuentren conectados al modulador y a su vez se visualicen los niveles de

estas señales mediante un osciloscopio. El ajuste deberá hacerse basándose

en la tabla 2.8 donde se establece los niveles de corriente de entrada con

relación al voltaje visualizado en el osciloscopio.

Debe quedar claro que ía manipulación de estos potenciómetros se la

debe hacer solo en el caso de desigualdad en las señales de los puertos de

datos, ello debido a que el módulo de ¡nterfaz digital en condiciones normales

de operación no necesita ningún tipo de calibración, ya que este se encuentra

regulado para trabajar en el umbral de corriente acordado en su diseño2.

De manera externa y complementaria a este trabajo, se tiene la

sintonización del oscilador local a la frecuencia de modulación con la que vaya

a trabajar el modulador ZMQ-1050. Aunque el oscilador local no es parte

exclusiva del equipo, es necesario recalcar que la frecuencia de modulación

corresponde directamente al valor al que este sintonizado el oscilador y las

variaciones en la misma se verán reflejadas en variaciones de la frecuencia de

portadora QPSK. Para las pruebas realizadas con este equipo se utilizo un

oscilador controlado por voltaje ZOS-1025, cuya frecuencia de trabajo fue

seleccionada mediante un potenciómetro que otorgaba el nivel de voltaje

adecuado a ía entrada de control de la misma.

2 Diseño del Módulo de Interface Digital, capítulo II


* E.P.N - F.I.E CAPITULO IV•5 . :

4.3 PRUEBAS DEL MODULADOR QPSKZMQ-1050

Para mostrar el funcionamiento y resultados del modulador por

desplazamiento de fase en cuadratura (QPSK), se ha procedido a elaborar

pruebas en conjunto con el modulador ZMQ-1050 como elemento principal,

sobre el cual se monta ia aplicación de este equipo. Las pruebas se refieren

básicamente a: determinación de parámetros eléctricos de operación del

modulador ZMQ-1050, donde a su vez se pueden visualizar la variación tanto

de la potencia de la señal modulada como de sus espectros al variar la

información y su velocidad de transmisión; medición de las velocidades reales

de transmisión de datos en banda base, tanto en el modo de operación local a

prueba como en el modo de operación local normal, siendo en este último,

donde se visualizan las banderas de inicio y fin de transmisión; visuaüzación de

los cambios de fase de la señal de RF los cuales están de acuerdo a la tabla

de desplazamientos diferenciales de fase en función de los controles de

corriente (tabla 2.1) y finalmente mediante ía visuaüzación del espectro de

frecuencias para diferentes datos modulados a una misma velocidad de

* transmisión será posible determinar el ancho de banda de transmisión en RF

de la señal modulada en fase.

Luego de ello se realiza como una aplicación hacia los conocimientos de

líneas de transmisión, la determinación del parámetro de onda estacionaria

tanto de la señal de RF de entrada al modulador como de la señal de RF de

salida del modulador, comparando estas dos señales y verificando si ésta se

mantiene constante al modular la señal de RF.

fAdemás de esto, se han realizado cálculos para determinar

principalmente el parámetro de velocidad de transmisión teórica de la señal

modulada y compararla con el valor real de operación en el modulador.

También, en esta parte, se realizó el cálculo de la relación de ondas

estacionarias para cada uno de los casos analizados.


E.P.N - F.I.E CAPITULO IV

4.3.1 Ecuaciones y procedimientos para el desarrollo de las pruebas

Las ecuaciones que involucran los cálculos de los parámetros de trabajo

del modulador, se basan en los conocimientos que se utilizan en el estudio de

la información y transmisión digital. Para calcular la velocidad de señalización

y ancho de banda, se puede hacer uso de las siguientes ecuaciones:

M = 2N Ec. 4.1

Vs= Vtx/ Log2 M Ec. 4.2

8*= B /N Ec. 4.3

B = 1/T Ec. 4.4

donde:

Vs = velocidad de señalización de la señal QPSK

( símbolos/segundo = Baudios)

Btx= ancho de banda de transmisión (Hertz)

B - ancho de banda de la señal (Hertz)

Vtx= velocidad de transmisión (bits/segundo)

N= bits de información por símbolo

M= número de niveles a codificarse la información

La ecuación 4.1 permite obtener el número de niveles en los que se va

a codificar la información, como para el presente caso el modulador QPSK

trabaja con 2 puertos de datos se tiene que el número de bits de información

por símbolo que toma es de N-2, por lo que se tiene que el número de niveles

a codificarse la señal es de acuerdo a la ecuación 4.1 M=4. En la ecuación

4.4, el ancho de banda B se refiere al ancho de banda de la señal antes de ser

codificada y para el presente caso corresponde al inverso del periodo de bit

para cada una de las velocidades de transmisión. Por el contrario el ancho de

banda de transmisión, corresponde al de la señal multinivel (codificada) y que


RP.N-F.I.E CAPITULO IV

para nuestro caso_de acuerdo a la ecuación 4.3 es la mitad del ancho de

banda de la señal sin codificar, debido a que N=2.

Por último la velocidad de señalización es la velocidad con que se transmiten

los símbolos hacia el modulador y de acuerdo a la ecuación 4.2 corresponde a

la mitad de la velocidad de transmisión de la señal sin codificar, basándose en

que M=4 para el caso del modulador QPSK.

Debido a que en el dominio de la frecuencia, ios espectros presentan

tanto componentes positivas como negativas, el ancho de banda de RF de la

señal modulada QPSK, será el doble del ancho de banda de Nyquist de banda

base, esto es que si el mínimo ancho de banda BQPSK-BANDA BASE es y2,

entonces se tiene que:

BQPSK-RF - 2 BQPSK-BANDA BASE


E.P.N ~ F.I.E CAPITULO IV

4.3.2 Pruebas y cálculos realizados.

1. Determinación de los parámetros eléctricos de operación del equipo.-

En esta parte, se realizó primeramente la medición de los niveles de

potencia de la señal modulada en función de los niveles de corriente de los

puertos de datos, manteniendo fija la entrada de RF tanto en potencia como en

frecuencia y trabajando con un dato constante a modular. Luego se visualizó

los efectos en la señal modulada al variar la información pero manteniendo la

velocidad de transmisión constante y por último manteniendo la información y

variando la velocidad de transmisión.

Para realizar estas pruebas se armó el circuito cuyo diagrama de

bloques se muestra en la figura 4.15.



OsciladorLocal



Modulador ZMQ-1050

Analizador deEspectros


^CEO

i

r Y " "i[1 CH2 ¡sciloscopio ¡

r i r

Q

^Salida de RFSeñal Modulada

QPSK

Impresora

Figura 4.5 Diagrama de bloques del circuito para determinar los

parámetros eléctricos de operación del equipo

Para estas pruebas se utilizó como oscilador de UHF el 1362 de la General

Radio Company del laboratorio de líneas de transmisión, y debido a que su

potencia de salida está alrededor de los 25 dBm, se usó un atenuador a su


E.P.N-F.I.E CAPITULO W

salida para garantizar que no se sobrepase el límite de potencia de entrada

en RF del modulador ZMQ-1050.

Con la finalidad de observar los niveles de voítaje de los controles de datos y

para garantizarnos que se están enviando los datos correctos al modulador, se

utilizó el osciloscopio digital Tektronix TDS-120. Para enviar la información a

modular en estas pruebas, se utilizó el modo de operación local a prueba del

equipo, para poder de esta manera tener una secuencia continua y conocida

de datos en la toma de medidas del sistema.

• Variación de la potencia de salida de la señal modulada en función de

la corriente en los puertos de datos.-

Para tener una referencia de los niveles de corriente que tenemos en los

puertos de datos, nos referimos a la tabla 4.3, la cual es un resultado directo

del diseño del módulo de interface digital la cual nos presenta valores de

corriente en función del voltaje en los puertos de datos del modulador.

Tabla 4.3 Parámetros eléctricos de corriente y voltaje en los terminales

de datos del modulador ZMQ-1050

Vpuerto (V)

0.33

0.28

0.20

0.17

0.11

0.06

1 puerto (mA)

6.85

5.69

4.56

3.41

2.28

1.13



El módulo de interfaz digital, de acuerdo al diseño del capítulo II, va a trabajar

con niveles de corriente fijos y predeterminados para evitar daños en el

modulador. La idea de esta prueba es visualizar el efecto sobre la señal

modulada al variar la corriente en los puertos de datos.

Para esto, se procede a variar la corriente eléctrica que entra a los

puertos de datos del modulador QPSK, dentro del rango que permite el módulo

de interfaz digital1 mediante la manipulación de los potenciómetros de sus

canales I y Q respectivamente. Una vez que se tienen los niveles deseados

de voltaje que corresponderán a un valor de corriente

(tomando como referencia la tabla 4.3) los cuales podrán ser visualizados

mediante el osciloscopio, se procede á ¡mprímir la imagen correspondiente que

nos proporciona el analizador de espectros con sus respectivos valores de

potencia de salida de la señal en RF modulada (PRF-QPSK)- Para la obtener la

gráfica de la señal de RF que entra al modulador se procede a conectar

directamente la salida del oscilador local atenuada hacia el analizador de

espectros.

Los parámetros de trabajo para estas pruebas fueron los siguientes:

Potencia de entrada en RF ai ZMQ-1050: -8.05 dBm

Frecuencia central de operación: 900 MHz

Modo de operación: Local a prueba

Nivel de corriente de datos: variable

Velocidad de transmisión: 9600 bps

Código ASCII del carácter a modular. 39 H

Dato a modular. 00111001

1 Revisar diseño del módulo de interfaz digital-en el capítulo II


KP.N-FJ.E CAPITULO IV

16 =54?REF .PEAKL0610dB/

WA SBSC FCCORR

GENTE:#

8:88 MAR 27, 2090MKR 900.17 MH

8 dBm ftT 10 dE -8.05 dB

i %f i

SPAN10.00 MHz

"/•vW .rfÜisiW-MV - v Mh/VW -A/

\w

• A VAv L •j-Wvv >~rb-w -

R 908,17 MHz SPAH 10.00 MHzRES BU 126 kHz VBW 390 kHz SWP 26.0 mse

2

m HARKER-í- CF

(1ARKERü

NEXTPEAK

HEXT PKRIGHT

NEXT PKLEFT

More1 of 2

c

Figura 4.6 Señal de RF de entrada al modulador ZMQ-1050PRP =-8.05 dBm

09 :S

^7Í?EF *PEAKLQG10

dB/

Wf t SBSC FS

CORR

GENTE

0=41 MAR 28.- 2000

0 dBm flT 19 dB

S W E E P T I M E300 m s e c

r^^x

[Yy

-s^V^>*-v^ -> i\fj

s*/

•^ ^..y.....w^

• ^vvf.t

"fJW^

s^~^fjT

Vv .

mi:«aiúiiA U T O M A N

SWEEPCONT SSL

Gf tTEOH 0 F F

Ga teContro l

R 900.48513 MHz SPf tN 2 0 . 0 6 kHzRES BW ± .5 kHz V B W 1 kHz SWP See msec

Figura 4.7 Espectro QPSK para voltaje en el puerto de datos de 50 mVPRF-QPSK: =-32.95 dBm

Ramiro Rojas Jaranüllo 99


03 :5

/REFPEAKLOS10dB^

Wñ SBse FSCORR

GENTE

S¡3& MAR 28, 200©

8 dBm A T I Q d E

^X

- \" H -y

\*Í°T""

/^"vs -.V. /-\T

•\jxXx " \ \"

•>

R 900,59183 MHz SPAN 28.00 kHs3ES BU 1.0 kHz VBW i kHz SWP 306 msec

MARKERNORMAL

MñRKERA

MARKERAMPTD

SELETCTi 2 3 4

MñRKER 1OH OFF

M or e1 of 2

Figura 4.8 Espectro QPSK para voltaje en el puerto de datos de 75 mV^-30.59 dBm

•M^ ^ ^H

03:4

4?REF .PEflKLOS18dB/

i

[JA SBJ S C FS! CORR

.GENTE

3 101 M A R 28 / 2&t?0

G d B m . A T l Q d B

/"^¿

V/

X \-/S

\S".ycTVv-.-

X

\ 909 .48513 MHz S P A N 2 8 . G @ kH =

R E S B M l . ñ k H z V B W 1 k H z SWP 30S msec

^ ^ M^ ^BM^HMMH

MñRKERNORMAL

f-mRKERs.

MñRKERAÍ1PTD

SELECT1. 2 3 4

MftRKER 1QN OFF

More1 of 2

Figura 4.9 Espectro QPSK para voltaje en el puerto de datos de lOOmVPRF-QPSK = -28.24 dBm



03 :S

RCF .PEAKLOS10dB/

WA SBSC FSCORR

GENTE

3=51 MAR 28, 2060

G dBfñ AT 18 dB

wX..vy^ — •

/T7 >,w-T/ - — -,

\1x/•s\v/v< X

\

R 909.49983 MHz SPftN 28.66 kHsR.E3 BU l.ñ kHz VBW 1 kHz SWP S9S msec

MARKERNORMAL

MARKERA

MARKERAMPTD

SELECT1 2 3 4

HARKER 1OH OFF

More1 of 2

Figura 4.10 Espectro QPSK para voltaje en el puerto de datos de 125 mVPRP-QPSK = -26.73 dBm

10:0

REF .PEAKL0610dB/

Wf t SBSC FS

CORR

GENTE

2 :24 MAR 28 . 2800

G dBffl AT 1© dB

\ftf~tvT

S^-*rf.r X

'V

7 -//,

">„.ww^ .^\y

*r\.\ x^

./f/ vV

R 980.50313 MHz SPAH 23.00 kHsR E S B W l . B k H z V B W 1 k H z S W P S Q S m s e c

MARKERNORMAL

t lARKERA

M A R K E RAt IPTD

SELECT1. 2 3 4

MARKER 1OH QFF

More1 of 2

Figura 4.11 Espectro QPSK para voltaje en el puerto de datos de 150 mVPRF-QPSK = -24.54 dBm



10:0#rREF .PEAKLOG10dB/

Wtt SBSC FSCORR

GENTE

3=49 MAR 28, 2800

6 dBm AT 18 dB

x-JX~~

/" /V

xJT'"

\.

—^/ ^x ^

\V ^

i

x.\wrr

R 980.59943 MHz SPftN 20.89 kHsRES BW ±.5 kHz UBW i kHr SWP 30Q mseo

MñRKERNORMAL

MñRKERA

MARKERAMPTD

SELECT±_ 2 3 4

MARKER 1OK OFF

More1 of 2

Figura 4.12 Espectro QPSK para voltaje en el puerto de datos de 175 mVPRF-QPSK =-23.11 dBm

10 :Q

REF .PEAKLOS10dB/

WA SBSC FSCORR

GENTE

S:1S MAR 28^ 2900

6 dBm AT 18 dB

-/? ^ /"X/"

~^'s¿~\/ "NN

^- x

-X,\^

R 98S. 59843 MHz SPAH 28.00 kHz*ES BW 1.0 kHz Ven i kHz SWP 30ü msec

MfiRKERNORMAL

MARKERív

HARKERA M P t D

SELECT1. 2 3 4

MARKER 10 N OFF

More1 of 2

Figura 4.13 Espectro QPSK para voltaje en el puerto de datos de 200 mVPRF-QPSK = -22.93 dBm



'" 10": 14rREF .PEAKLQG10dS^

WA SBSC FSCORR

CEHTE

2=30 N A R 28, 2080

0 dBro AT 1© dE

S~^r

yvV— JV^ " X..?\ ^í

\ f-li AT'"

\

\^•'--¿r<TX.....X..\ 900.S817S HHs SPftH 20.09 kHz

RES BW ±.0 í:Hz VBW 1 kHz SWP 369 msec

H ft R K E RNORMAL

MARKERA

/

MñRKERA M P T D

SELECTi 2 3 4

HARKER 1OH PFF

flore1 of 2

Figura 4.14 Espectro QPSK para voltaje en el puerto de datos de 225 mV

10 :0

^_REFPEftKLOS10dB/

WA SBSC FSCORR

CEHTE

7:32 HAR 23, 2600

0 dBm AT 18 dB

TV—/'^

X "f ^*\X/ /

Sí\v\ A ^ Xv \

R 300.6S20S MHz SPAH 20.68 kH=RES BW i.S kHz VBW ± kHz. SWP S8ñ msec

MfiRKERHORMñL

MftRKERA

MARKERA 11 P T D

SELECTi 2 3 4

MARKER 1OH QFF

More1 of 2

Figura 4.15 Espectro QPSK para voltaje en el puerto de datos de 250 mVPRF-QPSK =-19.61 dBm



10 =04?REF .PF.AKLQ616dBS

WA SBSC FSCORR

GENTE

3:50 MAR 28, 200©

0 dBm AT 10 dE

¡f

^r

J

"V

. >"•••jsZ"

X1" \ tr^. .XX\\

. -rr-v¿**^\-VL

'V-

R 996.60853 MHz SPAH 20.00 kHzRES BW l.S kHz UBW i kHz SWP 5©S msec

MftRKERNORMAL

«ARKERa

MARKERA Í1 P t D

SELECT±_ 2 3 4

MARKER ±OH OFF

More1 of 2

Figura 4.16 Espectro QPSK para voltaje en ei puerto de datos de 275 mVPRF-QPSK = -17.26 dBm

t

GRÁFICA DE LA VARIACIÓN DE POTENCIA DE SALIDADEL MODULADOR EN FUNCIÓN DEL NIVEL DEVOLTAJE EN SUS PUERTOS DE DATOS I Y Q

VOLTAJE(mV)

Figura 4.17 Gráfica de la potencia de salida del modulador en función dela variación de voltaje en los puertos de datos.



• Relación entre la potencia de salida de la señal modulada en función

de la información y de su velocidad de transmisión.-

El objetivo de estas pruebas es observar el nivel de potencia en RF de la

señal modulada al variar los parámetros de velocidad de transmisión

manteniendo la información a modular constante y luego variando la

información pero manteniendo la velocidad de transmisión constante.

Además, se debe anotar que en todas las pruebas, salvo las anteriores,

los niveles de corriente en los puertos de datos del modulador serán los

mismos que se establecieron en el diseño del módulo de interface digital del

capítulo 2.

Los parámetros de trabajo para las pruebas de potencia en función de

información variable fueron los siguientes:

Potencia de entrada en RF afZMQ-1050: -8.05 dBm




Dato a modular, variable



89 12&rREF .PefiKLOS10dB/

HA SBSC FSCORR

GENTE

5:25 MAR 23, 2S0G

0 dBm AT 10 dB

/"Y•""*"""*

/>

V /V^

>• —-**"-•— ---s.v-*

..V^^ x "v^

- > -\V

^

.. \....

^

R 988,26936 MHz SPAM 20.03 kHxRES BW 1.0 kHz VBW 1 kHz SWP 303 msec

MARKERNORMAL

MARKERA

MARKERAMPTD

SELECT1 2 3 4

MARKER 1OH OFF

More1 of 2

Figura 4.18 Espectro del número 30H PRF-QPSK = -18.5 dBm

18 :3

REP .REftKLOS

dB/

UA SBSC FS

CORR

CEHTE

SUS

0 dBm

,

\

ÍES B

HftR 2

. . .-X

r/

W 1.0

? , 2&

A T

"\z

ae10 CÍ

—

//, ./.¿^f

B

X^»,—' \ BU

\

1 kHz

.. —

/"

\r HIT

SW

,/r

/rf

P"30Q

7\

\

msec

M A R K E RKORHftL

MARKER

K A R K E RñMPTD

SELECT1 2 3 4

M ñ R K E R 1OH OFF

More1 of 2

Figura 4.19 Espectro del número 33H PRF_QPSK = -17 dBm



CEKTEP. 309*38618 HKzRES BU 1.0 kHz

More1 of 2

VBW 1SPftH 2Q ,86 kHz

SWP 300 rnsec

Figura 4.20 Espectro del número 36H PRF-QPSK = -18 dBm

18=3s¿&REF .PEftK

LOG10dB/

W A SBSC FS

CORR

C£HT£

S:29 MAR 27, 2606

0 dBm A T I Q d B

V^

/ ^

_^_

/

-V¿^—J--7TV

V

\ i -S^\

R 3ee-3SS~á ttKs SPñH 2 © T @ 0 kHsR F . S R l J - l . ñ l - ' H T - U R U - 1 líHr f í l J P S O P Í m ^ ^ r

M A R K E RNORMAL

MARKERú.

M A R K E RAMPTD

SELECT1_ 2 3 4

MARKER 1OH OFF

More1 of 2




t

@ S = 2SprREF .PEfiKLOS18dB/

WA sese FS

CORR

CEHTE

3^57 MAR 2Bf 2@8@

0 dBm AT 16 dB

jíff*»

X- ^V^ /v

. . . . .^ . ,l~. — *v

• V •—

/ -?>v

\\f

..^/ÍCVv.^T'"\

V

& 9013.25895 MHs SPAH 29 .89 kHzRES BU 1.0 kHz U B W 1 kHz SUP 380 msec

M A R K E RHORMAL

«ftRÍCERi

MñRKERAtlPTD

SELECT±_ 2 3 4

H A R K E R 1OH OFF

More1 of 2


18:2

RETF .PEf iK

18

W ñ SBSC FS

C O R R

C E H T E

5:63 K f t R 27* 2868M I C R 3 @ @ ,3ggS2 11H

0 dSm ftT 10 dB -17.79 ef&

^ <S W É É P T Í M É r\r^"20 . S msec /x y V

^

í ,v V-X• 1

ttEi*

../tr..V

S ÜHC

Mv

AL

v~\¡

zn» M ñ R f C E R

•* CF

MARKTR&

H E X T

HEXT PKR I G H T

H E X T PKL E F T

More1 of 2

?ES B W 1 .0 kHz V B W 1 k H z # S W P 2 0 . 0 rnsec

Figura 4.23 Espectro de la letra H (48H) PRF^PSK = -17.7 dBm

Ramiro Rojas Jaramíllo 108

E.P.N - RLE CAPITULO IV

Variación de la potencia de salida en función de la información a modular

30 32 f 34-., 36 38 ^ 40 ^ 42 , 44 46 48

"p" 1 7 1 -i -1 ' - 1T3

re"° 1 7 fi -— - I / .O ^(13«ra

c 1 R 1 -<u I O. I-*-jOo.

4 & CZ !

//

/

x'-X

\ ,-

c^^x— —

_-,

x- — -J— — —

_

—— — • - — — — _— — - — ~:

- I o. o , . . - , ,

Dato hexadecímal

:

Figura 4.24 Gráfica de la variación de la señal modulada en función de la

información

Por último se visualizó los efectos en la señal modulada, al mantener la

información constante pero variando la velocidad de transmisión de datos.

Los parámetros de trabajo para este caso fueron los siguientes:

Potencia de entrada en RF alZMQ-1050: -8.05 dBm



Velocidad de transmisión: variable

Código ASCII del dato a modular: 39H




13:05:23 MAR 27, 2.QQQMKR 308.3630 MHz

-13.23 dBm

W f i SBSC FS

C O R R

CENTER 908.3G90 MHzRES BW 1.0 kHz UBW 1

SPAH 100.0 kHzSWP 300 msec

MARKER+ CF

MARKER

NEXTP E A K

HEXT PKR I G H T

NEXT PKLEFT

More1 of 2

Figura 4.25 Espectro del número 39H. 150 bps

18 :S4?REF .PEñKLOS10dB/

Wft SBSC FS

C O R R

GENTE

4 : 4 4 MAR 27,

0 dBm

i hlh lllllJtJuuL|ljuUiy

2000MKR 9 0 6 . 3 6 3 3 MH

AT 18 dB -13.44 dB

hjuUUl

] ! . .

!¡JJJUIF

//

... .(/.

1 i;l'J

(

I

y-i).

i I ilili ! 1 ¡ 1

lili! lili 11 1JUutíüliUULtlJpUllULí ITÍ\\\\\U

R 3 0 8 . 3 6 3 3 MHz S P A H ± 0 0 . 0 kHzRES B('¡ 1.0 kHz V B W 1 kHz SWP 306 m s e c

z™ M A R K E R

* CF

M A R K E R

NEXTPEAK

HEXT PKRIGHT

H E X T PKLEFT

More1 of 2

Figura 4.26 Espectro del número 39H. Vtx = 300 bps



18:1&:4S MAR 27, 2008

RETF ,0 dBm ftT 19 dB

WA SBse rsCORR

CEHTER aa. ,3.6.3.5 S-tH-RES BW ±.S kH VBW 1 kHz ua msec


18:14:31 MftR 27

^7REF .0 dBm AT 18 dB

WA SBSC FSCORR

CEHTER 38G.363S MHzRES BW 1.0 kHz

MñRKERHORMñL

MARKER

MñRKERAÍ1PTD

SELECT1 2 3 4

MfiRKER 1OH OFF

M o r e1 o*. ^

VBW 1PAH 109.

SWP 380 m s e c




18 :l&REF .PEAKLOS18dB/

Wft SBSC FS

C O R R

CEHTE

3:54 M A R 27, 2800

0 dBro AT 10 cJB

HrtPtHT•^yiTí ™

sjtfPtK^ '^

n/ \;\.

^.h""rh^

Tjfev* WVliM^-i-^ry*

R 3 & @ . 3 7 3 5 flHz SPftH 100. S kHzRES BH 1.8 kHz V B W 1 kHz S W P 3 S S m s e c

MARKERN O R M A L

IIARKERA

M A R K E RHMPTD

SELECT1. 2 3 4

Mf iRKER 1OH QFF

More1 of 2


13 :i

7REF .PEñKLOG10de/

Wfi SBSC FSCORR

CEHTE

2:55 MAR 27 J 2000

B dBm A T l G d B

*Afty y¥

, ....... «x>r

//

Ajf

\ .*....

;_%^

VWi"'HfYy

R980.37Q6MH2 SPAH180.0kHzRES BW ±.0 kHz VBW 1 kHz 3WP 388 msec

M n R K E RNORMAL

MftRKER¿

MARKERAMPTD

SELECT±_ 2 3 4

MARKER 1OH OFF

More1 of 2




13 =04*REF .PEAKLOE10de/

Wfl SBSC FSCORR

GENTE

0 =35 MAR 27; 2000I1KR 300.3S30 MH

0 dBra AT 18 dB -19.38 dB

*..*SWEEPTIME300 msec

/vV fi (î (

/V"v/A. X. \' V '

/N>

\h/v •\-v\ W* A..fl

^WVV\

R 300.3538 MHz SPfiN 100.9 kHzRES BU ±.0 kHz VBW 1 kHz SWP 366 msec

z» MARKER

* CF

Í1ARKERA

NEXTPEAK

HEXT PKRISHT

NEXT PKLEfT

More1 of 2


2. Medición de señales en banda Base.-

Para estas pruebas, siguiendo las instrucciones del manual de usuario,

se'procedió ,a armar el circuito de acuerdo al diagrama de bloques de la figura

4.32, donde se conectaron las salidas.de datos del módulo de interface digital

al osciloscopio digital TEKTRONIX TDS120 de doble canal y con memoria de

retención de imágenes. El canal 1 corresponde a la señal I y el canal 2 a la

señal Q. Se obtuvieron las señales para cada una de las velocidades de

transmisión con las que trabaja elequipo.






I

^ r i

Qr

CH1 CH2

OSCDLOSCOPIOImpresora

Figura 4.32 Diagrama de Bloques del circuito armado para las pruebas

en banda base.



Velocidad de transmisión: Variable





?-=-

:,„

•

;

-.

•

—

,, , , ,,,, • ,,, ,,,

-

-

-

E

1 4. 1 l t t

;_-_z

1 1 1 1 • 1 1 1 1 1 1 i

<

,,,,:

UmCH1

26,&5ms

CH1

1.42V

CH2

53.28ms

CH2KHdMBfflHB

1.42V

Figura 4.33 Señales I y Q de datos en banda base.

Velocidad de señalización 75 baudios

T<

i*

2+

?k _TL • Stop M Pos; O.OOOs MEDIDAS.....

-

•

|

-1 ! 1 1

-

. 1 1 1 1

t 1 t t

1 1 1..1-1-

1 1 1 1

. 1 1 * i-

\ 1 1

f

1

_1_

^ . . .

t 1 t 1 -*- I 1 I 1

-

:

5

, i , , T , j

i i i i

i_>_i_

i i i i

i i i..i-

i t t i

,.-' * ' *

t

i i i i-

•

-

I

!_!_* i'

FuenteJJÍB

an

CH1

1.42V

CH2

26.82ms

CH2

1.42V



Ramiro Rojas Jaramíllo 115


T<3k

-

-

;

-i i i i

.-i-i.-t-.i-

Jl

t i l !

. t.,1-). ..

L

i

_i_

i i i

i i,,i-i

<

i i i

_i_l_í.

i

i

_i_

Stop

1 1 1 1 -.

r

'j_-t_í-j

kl ' ' v

»• 1 1 1 1

• > ¡ i >__

¡

_*_

IV

i i i

¿-j— i_

IPo

1 1 1

1, t..l,

s;

i

jt_

0,000

li l i

' -1 ' r

j;

H

;

i i i t -

¡

*;

-

j-i-t..t

MEDIDAS

UH3CH1

6.G23ms

CH1

1.42V

CH2

lo.24ms

CH2m^m jgg

1.¿12V



T<

1+i

•?*•

ík

- 1 1 1 1

i > > >

1 1 1

i . .

r

i

JL_

L

i i i t

' _>_- ! '

!

_1_1

•

1 1

' '

Stop1 ' ' S

1 1 1 1 -

. t ¡ .i..i_i

^' i • •

^ 1 1 1 1

* ' ' >

1 1

-L-1-1

rv

i

_L_

1 Pos;

i i i i

' ' ' i '

0,000

1 1 1 1

-1-1 ' '

1 1 1 1 -

• • ' *

,,.,t-.l 1 1."

MEDIDAS

FuenteILul

CH1

3.26¿1ms

CH1

1.42V

^H2

6.51 6msCH2

^paqg j1.40V




KP.N-F.IE CAPITULO IV

T<

i*

2*

ik _TL • Stop M Pos: O.OOOs MEDIDAS

;

\i

-' ' * *

t t t •

' * * *

1 1 1 1

t -1-t-t.-

1

1

* 1

1 t 1

> * '

K i ' i

1 t t 1 * 1 I t 1

-

;

:

' _\> ' i -»-t_i >

1 1 1

_i_a_i.

•

j_

l i l i

. i i i t _

i i i t

--A.t-t.-t.-

' • '*

i t t i-

•

-

-

_ - ' ' * '.

Fuente

CH1

1.669ms

cm

1.42V

O£

3.322ms

CH2

lü'UiflJUiI. V



TÍ

1*

2*

;k Jl_ • Stop M Pos: GiQQQs MEDIDAS',-

•

- l i l i

-

]

1 1 1 1

1 1

t 1

1 1

t t

l i l i

1 1 1 1

1 1 1 1

-' - ' ' '

1 t t ¡ 4. 1 1 1 1

L t t 1 J 1 1 1 1 1

1 1 t t

L_J_J_*_1_1

Í 1 1 t

_t_t_L_J_

1

1

l_l_l

i 1

_1_L_

1 1 1 1-

1

' ' '-«

;

-

Fuente

cm

86¿í.1jus

CH1HfflmxB<iigBI

1.42V

^H2

1.716ms

CH2UÍ3HHJK3

i 1.40V1 ' ' > ' —




EJP.N-F.LE CAPITULO IV

Ti

i*

2*

*k _TL • Stop M Pos; O.OOOs MEDIDAS

:'"

]

]

-

-i 1 1 i

i

-

IL.I i i,,i

i i

— i-l-

i i

i_i_

i 1 1

' '._.1_l-'

1 I 1 t

-' ' ' ..*_..'

1 i 1 1 -b t t 1 t

í i i 1 1 ! t i l

1

t t t

ÍJULJL

t

-JL_

í

1 1 t

—iT-lTA.X,

—

1

r

i !

1 1

l—t-Jl_

_r

t

-

t I l-

;

*

L-t-lO-L.

Fuente

^fl

42aijus

CH1

1.«V

CH2

852.0JUS

CH2MUHBCRIlgg

1.42V



Una vez que se determinaron las gráficas para cada una de las

velocidades de transmisión, se analizó la presencia de las banderas de inicio y

fin del buffer de datos de transmisión que se presentan en el modo de

operación local normal, para lo cual el procedimiento fue similar al anterior,

con la diferencia que se debe hacer una retención adecuada de los datos en

el osciloscopio, para lograr captar de esta manera la bandera de inicio, el dato

y la bandera de finalización, debido a que en este tipo de operación no se

tiene una secuencia continua de datos como en el caso anterior.

Los parámetros de trabajo para estas pruebas fueron los siguientes;

Modo de operación: Local Normal

Velocidad de Transmisión: 150 bps



KP.N-RLE CAPITULO IV

Dato a modular 01111110 00111001 01111110

Bandera Inicio Dato Bandera Fin

Tfck/'.' JL:._' Bft«*y MPOKITT.. , . . rgrr« f ; •« . f ; . «T../.-. . . j y . • - » ' » « * • « ^

Q 2.

otf

midoí.

01 111110 10 01 11 00 011111 10

fr- - < '.?" -" -

uj .£,.

•i'*-v»Vr»'yy-fyr'r-rt->tT"»i

rStMmV"'M-aSnW.

fin Dátioí 1OJ008*

Cunar 2

Figura 4.40 Señales I y Q de datos en banda base. Velocidad de

señalización 75 baudios

3. Señales en el dominio del tiempo.-

El objetivo de estas pruebas es comprobar el correcto funcionamiento del

modulador QPSK ZMQ-1050. Para lograr esto, se conecta las salidas de

datos del módulo de interface digital a ios puertos de datos del modulador.

Debido a que no es posible visualizar los cambios de fase de la señal de RF

modulada en el osciloscopio de manera directa, debido al rango de frecuencias

en que estos trabajan, para e! caso del osciioscopio Tektronix tiene un

alcance de 60 MHz a lo máximo, por lo que no será posible ver nuestra señal



que se encuentra en el rango de 800 a 1025 MHz. Para solucionar este

problema, se procede a mezclar la señal modulada con una señal de

frecuencia cercana, cuyo resultado dará de entre otras frecuencias, una cuyo

valor será la diferencia de las dos señales mezcladas y que en este caso

deberá estar en el rango de O a 60 MHz; en este punto se debe procurar

obtener una señal cuya frecuencia sea cercana a [a frecuencia de transmisión

de los datos, para poder comparar la señal de datos en banda base y los

respectivos desplazamientos de fase que se dan en la sinusoide de RF.

Para estas pruebas se utilizó como oscilador de UHF el ZOS-1025, y el

mezclador usado es el ZLW-22 ; como oscilador adicional para dicha mezcla se

utilizó el 1362 de la General Radio Company del laboratorio de líneas de

transmisión, atenuado a su salida para garantizar que no se sobrepase el

límite de potencia de entrada en RF del mezclador ZLW-2.

El esquema de conexión es el mismo que se ha planteado en la prueba

para determinar la variación de la potencia del modulador en función de la

corriente de sus puertos, con la variación de que se debe conectar la salida de

RF del modulador ZMQ-1050 a la entrada de RF del mezclador ZLW-2 y la

salida de RF de! veo 1362 a la entrada de LO del mezclador. Luego la

salida del mezclador se conecta al canal 2 del osciloscopio; en esta parte se

debe variar con bastante precisión los controles de frecuencia de los

osciladores para lograr una señal mezclada adecuada para ser visualizada

en el osciloscopio.

A manera de ayuda, para poder ubicar los desplazamientos de fase, se

conecta el canal I de datos al canal 1 del osciloscopio, con lo cual es fácil

visualizar el desplazamiento respectivo para cada símbolo transmitido. Lo

anterior se visualiza en el diagrama de conexión de la figura 4.41

2 MINI-CIRCUITS "RF/IF Designers's Guide" Para obtener más información refiérase a los anexos


E.P.N - RLE CAPITULO IV

OsciladorLocal

ZOS-1025

OsciladorAuxiliar

1362




L...Í.CH1 CH2Osciloscopio

Impresora

I QModulador ZMQ-1050

Q

Salida de RFSeñal Modulada

QPSK

LOZLW-2

Figura 4.41 Diagrama de bloques del circuito para visualizar losidesplazamientos de fase del modulador QPSK ZMQ-1050



Los parámetros de operación utilizados en esta prueba fueron:

Potencia de entrada en RF ai ZMQ-1050: 8 dBm

Potencia de entrada en LO al ZLW-2: -8.05 dBm

Potencia de entrada en RF ai ZLW-2: -2 dBm







Ti

1*

2*

3k JL • Stop M Pos; 4Q4.ÜJUS CURSORES.* * * s

;

;

Mil

i t I t

* • ' • ' •

t t t I

i i i i

l i l i

.-t— 1— L.LJ

1 t t t

*0*

t t 1 t

E

:

:_.

! ! ! ! • * -

-

:

*****

1 1 1

_!_^_l_

1 t t t

_l_t. t t ,

1

tft

1 1

• ' t

1 t I I

-t...t...i. i

t 1

1

^

-f

;1 1-

;

-

I

, i

Tipo

Fuente

Diferencia220.0JJS

Cursor 1

Cursor 2212.0jus

Figura 4.42 Canales I y Q del dato modulado 33H

( 11 00 11 00 )

Tek JL CURSORES

Figura 4.43 Señal de datos I y señal modulada QPSK

Dato 33 H ( 11=REF3; 00=180; 11=REF; 00=180°)



T<

i*

2+

2k JL D Wd M Pos; 404.Qjus CURSORES.• J l N

:

]

*-i*»J

- t t i i

, , , ,

^> < < >

1 1 1 1

;

;

t t i i i

\i

-

-

:—

1 1 1 1 -*•

^-

:

. ..

1 1 1

, , , ,

1 1 1 1

> . . .

m

...-*"** H

-i i i i -

:

n i í

. .M-

Típo

Fuente

Diferencia212,0,us4,71 7kHz

Cursor 1424.tiys

Cursor 2212,0^s


( 1010 11 00)

Tek JLit, i ; ..!»s!QP..i i M Pos: 4Q4.0JU5 CURSORES

1*r


Dato 35 H ( 10=90°; 104=0°; 11=REF; 00=180°)

3 Cuando se transmite el símbolo 11, el modulador no produce ningún desplazamiento de fase y en vezde ello partirá en base a su señal de referencia interna



Ti

1*

2+

ik JL • Stop M Pos; 4Q4.QJUS CURSORES

;

;

-

5

|

•*, , 1 1

1 1 1 1

-. •

1 t 1 1

1 i i 1 :

- , -,-

' ' • * '

'!*• W

! ! 1 1

3

:

1 1 1 1 -*• i

^

:

i . i . T i

t t t t t t t

. 1 1 !

'I 1 1

-.l-1-i-.t-.

1 ! ! i

. . . .

\ 1 '_

^

^• si

Tipo

Fuente

jj Diferencia

¡

-

' » » ...'_

Cursor T432.ÜJLJS

Cursor 2212,0,us


( 11 0010 01 )

Tek JL, M Pos; -Í04.CMIS CURSORES


Dato 39 H ( 11=REF; 00=180°; 10=90°; 01=270°)

4 Cuando un símbolo se repite una o más veces, la señal modulada no cambiará su fase anterior, hasta



4. Determinación del ancho de banda experimental en RF de la señal

modulada QPSK.-

Para estas mediciones experimentales del ancho de banda en RF por

medio del análisis del espectro de la señal, se implemento el mismo circuito de

la figura 4.15, con todas las recomendaciones establecidas para la

implementación del mismo5. Lo adicional en estas pruebas, es que a

diferencia del resto de casosí se tomaron las imágenes de los espectros en

escala lineal, debido a que esta facilita observar de mejor manera la

configuración de cada uno de los espectros.


Potencia de entrada en RF alZMQ-1050: -8.05 dBm

Frecuencia central de operación: 888.9 MHz




18:32:51 M A R 2 4 , 2600#rREF 3 4 . 2 4 m V f lT 10 d B

C E N T E R 888.89937 TIHzR E S B M i .8 k H B w i k H:

S P f t N 34 .62M P S 0 5 m s e c

Figura 4.48 Espectro del número 31H ABQPSK-RF = 9-8 KHz

que el símbolo siguiente sea diferente al anterior.



•••M H M

REF 3PEAKLIH

HA SBSC FSCORR

GENTE

5:41 MAR 24, 2000

4.24 mW AT 10 dB

A...¡LCEHTER888 .89815

'V t "/ \ V

MHz

: Á/v J1\

J i r

IfL

1

11*|

jtS

^ /i

#

VV' \~":w

STARTFREQ

STOPFREQ

CF STEPAUTO MAN

FREQOFFSET

R 888,83815 MHz ' 1 SPAH 34.62 kHzRES Bi'i i. 8 kHz VBW 1 kHz #SWP 354 rnsec

Figura 4.49 Espectro del número 32H ABQPSK-RF = 9-5 KHz

18 :3#rREF 4PEAKLIH

WA SBSC FSCORR

GENTE

9:18 MAR 24, 20Ü0

4.10 mV AT 10 dB

!.j-

rf1

//

ii1

\ 888.32685 MHz ' ' SPAH 34.55 kHzRES BW 1.0 kHz VBW 1 kHz ftSWP S54 msec

M A R K E RNORMAL

riARKERA

MARKERAMPTD

SELECT±_ 2 3 4

HARKER 1ON OFF

More1 of 2

Figura 4.50 Espectro del número 33H ABQPSK-RF = 7.12 KHz

' Revisar las pruebas para determinar relación de la potencia en función de la información a modular



1 7 : 4 7 = 2 0 M A R 2 4 , 2080#?REF 34.24 mV AT 10 dBPEAKLIH

CENTER S88.8Q583 MHz IRES 3W 1.0 kHz

i S P A H 3 2 . 4 2 kHzV B W 1 kHz S W P 399 rnsec

SPAH200M

FULLSPAH

ZERÜSPftH

LASTSPftH

PEAK20 OH

Figura 4.51 Espectro del número 39H ABQPSK-RF = 10.1 KHz

18 :2

REF 5PEAKLIH

W A S BSC FSCORR

GENTE

S:4S MAR 24, 2Q60

4.39 mV flT 10 dB

^— — —y-"

^

V

//If1

\

k\\ <j->- rs*^^*~-~

MARKERN O R M A L

MARKERíl

MARKERAI1PTD

SELECT±_ 2 3 4

MñRKER 1OH OFF

More1 of 2

R 888.89504 MHz ' [ SPAN 34-G2 kHzRES BW 1.0 kHz UBW 1 kHz SWP 390 msec

Figura 4.52 Espectro de la letra E (45H) ABQPSK-RF = 9.7 KHz



13 :SsfrREF 3PEftKLIH

WA seSC FSCORR

CEHTE

2 = 18 MAR 24 , 2000

02.6 pU AT 10 dB

ii

/t - ... Á

1

1

1

j

AfV

•\

|

V""%r ' -'U- , « *. _ _ *,

R 338 ,3¿¿S3 MHz ' ' SPAH 34 ,&£ kHzRES BU i.0 kHz VBW 1 kHz SWP 389 msec

MARKERNORMAL

ti A R K E Ri

MARKERANPTD

SELECTi 2 3 4

MARKER 1OH OFF

Hor e1 of 2

Figura 4.53 Espectro de la letra H (48H) ABQPSK-RF = 7.8 KHz

Determinación de la onda estacionaria de voltaje y la relación VSWR(S)

En un sistema de transmisión, cuando las ondas de corriente y voltaje

viajan desde ia fuente hacia la carga, [o hacen a través de un medio con una

determinada impedancia característica la cuaí les impone de alguna forma una

relación de magnitudes y fase. Al llegar al extremo, esto es la carga, si la

impedancia que encuentran les exige un cambio de esta relación (cambio de

medio), entonces las ondas se reflejan. Esta reflexión conlleva al viaje de

ondas en sentido contrario hacia la fuente.

Existe una relación mediante la cual expresa la cantidad de onda

reflejada existente en un punto cualesquiera de la línea en dependencia con ía

onda incidente denominado coeficiente de reflexión. Cuando las ondas

electromagnéticas de la misma frecuencia avanzan en sentido contrario una de

la otra, se puede presentar el fenómeno denominado de interferencia o de

"ondas estacionarias". Básicamente este fenómeno altera el comportamiento

de los fasores que corriente o voltaje que en vez de tener una caída netamente



exponencial desdeja fuente hacia la carga, presentará máximos y mínimos de

voltaje a lo largo de la línea de transmisión de forma periódica de acuerdo a la

longitud de onda correspondiente a la frecuencia de operación del sistema.

Lo anterior se puede visualizar en la gráfica 4.54.

Línea de Transmisión

GeneradorO Carga

3X/4

Figura 4.54 Formación de ondas estacionarias de voltaje

iLa onda, como se puede observar, es de naturaleza periódica, dos

puntos máximos o dos puntos mínimos se encuentran separados por una

longitud X./2. En los puntos de voltaje máximos las ondas incidentes y

reflejadas se interfieren de manera constructiva, y en los puntos mínimos la

interferencia es de naturaleza destructiva.

El análisis del comportamiento de la onda estacionaria que se produce

en un sistema de transmisión, es muy útil para determinar varios parámetros

de una línea tal como sus coeficientes de atenuación y fase. Existe una

relación para cuantificar las ondas estacionarias que se producen en una línea

de transmisión no acoplada. Esta relaciona el valor absoluto del voltaje


E.P.N-F.I.E _ CAPITULO IV

máximo rms sobre el valor absoluto mínimo, en un punto en particular de la

línea de transmisión. Esta relación se denomina " relación de onda

estacionaria de voltaje" S o VSWR.

Las ecuaciones que involucran estos cálculos pueden ser deducidas de

las ecuaciones que se utilizan para el estudio de las líneas de transmisión.

Para calcular la relación de onda estacionaria de voltaje se puede hacer uso

de las siguientes ecuaciones.

- Vmax / |Vmin Ec. 4.5

S(dB)-Vmax(dB) - Vmín(dB) Ec.4.6

S(dB) = 20 * Log(S) Ec. 4.7

Donde:

Vmax = voltaje correspondiente a un punto máximo de voltaje (voltios o dB)

Vm¡n = voltaje correspondiente a un punto mínimo de voltaje (voltios o dB)

La ecuación 4.5 permite calcular la relación VSWR al igual que la

ecuación 4.6, pero esta última nos da el valor en dB; mientras que la ecuación

4.7 nos permite calcular la relación entre estos dos valores.

La forma más común de obtener el parámetro de onda

estacionaría de voltaje es la utilización de lo que se denomina "línea ranurada".

Esta no es mas que una línea de transmisión coaxial con dieléctrico de aire

que está fabricada de tal manera de obtener una impedancia estándar de 50

Ohmios. Esta línea tiene su conductor exterior hecho una ranura longitudinal

donde se encuentra un sensor capaz de desplazar a lo largo de ésta. En

este sensor se induce cierta cantidad de energía proporcional a la magnitud



del voltaje o de campo eléctrico en ese punto de la línea. Con la medida en

distintos puntos, entonces es factible obtener la forma de onda estacionaria de

voltaje y la relación VSWR.

Debido a que la cantidad de señal que se induce en el sensor es muy

pequeña, se aplica un mecanismo de amplificación que permita obtener

señales lo suficientemente aceptables para ser medidas, pero previamente a

ello se utiliza un mezclador el cual tiene la función de trasladar la frecuencia

de operación del sistema a la frecuencia de trabajo del

amplificador. Finalmente, la señal será cuantificada por medio de un

voltímetro analógico incorporado en el mezclador de frecuencia intermedia.

El objetivo de estas mediciones en el presente trabajo, es determinar la

onda estacionaria y la relación VSWR tanto a la entrada de RF del modulador

ZMQ-1050 como en su salida modulada, para finalmente analizar como varía

esta relación al trabajar con una señal modulada en fase. Para realizar estas

mediciones, siguiendo las instrucciones del manual de usuario, se procedió a

armar el circuito cuyo diagrama de bloques se muestra en la figura 4,55

Oscilador deUHF 1362

OsciladorZOS-1025

Amplificador deFrecuencia intermedia

sensor

Línea ranurada

Módulo dedísplay y teclado

MóduloPrincipal

Modulo de InterfaceDigital

Q

Figura 4.55 Esquema para la obtención de la onda estacionaria



El circuito de la figura 4.55 sirve para medir la onda estacionaria antes

de ser modulada (señal de RF), para hacer las mediciones en la señal

modulada, se debe conectar la línea ranurada entre la salida del modulador y

la carga de 50 Ohmios.


Potencia de entrada al mezclador en LO: 25 dBm

Potencia de entrada 'en RF al ZMQ-1050; 12 dBm

Frecuencia central de operación: variable



Código ASCII del carácter a modular: 30H


Con el equipo armado de acuerdo a la figura 4.55 se procedió a tomar

medidas a lo largo de la línea ranurada a distintas frecuencias, las mismas que

se muestran en las tablas 4.4 y 4.5 y en las figuras 4.56 a 4.59


KP.N-RIE CAPITULO IV

Tabla 4.4 Datos tomados para la frecuencia de 900 MHz

a)Señal de RF sin modularLongitud (cm)

123

456

789

10

1112131415161718

1920212223

242526272829303132333435363738394041

Voltaje (dB)42.342,542.843.143.243.343.242.842.442.041.541.040.840.740.841.241.842.242.543.043.143.243.142.542.041.541.140.740.540.440.440.841.241.542.042.342.742.943.042.942.5

b)Señal de RF moduladaLongitud (cm)

123456789

10

11121314151617181920212223242526

272829303132333435363738394041

Voltaje (dB)8.79.29.79.9

9.79.28.68.07.46.86.25.75.55.86.47.17.78.3

9.29.69.89.69.18.57.97.06.56.25.75.45.86.47.17.68.28.79.19.59.79.69.2



Onda estacionaría de RF sin modulación

Distanáa (cm)

C

OÍ 50.0 HH..92, 40.0 -(TJj-»

> 30.0-

3 10 20 30 40i i i i

-1- — -___^— — -_',:

Figura 4.56 Representación gráfica correspondiente a la tabla 4.4.a

Sf 20.0 -S, 15.0 -QJ 1 n n -3 K n° n n

Onda estacionaria de RF modulada

, , _^_— ~™ , ~, ™_ = „ - -^

_

~

" "~~~ -^ — ^ "~~" ~^^— ' " -

% _ . -

> U. U i i i i

0 10 20 30 40

Distancia (cm)

Figura 4.57 Representación gráfica correspondiente a la tabla 4.4.b



Tabla 4.5 Datos tomados para la frecuencia de 1000 MHz

a)Señal de RF sin modularLongitud (cm)

• 123

456789

10111213141516

1718

' 1920212223

. 242526272829303132

. - 3334353637383.94041

Voltaje (dB)41.541.842.242.843.243.343.242.842.041.441.040.740.540.540,640,941.341.942.743,143.243.142,641,841.240.840.640.440.440.640.941.141.7

• 42.543.0

• 43.142.942.441.641.040.6

b)Señal de RF moduladaLongitud (cm)

123456789

10111213141516

17181920212223242526272829

., . ... 30313233343536

. . 3738394041

Voltaje (dB)8.79.3

9.79.9

9.79.28.67.87.06.05.65.65.96.97.78.5

9.19.69.89.69.08.47.66.85.85.55.5

5.76.77.58.38,99,59,79.58.88.27.46.65.65.4



Onda estacionaria de RF sin modulación

Distancia (cm)

0 10 20 30 40

£ 50.0 -

.Su, 4U.U -

j?§ 30.0 -

• t i '

__^-. ^.. __

-' . , j

Figura 4.58 Representación gráfica correspondiente a la tabla 4.4.a

caT3,

0)"<?*-•O>

Onda estacionaria de RF modulada

°n n• 1 ^ 01 n n

.u -n n

i

— • — *, ^ — — J"~- -— _ ^ , — • " "— ^J' ' I

0 10 20 30 40

Distancia (cm )

Figura 4.59 Representación gráfica correspondiente a la tabla 4.4.b

Ramiro Rojas Jar arrullo 137


Cálculos realizados

Sobre la base de las imágenes tomadas en banda base para cada uno

de los valores de velocidad de transmisión, se puede establecer un margen de

error que existe entre el valor real de transmisión y el teórico que se

selecciona en el equipo, esto lo podemos observar en la tabla 4.6

Tabla 4.6 Comparación entre los valores teórico y práctico de las

velocidades de transmisión Vtx

#

12

3

4

5

6

7

Vtx teórica

(bps)

150

300

600

1200

2400

4800

9600

Ts

(mseg)

13.325

6.710

3.312

1.659

0.834

0.416

0.208

Tb

(mseg)

6.663

3.355

1.656

0.830

0.417

0.208

0.104

Vtx real

(bps)

150.08

298.10

603.86

1205.54

2398.08

4807.11

9613.00

Error

porcentual

0.03

0.63

0.64

0.46

0.08

0.15

0.14

Por último se presentan los cálculos realizados mediante las ecuaciones 4.6 y

4.7 de la relación de ondas estacionarias VSWR en la tabla 4.7



Tabla 4.7 Cálculo de la relación de ondas estacionarias S VSWR

Frecuencia MHz

900

1000

RF sin modular RF modulada

S (adimensional) S (adimensional)

1.35

1.36

1.63

1.64

Análisis de Resultados

La potencia de salida de una señal modulada por desplazamiento de

fase mediante el dispositivo ZMQ-1050, es función directa de la potencia en

sus puertos de entrada tanto de radio frecuencia como de datos, como lo

podemos observar en las primeras pruebas. AI variar la información a

modular también varía la potencia de salida del modulador pero de manera

mínima, esto debido a la variación que existe en la potencia media de los

canales de datos. Por otro lado la velocidad de transmisión de datos no

afecta al valor de potencia de salida de la señal modulada en fase.

Las velocidades de transmisión con que opera el modulador no

corresponden de manera exacta a las que el usuario selecciona mediante

teclado al inicio de cada operación, ello debido a que no es posible generar

tiempos exactos mediante el microprocesador, sobre la base de que ellos

serán siempre función de la frecuencia de operación de su señal de reloj.

En lo correspondiente al funcionamiento del modulador por

desplazamiento de fase en cuadratura, podemos observar que los

desplazamientos diferenciales de fase generados por éste corresponden a los



descritos en la parte teórica del capítulo 2, con ciertos márgenes de tolerancia

que son propios de este tipo de moduladores.

En la parte que corresponde a la determinación del ancho de banda en

radio frecuencia de las señales moduladas, se puede ver que estos

corresponden al doble del ancho de banda de la señal en banda base, ello

debido a que al obtener los espectros de frecuencia de las señales moduladas,

se tienen tanto componentes positivas como negativas, lo que da como

resultado que se tenga para radio frecuencia un ancho de banda doble que el

que correspondería a la señal en banda base, pudiéndose observar que este

es menor o igual al ancho de banda predeterminado para cada velocidad de

transmisión variando de acuerdo a la información que se modula.

Lo referente a la obtención de la onda estacionaria de la señal

modulada, podemos observar que esta mantiene su forma y relación VSWR

para los diferentes valores de frecuencia, variando solamente su relación

respecto a la señal de RF sin modular.


E.P.N-F.I.E CAPITULO V

CAPITULO V.- CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES



CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

5.1 CONCLUSIONES.-

• El estudio de la transmisión digital, es de suma importancia dentro de los

sistemas de telecomunicaciones electrónicas y una parte esencial de ello lo

constituyen aquellos que utilizan moduladores digitales de desplazamiento

de fase en cuadratura. Mediante la experimentación con estos

moduladores, se pueden obtener muchos de los parámetros útiles para: el

diseño, construcción y funcionamiento de dicho sistema sobre todo en lo

concerniente a la transmisión digital. E! objetivo general de este

equipo esta enfocado hacia la implementación de un modulador por

desplazamiento de fase en cuadratura en el rango de frecuencias de 800 a

1025 MHz, pero que tiene como aplicación fundamental servir como fuente

de experimentación, generando así un mayor número de prácticas dentro

de las temáticas de líneas de transmisión y comunicación digital. De las

pruebas, cálculos y resultados obtenidos, se concluye que este objetivo a

sido cumplido satisfactoriamente, con lo que se puede contar con un

sistema de modulación digital QPSK controlado digitalmente tanto de

manera local como remota con la flexibilidad necesaria para aceptar

modificaciones que le permitan la ampliación y el mejoramiento de sus

funciones actuales, constituyéndose de esta manera en un equipo base

para implementar sistemas de comunicaciones digitales.

• La exactitud y confiabilidad de las señales y medidas que se han tomado,

no solo dependen del correcto funcionamiento del equipo desarrollado en el

presente trabajo, sino también de la disponibilidad y correcta utilización de

los equipos de control y medida. Es necesario que se generen

frecuencias de operación exactas e invariables en el tiempo y que el grado

de definición de los equipos de medida sea suficiente para poder

determinar cada uno de los parámetros.


E.P.N - F.I.E . CAPITULO V

• La precisión con que trabaje el modulador por desplazamiento de fase,

depende en gran parte de la exactitud e invariabilidad del oscilador de RF

utilizado, mientras que este último depende de la exactitud en la

generación de los voltajes de control, dando esto como resultado que el

control de este elemento aunque no forme parte directa de este trabajo, sea

indispensable para el correcto funcionamiento de todo e! sistema.

• Diseñar y construir un sistema que funcione con altas frecuencias, como ¡as

que se trabaja en los sistemas de telecomunicaciones, es una tarea que

implica lata complejidad, además de tiempo y recursos económicos.

También hay que tomar en cuenta que todos los materiales necesarios

para desarrollar este trabajo como: elementos electrónicos pasivos y

activos, tarjetas de circuito impreso, conectores, etc., no siempre se

encuentran en el mercado local, o los que existen son de baja calidad para

los propósitos de este trabajo. Con estos antecedentes, la mejor

alternativa es utilizar la tecnología desarrollada, y aplicarla con

conocimientos y mecanismos propios para alcanzar una adecuada

aplicación y adaptación a las necesidades específicas de cada sistema en

particular.

• El control digital del modulador a más de presentar una gran flexibilidad con

el usuario, permitirá desarrollar sistemas más complejos de comunicación

que permitan un mayor nivel de experimentación dentro del fenómeno de

modulación o cualquier aplicación especifica. Mediante el uso del

microprocesador como base del manejo, control y procesamiento de datos

será posible desarrollar sistemas aún más complejos de comunicaciones

con computadores remotos, lo cual potencialmente ampliará las

posibilidades de desarrollo de este equipo básico.

• El uso de un mezclador empleado-para la adaptación de la seña! de RF

modulada a otra susceptible de ser medida y visualizada, es de elemental

importancia, debido a las limitaciones de frecuencia de los equipos de



medida disponibles. A más de ello, este dispositivo nos permite mejorar el

nivel de aislamiento entre los puertos y la generación de armónicas

indeseables en la experimentación, a más de ello mejora el nivel de

pérdidas que se presentan al usar este tipo de dispositivos.

• La arquitectura del módulo principal, le permite tener accesos a todos los

servicios que brinda el microprocesador 8031, además de tener incluido una

interfaz de comunicaciones para fácil intercambio de datos entre éste y un

computador personal que utilice el estándar RS-232. Todo esto conduce a

obtener un equipo muy útil especialmente para la implementación de una

variedad de proyectos y aplicaciones.

• El sistema utilizado para el direccionamíento de los distintos periféricos

mediante decodificaciones de direcciones, es óptimo en el sentido que

brinda alta flexibilidad para el posterior desarrollo de más aplicaciones que

se pueden manejar de manera simultánea con el mismo módulo. De esta

manera se pueden tener una gran cantidad de periféricos anexos para

establecer nuevos procesos en base al equipo de trabajo.

• El programa desarrollado en el control de este equipo, está diseñado de tal

manera que cada proceso parte del conjunto se clasifica de acuerdo

dentro de subrutinas, las mismas que son llamadas desde el programa

principal para cumplir las tareas necesarias de funcionamiento del equipo.

Las distintas localidades de memoria de datos fijos y variables, están

etiquetadas para permitir la fácil modificación, en el caso de que se

requiera de ampliaciones o modificaciones futuras, así como la utilización

por parte de otros programas, de las subrutinas desarrolladas para el

control de los distintos periféricos.

• La conversión de datos serie a paralelo que normalmente es el primer paso

que se hace para trabajar con este tipo de moduladores de dos canales, la

realiza internamente el mismo sistema de control, el momento de procesar

la información y enviarla hacia el modulador, permitiendo de esta manera el


E.P.N-F.IE CAPITULO V

ahorro en el diseño de éste dispositivo y además una mayor sencillez del

diseño global del equipo.

• La utilización de fuentes de voltaje con rizados mínimos (bajo las unidades

de milivoltios) para los sistemas de control de los osciladores locales, es

imprescindible, al menos cuando se trata de generar frecuencias exactas de

trabajo, debido a que las señales obtenidas son función directa de la

precisión de estos valores, ya que debido a sus altos rangos de operación,

pequeñas variaciones en este parámetro causan grandes cambios en la

frecuencia de estos elementos.

• El presente equipo, permitirá la determinación de parámetros eléctricos de

las señales moduladas tales como; potencia, ancho de banda de

transmisión en radiofrecuencia y espectro de salida del modulador

mediante un analizador de espectros; visualización de las señales en

banda base y del efecto de la modulación sobre la seña! de radiofrecuencia

mediante un osciloscopio de retención; onda estacionaria de la señal de

radiofrecuencia sin y con modulación mediante el uso de la línea ranurada

así como la relación de ondas estacionarias, y muchos más parámetros

que se requieran conocer de la señal modulada en fase, lo cual es de

suma importancia en el estudio de los sistemas de transmisión y

propagación de señales.



5.2 RECOMENDACIONES.-

• Las conexiones entre los distintos dispositivos de radio frecuencia, deben

realizarse con sus respectivos conectores estandarizados, para evitar

filtración de ruido o desacoples que induzcan en un mal funcionamiento del

sistema. Así mismo, se deben utilizar los adaptadores necesarios para

evitar estos problemas,

• El equipo de radio frecuencia deberá ser utilizado en rangos de trabajo de

acuerdo a las especificaciones técnicas recomendadas sin dlcanzar SUS

límites máximos de operación, para evitar degeneración de su

funcionamiento, daño o acortamiento de la vida útil de los mismos.

• Es recomendable que las conexiones y desconexiones se realicen con todo

el equipo desenergizado para evitar posibles daños tanto en el subsistema

de radiofrecuencia como en el de control digital.

• El nivel de corriente de salida en cada uno de los puertos de datos del

módulo de interface digital se deberá mantener constante, para lo cual no

se deberá estar manipulando sin conocimiento los potenciómetros cuya

finalidad es ajustar estos niveles solo en caso extremo de acuerdo a las

instrucciones de control y manejo de los mismos.

• Para lograr ía visualización de las señales resultantes en lo referente a los

desplazamientos de fase, la sintonización de una frecuencia adecuada en el

mezclador que pueda ser visualizada en el osciloscopio, es una tarea que

implica precisión en el ajuste de la frecuencia de los osciladores locales.

Esta tarea se puede mejorar con un sistema de control digital con la

resolución necesaria de voltaje para los osciladores, por lo que se

recomienda construir de la manera más urgente este equipo, que permitirá

cumplir con este objetivo. En esta parte es necesario anotar que ía señal

modulada disminuida en frecuencia que se obtiene en el mezclador, debe


E.P.N - F.I.E CAPITULO V

tratarse de que sea múltiplo cercano en frecuencia de la taza de

transferencia de datos (velocidad de señalización) para permitir de esta

forma una fácil identificación de los desplazamientos de fase en función de

los símbolos transmitidos.

• Una aplicación inmediata a las funciones de este equipo, es la

impiementación de un sistema de demodulación que complemente al

diseñado en este trabajo. Para ello sería necesario el estudio de los

métodos de demodulación utilizados para este propósito y que se deberán

complementar tanto con el hardware desarrollado en este trabajo como con

el software, para obtener de esta manera una completa compatibilidad en el

sistema de comunicaciones. Con lo anterior, ya no sería indispensable

visualizar los cambios de fase en la señal modulada, sino mas bien la

obtención de los datos transmitidos en los puertos del demodulador, serían

la prueba suficiente para saber que nuestro equipo está funcionando de

manera correcta.

• Las aplicaciones que se le quiera dar a este equipo de modulación, están

suscritas al cumplimiento de las características y limitaciones de cada uno

de sus componentes. Los elementos de radiofrecuencia utilizados en él,

pueden servir para el desarrollo de nuevos proyectos dentro de los sistemas

de telecomunicaciones.

• Para mejorar e incrementar las velocidades de transmisión de este equipo,

será necesario trabajar con un oscilador en el módulo principal, cuya

frecuencia sea mucho más alta que la actual (4 MHZ), debido a que la

velocidad más alta actualmente en este equipo, está limitada por este factor

de construcción.



• El presente equipo se encuentra abierto a cualquier aplicación que se le

requiera dar, para lo cual será necesario que se tenga un conocimiento a

fondo de su arquitectura y características. La información adicional está

incluida en los anexos y puede ser ampliada en base a las referencias de

bibliografía del presente trabajo.


E.P.N - F.I.E BIBLIOGRAFÍA

BIBLIOGRAFÍA


E.P.N ~ F.I.E ; BIBLIOGRAFÍA

BIBLIOGRAFÍA.-

• BELLAMY John, "Digital Telephony", Four edition, John Wiley &

sons - Interscience Publication, USA 1982.

• CARLSON Bruce, "Sistemas de Comunicación", segunda edición,

McGraw-Hill, México 1975.

CHiPMAN Robert. A, "Líneas de transmisión", McGraw Hill, México 1971.

EPN-FIE "Hojas guías de prácticas del laboratorio de líneas de transmisión"

GONZÁLEZ José, "Introducción a los microcontroladores", McGraw Hill,primera edición, Madrid 1992.

LATHI B. P., "Sistemas de comunicación", tercera edición, Addison-Wesley

iberoamericana, México 1986.

MISCHA-SWARTZ; "Transmisión de información, modulación y ruido";

tercera edición, McGraw-Hill; México 1993.

MINÍ-CIRCUÍTS, "Aplication Notes" , http://vvvvw.minicircuits.com. New York,1998.

MINI-CIRCUITS, "RF/IF Designer's Handbook", New York 1993.

MINI-CIRCUITS, "RF/IF Designer's Guide", New York 1998-1999.

NATIONAL SEMICONDUCTORS, "National Data Acquisition Databook",edición 1995.

NATIONAL SEMICONDUCTORS, "National Operational AmplifiersDatabook", edición 1995.

SAVANT, RODEN, CARPENTER, "Diseño Electrónico Circuitos y

Sistemas", Adisson Wesley, segunda edición, Wilmingtorr, 1992.

Ramiro Rojas Jararnillo 150

RP.N~F.LE BIBLIOGRAFÍA

• STREMLER F. G., "Introducción a los sistemas de comunicación", tercera

edición, Addison-Wesiey Iberoamericana, México 1990.

• TEXAS INSTRUMENTS, fí The TTL DataBook", volumen I y II, 1985.

• TOMASI Wayne, "Sistemas de comunicaciones electrónicas", segunda

edición, Prentice Hall, México 1994.


SOX1NV

ANEXO 1: PRACTICAS DE LABORATORIO

PRACTICAS DE LABORATORIO

A continuación se presenta una guía para realizar prácticas de

determinación de parámetros eléctricos de una señal modulada par las

materias de Líneas de Transmisión y Comunicación Digital quedando a criterio

de los profesores de dichas materias realizar las modificaciones que crean

convenientes.

TRABAJO PREPARATORIO

Revise los conceptos fundamentales sobre el fenómeno de onda

estacionaria en la propagación de señale de un sistema de transmisión, así

como lo referente a potencia de transmisión, velocidad de transmisión y

señalización, ancho de banda y funcionamiento de un modulador por

desplazamiento de fase en cuadratura.

Escriba el código binario del número 39H y describa sus respectivas

formas de onda de las señales en banda base para cada uno de los canales I y

Q de datos del modulador, así como la señal modulada en el tiempo y la onda

estacionaría que para su criterio se va a obtener como resultado del

desplazamiento de fase en la señal de radiofrecuencia.

PARTE PRÁCTICA

De acuerdo a las recomendaciones de! manual de usuario y de las

sugerencias de las pruebas, arme el circuito de la figura 4.55. Para el caso de

los osciladores locales, tome en cuenta el nivel de señal que entregan y

compare con los niveles admisibles por los elementos a los que deberán ir

interconectados. Use atenuadores las veces y en los casos que sean

necesarios para evitar daños en el equipo. Una vez que se encuentra

armado el circuito, y antes de energizarlo compruebe que la correcta

disposición de las conexiones, sobre todo de las fuentes de polarización.

Establezca los parámetros de operación de acuerdo a lo determinado en la

página 133 de las pruebas correspondientes a la medición de la onda

estacionaria y relación de ondas estacionarias. Para establecer las

frecuencias de operación de los osciladores y medir los niveles de potencia de

las señales de RF use un analizador de espectros. Siguiendo el proceso de

operación de estas pruebas, determine las mediciones necesarias y obtenga

las gráficas correspondientes. Usando las ecuaciones 4.6 y 4.7 y en base a

sus mediciones, determine la relación de ondas estacionarias. Repita el

procedimiento anterior para diferentes frecuencias y diferentes datos a

modular.

Arme el circuito correspondiente a la figura 4.41 siguiendo las mismas

recomendaciones anteriores. Determine los parámetros de operación de

acuerdo a los establecidos en la página 122 de las pruebas correspondientes a

la determinación de los desplazamientos de fase del modulador QPSK

ZMQ-1050. Tome nota de las gráficas tanto en banda base como de la señal

modulada. Varíe la información a modular y repita el proceso.

Arme el circuito de la figura 4.5 y establezca los parámetros de

operación correspondientes a las pruebas referentes a la medición de

parámetros eléctricos del modulador. Empezando con el número 39H,

determine tanto ancho de banda en RF como potencia de transmisión.

Realice las medidas variando la información a modular y manteniendo la

velocidad constante. Se recomienda en éste punto observar los caracteres

con que se trabajaron en estas pruebas, debido a que estos ofrecen una

definición más clara en lo referente a las señales obtenidas en el analizador de

espectros, facilitando así las medidas.

INFORME

Presente en tablas las medidas tomadas en cada caso con sus

respectivas formas de onda para cada uno de los circuitos armados.

Compare las mediciones y formas de onda obtenidas, con las del

presente trabajo. Analice semejanzas y diferencias dando en cada caso las

justificaciones respectivas.

CUESTIONARIO

¿ Qué relación existe entre la onda estacionaria de radiofrecuencia antes de

modularse y después de ser modulada? Compare con la teoría y explique los

resultados obtenidos.

¿ Varía la relación de ondas estacionarias en la salida del modulador respecto

a la entrada de RF? Explique cuales son las razones de ello.

¿ Cómo varía la potencia de transmisión en u sistema de comunicaciones en

función de la información que se modula en QPSK?

¿ Qué relación existe entre el ancho de banda de radiofrecuencia y el ancho de

banda de transmisión para un modulador QPSK?

¿ Que relación existe entre la velocidad de transmisión y la velocidad de

modulación en un modulador QPSK?

¿ Cómo se producen cada uno de los desplazamientos de fase en el

modulador QPSK? Analice en que caso no varía la señal modulada con la

información.

¿ Que ventajas y desventajas presenta este equipo de modulación?

CONCLUSIONES Y COMENTARIOS

ANEXO 2: Dispositivos de Radio Frecuencia

Modulador ZMQ-1Q5Q

Mezclador ZLW-2

Oscilador Controlado por voltaje ZOS-102S

Modulador ZMQ-1050

QMini-CircuitsPlug-ln & Coaxial

QPSK 30 to 1050 MHz

QMCZMQ

wideband 360° in 90° steps

MODELNO.

QMC- 1 00QMC-170QMC- 1050

PMQ-94PMQ-330PMQ-44Q

PMQPW-150'PMQPW-25Q-

2M6M050

FREQ.(MHz)

60-10090-170

800-1050

47-94200-330240-440

30-15050-250

800-1050

INSERTION LOSSdB

Typ. Max.

5.6 7.55.6 7.55.5 7.5

5.5 7.05.8 8.05.9 8.0

á.O 10.56.5 10.5

5.5 7.5

AMPLITUDEUNBAL, dB...

Typ. Max.

0.2 0.80.3 0.80.5 1 .0

0.4 1.20.4 1 .50.5 1.8

0.4 0.90.5 1.2

0.5 1.0

PHASEUNBAL, Dea

" <±>

Typ. Max.

3 63 ó3 7

3 53 ó3 7

3 83 8

3 7

1 dB COMPRESSIONdBm

Typ. .

444

444

44

4

VSWR,Typ.

IN OUT

1.5:1 1.9:11.3:1 1.5:12.0:1 2.0:1

1.7:1 1.7:11.5:1 1.5:11.5:1 1.5:1

2:1 2:11.7:1 1.4:1

2.0:1 2.0:1

CAPODATA

'see RF/1Fbestgnerhand-boolc)

Page

11-1411-1511-15

11-1211-1211-13

11-1311-14

11-15

CASESTYLE

NofeB

C07C07C07

AAA118AAA118AAA118

AAA118AAA118

HHH141

connecii

n

dqdqdr

dsdsds

dsds

du

PRICE$

Qty.(1-9)

128.95128.95119.95

119.95119.951 19.95

172.95172.95

109.95

CONTROL ¿M

features• octave & mulíi-octave bandwidíh• good phase & amplitude balance• hermetically sealed metallic enclosure with plug-in versión.• capable of meeíing M1L-M-28837 requirements

pin and coaxial connectionssee case stvle oufüne drawlnas for Din locationsPORTRF1N

RFOUTCONTROL-1CONTROL-2NOT USED

GND EXT.

CASE GND

da131582

3.4.6,7,9,10,11,12.14,15,1o

3,4,6,7,10,11,14.15

dr13241

9,12,16

3,5,0,7.8,10,11.14,15

3,5,6,7,8,10,11,14,15

ds842ó

—

1.3,5,7

1,3,5,7

du3142

—

_

—

RFOUT

CONTROL #2

PHASE SHIR VS. CONTROL CURRENTCONT-1

(mA)

+20

+20

-20

-20

CONT-2CmA)

+20

-20

-20

+20

PHASE SHIFT(Deg.)

0(REF)90

180

270

NOTES:Protecied under patení No. 4,673,898

A Avdlable only with SMA connectorsA. General Quallíy Control Procedures, 5nvironmental Specifications, Hi-Rei and MIL

description are given in General Information (Secíion 0).B. Connector íypes and case mounted opíions, case finishes are glven In sectlon O,

see "Case styles & outline drawings".C. Prlces and speclficaíions subjecí to change without notlce.1. Absoluíe máximum power, voltage and current rating:

la. Input power, 1 QQmW; Ib. Control currení, 40mA2. All Specifications oí control current ±20mA3. Control parís drive with 50 ohms source

In Stock... Immediate DeliveryFor Custom Versions Of Standard Models Consult Our Applications Dept.

computer-outoaxiteacenotmance dato

153

Mezclador ZLW-2

FREQUENCY MIXERS Coaxial

LEVEL 7 500 Hzto 10 GHz

ZMX

+7 dBm LO, up ío +] dBm RF

¿LW

MOOELNO.

ZMX 7GRZMX 10G

ZP-1Z P 2

t ZP 3Z P 5

ZP-5XZP-11AZP-860ZP10514

_ ZLW-1L ZLW-1 W.1 ZLW 1 11. ZLW 2:.. ZLW 3

'. ¿LW 5_:. ¿tv/fi:, ¿LW-8. ¿LW 1 1

.. ZLW 12

ZAD 1ZAD 1VVZAO 1 1¿AD-2¿AD 1

¿AD 4ZAD 6íf'O 3ZAO 11ZAO 1,!

FREQUENCYMHz

LO/RF |F

3700-7000 DC-10003700-10COO DC 2000

2-600 DC-80050-1000 DCMOOO0 15-400 DC 40020-1500 DC 1000

1 1500 1-100014001900 40-500£00-1050 DC 250

2 500 OC 500

5-500 DC 5001 750 00-7501 500 DC 500

1 1COO DC-1000025 200 DC 200

•-> 1500 10600TQ3 100 DC ICO0005 10 DC 105 20CO 10-600

8001250 ">Q-90

5 500 DC 5001 750 OC 7501 500 DC 500

1 1COO 5 5CO025 200 DC 2CO

5 1250 .5-500fX33-100 DC-1000005 10 DC-10'j 2000 10-600

SOO-1250 50-90

CONVERSIÓN LOSSdB

Mid-Band Totaim Range

~x o Max. Max.

5.0 30 -- 8.25.0 .10 -- 3. 5

585 .10 7.0 305.85 10 7.5 9.04.7 10 7.0 805.7 .10 90 90

5.9 10 70 9068 30 B.6 865 6 24 7.75 7.755.18 10 70 85

581 08 7.0 855 7 4 .05 7.5 8 54 82 07 7 5 355.63 08 7.5 954.61 06 7.5 85

5.B1 03 7 5 3.54 58 05 7 5 8.55 6fi 08 7 5 8-5685 10 35 90621 1.3 - 7 5

5 24 10 7 0 8 55 5 6 05 7.5 3.54 3 3 .04 7.5 8.55S6 .07 7.5 8.54 61 .06 7 5 8 5

5 71 .03 7 5 8.5465 08 7.5 8 55 79 05 7 5 8 57.12 12 95 9.06.21 U 7.5 7 5

LO-RF ISOLATION, dB

L M UTyp. Min. Typ. Mtn. Typ. Mln.

30 Uyp } 20 (min.)37 (typ-320 (mm.}-

60 50 42 30 37 2558 40 47 30 42 2560 50 46 30 35 2554 4fl 42 30 39 25

60 40 40 20 23 1733 Uyp.) 20 (mmj35 Uyp.) 25 (min )

55 45 50 35 35 30

50 45 45 30 35 2550 45 45 30 35 2550 45 45 30 35 2555 45 40 25 35 2060 50 45 35 35 25

55 40 35 25 30 2060 50 45 30 35 2560 50 M «J 45 3550 45 35 25 30 203-5 25 35 25 35 25

50 45 45 30 35 2550 45 45 30 35 2550 45 45 30 35 2545 30 35 20 30 20(50 50 45 35 35 25

50 40 40 20 30 2060 50 45 30 35 2560 50 50 40 45 3550 45 35 25 30 2035 25 35 25 35 25

LO4F ISOLATION, dB

L M UTyp. Mn. Typ. Mln. Typ. Mln.

36 Uyp ) 20 (min.)17 Uyp.) 8 (min.)

60 45 47 30 36 2250 35 44 20 29 1860 4Q 47 25 35 2040 25 32 18 23 8

60 45 45 25 38 2029 Uyp.) 15 (min.)27 Uyp.) 20 (min)

50 40 36 30 30 20

45 35 40 25 30 2045 30 40 25 30 2045 30 4Q 25 30 2050 40 40 25 30 2045 35 40 30 30 20

50 40 35 25 30 2060 45 40 25 .30 2560 50 50 40 45 3545 40 10 20 25 1530 20 30 20 30 20

45 35 10 25 30 2045 30 40 25 30 2045 30 4Q 25 30 2045 30 35 20 30 2045 35 40 30 30 20

50 40 40 20 30 2060 45 ¿0 25 30 2060 50 50 40 45 3545 40 JO 20 25 1530 20 30 20 30 20

CAPODATA

(see Rf/IF

HandboaM

Page

1 -671 69

1-1921-1941 2001-206

1 831 1671 1651-124

1 921-541 521 661 48

1 120t 481-501 581 74

1 921 541 521 561-46

1 1221 481 501 581 74

CASESTYLE

Note 8

BU413BU413

GG60GG60GG60GG60

GG60GG60GG60GG6Q

M21M21M21M21M21

M21M21MZ1M21M21

M22M22M22M22U22

M22M22M22M22M22

coNN£CT1

ON

afad

agagagaghg

agagag

aeaeaeaeae

aeaeaeaeae

aeÜE!

aeodae

adaeaeaeae

Pnce$

Qty.ti -9)

71.9531.95

39.9539.95399547.95

479547.9547.9562.95

51955695539556.9553.95

61 9564.9569.9571 9571.95

43954:1 D544 9549.9545.95

51.9551 955 4 9 561 !3561 95

L = low range [fL to 10 fj M = mid range [10 fL to f;/2] U = upper range [fj/2 to fjm = mid band [2f. to f./2]

v i i'~\Ti~f L UNOTES:

c.!

Average of conversión loss ac center of mid-band frequency ff_-f/4)Standard deviaciónAvailable only with S.V1A conneccorsPhase deteciion. posirive polariryISdBmín. 8 5 to 10 GHzGeneral Qâlity Control Procedures. Environmental Speciftcations. Hi-Rñl and MIL descripción are given in section O, see "Mini-CircuicsGuoranrees Qualicy" article.Connector types and case mounted options. case finishes are given insection O, see "Case Styles & Outline Drawings".Pnces and Speciflcations subject ro change withour norice.Absoluto máximum power. voltage and currenu ratinasla RF power. SQmWi b Poak Ir current. 40mA

1-16

62

C^Mini-Circuits INTERNETT nttD://v."AW,minÍcitcu[is.com

P.O. Box 350166, BrooWyn, New York 11235-OO03 [718)934-4500 Fax [718} 332-4561

Dtstnbutfon Centén: NORTH AMERICA 800-654-7949. 417-335-5935- Fax 417-335-5945 * EUROPÉ 44-1252-835O94 • Fax 44-1252-837010

Mezclador ZLW-2

: ^

'•i

- , . .

f G * —

s .-,

;~_^

«

' i ,'r c £ li .

RF/LO

F R E Q .(MHz)

5.00110.00020.00050.000100 .000155.760200.000306 .520366.320427.130500.000547.740

608.040

663.340

728.650

733.950

349.260

909.560969.8601000.000

.: ' 30 —

::==^===.

2 3

E " C

...,

///if.

l i l if '"MI ¡

3 • • ' 3B-

F-

^x" /"v

«.- -. •1 i |

,

VSWR RF port

LO

dBm

1.26

1.121.04

1.021.06

1.09

1.121.18

1.21

1.231.26

1.231.30

1.341.38

1.441.511.58

1.601.75

LO LO+7 +10

d B m d B m

1.30 1.34

1.15 1.20

1.07 1.151.06 1.151.07 1.141.09 1.141.11 1.141.16 1.161.18 1.171.20 1.131.22 1.211.23 1.221.26 1.24

1.29 1.27

1.34 1.321.40 1.33

1.47 1.46

1.55 1.54

1.66 1.66

1.72 1.72

c;3

— -

•

•

- -

F

C3

¡"int-Clre-,

;SQl_A

_Q ar-1 Jm

t =i*E^^*

w» -*—.•.

- ;

p e o u

«"ini-Cir-cu

T ÜQf-J

o f -*/-

5?

I S

e n e

u»i S 0 1— 'V T X Q.IS

xt t_q ar-v-* a f -•*/-

*

F

"TTTÍr"j«

o e a ^

VSWR LOLO+4

dBrn1.771.711.761.691.631.611.541.531.521.521.551.531.50

1.511.56

1.61

1.631.67

1.74

1.77

LO+7

dBm2.702.632.772.552.412.372.292.202.162.132.062.132.09

2.09

2.042.132.19

2.24

2.28

2.30

— 7*" "

i ie * c

portLO

+ 10dBm4.333.913.953.743.37

3.243.132.952.89

2.832.742.702.65

2.65

2.692.692.702.782.85

2.39

,/1:,;

! ! 2r í»«nzl

& O ET . DC. .

MI e

D **" s•1

3 ,« o

\-

& E 3

: E i

u E -, =

' . A

! i !" ""-*'

1-\

¿-a c3«">-or«t« .' —- '»"7'. l_ — X. .

í I i .-

.X

pc

orrie

r

<m

v)

IS

IS

' W

•

í

0 DE.T .OC .Q^/^SE"!;.. -.

•f !M*-r) P H E O

I F

F R E Q .(MHz)

5.00110.00020.00050.000100.000155.760200.000306.520

366.820

427.130500.000

547.740

6Q8.040

668.340

728.650

788.950

349.260

909.560

969.3601000.000

VSWR IFLO LO+4 +7

dBm dBm1.43 1.241.44 1.251.43 1.251.44 1.251.45 1.271.49 1.311.54 1.361.66 1.431.75 1.571.84 1.661.97 1.772.04 1.33

2.02 1.37

2.07 1.90

2.03 1.91

2.07 1.91

2.02 1.86

1.93 1.77

1.31 1.661.74 1.60

portLO

+ 10d B m1.091.101.101.111.13

1.131.231.351.441.531!661.781.771.81

1.83

1.32

1.77

1.68

1.571.51

: i iu e M c

0

, F R E Q ,MHz

1.002.005.00

20.0050.00100.00161.97200.00290.75322.94337.33451.72500.00

530.49

644.33709.27

773.6-5833.04902.431000.00

? I iY f **•-!* i

deteotionmax.DCo utp ut

mV-230.07-234.86-240.18-240.24-236.50-233.59-242.90-243.36-246.33-237.61

-224.03

-223.29

-229.56

-229.04

-207.44

-196.52

-138.54

-187.28-173.88-178.52

i

DCoffsetmV0.090.090.08

0.090.09

0.030.060.020.11

0.11

0.01

0.220.23

0.37

0.48

1.06

0.33

0.49

0.720.64

»

IÍ'I£

33" t£

98't£

3I"8£

TQ'it

iri900" 0¿

00' 0¿

GO"G¿

00'0¿

00"0¿

ujgp

01,+

Oí

-5Í"££

¿e" i e

ort£

OO'Ot

£0"£t

*¿'£9

O0'¿9

00' ¿9

00' ¿9

00' ¿9

00" ¿9

ujgp

oí

íi'tC

n o " o Tu o o L-

W6C

09" I £

T¿'C£

£¿'¿£

crot

36' íí

OQ't-9

Q0't9

00' t9

O0't9

00"t9

00" fr9

Lugp

tH-

01

¿£'££

¿8'9£

¿ÍT'Ot

88' tt

SO'St

0£"09

00'0¿

00' 0¿

00" 0£

00'0¿

00' 0¿

01- +

Oí

¿I'££

¿¿'££

90' 9£

08'8£

££'8£

OITt

*6'T9

O0'¿9

00' ¿9

00' ¿9

00' ¿9

00' ¿9

oigp

Tt" 8£

¿¿'Ot

eO'95"

00>9

O0't9

00">9

OO't-9

00* f 9

O0'*9

LU9P

01

000" 0001

Oír 668

089" C£8

0 1 11 6 tí ¿>

0"fr£' 999

OOO'OOÍ

Q-b¿* 99t"

Ot"6"99£

OOt'OOE

OOO'OOI

000'

000"

000'

000

000

000

Oí

Oo

01

'i

T

"I

01

8I'¿ £9'¿

t-8'9 ¿£'¿

6£*9 00' ¿

£0'9 9^9

C6'£T ¿C'9

88' f TI'9

9Í'Í C¿'í

99'í C3"í

**•*£• ¿ST'Í

6£"í ££"f

t-KS" Sí'í

lí'f 89'í

¿ff C9'?

89' í OS'Í

8£"9 0£"9

Í0'¿ £C'¿

tu g p oí g p

01 Oí

orsirsLL'L

¿0*¿

t£'9

ÍI"9

I0'9

ti'í

63"í

8ST

Wf

01*9

T0'9

tl'9

66' 9

f9'£

•ugp

Oí

000" 696

OSt'Ôó

Oír 698

089" SOS

OIf69¿Q-t^'Clgl^

01 3 69Í

OOO'Oit

000" 0¿

000" 08

000" Oí

000' Ot

000" í£

000" C£

000' I £

01

000" 0001

Oír 668

OS9'ü:£S

OIt" DD¿^

Q-t £* 000

018' 66Í

000' OOÍ

0*¿'99t

OOfOO£

Ot£'¿9T

OOO'OOI

OOO'OÍ

OOO'OC

OOO'OI

OÜO'Í

QQQ'C

000"!

T(ap)i-- Cap) OSI

CGP)UOISJSAUOO

Pruebas de Laboratorio realizadas con un analizador de espectros.

Mezclador ZLW-2

Frec. (MHZ)457485508

529.3550.3573.5594.1617.2

636655.2674.1689.7

P. IN RF(dBm)-13.3-12.8-12.2-11.9-12.5-12.6-11.6-11.8-12.6-12.3-12.1-13.1

P.Out IF(dBm)-19

-17.1-16.68-16.94

-17.2-16.3-16.4

-17.17-16.8-16.3

-17-17.8

Pérdidas (dB)5.74.3

4.485.044.73.74.8

5.374.2

44.94.7

Mezclador ZLW-2

450 500 550 600 650 700

Frecuencia (MHz)

OSCILADOR ZOS-1025

aMini-CircuitsSurface Mount0, Plug-ln & Coaxial

LOWNOISE 118tolll4MHz SURFACE MOUNT

JCOS POSA

,- -

- '

1

' MODELNO.

JCOS-S20WLNJCOS-820BLNJCOS-1100LN

POSA-138POSA-158

FREQ.MHz'

»

Mln, Mac

780-860807-832

1079-1114

118-138138-158

POWER

OUTPUT

dBm

V

Typ*

+9+3

+8.5

+5+5

TUNING

VOLTAGE

V

Mln. MOJÍ.

0 201 140 20

1 161 16

, PHASENOISE

dBc/ Hz SSB ot offsetfrequencies: _

Typ. ' .100 1 10 , 100 1Hz. kHz 'kHz kHz MHz

-60 -90 -112 -132 -150-57 -88 -112-132 -151-00 -88 -110 -130 -150

-72 -100 -125 -145 -163-72 -100 -125 -145 -163

PULUNG" MHzpk-pk

@12dBr

Typ.

4.50.47.5

0.070.07

PUSHINGMHz?V

' Typ,

0.30.40.5

0.030.03

TUNINGSENSÍ-T1VTTY

, „"**

Typ-

8ó

4.5

2.32.4

HARMONIOSdBc

1

Typ^ > Max.

-13 -8-24 -20-15 -10

-40 -30-40 -25

3dBMOD.

BANDWIDTHKHz

'

Typ.

200020002000

20002000

POWER

SUPPLY

CURRENT. mA

VOLTAGE,V Max.

9 2510 25B 25

12 2512 25

CÁPDDATA

RF/ÍFDe-stener

hand-book)

Page

15-5915-5915-59

_

—

CaseStyle

NoteB

BG419B6419BG419

C07C07

coNNECTION

Id]dJd

JrJr

Price'$ '

Qfy(1-9) T* 1

49.9549.9549.95

46.9546.95

DUAL OUTPUT 25 to 1025 MHz

zos

MODELNfil'IW.

ZOS-50ZOS-75ZOS-100

ZOS-150ZOS-200ZOS-300

ZOS-400ZOS-535ZOS-7Ó5ZOS-1025

FREQ;1 MHz

.Mln. Max.

25 5037.5 7550 100

75 150100 200150 280

200 380300 525485 765685 1025

POWER"OUTPUT

dBmTyp.

1Main, Aüx.

-f-9 -12+9 -12+9 -12

+9 -12-t-10 -11+9 -13

+10 -13+9 -13

+8.5 -14-f-8 -13

'TUNINGVOLTAGE

V

-

Mln. Max,

1 161 161 16

1 161 161 16

1 10

1 161 161 16

PHASE NOISEdBc/ Hz SSB at offset

f requerí cíes:Typ, i

10 kHz 100 kHz IMHz

-107 -126 -141-110 -128 -142-111 -131 -143

-107 -127 -142-106 -120 -141

-103 -123 -142

-100 -120 -136-96 -118 -131-9ó -117 -132-92 -112 -130

PULUNGMHz

pk-pk(Open/Short)

Typ.

0.0120.0160.026

0.0170.0150.017

0.0210.0180.0330.051

PUSHING,MHz/V

Typ.0.080.150.25

0.390.420.50

0.500.500.721.00

TUNINGSENSt-TIVITYMHz/V

Typ.2.53.54.5

5.87.711

15182230

HARMONIOS' d&c

Typ. Max.

-22 -12-2ó -20-29 -20

-26 -20-25 -20-27 -20

-24 -18-27 -20-27 -17-25 -18

3'dBMOD.

BANDWIDTHKHz

Typ.100100100

100100100

100100100100

POWERSUPPLY

CtlKRtNl

VOLTAGE m*V Max.

12 14012 14012 140

12 14012 14012 140

12 14012 14012 14012 140

CAPODATA

(seeRF/IF

Designarhand-book)Page

15-4715-4715-47

15-4715-4715-47

15-4715-4715-4715-47

CaseStyle

Note 'B

9R386BR386BR386

BR386BR38ÓBR3BÓ

BR386BR386BR38ÓBR356

Pricej* •**$ - ? j

$

aty'ÍÉ(1-9)t

119.95119.95119.95

119.95119.95119.95

119.95119.951 19.95119.95

ZOSSCHEMATIC

pin connectíonssee case style outllne drawlngs

DCPOWERSUPPLY

PORTRPOUTV-CC

V-TUNEGNDEXT

hx218

3,4,5,6,7

Je1325

1.3,4,6,7,8,9,10,11,12,14

Jd781

2,3,4,5,6,910,11,12,13,14

' ir9123

1,2,4,5,6,7,8 "10,11,3.14,15

kg10142

1,3,4,5,6,7,8,911,12,13,15,16

In Stock... Immediate DeliveryFor Custom Versions Of Standard Models Consult Qur Applications Dept.

OUTPUT

169

ANEXO 3

• Módulo Principal

• Periféricos:

Módulo de Interface DigitalMódulo del Teclado y display

Módulo Principal

Módulo de Interface Digital

+VC

C -V

40 :c

5212 U 15 11 1 < 2 4 6 10 9 7_ —

C

• C ^ 3

LJI

VEE

JIM 1

2

3 4

5 6

7 3

9

1011

12

13

1415

It

í

19

2»

25

2(5

27

2¡í

29

31)

31

3233

34

35

3637

33

39

40

:lEÁ

DEi

rí5:Q

- > O- > > > > > > > > ;v > Í2

13 .)

MO

DU

LO

DE

IN

TE

RFA

CE

DIG

ITA

L

C:\v

ini\C

LIE

NT

98 A

RC

HIV

OS

\TR

AD

AJO

Kte

¡Mia

tí.D

DB

MODULO DE INTERFACE DIGITAL

MODULAR QPSK

O O O O O\I O O O O O O O

•ib

•*>

National SemiconductorMay 1999

LF147/LF347Wide BandwidthGeneral DescriptionThe LF147Ísa lowcost, high speed quad JFET ¡nput opera-

tional ampüfierwith an internally trimmed input offset vo'rtage(BI-FET II™ technoiogy). The device requires a low supplycurrent and yet maintains a large gain bandwidth product

and a fast slew rate. In addiíion, well matched hlgh voltageJFET ¡nput devíces provide very íow ¡nput bias and oíifeetcurrenís. The LF147 is pin compatible wtth the standardLM148. Thís feature allows designéis to ímmediately up-grade the overall performance of exisíing LF148 and LM124designs.

The LF147 may be used ¡n applications such as hígh speed¡níegrators, fast D/A converters, sarnple-and-hold circuits

and many other circuits requiring low ínpuí offset volíage,low ¡npuí bias current, high ¡nput ¡mpedance, hígh slew rateand wide bandwidth. The device has low noise and offset

voftage drift.

Quad JFET ¡nput Operational AmplifiersFeatures• Internally trimmed offset voltage: 5 mV max

H Low input bias current: 50 pA

• Low ¡nput noise current: 0.01 pA/vHz

• Wide gain bandwidth: 4 MHz

• High slew rate: 13 V/us

• Low supply currení; 7.2 mA

• High input ¡mpedance: 1012ÍÍ

• Low total harmonio dÍstort¡onAv=10.: <0.02%RL=10k, V0=20 Vp-p, BW=20 Hz 20 kHz

• Low 1/f noise córner: 50 Hz

• Fast settling time ío 0.01 %: 2 us

CO

ÍCL

ro

Q.Í-Kir

Dc03Q.

m

O-o

CD-tÜJr-K

6'

3-O_

iBiCD"

Simplified Schematic

Quad

Connection Diagram

Dual-ln-Line Package

DUTI i.i V IN!'

-VE£0

\H2~ OUTZ

DS005647-]

Note 1; Available per SMD #8102306, JM38510/11905.

Top ViewOrder Number LF147J, LF347M, LF347BN,

LF347N or LF147J/883 (Note 1)See NS Package Number J14A, M14A or N14A

Bt-F6Ttl'"B a tlBdeoiHrkof National S«niconaucttir Corporation.

© 1999 National Semiconductor Corporation DS005647 wwwcnational.com

Connection Diagram (continuad)Nole 3: See STD Mi! DWG 5962R99504 for Radiation Tolerant DevJce

ouTPur 1 1INPUTl- 1

INPUT i ' 1

V* 1

INPUT;* i ' •'

IN?UT 2" 1

OIJTFIITÍ 1

•

LM124W

i ouTpur »— ' IIMPUT4-

" IrUFIJTit

1 O.S'O

HkPtIIJ.

1 INFUTJ-1 l ninuiir t

DSCM9299-33

Order Nutnber LM124AW/883 or LM124W/883

LM124AWRQML and LM124AWRQMLV(Note 3)

See !MS Package Mumber W14BLM124AWGRQML and LM124AWGRQMLV(Note 3)

See NS Package NumberWG14A

WAW.national.com

. .

Absoluta Máximum Ratings (Note 12)If Milltary/Aerospace specifíed devices are required,picase contactthe National Semiconductor Sales Office/Distributors for availability and specifications.

LM124/LM224/LM324 LM2902

LM124A/LM224A7LM324A

Supply Voltage, V* 32V

Differential Input Voltage 32V

Input Voftage

Input Curren!

0.3V to +32V

(V,N < 0.3V) (Note 6) 50 mA

26V

26V

0.3V to +26 V

50 mA

Power Dissipation (Note 4}

Moldad DIP

Cavity DIP

1130 mW

1260 mW

Small Outline Package 8QQ rnW

1130 rr)W

1260 mW

8QQ mW

Output Short-Circuft to GND

(One Amplifier) (Note 5)

V* < 15V and TA = 25 C Contínuous

Operatíng Temperatura Range

LM324/LM324A

LM224/LM224A

LM124/LM124A

0 C to +70 C

25 C to +85 C

55 Cto+125 C

Storage Temperaíure Range • 65 C to +150 C

Lead Temperature (Solderíng, 10 seconds) 260 C

Solderíng Information

Continuous

40 C to +85 C

65Cto+150 C

260 C

Dual-In-Line Package

Soldering (10 seconds} 260 C 260 C

Small Outlíne Package

Vapor Phase (60 seconds) 215 C

Infrared (15 seconds) 220 C

215 C

220 C

See AN-450 "Surface Mounting Methods and Thei'r Effect on Product Relíabilrty" for other methods of solderíng surface mountdevices.

ESD Tolerance (Note 13) 250V 250V

Electrical CharacteristicsV" - +5.0V, (Note 7), unless otherwise stated

Parameter

Input Offset Voltage

Input Bias Curren!

(Note 9)Input Offset Current

Inpuí Common-Mode

Voltage Range (Note 10)

Supply Current

Large Signal

Voltage GainComrron-Mode

Rejection Ratio

LM124A LM2

Min Typ Max Mln Jy

(Note 8) TA = 25 C 1 2 1lrtWorlW().vCM*oVl 5Q

TA = 25 C

lNWorI,g(J.VCM = OV, 2 10 2

T A =25C

V+ = 30V. (LM29Q2, V* = 26V). 0 V* 1.5 0TA = 25 C

Over Full Temperature RangeRL = » On All Op AmpsV+ = 30V (LM2902 V+ = 26V) 1.5 3 1 .Vt = 5V 0.7 1.2 Q.

V = 15V. RL£ 2kO. 50 100 50 10

(Va = lVto11V), TA = 25CDC. VCM = OV to V* 1.5V. 70 85 70 8f

TA = 25 C

24A LM324A

p Max Mln TV? Max3 2 3 mV

80 45 100 nA

15 5 30 nA

V 1.5 0 \ 1.5 V

mA

5 3 1 . 5 3

7 1.2 0.7 1.20 25 100 V/mV

65 85 dB

www.natiortal.com

Eléctrica! Characteristics (continued)V* = +5.0V, (Note 7), unless otherwise stated

Parameter

Power Supply

Rejection Rallo

Amplifrer-to-Ampl fer

Coupüng (Note 11)

Output Current Source

Sink

Short Circuit to Gtound


Input Offset

Voltage Drift

Input Offset Current

Input Offset

Current Drift

Input Blas Current

Input Common-Mode

Vortage Range (Note 10)

Large Signal

Voltage Galn

Output Voltage VQH

Swing

VOL


Sink

Condítions

V* = 5V to 30V

(LM2902. Vt- = 5Vto26V).

TA = 25 C

f = 1 kHz to 20 kHz, TA = 25 C

(InpLtt Referred)

Vu* = iv, VN = ov,VT = 15V. V0 = 2V. TA =

VN = IV. VN*-=OV,

V* = 15V, V0 = 2V,TA =

VW -1V.VN+=OV.

V* = 15V. V0 = 200mV.

25 C

25 C

TA = 25 C

(Note 5) V= 15V, TA = 25 C

(Note 8)

Rs= 00

I|J(+) INI ), VCM = OV

RS = on

lfJM or 'rj( )

Vf= +30V

(LM2902, V* = 26V)

V* = +-15V

(V0Swing = 1Vto11V)

RuS2kn

V*" = 30V

(LM2902. V* = 26V)

V^= 5V.Ri.= 10kn

V0 = 2V

RL = 2 kO

RL=10k£l

Vrj4" = +1V,

VN =OV,Vv = 15V

VN =+1V,

Vr)* = OV.V1 = 15V

UV1124A

Min Typ Max

65 100

120

20 40

10 20

12 50

40 60

4

7 20

30

10 200

40 100

0 V+ 2

25

26

27 28

5 20

10 20

10 15

LM224A

Min Typ Max

65 100

120

20 40

10 20

12 50

40 60

4

7 20

30

10 200

40 100

0 V* 2

25

26

27 28

5 20

10 20

5 3

LM324A

Min Typ Max

65 100

120

20 40

10 20

12 50

40 60

5

7 30

75

10 300

40 200

o \ 2

15

26

27 28

5 20

10 20

5 8

Unrts

dB

dB

mA

íiA

mA

mV

uV/C

nA

pA/C

nA

V

WmV

V

mV

mA

Electrical CharacterístícsV* = +S.OV, (Note 7), unless otherwise stated

Para meter


Input Bias Current

(Note 9)


Input Common-Made


Supply Current

Large Signal

VoKage Gain

Condrtions

(Noíe S) TA = 25 C

INM °r INÍ >, VCM = OV,

TA = 25 C

INM °r 1N( ,, VCM = OV,

T A =25C

V* = 30V. (LM2902, V* =

TA = 25 C

26 V).

Over Futí Temperature Range

RL = « On All Op Amps

V* = 30V (LM29Q2 V* = 26V)

V- 5V

V*= 15V, RL&2kn.

(V0- lVto1lV).TA = 25C

LM1 24yLM224

Min Typ Max

2 5

45 150

3 30

0 V+ 1.5

1.5 3

0.7 1.2

50 100

LM324

Min Typ Max

2 7

45 250

5 50

0 V* 1.5

1.5 3

0.7 1.2

25 100

LM2902

Min Typ Max

2 7

45 250

5 50

0 VT 1.5

1.5 3

0.7 1.2

25 100

Unrts

mV

nA

nA

V

mA

V/mV

www.natio nal.com

Electrical Characteristics (continuad)V* = +5.0V, (Note 7), unless otherwíse staíed

Paramewr

Common-Mode

Rejection Ratío

Power Supply

Rejection Ratio

Amplífier-to-Ampl fíer

Coupling (Note 11)


Sink

Short Circuit to Ground


Input Offset

Voltage Drift


Input Offset

Current Drift

Inpuí Bias Current

Input Common-Mode


Large Signal

Voltage Garn

Output Voltage

Swing

Output Current

VOH

VOLSource

Sink

Condrtions

DC, Vcu = OV to V* 1.5V,

TA = 25 C

V+ = 5V to 30V

(LM2902, V* = 5V to 26V),

TA = 25 C

f = 1 kHz to 20 kHz. TA = 25 C

(Inpuí Referred)

VN+= IV, Vrj =OV.

V+ = 15V, V0 = 2V, TA = 25 C

VN = 1V.V|j+ = OV,

V*" = 15V. V0 = 2V, TA = 25 C

VN = 1V, VM+ = OV,

V* = 1SV, V0 = 200 mV, TA = 25 C

(Note 5) V * 15V, TA = 25 C

(Note 8)

Rs = on

"NW 'w( j. VCM = avRE = on

lN(t)OrlN()

V* = +30V

(LM2902, V*- = 26V)

V* = +15V

(VoSwing = iVto 11V)

RU a 2 knv* = 3ov RL - 1 kn(LM2902, V+ = 26V) RL = 10 kQ

V+ = 5V. R[. = 10 kn

V0 = 2V VN+ = +1V,

Vw = OV,V5- = 15V

Vw" = OV.Vv = 15V

LM124/LM224

Min Typ Max

70 85

65 100

120

20 40

10 20

12 50

40 60

7

7

100

10

40 300

0 V* 2

25

26

27 28

5 20

10 20

5 8

LM324

Mln Typ Max

65 85

65 100

120

20 40

10 20

12 50

40 60

9

7

150

10

40 500

0 V* 2

15

26

27 28

5 20

10 20

5 8

LM2302

Mln Typ Max

50 70

50 100

120

20 40

10 20

12 50

40 60

10

7

45 200

10

40 500

0 V* 2

15

22

23 24

5 100

10 20

5 B

Uníts

dB

dB

dB

mA

"A

mA

mV

uV/C

nA

pA/C

nA

V

V/mV

V

mV

mA

Nota 4; For operating at high temperatures, the LM324/LM324A/LM29Q2 must be derated based on a +125 C máximum juncllon temperature and a tnermal resis-tance of 88 CAVwh ch applies for the device sddered In a printed circuit board, operating in a still a!r ambient. The LM224/LM224A and LM124/LM124A can be de-raied based on a +150 C máximum ¡uncfton temperature. The dlssipation is trie total of all four amplifiers— use exíemal feststors, wnere possibíe, to allow tne am-plifier lo satúrate of ¡o reduce tne powerwhlchls dissipaledln the íntegrated circuí!.

Note 5: Short circu ts from the output to V4" can cause excessive heating and eventual destmction. When consídering short circuits to ground, the máximum outputcurrentis approxlmately 40 mA fndependent of íhe magniíude ofV". At valúes of suppiy voltage fn excess of+15V, continuóos shorr-cJrciiits can exceed thepowerdisslpalíon ratings and cause eventual destruction. Destructive dlsslpation can result from símultaneous shorts on all amplifiers.

Note 6: This input current will only existwhen tne voltage a! anyof the Input leadsls driven negative. lílsdue lo tne collector-basejunctioncf the InputPNP tran-sí stors becomfng forward biased and thereby actrng as inpuf dtode clamps. In addltion ío thls diode acíion, tfiere Is also latera! NPN parasttíc transistor sction on theIC chíp. Thls transistor action can cause the output voltages of the op amps to go lo the V+voltage level (or to ground for a large overdrive) for the time duration thatan input is driven negative. Thls Is not destructive and normal output states will re-establish when the Input voíiage, wnich was negative, again retums lo a valuégreater than 0.3V (at 25 C).

Note 7: These speáfications are limitedto 55 CSTAs+125CfortheLMl24/LM124A. Wth tne LM224/LM224A. all temperature specificatlons are límitedto 25 CS TA S +85 C, the LM324/LM324A temperature speáfications are llmlted to 0 C S TA S +70 C, and the LM2902 speáfications are llmited to 40 C S TA S +85 C.

Note 8: V0 = 1.4V, Rs = W wtíh V* from 5V to 30V; and over the full Inpuí common-mode range (OV ío V 1.5V) for LM2902, V+ from 5V to 26V.Note 3: The direction of the input current Is out o( the IC due to the PNP input stage, Thls curren! Is essentlally constan!, Independen! of the state of the output sono loading change exlsts on the input lines.Note 10: Theinput common-mode voltage oleither fnput signa! voltage should nclfae aliowed to go negative by mere than 0.3V(at 26 C). The upperend oí thecommon-mode voltage range Is V* 1.5V (a! 25 C). bul either or both inputs can go to +32V wíthouí damage (+26V for LM29D2), independen! of the magniiude ofV*.Nota 11: Due lo proximity of externa! components, insure that couplIng is not origlnating vía stray capacitance between these external parís. This typlcally can bedetected as thls rype of capacitance Increases ai hlgher frequencles.

Note 12: Refer to RETS124AX for LM124A militar/ speáfications and refer to RETS124X for LM124 military spedficatíons.

vwvw.national.com

Eléctrica! Characteristics (continuad)Note 13: Human body motel. 1.5 kn in series with 100 pp.

Schematic Diagram

Typícal Performance Characteristics

Input \foltage Range Input Current Supply Current

5

V Qfi V" - POWE5 SUFPLV VOLTACE {±VK)03009209-34

-55-35-15 5 ¡5 ¿5 55 35 105135

T. - TEVPERATURE ("C)

Voltage Gain Open Loop FrequencyResponse

ID 20 SO

V* - SUPPLV VOLTAGE (Voe)DS000299-36

Common Mode RejectíonRaíio

10 70 SO 40

V* - SUFPLr VOLJAGÍ (VK)DG0092MJÍ

V1 = IO TO 15 VK 4 „ . .

-S5ocsrAs*i;50c \0 10 100 1.01: 10k 10DM 1.0M 1ÜM

1 - ffllQUEMCr (HI) \C'« IQOk 1U

f - FP.EOUEHCY (Hi)D5009299J9

WAw.national.com

Pulse Response RL=a kn, CL=IO

Small Signal Inverting Small Signal Non-lnverting

TIME (0.2 fis/DlV)

Large Signal Inverting Large signa! Non-lnverting

TIME(2ÍÍDÍV) TIMEÍZja/DIV)

Current Limit (RL=10on)

— . , - - . • • . — . , r - - , . ' - - . i *~

Application HintsThe LF147 is an op amp wíth an internally trimmed ¡nput off-set voftage and JFET inpui devlces (BI-FET Íl). These JPETshave large reverse breakdown vottages from gate to sourceand draín elíminating the need for clamps across the inputs.Therefore, large differential ínput voltages can easily be ac-commodated withouí a large íncrease ¡n input current. Themáximum differential input voltage is ¡ndependent of the sup-ply voltages. However, neither of the input voltages shouldbe allowed to exceed the negative supply as this wíll causelarge currenís 1o flow which can resuft in a destroyed uní*.

Exceeding the negative common-mode litnít on either inputwill forcé the output to a high state, potentially causing a re-versal of phase to the output. Excéeding the negativecommon-mode limit on both inputs will forcé the amplrfieroutput to a high state. In neither case does a latch occursince raísíng the Ínput backwithin the common-mode rangeagain puís the ¡nput stage and thus the amplífier ¡n a normaloperating mode.

/. na tío n a!. co m

Application HíntS (Contmued)

test socket as an unfímited current surge íhrough the result-ing forward diode within the IC could cause fusing of the in-terna! conductora and result in a destroyed unit.

Large differential ¡nput voitages can be easíly accommo-daíed and, as ínpuí differential vottage protection diodes arenot needed.no large ¡nput currents result from large differen-tial input voltages. The differential input voítage may belarger than V* without damaging the device. Protecíionshould be provided ío preventihe ¡nput voltages from goingnegative moreíhan 0.3 VDC(aí25 CJ.An inputclamp diodewíth a resistor to the IC input terminal can be used.

To reduce the power supply drain, the amplifiers have aclass A output síage for small signal levéis which converts toclass B ¡n a large sígnal mode. This allows the amplifiers toboth source and slnk large output currents. Therefore bothNPNand PNP externa! current boosttransistors can be usedto exíend the power capabílrty of the basic amplifiers. Theoutput voítage needs ío raise approxímaíely 1 diode dropabove ground ío bias the on-chíp vertical PNP transistor foroutput current sinking applications.

For ac applications, where the load ¡s capacitively coupledtothe output of the amplifier, a resistor should be used, fromthe outpuí of the amplrfier to ground to increase the class Abias current and prevent crossover distoríion.

Where the load is directly coupled, as m de applícaíions,there is no crossover distortion.Capacitivo loads which are applied direcíly ío íhe output ofthe amplifier reduce the loop stability margln. Valúes of50 pF can be accommodaíed using the worst-case

Typical Single-Supply Applications

non-ínverting unfty gain connedion. Lsrge closed loop gsinsor resistive isolation should be used if larger load capaci-tance musí be driven by íhe amplifier.The bias network of the LM124 establishes a drain currentwhich is independen! of íhe magniíude of íhe power supplyvoítage over the range of from 3 VDC ío 30 VDC.

Output short circuits eííherto ground orto the positive powersupply shouid be of short time duration. Units can be de-stroyed, not as a resulí of the short circuit current causingmetal fusing, but raíherdue ío the large increase in ÍC chípdissipation which will cause eventual failure due to exces-sive juncílon temperatures. Puiting direct short-círcuits onmore than one amplifíer ai a time will increase íhe tota! ICpawer dissipation to destructive levéis, if not praperly pro-íected with externa! dissipatíon limiting resistors ¡n serieswith the output leads of the amplifiers. The larger valué ofoutput source current whích is avaílable at 25 C provides alarger output current capabiliíy at elevaíed temperatures(see íypical performance characteristics) than a standard ICop amp.

The circuits presented Ín íhe section on typical applicationsemphasize operation on only a single power supply voítage.If complemeníary power supplies are available, all of thestandard op amp circuits can be used. In general, introduc-jng a pseudo-ground (a bias voítage reference of V"72) willallow operation above and below thís valué ¡n single powersupply systerns. Many application circuits are shown whichíake advaníage of the wide ¡npuí common-mode voítagerange which includes ground. In most cases, input biasíng isnot required and input voitages which range to ground caneasily be accommodated.

' = 5.0 VDC)

Non-ínverting DC Gain (OV input = OV Output}

*R not needed due to temperatura independen! I

VWW/. national.com

Typical Single-Supply Applications (\ = s.o VDC) (Continuad)

DC Summing Amplifier(VIN.S £ O VDC and V0 ^ VDC)

Power Amplifier

luuk*v, o—Wv—i

,v,cv^vW—IR

IDOk

R -^rtaok - i—

+V3Q \ 1

-V4Q—VW—'ñ

lOQk

VWiere: V0 = V, •*• V2 V3 V4

(Vi + V2) 2 (V3 + V4) to keep V0 > O VDC

LED Driver

DSMÍ2936 vo = O VDC íor VN - O VpcA V = 10

f0 = 1 hHz0 = 50Av= 100(40dB)

"BI-QUAD" RC Active Bandpass Fílter

vwAV.national.com

Typical Single-Supply Applications (\ = s.o VDC)

Fixed Current Sources

Current Monitor

V0 =W¡IL)

1A

VL i V+ - 2V

'(Iticrease R1 for IL small)

Lamp Driver

(J>2ÜJ SOOmfi

Driving TTL

VAVW. national.com

Typical Single-Supply Applications (v = 5.0 voc)

Voltage Follower Pulse Generator

O _Ho.oai^F

Squarewave Oscillator Pulse Generator

LJ1TL

High Compliance Current Sink

ID = 1 ampA'olt Vw

(Increase % for IQ small)

vAw/.national.com

Typical Single-Supply Applications (v+ = s.o VDC) (contin

Low Drift Peak Detector

T VF

POLYETHVLENE) — 2N929'

HIGH

Comparator with Hysteresis

1NPUTCURRENTCOMPENSARON

Ground Referencing a Differential Input Signa!

II

wwAV.national.com

Typícal Single-Supply Applications (v+ = s.o VDC) (contí

\foltage Controlled Oscillator Circuit

Q.QSpF

*VC' OH I

'Wde contrd voltage range: O VDC s Vc 12 (V" 1.5 VDC)

Photo Voltaic-Cell Amplífier

{CEU HAS OV f - -> ;

ACROSS IT)

AC Coupled Inverting Amplifier

O OUTPUTZ

www.national.com

Typical Single-Supply Applications (\ = 5.0 VDC) (co

AC Coupled Non-lnverting Amplifier

= 11 (As shown)

fe = 1 KHz0= 1Av=2

DC Couoled Low-Pass RC Active Filter

RI RZm Wk

Vi» o—\ é WV

czQ.OIyF

•Mvw.national.com

Typical Single-Supply Applications (\ = 5.0 VD

High InputZ, DC Differential Amplifier

-For —- = —- (CMRR dapends on tMís resisior ralio match)

R2 R3

As shown: Vo = 2(Va - V()

High InputZ Adjustable-GainDC Instrumentaron Amplifier

lí Rl « R5 & R3 ~ R4 = R6 = R7 (CHRR depends on match)

AssfiownVo = 101 (V2 - V,)

www.national.com

Typical Single-Supply Applications (\ = s.o VDC)

Using Symmetrical Amplifiers toReduce Input Current (General Concept)

Bridge Current Amplífier

For 8 « 1 and R[ » R

INPUTCURRENTCOMPENSATION

Bandpass Active Filter

fo = UHzQ = 25

www.nation3l.com

PhySÍCal DimenSÍOnS inches (mrllímeters) unfess otheiwise noted

0.785

(19.333)-MAX

tu] fñl Ral BTl íiól m [71

liJ lil LiJ LU liJ UJ liJ

! GLASS 0.060*0.005AL/

i

0.220-0.310

(5.588-7.174)

(5.080)0.020_a.ü6a

|

8GU94°TYP\.

0^08-0.012

OJ10-0.410 T (¿203-0305)"

(7J74-10.41)

1

(Z.4B9)MAX 80TH ENDS

Ceramic DuaMn-Line Package (J)Order Number LM124J, LM124AJ, LM124AJ/883, LM124J/883, LM224J, LM224AJ or LM324J

NS Package Number J14A

114 13 1? II 10 9

1 Ift ft fl fl fl fi fli

3 -i 5 G 7T TT

MÍMAX(OZ51|

S.O. Package (M)Order Number LM324M, LM324AM or LM2902M

NS Package Number M14A

\v*w.n3t¡onaLcam

Physical Dim6nSlOnS inches (millimeters) unless

D M»- 0.7/0"* ¡100 I9.'S6)

o.c*" "" (!.¡

, fiTl FiJl íñ\l fiol fsl Ral

r J D}PQ © i»

jtherwise noted (Continued)

9066

lMnrv («l P3I («J ABEA^^-lj-^" (

5010.234) U&-,

IDEHI UJ LLJ Lll ÜJ li¿/ÍD QJ IKNT LlJ UJ u.

0,09? O.WD MJU _/(Z337J I0.7SÍJ OEJ7H

OPTION 1 CPIIOW D7

0.135SDMS OJOO-OJÍ3(3 «M- 0.137|

fl.H5-D.73D 1 L, O.OWI m , ,>,(3. SU -5.040 1 1 ()JI«) <-" 1 1 Dpi

T

(I.HO-I.12ÍJ 006S

£*u ^~1 J . T

' h ' ' rl

¿ TJI y n i |>fl.m-aJiD) — -j — ij-^

D014-D.OZJ „., I I ...10 «-««i,1" , ¡_, ».««*

*" '"" n.!W o.ísT) [y[1

lí 3! 'íi iS'-f.- 1 D.MÍ-D.OIÍ ,ír

S±D.3Í1J JLÍí!

.010 y VI»

Molded DuaMn-Líne Package (N)Order Number LM324N, LM324AN or LM2902N

NS Package Number N14A

_ o.oso

0.026"""TTP

0.004"*TYP

0.050 "'-"'

f— 0.050Í0.005 -H H-1 TYP 1

14 \

\0 MAX NGLASS J

DETAIL A ~^\/

PIN «1-/IDEHT

0.015TYP""

— j — 0.005 MIN TYP

8

0.3700.250

0.26Q0.235 U

T — — °-012

DFJilL A, 0.370¡ Q.25Q

-*J ! — 0.045 MAX «1*3 (P,£V j)

Ceramic Flatpak PackageOrder Number LM124AW/883 or LM124W/883

NS Package Number W14B

www.national.com

>0

22o °(O SOJ

S °™ íO 03(D O

Ib

CD 01x ro<t> 03

Oa-F*.OUlro03OOO- .oaiCx>OD

OO•e»,oen0003O

National Semiconductor

CD4051BM/CD4051BC Single 8-Channel AnalogMultiplexer/Demultiplexer

CD4052BM/CD4052BC Dual 4-Channel AnalogMultiplexer/Demultiplexer

CD4053BM/CD4053BC Triple 2-Channel AnalogMultiplexer/Demultiplexer

October 1989

General DescriptionThese analog multiplexers/demultiplexers are digílally con-trolled anafog switches having low "ON" ¡mpedance andvery [ow "OFF" leakage currents. Control oí analog signáisup to 15Vp.p can be achieved by digital signal amplitudes of,3-15V. For axarnple, if VDD = 5V, VSS = OV and VEE = -5V,analog signáis frorn —5V to -f5V can be controlled by digi-tal ¡nputs of Q-5V. The muitiplexer círcuits disslpate ex-tremely low quíescent power over the full VDD~V'SS andVDD~VEE suppty voltage ranges, independen! of the logicstate of the control signáis. When a logical "1" is present atthe inhibit input terminal all channels are "OFF".CD4051BM/CD4051BC is a single 8-channel multiplexerhaving three binary control inpuís. A, B, and C, and an inhibitinput. The three binary signáis select 1 of 8 channels to beturned "ON" and connect the input to the output.

CD4052BM/CD4052BC ¡s a differenlial 4-channel muitiplex-er having two binary control ¡nputs, A and B, and an inhibitinput. The two blnary input signáis select 1 or 4 pairs ofchannels to be turned on and connect the differentiai ana-log ínputs to Ihe differentiai outputs.CD4053BM/CD4053BC ís a triple 2-channel muitiplexerhaving three sepárate digital control Ínputs, A, B, and C, and

an inhibit ¡nput. Each control input selects one of a pair oíchannels which are connected in a single-pole double-throwconfiguraron.

Features• Wide range of digital and analog signal levéis: digital

3-15V, analog to 15Vp,p• Low "ON" resistance: BOA (typ.) over entíre 15Vp.p sig-

nal-input range for VDQ— Vgg^lSVM High "OFF" resistance: channel leakage of ±10 pA

(typ.)atVDD-VEE=10V• Logic ievel conversión for digital addressing signáis of

3-15V (VDD~VSS = 3-15V) to switch analog signáis to15Vp.p(VDD-VEE=l5V)

• Matched switch characteristics: AROnj=5A (íyp.) forVDD-VEE=15V

• Very low quiescent power dissipation under all digital-control input and supply conditions: 1 j¿W (typ.) atVDD-VSS=VDD~VEE=-IOV

• Binary address decoding on chip

Connection Diagrams

CD4051BM/CD40S1BCIhVOUT

Dual-ln-Líne Packages

CD4052BM/CD4052BCJW/QUT OUT/JH IKfQUT

6 ÔUT/lü J_m/oin INJ

|,€

|-

1

IS

1

14

3

13

4

12

5

11

[

II

7

9

J

t

"TM/ou-T GUT'"' IN/DUTTOPVIEW TOPVIEW

Order Number CD4051B, CD4052B, or CD4053B

Ilí

[-

ii 3

i /

i;C

10 9

) Z 3 4 Sby tu cy i; EI II— fí üT— OUTÍW wroui

TOPVIEVV

6

H V

r

} 1

TUF/56

SI8B5 National Sei RRnH30M105/PlinlBa¡nU.S.A,

Absoluta Máximum Ratings Recommended OperatingIf MIlitary/Aerospace specifled devices are requlred, ConditiOHSplease contact the National Semiconductor Sales _ _ „ , ., ,, ,., , , _ . . . , ,r..Office/Distributors for availability and specifications. D° Supply V°'tage +5 VDC to +15 VDC

DC Supply Voltage (VDD) -0.5 VDC to 4- 1 8 VDC lnPUt V°lta9e ™ OV to V™ Input Voltage (V,N) -0.5 VDCto VDD-h0.5 Vnn Operating Temperatura Range (TA)Storage Temperatura Range (TS) -65°C to + 1 50°C ^051 BM/4052BM/4053BM -55°C to + 125°CPower Dissipation (PD) 4051 BC/4052BC/4053BC -40'Cto + 85'C

Duai-In-Line 700 mWSmall Outline 500 mW

Lead Temp. (TJ (soldering, 10 sea) 260°G

DC Electrical Characteristics (Note 2)

Symbol

IDD

Parameter

Quiescent Device Gurrent

Conditions

VDD=5VVDD = 10VVDD=15V

-55°C

Min .Max

51020

-!-250

Min Typ Max

51020

-M259C

Min Max

150300600

Units

MAMAfxA

Sígnal Inputs (V|S) and Outputs (Vos)

RON

ARoN

"ON" Resistance (PeakforVEE¿V|S^VDD)

A"ON" ResistanceBetween AnyTwoChannels

"OFF" Channel LeakageCurren!, any channel"OFF""OFF" Channel LeakageCurrent, all channeis"OFF" (CommonOUT/IN)

RL=iokn(any channelselected)

RL=10kn(any channelselected)

VDD = 2.5V,V£E=-2.5VorVDD = 5V,VEE=OVVDD = 5VVEE=-5VorVDD=10V,VEE = OV

VDD=7.5V,VEE=-7-5VorVDD-l5V,VEE=OV

VDD=2.5V,VEE=-2.5VorVDD=5V,VEE=OV

VDD=5V,VEE=-5VorVDD=10V,VEE-OV

VDD = 7.5V,VEE--7.5VorVDD=15V,VEE = OV

VDD = 7.5V, VEE=-7.5VO/1»±7.5V,I/O»OV

Inhibit =7.5V CD4051 -VDD = 7.5V,VEE= -7.5V, CD4052O/l-OV,I/O-±7.5V CD4053

800

310

200

¿50

±200

x200

±200

270

120

80

10

10

5

±0.01

±0.08

±0.04

±0.02

1050

400

240

±50

±200

r200

±200

1300

550

320

r500

T2000

±2000

±2000

A

íl

n

fi

n

n

nA

nA

nA

nA

Control Inputs A, B, C and Inhibit

VIL

VIH

Low Level Input Voltage

Hígh Level Input Voftage

VEE = VSSRL=1 kfltoVssl|S<2fiAona!IOFFchannelsV|s = VDDthru1 kílVDD=5VVDD = 10VVDD=15V

VDD = 5VDD=10VDD- 15

3.5711

1.53.04.0

3.5711

1.53.04.0

3.5711

1.5-3.0

4.0

VVV

VVV

Note 1: "Absoluta Máximum Ratlngs" are those valúes beyond wíilcli líie saíety of Ihe rievice cannot be guaranteed. Except for "Operat ng Temperatute Range"they are not meant lo imply that tíie devices should be operated at ttiese llmits. The table oí "Electrical Charactarlstlcs" provides condltions (or actual devlceoperation.

Note £ All votiages measured wíth tespecl ID Vgs unless olherwise specifíed.

DC Electrical Characteristics (Note 2) (Continued)

Symbol

IIN

IDD

Para meter

Input Current

Quiescení Device Current

Conditions

VDD = 15V, VEE = OVV,N = OVVDD-15V, VEE~OV

ViN = 15V

VDD=5VVDD = 10VVDD = 1SV

-40"C

Min Max

-0.1

0.1

204080

-f-25°C

Min Typ

-ID"5

10-5

Max

-0.1

0.1

204080

4-85°C

M¡n Max

-1.0

1.0

150300600

Units

/¿A

M

Í*AíiAítA

Signal Inputs (Vis) and Outputs (Vos)

RON

ARQN

"ON" Resistance (Peak

forVEE£V|S^VDD)

A"ON" Resistance

Between Any Two

C han neis

"OFF" Ghannel Leakage

Current, any channel "OFF"

"OFF" Channel Leakage

Current, all channels

"OFF' (Common

OUT/IN)

Ri_=iokn(any channel

selected)

Rt_=10kn

(any channel

selected}

VDD = 2.5V,Vf£c=-2.5V

orVDD=5V,

VEE=OV

VDD = 5V,VEE=-SVorVDD = 10V,

VEE=OV

VDD=7.5V,

VEE=-7.5VorVDD=15V,

VEE-OV-VDD=2.5V,

VEE=-2.5V

orVDD = 5V,

VEE = OV

VDD = 5VVEE=-5V

or VDD = 1 0V,VEE=OV

VDD=7.5V,

V£E=-7.5V

orVDD=15V,

VEE = OV

VDD = 7.5V, VEE=-7.5V

O/l=±7.5V,l/O = OV

lnhibit = 7.5V CD405T

VDD=7.5V,

VEE=-7.5V, CD4052

O/I = OVl/O=±7.5V CD4053

850

330

210

±50

±200

±200

±200

270

120

80

10

10

5

±0.01

±0.08

±0.04

±0.02

1050

400

240

±50

±200

±200

±200

1200

520

300

±500

±2000

±2000

±2000

fl

n

n

fi

íi

a

nA

nA

nA

nA

Control Inputs A, B, C and Inhíbit

VIL

VIH

IIN

Low Leve! Input Voltage

High Level Input Voltage

Input Current

VEE = VSSRL=lkatoVSsI|S<2 iA on all OFF Channels

V|s = vDDthru1 kA

VDD=5VVDD = 10VVDD = 15V

VDD=S

VDD = 10VDD = 15

vDD=isv, VEE-OVVIN = OVVDD = 15V, VEE = OVVIN = 15V

3.5

711

1.53.04.0

-0.1

0.1

3.5

711

-10-5

10-5

1.53.04.0

-0.1

0.1

3.57

11

1.53.04.0

-1.0

1.0

VVV

VVV

MA

íiA

Na te 1: 'VSbsolute Máximum Ratfngs" are líiose valúes beyond wh ch tne safety of trie dev ce cannot be guaranteecf. Excepl for "Operatlng Terrperature Range"Ihey are not meant lo ímply that the devices snould he oparated at mese limiis. Trie lable oí "Electrlcal Cnaracterlstlcs" próvidas cond tions for actúa! deviceopera ti orí.

Note 2: All vottages measured with respecí to Vgg unlsss otherw se speclfted.

AC Eléctrica! CharaCteristlCS* TA=25°C, tr=t(=20ns, unless othenvise specífied.

Symbol

'PZH.tpZL

tpHZ.tpLZ

CIN

COLTT

CIOS

GPD

Parameter

Propagation DelayTíme fromInhibit to Sígnal Output(channel turning on)

Propagation Delay Time fromInhibit to Sígnal Output{channe! turning off)

input CapacitanceControl inputSigna! Input (1N/OUT)

Output Gapacitance(commonOUT/IM)

CD4051GD4052CD4053

Feedthrough Capacitance

Power Dissipation Capacilance

CD4051CD4052CD4053

Conditíons

VEE=VSS=GVRL = 1 kíl

CL = 50pF

VEE-VSS=OVR¡_=1 kaCL=50pF

VEE=VSS=OV

VDD

5V10V15V

5V10V15V

10V10V10V

Min Typ

600225160

21010075

510

30158

0.2

11014070

Max

1200

450320

420200150

7.515

Units

nsnsns

nsnsns

PFpF

pFPFpF

pF

pFpFpF

Sígnal Inputs (V|SJ and Outputs (VOs)

tpHLtpLH

Sine Wave Response(Dísiortion)

Frequency Response, Channel"ON" (Sine Wave Input)

Feedthrough, Channel "OFF"

Crosstalk Beíween AnyTwoChannels (frequency at 40 dB)

Propagation Delay SignalInput lo Signal Output

RL = 10kA

f,s = l kHzV|S = 5Vp.pVEE-VSI-OVRL = 1kfilVEE = OV,V!S-5Vp.pl

20iogioV0s/Vis=-3dB

RL=1 kíl,VEE«Vss = OV,V,s-SVp.p,

20 logio V0s/V|S= -40 dB

RL = 1 kn.VEE = VsS = OV,V|s(A) = 5Vp.p

20 log-,0 VOS(B)/V|5(A) = -40 dB (Note 3)

VEE=VSS=OVCL=50pF

10V

10V

10V

10V

5V10V15V

0.04

40

10

3

251510

553525

%

MHz

MHz

MHz

nsnsns

Control Inputs, A, B, C and Inhibit

tpHL.IPLH

Control Input to SignalCrosstalk

Propagation Delay Time írornAddress ío Signal Ouíput(channels "ON" or "OFF")

VEE = vss = 0 V, RL = 1 o kíl at both endsoí channel,inpuí Square Wave Amplííude = 1 0V

VEE=Vss=OVCL=50pF

10V

5V10V15V

65

500180120

1000

360240

mV (peak)

nsnsns

'AC Páramelas are guarameed by DC correlated testing.

Note 3: A. B are two arbitraiy cnannels witti Alurned "ON" and 8 "OFF1.

Block DiagramsCD4051BM/CD4051BC

CHAHNELlJí/OUT

CD4052BM/CD4052BCXCHAMNELSIN/OUT

y CHANNELSIN/ÜUT

TU/F/S65Z-Z

Block DiagramsCD4053BM/CD4053BC

y fu üf h\yO O O O O

3 5 1 Z 13 I 1

TL/F/5652-3

Truth Table

!NPUT STATES

INHIBIT

0

0

0

0

0

0

0

0

1

c0

0

0

0

1111V

B

0

0

110

0

11*

A

0

10

10

10

1*

"ON" CHANNELS

CD4051B

0

1

2

3

4

5

6

7

NONE

CD4052B

OX.OY1X, 1Y2X.2Y3X.3Y

NONE

CD4053B

ex, bx, ax

ex, bx, ayex, by, axex, by, aycy, bx, axcy, bx, aycy, by, axcy, by, ay

NONE

'Don't Care conditlon.

Switching Time Waveforms

SIGNAL IfJPUT TO SIGNAL QUTPUT

AODRESSTO SIGNAL OUTPUT

VOQo

IN/OUTorOUT/IN

ANYCHAHNEL

>INHIBIT

DUT/ÍHorlN/OUT-vos

1KI1" TI 5DpF

VDD

IKíl

INTOUTor IDUT/JN ( 1

4- v

1NHIBIT 0— — 1 — J

vos OUT/IN orIW/OUT

:SflpF

TL/F/5662-4

Speciat ConsiderationsIn certain applications Ihe exlernal load-resistor currenl mayinclude both VQQ and signal-line components. To avoiddrawing VQD current when switch current flows ¡nto JN/OUTpin, the voltage drop across the bidirectional switch musí

not exceed 0.6V al T^íS 25°C, or 0.4V at TA>25°C (calcu-lated from ROM valúes shown). No VDD current will flowthrough RL if Ihe switch current flows ¡nto OUT/IN pin.

Typical Performance Characteristícs

"ON" Resístance vs Signa!VoltageforTA=25°C

1

//

// •\

DOJ-

'*»

-V

te~\

-*

I41SV

1_i -6 -4 -I O 2 A- S E

SIGNAL VOLTAGE IV,S1 {VI

"ON" Resístance as aFunction of Temperatura forVDD-VEE=IGV

"ON" Resistance as aFunction of Tempera ture for

- 300

- 6 - 4 - 2 0 Z a

"ON" Resistance as aFunction of Tempera ture for

-E -J -2 D 7 4 G

SUPPLYVOLTACEtVj j l lV ]

DimenSÍOnS ¡nches (millimeters)

r°-7 B 5 iUAX[ iy ,y4 ]MAX16 £

L _„ 0.025 /R [0.64]

0.005[0.13] —

• MIU TYP

0.200[5.08]

MAX TVP

0.125-0. 200 TYP _J[3.13-5.08] "

0.030 .lfy[2.Q3]MAX~H

BOTH ENDS

l ^ k ^ l J ^ k ^ ' J ^ ' Ji a

L 0.037 i 0.005 TYP[0.34 ±0,13]

1

0.220-0.310[5.59-7.571

t

\_P 0.005-0. 020 TYP

[0. 13-0. 51] "r

0.290-0.3200.055±O.OC5 Typ [7.37-S.13][1.40Í0.13] l j r , — GLASS SEALAHT

tt 1AAAmníiíni i

0.01HK-[0.4

I |-[fl.51-1.52] llr n i q n ,. /

H I I [4.57] M"A [f TÍJ-1 1 *- -¡ íí- ¡ \2 TV

) /f^™- f J / J|^l«-» *«.«!"

90o'±ic. 1 95°±5°^-^TYP ' ^TYP

B.n n n, _^ 0.310-0.410 ^8±0.003 TYp —i [7E7-10411 r6Í0.08 Í Í K l''B/ IU'^'J J15AÍREVI)

[2.5JÍ0.25J

Cavity Dual-ln-Line Package (J)Order Number CD4051BMJ, CD4051BCJ, CD4052BMJ,

CD4052BCJ, CD4053BMJ or CD4053BCJ

NS Package Number J16A

j J'

16 15

H P

I9E04-10.COI

H n IZ ti 1Q

P A fl 6 P ¿¡

(1.3JE-1.7SJ)I

_I-=te3£3¿3¿4T=U=fcMÍ:• i i n i¿Sli LOSO

[D.356) —*H r^~Mnol ~*^

^^ _r O.XÍ

Small Outlíne Package (M)

Order Number CD4051BCM,

CD4052BCM or CD4053BCM

NS Package Number M16A

o eCQ 0)

in_o)O Q.

O ¿E

í 1 ^

^ EIQco

oSii XS <DH Q.

•

CTS

«1O w1

S wD c0<

SCQCM

O

QO

<jTCQ

LOO

QO

CQ

LOoQO

Physical DímenSÍOnS inches (milllmeters) (Continued)

, 0.740 -0.73Q ,(laso- 19.81} -H LMSO

i (2 286)fia IÍ3 ful fTü fía fñl ÍToljfUl ' ,HDa fiej fia- r| 1 - 1 ÁREA — ML* (\l °-25GÍ0.010 [£> %JJ_ Viy * (5-350±Q,254) LL,

DftJ Wlt j J -*^ , ü 1 GjU U("v 1 i-*IDENT LUL1ÍÍ3JL1ÍL2JL6JIIJÍ3] ¡DENT^ LÜ LU U

OPTION 0) OPTiON 02jH!";0'00^ __ J L 0-OSO -TVD J U. 4°TYP i 0.300 -C.32C r

| (3.3u2i.O.U,) | j— (1>524) " \ OPTiOHAL j (7.620-B.128) j

0.065

_ tl.650

T

0.145-0.300 I t ' ' J I/ \(3.583-5.020) } | {? Q Q Q (3 Q Q Q ^ j- ff* *\ j ir 1 1 if Ir if f f T / /i eco + so

í 90° ±4.° TYP íí ?•'' «ín cnoí "'" "T ' T ^^ 1 0.280 |

' 0.125-0.150 1 0.05010,015 l~"~ (7.112) ~*(3.175-3.610) ! ' '' {0.7S2A0.3S1) MIH

D.OU-0.023 1 0.100±O.Q10 , „ +O.OAOC0.35G-0.5S4) 0.050*0.010 (2^JO±0.254) ^" -0.015

^ (..270^0.25.) ^ («.2551 )

Molded Dual-ln-Líne Package (N)OrderCD4Q5lBM, C04051BC,

CD4052BM, CD4052BC, CD4053BM, CD4053BCNS Package Number N16E

LIFE SUPPORT POLICY

1

O.OOB-OÍJ16 __i (0503-0.406) '

»- "

NATIONAL'S PRODUCTS ARE NOT AUTHORI2ED FOR USE AS CRITlCAL COMPONENTS IN LIFE SUPPORTDEVICES OR SYSTEMS WITHOUT THE EXPRESS WRITTEN APPROVAL OF THE PRESIDENT OF NATIONALSEMICONDUCTOR CORPORATION. As used hereín:

. 1. Life support devices or systems are devices or 2. A critical componen! is any componen! of a lifesystems which, (a) are intended lor surgícal Implan! support device or system whose (ailure lo períorm caninto the body, or (b) support or sustain life, and whose be reasonably expected to cause Ihe íailure of the lifefailure lo perform, when properly used in accordance support device or system, or to affect its safety orwith ínstructions for use provided in the labeling, can effectiveness.be reasonably expected to result ¡n a significant injuryío the user.

^\l Semiconductor Mational Semiconductor National Semiconductor^^f Corporah'on Eorope Hong Kong Ltd.\S 1111 West Bardin Road Fax: (-t-49) 0-1 80-530 B5 B6 13th Floor. Straighl Block,

Arlington. TX 76017 Emalt cnjwgaatavmajisc.com Ocean Contro. 5 Cantón Rd.Tel: 1(800} 272-9959 Deutsoí Tal: (-f-d9) 0-180-530 85 85 Tsimshatsui. KowtoonFax: 1(800) 737-7018 Englsh TeL- {+J9) 0-180-532 7B 32 Hong Kong

Franjáis Tal: (+J9] 0-1BO-532 93 58 Tel: (852) 2737-1500Italiano Tgfc (+49) 0-180-534 16 BO Fax (B52) 2736-2960

National SemiconductorJapan Ltd.Tel: 81-043-293-2309Fax: 81-043-299-2406

Módulo del Teclado y Display

TC1

-~p C2

CAP

CAP

r

DECODIFICADOR

U2

HEADER 2OX2

HEADER DE BUSES

JP3

I

23 4

S 6

7

e9 10

II 12

13 14

15 16

<LCP.DR

HEADER 8X2

SALIDA A DISPLAY

CONTROL DE CONTRASTE

EPN-FIE

MO

DU

LO

D

EL

T

EC

LA

DO

Y

D

ISP

LA

Y

D o

curr

w n {

N

üm

fcer-

AM

PL

IFIC

AD

OR F

.I

No

3

ié,

SEO T

ANEXO 4: Especificaciones Técnicas Resumidas

Especificaciones Técnicas Resumidas

Fuente de Alimentación:

Fuente de conmutación

IN

OUT

110VAC

a)+5,+12, y -12VDC

b) +5, y -5VDC.

Especificaciones Generales del equipo:

Rango de velocidades de transmisión 150 a 9600 bps

Capacidad del buffer de datos a modular 3982 bytes

Modulador ZMQ-1050

Alimentación

Rango de frecuencias

Potencia máxima de entrada RF

Ninguna

800a1050MHz

20dBm

Nivel de corriente máximo en puertos de datos +~20 mA

Conectores SMA hembra

Módulo de Interfaz digital

Alimentación

Corriente típica de salida por cada puerto

Conectores

+5, y -5 V DC

4.56 mA

BNC hembra

Módulo Principal

Alimentación

Reloj del Sistema

Memoria RAM

Memoria ROM

Comunicación Serial

+5,+12y-12VDC

4MHz

8 Kbytes

8 Kbytes

RS-232

Documents

ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL FACULTAD DE INGENIERÍA …bibdigital.epn.edu.ec/bitstream/15000/9245/1/T1556.pdf · 2019. 4. 8. · ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL FACULTAD DE INGENIERÍA