Modulador Pag 22

7/27/2019 Modulador Pag 22

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Diseo e implementacin de un dispositivo transmi-sor y receptor para la comunicacin de dos compu-

tadoras por medio de radiofrecuencia pormodulacin FSK (Segunda Parte)

Por:

Manuel de Jess Campos Salazar

Sometido a la Escuela de Ingeniera Elctricade la Facultad de Ingeniera

de la Universidad de Costa Rica

como requisito parcial para optar por el grado de:

BACHILLER EN INGENIERA ELCTRICA

Aprobado por el Tribunal:

_________________________________Ing. Peter Zeledn Mndez

Profesor Gua

_________________________________ _________________________________Ing. Vctor H. Chacn Prendas, MSc Ing. Luca Acua Avendao

Profesor lector Profesora lectora


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DEDICATORIA

A mis padres y mi hermano por toda la ayuda brindada a lo largo de todos estos aos.


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NDICE GENERAL

NDICE DE FIGURAS..................................................................................vii

NDICE DE TABLAS......................................................................................x

NOMENCLATURA........................................................................................xi

RESUMEN.....................................................................................................xiv

CAPTULO 1: Introduccin...........................................................................11.1 Objetivos.................................................................................................................2

1.1.1 Objetivo general..............................................................................................21.1.2 Objetivos especficos ......................................................................................2

1.2 Metodologa............................................................................................................3CAPTULO 2: Desarrollo terico ..................................................................5

2.1 Modulacin .............................................................................................................52.1.1 Modulacin FSK.............................................................................................8

2.2 El puerto RS-232 ..................................................................................................112.2.1 Hardware.......................................................................................................11

2.2.2 Protocolos de Control de Informacin..........................................................152.3 Moduladores .........................................................................................................172.3.1 Osciladores....................................................................................................172.3.2 Osciladores de cristal ....................................................................................192.3.3 Moduladores basados en PLL, VCO y cristales osciladores ........................22

2.4 Receptores FSK ....................................................................................................232.4.1 Receptores super-heterodinos .......................................................................23

2.5 Antenas .................................................................................................................252.5.1 Aspectos generales........................................................................................252.5.2 Parmetros de antenas...................................................................................262.5.3 Tipos de antenas............................................................................................32

2.5.4 Antenas en recepcin ....................................................................................32CAPTULO 3: Diseo del sistema de comunicacin ..................................35

3.1 Diagrama General del Sistema de Comunicacin ................................................373.2 Diseo de los Moduladores...................................................................................41

3.2.1 Mtodo de Diseo.........................................................................................43


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3.3 Diseo de los demoduladores ...............................................................................463.3.1 Mtodo de Diseo.........................................................................................46

3.4 Simulacin FSK....................................................................................................50

3.5 Investigacin referente a equipo de radiofrecuencia ............................................553.5.1 Sintetizador de frecuencias ...........................................................................563.5.2 MAX1471 .....................................................................................................623.5.3 RTFQ1 y RRFQ1..........................................................................................633.5.4 Wmod9k6......................................................................................................65

CAPTULO 4: Construccin de los circuitos impresos .............................67

4.1 Diseo del circuito impreso ..................................................................................674.2 Construccin de los circuitos y montaje de los componentes ..............................76CAPTULO 5: Pruebas de Laboratorio ......................................................79

5.1 Modulador.............................................................................................................79

5.2 Demodulador ........................................................................................................82CAPTULO 6: Conclusiones y recomendaciones .......................................90

BIBLIOGRAFA............................................................................................92

APNDICES...................................................................................................94

ANEXOS .........................................................................................................98


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NDICE DE FIGURAS

Figura 2.1 Esquema general de modulacin. Tomado de [5] .............................................6

Figura 2.2 Formas de onda en el dominio del tiempo para distintos tipos de modulacin.Tomado de [7].....................................................................................................................7

Figura 2.3 Seal FSK en el dominio del tiempo. Tomado de [5].......................................8

Figura 2.4 Parmetros de una seal FSK. Tomado de [5] .................................................9

Figura 2.5 Seal sincrnica vs seal asincrnica. Tomado de [5]....................................10

Figura 2.6 Representacin de un uno lgico y un cero lgico en el estndar RS232.Adaptado de [6] ................................................................................................................12

Figura 2.7 Asignacin de pines del RS-232. Tomado de [6]............................................13

Figura 2.8 Conexin Null Modem sin Handshaking. Tomado de [5] ..............................15

Figura 2.9 Esquema general de un oscilador. Tomado de [5] ..........................................18

Figura 2.10 Circuito equivalente del cristal de cuarzo. Tomado de [13]..........................19

Figura 2.11Curva de impedancia del cristal. Tomado de [5]............................................19

Figura 2.12 Estructura general del oscilador sintonizado.................................................20

Figura 2.13 Ejemplo de Oscilador Colpitts. Tomado de [5].............................................21Figura 2.14 Modulador FSK. Tomado de [8] ..................................................................22

Figura 2.15 Diagrama de bloques del receptor super-heterodino. Tomado de [8] ...........23

Figura 2.16 Patrn de radiacin de un dipolo de media longitud de onda. Tomado de [10]..........................................................................................................................................30

Figura 2.17 Patrn de radiacin en tres dimensiones de un dipolo de mitad de longitud deonda. Tomado de [10].......................................................................................................30

Figura 2.18 Equivalente de Thevenin de antena en recepcin. Tomado de [10]..............33

Figura 3.1 Pinout del MAX232 ........................................................................................36

Figura 3.2 Esquema del sistema de comunicacin. Tomado de [5] .................................37

Figura 3.3 Esquema utilizado para el modulador .............................................................42

Figura 3.4 Esquemtico para el modulador de la computadora 1.....................................45

Figura 3.5 Esquemtico para el modulador de la computadora 2.....................................45


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Figura 3.6 mbitos de captura y de seguimiento de un PLL ...........................................47

Figura 3.7 Esquema del demodulador de tonos 30kHz y 50kHz......................................49

Figura 3.8 Esquema del demodulador de tonos 70kHz y 90kHz......................................49

Figura 3.9 Simulacin modulacin FSK...........................................................................50

Figura 3.10 Espectro de frecuencias de la seal moduladora y de la seal modulada .....51

Figura 3.11 Ampliacin del espectro de frecuencias de la figura 3.10.............................52

Figura 3.12 Modulacin FSK de la seal .........................................................................53

Figura 3.13 Espectro de frecuencias de la seal moduladora y de la seal modulada .....54

Figura 3.14 Seal moduladora en contraste con las seales demoduladas (con y sin ruido)..........................................................................................................................................55

Figura 3.15 Diagrama de bloques del ML145152 ............................................................56

Figura 3.16 Esquema con lazo de realimentacin del ML145152, el VCO y el prescalerML12017 ..........................................................................................................................57

Figura 3.17 Diagrama de Bloques del ML12017 .............................................................60

Figura 3.18 Diagrama de bloques general mostrando la conexin entre el prescaler y elPLL ...................................................................................................................................61

Figura 3.19 Encapsulado del TOM9321...........................................................................62

Figura 3.20 Emisor RTFQ1 (arriba) y receptor RRFQ1...................................................63

Figura 3.21 Diagrama de bloques del RTFQ1..................................................................64

Figura 3.22 Diagrama de bloques del RRFQ1..................................................................64

Figura 3.23 Transceptor FSK de 9600baudios .................................................................65

Figura 3.24 Diagrama de Bloques del Transceptor FSK de 9600baudios........................66

Figura 4.1 Esquemtico utilizado para la construccin del circuito impreso ...................68

Figura 4.2 Seleccionando la opcinEdit Properties .....................................................69

Figura 4.3 rbol del proyecto...........................................................................................70

Figura 4.4 Ventana Create Netlist.....................................................................................71

Figura 4.5 Imagen del circuito despus de abrir el Netlist en el Layout ..........................72

Figura 4.6 Resultado del Ruteo. Vista de pistas y componentes ......................................74

Figura 4.7 Ventana de impresin del Orcad Layout.........................................................75

Figura 4.8 Circuitos impresos fabricados en el LECI.......................................................76

Figura 4.9 Soldadura de los componentes ........................................................................77


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Figura 4.10 Circuito de transmisin y recepcin terminado.............................................77

Figura 5.1 Captura del modulador de 30/50kHz. 1) Seal moduladora, 2) Seal modulada..........................................................................................................................................80

Figura 5.2 Captura del modulador de 70/90kHz. 1) Seal moduladora, 2) Seal modulada..........................................................................................................................................81

Figura 5.3 Captura del demodulador de 30/50kHz. 1) Seal de entrada al PLL de 30kHz,2) salida de un 1 lgico del MAX232...............................................................................83



Figura 5.6 Captura del demodulador de 70/90kHz. 1) Seal de entrada al PLL de 90kHz,

2) salida de un 0 lgico del MAX232...............................................................................86Figura 5.7 1) Seal enviada por la computadora 1. 2) Seal recibida en la computadora 2..........................................................................................................................................88

Figura 5.8 1) Seal enviada por la computadora 2. 2) Seal recibida en la computadora 1..........................................................................................................................................89


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NDICE DE TABLAS

Tabla 2.1 Conexin Null Modem sin Handshaking. Tomado de [5]................................16

Tabla 2.2 Clasificacin de osciladores sintonizados.........................................................21

Tabla 3.1 Canales del Sintetizador. Tomado de [5]..........................................................59

Tabla 5.1 Datos obtenidos al probar el modulador 30/50kHz ..........................................80

Tabla 5.2 Datos obtenidos al probar el modulador 70/90kHz ..........................................82

Tabla 5.3 Datos obtenidos al probar el demodulador 30/50kHz ......................................84

Tabla 5.4 Datos obtenidos al probar el demodulador 70/90kHz ......................................86


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NOMENCLATURA

AFSK Audio Frequency Shift Keying

AM Amplitud Modulation (Amplitud Modulada). Tcnica de modula-

cin en la cual se enva la informacin en una seal haciendo variar

la amplitud de sta.

ASK Amplitude Shift Keying (Modulacin por cambio de Amplitud). Es

un tipo de modulacin digital en el cual se cambia la amplitud de la

seal portadora entre dos valores predeterminados dependiendo del

valor de la moduladora.BPSK Bi-Phase Shift Keying. Modulacin PSK en la cual se utiliza sola-

mente dos fases para representar la informacin.

CMOS Complementary MOS (MOS Complementario). Tecnologa de cir-

cuitos digitales con la que se construye la gran mayora de los dis-

positivos digitales actualmente. Consiste en la utilizacin de

transistores de Metal-xido Semiconductor de Efecto de Campo

(MOSFET) complementarios (de canal n y canal p) para producir

los valores lgicos.

DCE Data Comunications Equipment (Equipo de Comunicacin de Da-

tos). Segn el estandar RS-232, DCE es el equipo central de comu-

nicaciones, el cual enva su informacin por medio del pin TX (Pin

de transmisin). Por lo general el DCE es la computadora.

DTE Data Terminal Equipment (Equipo Terminal de Datos). Es el equi-

po que recibe la informacin, o sea, es el equipo que recibe la in-

formacin a traves del pin de transmisin. Por lo general, DTE se

refiere al equipo que se conecta a la computadora (DCE).

FI Frecuencia Intermedia. En un receptor superheterodino, se dice de

la frecuencia tomada despues de la etapa de mezcla. Generalmente


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es una frecuencia de 455kHz para equipos AM y 10,7MHz para

FM.

FM Frequency Modulation (Frecuencia Modulada). Es una tcnica demodulacin en la que se vara la frecuencia de una seal de manera

que la seal se pueda recuperar en el receptor al detectar estos cam-

bios.

FSK Frequency Shift Keying (Modulacin por Cambio de Frecuencia).

Tipo de modulacin digital en la cual se cambia la frecuencia de la

portadora entre dos valores preestablecidos, dependiendo del valor

de la moduladora.

LO Local Oscilator (Oscilador Local). En sistemas heterodinos, se dice

de la frecuencia de referencia que se utiliza para reducir la frecuen-

cia de la seal RF.

PCB Tarjeta de Circuito Impreso (Printed Circuit Board)

PLL Phase Lock Loop (Lazo de Enganche de Fase). Lazo de realimenta-

cin electrnico que controla un VCO por medio de la diferencia de

fases de una seal que se intenta seguir y una seal producida por el

VCO.PSK Phase Shift Keying (Modulacin por cambio de Fase) Modulacin

digital basada en el cambio de fase de una seal para la transmisin

de datos.

QAM Quadrature Amplitude Modulation (Modulacin por amplitud en

cuadratura). Tipo de modulacin que hace uso tanto de la modula-

cin de amplitud como de la modulacin de fase.

QPSK Quadrature Phase Shift Keying (Modulacin por Cambio de Fase en

Cuadratura). Modulacin PSK en la cual se codifican dos bits a la

vez con una sola fase, por lo que se utilizan cuatro fases distintas

separadas 90 una de la otra.

RF Radio Frecuencia.


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RS-232 Estandar que define todas las especificaciones fsicas del puerto se-

rie de las computadoras.

TTL Transistor-Transistor Logic (Lgica Transistor-Transistor) Familialgica de circuitos digitales en el que un uno lgico se toma como

un voltaje de 5V y un cero lgico se toma como un voltaje de 0V.

VCO Oscilador Controlado por Voltaje


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RESUMEN

El objetivo general del proyecto fue disear un dispositivo transmisor y receptor

que sirviera para comunicar dos computadoras en forma inalmbrica por medio de

radiofrecuencia usando el mtodo de modulacin FSK. El trabajo consta principal-

mente de tres fases: la primera fase corresponde a la investigacin terica sobre los

principales mtodos de modulacin, as como algunas topologas de implementacin.

En la segunda parte se presentan los mtodos de diseo del dispositivo transmisor y eldiseo e implementacin del circuito impreso para el sistema diseado. En la tercera

fase se construy el circuito diseado y adems se hicieron en el laboratorio las prue-

bas sobre el desempeo de dicho circuito.

Al comunicar los circuitos entre s se lograron velocidades de transmisin de

hasta 19200 bits por segundo con lo que se supera las velocidades alcanzadas en la

primera parte de este proyecto

Como en todo proyecto, se tuvo que lidiar con algunas dificultades como lo es la

falta de componentes electrnicos de radiofrecuencia en nuestro pas, el cual fue el

mayor obstculo. El mayor aporte realizado con este proyecto fue el de integrar la in-

terfase TTL/RS232, el modulador y el demodulador en un nico circuito impreso lo

cual hace que el sistema sea menos propenso a las fallas y menos sensible a la interfe-

rencia.

Se concluye que para poder transmitir se debe hacer uso de frecuencias lo sufi-

cientemente altas para que el tamao de la antena requerida sea el adecuado. Para al-

canzar estas frecuencias debe construirse el sintetizador de frecuencias que haga usode un prescaler. Debido a las altas frecuencias a las funciona el sintetizador, se reco-

mienda que este tambin sea construido sobre una placa impresa.


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CAPTULO 1: Introduccin

A partir de la segunda mitad del siglo veinte el mundo ha sufrido una revolucin

tecnolgica sin precedentes en todos los campos. Los campos de la electrnica y las

telecomunicaciones han sido en gran medida promotores de esta revolucin. Resulta

difcil de imaginar, por ejemplo, un viaje espacial sin la ayuda de sistemas electrni-

cos que controlen la navegacin de la nave o la comunicacin de sta con el planeta

Tierra. Y lo ms asombroso es que a pesar de todos los avances que tiene nuestra so-

ciedad en estos campos hasta el da de hoy, pareciera que todava no existe un lmite

para que esta evolucin tecnolgica contine.

Este trabajo pretende aportar un pequesimo grano de arena al campo de laelectrnica y las comunicaciones al disear e implementar un sistema que trabaja con

radiofrecuencias y que es capaz de intercomunicar dos computadoras por medio de su

puerto serial. Si bien es cierto que existen sistemas inalmbricos capaces de interco-

municar computadoras (Wi-Fi, Bluetooth, etc.), en el mbito acadmico de nuestra

universidad existen pocas fuentes de informacin disponibles sobre sistemas de co-

municacin inalmbrica. Debido a esto uno de los objetivos de este proyecto es el de

realizar un documento que pueda guiar a futuros estudiantes de la ingeniera elctrica

en el campo de la comunicacin inalmbrica.

La razn que impuls al autor a desarrollar este proyecto fue un proyecto reali-

zado en el primer semestre del ao 2006, el cual propona la misma idea de interco-

municar dos computadoras en forma inalmbrica pero que por inconvenientes

tcnicos no pudo ser completado de la manera que se pretenda en un principio.

El principal obstculo que se pudo observar en el proyecto anterior fue que se

pretendi trabajar con radiofrecuencias por lo que se debi poner especial cuidado a

los componentes que se escogieron en la etapa de diseo pues los circuitos que traba-

jan en radiofrecuencias son ms susceptibles al ruido y a la interferencia. Por otro la-

do, no todos los componentes electrnicos son aptos para trabajar en radiofrecuencias.


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Un caso muy comn es el de los amplificadores operacionales, los cuales atenan la

seal cuando sta tiene frecuencias altas.

Otro problema por resolver es de la escogencia (o el diseo, en caso de que fue-ra necesario) de una antena adecuada para la aplicacin. Existe infinidad de tipos de

antenas en el mercado pero como es de esperarse muy pocas cumplen con las especi-

ficaciones que se buscan.

Los pasos a seguir para superar los anteriores problemas tcnicos son, primero

que todo, la investigacin terica, la cual dar las bases para continuar con los si-

guientes pasos. El segundo paso a seguir es el de armar y poner en funcionamiento el

circuito diseado por Jos David Rojas. El paso siguiente es el disear e implementar

las etapas de radiofrecuencia del circuito. Por ltimo se harn pruebas al sistema dise-

ado tales como el alcance mximo, tasas de transmisin, entre otras.

1.1 Objetivos

1.1.1Objetivo generalContinuar con el desarrollo de un dispositivo transmisor-receptor de radiodifu-

sin para una comunicacin FSK entre dos computadoras personales para un medianoalcance (aproximadamente 3 Km.), proyecto iniciado por el estudiante Jos David

Rojas Fernndez en el primer ciclo lectivo del ao 2006.

1.1.2Objetivos especficos Desarrollar un dispositivo transmisor-receptor de radiodifusin para comunicacin

inalmbrica FSK.

Desarrollar un documento sobre el funcionamiento de un transmisor (oscilador,modulacin, etc.), funcionamiento de un receptor (demodulacin, etc.),amplificadores, fuentes de poder, antenas, ruido, distorsin y fidelidad.

Poner a disposicin de los estudiantes de la escuela de ingeniera elctrica undocumento para el desarrollo de un sistema de transmisin inalmbrico que permita


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comprender mejor, por medio de un ejemplo prctico, el funcionamiento de los

sistemas de transmisin por radiodifusin.

Poner en comunicacin dos computadoras personales utilizando el transmisor-receptor por medio de una comunicacin serial a travs del protocolo RS-232.

1.2 MetodologaLa realizacin del proyecto incluye las siguientes etapas:

Investigacin Terica:

Esta es la primera etapa del proyecto y probablemente la ms importante pues

es en esta etapa en la que se obtienen todos los conocimientos necesarios para poderrealizar los pasos siguientes. Debido a que los objetivos del proyecto son terico-

prcticos a cada objetivo de la investigacin le sigue una etapa de implementacin en

la que se debe investigar cuales son las configuraciones y componentes que mejor se

adaptan para cumplir con los objetivos propuestos.

Implementacin del modulador y demodulador:

Para la construccin del modulador y demodulador se utiliz el dise reali-

zado por Jos David Rojas. Se requiri hacer algunas modificaciones a ste diseo pa-

ra adaptarlo a los nuevos requerimientos. Para esto se analiz cual fue la mejor

solucin y se implement dicha modificacin.

Diseo de la etapa de radiofrecuencia:

La tercera fase del proyecto fue la del diseo e implementacin del transmisor

de radiofrecuencia, el cual transmite en frecuencias del orden de los Megaherts. Como

en todo proyecto fue necesario realizar un diseo adecuado antes de implementar

cualquier tipo de circuito. Sin embargo un buen diseo no garantiza en un cien por

ciento el correcto funcionamiento del circuito diseado pues pueden presentarse fac-tores que no se consideraron en la etapa de diseo como lo es el ruido y la interferen-

cia. Por lo tanto result necesario hacer ligeros ajustes al diseo durante la

implementacin del mismo.


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Implementacin y pruebas del sistema:

Se implementaron todas las etapas que componen el sistema y se pusieron a fun-

cionar en conjunto. Se hizo capturas y se obtuvo resultados del funcionamiento de lasetapas del circuito as como del funcionamiento del sistema completo. Dichos resulta-

dos y capturas se presentan en el captulo de diseo del sistema.


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CAPTULO 2: Desarrollo terico

En este captulo se hace un resumen terico de los temas que se encuentran di-

rectamente relacionados con el proyecto realizado. Muchos de estos temas ya han si-do tratados en la primera parte de este proyecto [5]. El objetivo de este captulo es el

de hacer mencin nuevamente a algunos de esos temas, ampliar otros que haban sido

tratados con menor detalle y agregar algunos nuevos que el autor consider necesarios

para el desarrollo del proyecto.

2.1 ModulacinEsta seccin ha sido adaptada de [7].

En los sistemas de comunicacin, la informacin a transmitir por lo general no

se encuentra en una forma transmisible por el canal con el que se cuenta, pues en mu-

chos casos la seal que porta la informacin pierde o ve modificadas sus caractersti-

cas tales como amplitud o fase al ser enviada por dicho canal. Esto se debe tanto a las

caractersticas de la seal de informacin como de las caractersticas del canal.

Un caso muy comn en la actualidad es el envo de datos digitales a travs de

algn canal. Si se considera las seales digitales como ondas cuadradas, es muy pro-

bable que, dependiendo de las caractersticas del canal, durante la transmisin de losdatos los armnicos de alta frecuencia de este tipo de seales, se pierdan en el medio,

causando que los datos que llegan al receptor sean indescifrables.

Una de las principales razones para modular seales es poder enviar diferente

informacin que en un principio tiene la misma frecuencia (por ejemplo, seales de

voz) a travs del mismo canal sin que haya interferencia, a esta caracterstica se le

llama multiplexacin en frecuencia. Otra razn de gran importancia es el de minimi-

zar el tamao de los aparatos electrnicos. Se busca aumentar la frecuencia de la seal

transmitida para reducir su longitud de onda. Esto permite reducir el tamao de la an-

tena que el equipo necesita para hacer la transmisin.

Se llama modulacin al proceso de cambiar las propiedades de una seal para

poder enviar informacin codificada en la seal que se est enviando. El objetivo es


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2.1.1 Modulacin FSKLa modulacin FSK (Frequency Shift Keying) es un tipo de modulacin digital

que cambia la frecuencia de la portadora entre dos valores preestablecidos, depen-diendo del valor del bit que se est transmitiendo. Como se observa en la figura 2.3 un

valor de frecuencia corresponde a un uno y el otro valor de frecuencia corresponde a

un cero.

Figura 2.3 Seal FSK en el dominio del tiempo. Tomado de [5]

De la figura 2.3 se deducen dos hechos importantes:

La frecuencia de la portadora cambia de entre 2 frecuencias discretas. Cada una de las frecuencias representa un 1 o un 0. Al valor lgico 1 se

le denomina Marca y se le asigna la frecuencia mayor. Al 0 lgico se le

llama espacio y se le asigna la frecuencia menor.

Parmetros de las seales FSK

Cuando se hace referencia a los parmetros de las seales FSK, se hace referen-

cia a los aspectos que caracterizan en forma completa a una seal FSK. En la figura2.4, se muestran los principales.


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Velocidad en baudios ("Keying Speed"): Se refiere a las veces queuna seal puede cambiar en un segundo. El valor de la velocidad corres-

ponde al inverso de la Duracin del elemento. Su unidad de medida es elHertz.

La seal FSK, puede ser enviada en forma sincrnica as como asincrnica.

Ambas formas tienen ventajas y desventajas. La seal sincrnica puede lograr mejo-

res velocidades de transmisin pero resulta ms cara y ms difcil de implementar

pues debe lograr que se sincronicen el emisor y el receptor. Las seales asincrnicas

requieren de tcnicas que indiquen a los equipos en que momento inicia y finaliza la

transmisin de datos.

Figura 2.5 Seal sincrnica vs seal asincrnica. Tomado de [5]

Las tcnicas utilizadas consisten por lo general en el uso de bits de control pa-

ra indicar el inicio de una comunicacin, mediante un protocolo preestablecido. En la

seal sincrnica, los cambios en los bits se dan en los flancos de la seal de reloj(puede ser en los flancos positivos o en los negativos). En la seal asincrnica es si-

gue el protocolo que se muestra a continuacin:


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Cuando no hay transmisin de datos, la seal del emisor se mantiene enun 1 lgico.

Al llegar un flanco negativo, se indica al sistema que comenzar unatransmisin de datos en r segundos.

Transcurrido este tiempo, se enviarn 5 bits de informacin. El sistemade recepcin deber entonces muestrear la seal cada cierto tiempo, de-

pendiendo de la duracin predefinida de los bits para lograr captar los

valores de los cinco bits.

Despus de que se han enviado los 5 bits, se transmite el bit de fin detransmisin. Este corresponde a un 1 lgico con una duracin de por lo

menos 1.42 veces la duracin de un bit normal.

El protocolo se repite cada vez que se desee iniciar una comunicacin.

2.2 El puerto RS-232En esta seccin, se hace una breve descripcin del puerto serial RS232. Esta in-

formacin fue de utilidad cuando se diseo el hardware y el software que comunicara

las computadoras con los moduladores. Para el sistema comunicacin inalmbrica que

se desea desarrollar con el proyecto, la eleccin del puerto serial como puerto de co-

municacin resulta las ms indicada pues es fcil de utilizar y adems permite la

transmisin de datos a travs de un solo cable. El nombre de RS232, se refiere al es-

tndar que se utiliza para el puerto, y corresponde a Recommend Standard number

232.

2.2.1 HardwareDe acuerdo a [6] las especificaciones elctricas del puerto serial son las siguien-

tes:


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Un cero lgico est representado por un voltaje entre los +5 y los +15voltios si se trata de un cero que se est enviando. El cero lgico del re-

ceptor est representado por un voltaje entre los +3 y los +15 voltios. Un uno lgico se representa por un voltaje entre los -5 y lo -15 voltios

para el emisor. Para el receptor, el uno lgico estar representado por un

voltaje entre los -3 y los -15 voltios. A este mbito de voltaje se le de-

nomina la marca.

Figura 2.6 Representacin de un uno lgico y un cero lgico en el estndar

RS232. Adaptado de [6]

La regin entre los -3 y los +3 voltios se toman como una etapa de tran-sicin y por ello representa un valor lgico indeterminado.

Un circuito abierto no debe exceder los 25 voltios con respecto a la tie-rra.

Un cortocircuito no debe superar 0.5 A. El estndar especifica que la velocidad de transmisin de datos mxima

es de 20000 bits por segundo. Para evitar interferencia en la lnea el slew-rate mximo debe ser de

30V/s.

La carga vista por el emisor debe estar entre los 3k y los 7k.


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La carga capacitiva mxima en el cable que comunica al emisor y al re-ceptor debe ser de 2500 pF.

El estndar RS232 especifica un conector de 25 pines el cual cuenta con todoslas seales definidas para este puerto. Sin embargo se cuenta tambin con un conector

de 9 pines en el que se encuentran solamente las seales ms necesarias. Este puerto

de nueve pines es el que comnmente se encuentra en las computadoras personales.

Figura 2.7 Asignacin de pines del RS-232. Tomado de [6]

A continuacin se presenta una descripcin de los pines del puerto RS232 (Ba-

sada en [6]):

Pin TD: Pin 2 del DB25 y pin 3 del DB9: En este pin viaja la informa-cin desde el dispositivo DTE al DCE1. Sin embargo, se debe hacer una

aclaracin. La nomenclatura de los pines se dispuso desde el punto de

vista del DTE, esto es, en el caso que el cable que uniera un dispositivo

DTE con uno DCE, fuera uno a uno (pin uno del DTE al pin uno DCE),

el DTE enviara los datos por el pin TD y el dispositivo DCE recibira el

dato tambin por el pin TD, es decir, el dispositivo DCE, recibe los datos

por el pin Transmitted Data. Sin embargo, en algunos casos, los disea-

1 DTE: data terminal equipment. Corresponde a la computadora

DCE: data circuit-terminating equipment. Corresponde al perifrico


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14

dores de sistemas de comunicacin cambian el nombre de los pines para

que sean ms fcilmente identificables. Esta lnea se mantiene en un 1

lgico cuando no hay comunicacin entre los dispositivos. Pin RD: es donde el dispositivo DTE recibe los datos. Mantiene un uno

lgico cuando no hay comunicacin.

RTS: El dispositivo DTE pone un uno lgico para indicar que est listopara enviar un dato.

CTS: El dispositivo DCE pone un 1 lgico para indicarle al DTE quepuede recibir un dato.

DTR y DSR: Su funcin es la de indicar que un dispositivo est conec-tado y encendido.

DCD: Lnea usada por los MODEM para indicar que se ha hecho co-nexin con otro MODEM.

Clock Signals: Los pines 15, 17 y 24 son utilizados para comunicacio-nes sincrnicas.

Pines Secundarios: Los pines 12, 13 y 14, se usan para el manejo demdems remotos, habilitacin de cambios en la tasa de transmisin du-

rante la comunicacin, retransmisin en caso de que se detecte un error

de paridad.

RI (Ring Indicator): Cuando tiene una marca, se indica que una se-al de timbrado se est recibiendo en el canal de comunicaciones. Esta

lnea simula el timbrado del telfono cuando el MODEM recibe una lla-

mada.


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15

2.2.2 Protocolos de Control de InformacinEn cualquier comunicacin digital, es necesario que emisor y receptor sigan un

protocolo de comunicacin para que la comunicacin sea llevada a cabo con xito.

Este protocolo se conoce con el nombre de handshaking2.

En el estndar RS-232 existen varios pines que se utilizan para el control de la

transmisin de informacin entre el DTE Y el DCE. Pero existe el caso de que se

quiera comunicar dos DTE, o que por alguna razn no se pueda utilizar un cable con

todos los conductores necesarios para una transmisin tal y como la establece el es-

tndar.

Como solucin a estas distintas situaciones se han creado distintos protocolos de

handshaking que permiten la comunicacin por el puesto serial sin necesidad de utili-

zar todos los pines y que permiten tambin la comunicacin de equipos que normal-

mente no podran interconectarse entre si. Estos protocolos de handshaking pueden

implementarse tanto por medio de hardware como por medio de software. En el caso

de este proyecto se utiliza una conexin Null MODEM sin handshaking, al cual se

hace referencia en la figura 2.8 y la tabla 2.1, y se hace el control del flujo de datos

por medio de handshaking de software.

Figura 2.8 Conexin Null Modem sin Handshaking. Tomado de [5]


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16

Tabla 2.1 Conexin Null Modem sin Handshaking. Tomado de [5]

Conector 1 Conector 2 Funcin

2 3 Rx Tx

3 2 Tx Rx

5 5 Tierra

El Null Modem sin Handshaking es la forma de conexin ms simple, por lo

menos desde el punto de vista de hardware. Consiste en no utilizar los bits de control,

sino solamente las lneas de datos.

Con respecto al handshaking por medio software se debe mencionar que se logra

enviando un caracter especial que representa cierto estado de la comunicacin. Este

handshaking se conoce tambin como Xon/Xoff. Consiste en enviar un carcter espe-

cial con el cual se le indica al receptor que est listo para empezar la comunicacin

(Xon) y otro caracter le indica al emisor que no est listo para recibir datos (Xoff).

El caracter elegido para el Xon es el ASCII 17 y el caracter de Xoff es el ASCII

19. Si algn dispositivo necesita detener la comunicacin, mandar por la lnea decomunicaciones los bits correspondientes a Xoff. Si la comunicacin puede ser reini-

ciada, entonces el dispositivo que est listo enviar un Xon. Este tipo de control tiene

el problema de que si hay algn error en la transmisin de datos y se pierde un solo

bit, el equipo no podr reconocer si ha recibido un Xoff o un Xon, por lo que el equi-

po no se dar cuenta cuando debe empezar a enviar o recibir informacin. Para evitar

este tipo de errores se debe bajar la velocidad de la transmisin, por lo que se tendrn

bitrates ms bajos que si se utilizan otras formas de control.

2 Handshaking se podra traducir como apretn de manos entre los equipos conectados.


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17

2.3 ModuladoresTal y como se dijo pginas atrs, la modulacin FSK consiste bsicamente en

modificar la frecuencia de la portadora dependiendo del valor lgico de la seal mo-

duladora. Se acostumbra que la frecuencia de la seal que corresponde a un uno lgi-

co sea ms alta que la frecuencia correspondiente a un cero lgico, adems la

frecuencia intermedia entre estos dos valores es la correspondiente a la seal modula-

da.

Teniendo esto en cuenta se procede a la bsqueda de diseos de circuitos fsi-

camente realizables con los que se pueda realizar la modulacin y que adems seacompatible con TTL.

A continuacin se presenta un resumen de varios esquemas utilizados para la

modulacin FSK. Cada esquema presentado vara tanto en la frecuencia mxima que

puede alcanzar como en la estabilidad de dicha frecuencia (la estabilidad es depen-

dienta de las condiciones ambientales tales como la temperatura), en el nivel de com-

plejidad del circuito y por consiguiente en el costo que dicho circuito puede llegar a

tener. Se ha hecho esta adaptacin de [5] y [8].

2.3.1 OsciladoresConsiste en un circuito oscilante que pueda cambiar su frecuencia de oscilacin

por medio de un dispositivo como por ejemplo un transistor. Su principal problema es

que es altamente susceptible a las variaciones de las condiciones ambientales como la

temperatura.

Deben cumplirse las siguientes condiciones para que el circuito oscile en forma

mantenida:

La magnitud del lazo de ganancia debe ser 1 a la frecuencia de oscilacin. La seal de realimentacin debe estar en fase con la seal a la entrada del

amplificador como se muestra en la figura siguiente:


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18

El siguiente es el esquema general de un oscilador:

Figura 2.9 Esquema general de un oscilador. Tomado de [5]

Antes que el interruptor se cierre, existe un voltaje ficticio provocado por el

ruido que normalmente se encuentra en todos los circuitos. Este voltaje es amplifica-

do y pasa por la red de realimentacin (), provocando un voltaje Vf. Si la ganancia

de lazo (A) es correcta, Vf y Vi sern iguales. Una vez que se cierra el lazo, el cir-

cuito seguir operando, dado que el voltaje a la entrada del amplificador es suficiente

para mantener la oscilacin.

Puede demostrarse que la ganancia de lazo cerrado vendra dada por:

A

A

V

V

i =

10 (2.3-1)

Donde 1=A , por lo que la ganancia sera infinita. Precisamente es esto lo que

se busca en un oscilador. En la prctica lo que se hace es hacer la ganancia de lazo

mayor a uno con lo cual es suficiente para que el sistema comience a oscilar.


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21

Tabla 2.2 Clasificacin de osciladores sintonizados

Elemento de ReactanciaTipo de Oscilador

X1 X2 X3Oscilador Colpitts C C L

Oscilador Hartley L LC C

Entrada sintoniza-

da, salida sintoni-

zada

LC LC -

De estos tipos de osciladores, el ms popular es el Colpitts, puesto que es ms

sencillo utilizar capacitores en los circuitos electrnicos que inductores. El cristal en

este caso se puede utilizar como un sustituto de la reactancia inductiva en el circuito

sintonizado. El siguiente es un ejemplo de un oscilador Colpitts:

Figura 2.13 Ejemplo de Oscilador Colpitts. Tomado de [5]

Este oscilador puede utilizarse para generar seales de frecuencias desde 1MHz

hasta 20MHz y utiliza la frecuencia fundamental del cristal. Tal y como se explica en

[5] R1 proporciona la polarizacin de corriente directa del transistor. El capacitor C5


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22

bloquea el DC a la salida y el capacitor C4 mantiene el colector a tierra para las sea-

les AC, mientras deja pasar el voltaje DC. Los capacitores C1 y C2 son los que pro-

porcionan la realimentacin del oscilador.

2.3.3 Moduladores basados en PLL, VCO y cristales osciladoresEn la figura 2.14 se presenta el diagrama de bloques de un modulador FSK. Su

funcionamiento se explica con detalle en [5].

Figura 2.14 Modulador FSK. Tomado de [8]

El funcionamiento del sistema es como sigue: La entrada del sistema correspon-

de a un oscilador de referencia de unos cuantos megahertz. El VCO es un oscilador de

alta frecuencia, oscila a la frecuencia deseada. Esta seal es realimentada por medio

de un divisor de frecuencia. La frecuencia dividida es comparada con la del oscilador

de referencia. De esta manera, el VCO cambiar de frecuencia hasta que el oscilador

de referencia y la seal realimentada estn en fase. La seal modulada con FSK se lo-

gra al hacer variar la frecuencia de referencia.

La funcin del filtro paso bajo es eliminar la componente AC de esta seal,permitiendo el paso de una seal que es proporcional a la diferencia en las fases.

Cuando las dos seales estn en fase, el VCO se mantendr oscilando a la frecuencia

deseada.


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23

El divisor de frecuencia permite alcanzar frecuencias altas que no se podran al-

canzar con el cristal.

La etapa de amplificacin es un amplificador de potencia que amplifica la sealque ser transmitida a travs de la antena.

2.4 Receptores FSKLuego de la etapa de modulacin se transmite la seal a travs de las antenas,

una de ellas emite la seal y la otra la recibe en el otro equipo. Esta seal recibida de-

be pasar por varias etapas para convertirla en una seal que la computadora pueda in-terpretar. La primera de estas etapas consiste en convertir la seal a una seal de una

frecuencia menor. Para esto se utiliza un receptor Super-Heterodino. Las siguientes

lneas tratan sobre este tipo de receptores.

2.4.1 Receptores super-heterodinosComo se dijo anteriormente, en este tipo de receptores las seales recibidas se

convierten en seales de una magnitud menor predefinida. Su diagrama de bloques esel siguiente:

Figura 2.15 Diagrama de bloques del receptor super-heterodino. Tomado

de [8]


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24

Segn [5] su funcionamiento es el siguiente:

La seal pasa primero por un filtro pasabanda centrado en la frecuencia de-seada (frecuencia RF).

El bloque denominado LNA es un amplificador de bajo ruido (Low NoiseAmplifier).

La seal RF es multiplicada por una seal local de un frecuencia menor de-nominada Oscilador local (LO, Local Oscillator), en la etapa de mezcla

(Mixer). De esta etapa, se genera una seal de dos componentes, una a fre-

cuencia RF-LO y otra de RF+LO.

Cualquiera de las dos seales se puede utilizar, pero se suele utilizar la fre-cuencia menor. De hecho, el filtro de la etapa siguiente deja pasar solamente

una de las dos seales, a la que se le suele denominar seal intermedia IF

(Intermediate Frequency), donde

LORFIF = (2.4-1)

La seal pasa luego por un limitador que la convierte en una seal cuadraday elimina cualquier modulacin de amplitud que haya aparecido en el proce-

so.

Esta onda pasa por el demodulador de FSK (discriminador) que emplea uncircuito resonante en la frecuencia IF, para luego pasar por un comparador

que genera los datos de salida (Data Slicer).

Una de las mayores ventajas que tienen este tipo de receptores es que tienen una

alta selectividad, pues en primer lugar la seal recibida pasa por el filtro y adems de

eso las etapas posteriores al mixer solo responden a la frecuencia intermedia y las fre-

cuencias cercanas a la frecuencia central sern ignoradas. Esto permite que el filtro

paso bandas de la entrada pueda ser diseado con una banda ms ancha para el casode que se deban recibir varias frecuencias a travs de la misma antena.


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elemento activo lo cual se suma a la seal transmitida total, generalmente cambiando

el patrn de radiacin de la antena.

Un refractor de onda es una estructura que se coloca con una posicin y una es-tructura que aceleran o retardan las ondas electromagnticas transmitidas. Los refrac-

tores alteran la direccin de propagacin de las ondas emitidas. Pueden tambin dar a

la onda direccin hacia un foco o alterar el frente de onda (por ejemplo cambiando un

frente de onda esfrico en un frente de onda plano o viceversa).

Otro elemento importante en la estructura de las antenas es el conocido como

reflector, que usualmente es una estructura metlica conductiva (por ejemplo una pan-

talla o plato) que irradia de vuelta hacia el espacio libre las ondas de radiacin elec-

tromagntica que vienen o se dirigen hacia la antena activa. El reflector modifica la

radiacin de la antena activa.

Los criterios de diseo de las antenas difieren ligeramente dependiendo si son

antenas para recepcin o para emisin de ondas pero generalmente una antena puede

recibir o emitir ondas igualmente bien. Esta propiedad se conoce como reciprocidad.

La gran mayora de las antenas son simplemente barras verticales de un cuarto

de longitud de onda de largo. Este tipo de antenas son de fcil construccin, usual-

mente de bajo costo y reciben e irradian ondas en todas las direcciones horizontales(omnidireccionales). Tienen el inconveniente de que no irradian o reciben ondas en la

direccin en que se encuentra orientada la barra, esta direccin se llama el cono ciego

o cono de silencio de la antena.

2.5.2 Parmetros de antenasExisten varios parmetros crticos que afectan el rendimiento de una antena y

deben ser tomados en cuenta durante la etapa de diseo. Estos son la frecuencia de re-sonancia, impedancia, ganancia, apertura (patrn de radiacin), polarizacin, eficien-

cia y ancho de banda. Las antenas de transmisin tambin tienen un valor mximo de

potencia, y las antenas de recepcin difieren en las propiedades de rechazo de ruido.


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27

Frecuencia de resonancia

La frecuencia de resonancia y la resonancia elctrica se encuentran relacionadas

a la longitud elctrica de la antena. La longitud elctrica de la antena generalmente sedefine como la longitud fsica de la antena multiplicada por la proporcin de la velo-

cidad de la propagacin de la onda en el cable. Normalmente las antenas se las sinto-

niza para trabajar a una frecuencia especfica y es efectiva para un rango de

frecuencias que usualmente se encuentra centrado en la frecuencia de resonancia. Sin

embargo, las otras propiedades de las antenas (en espacial el patrn de radiacin y la

impedancia) varan conforme vara la frecuencia, por lo que la frecuencia de resonan-

cia de la antena puede estar cerca de la frecuencia central de esas otras propiedades.

Las antenas pueden ser resonantes a frecuencias armnicas con longitudes de

onda que son fracciones de la longitud de onda fundamental. Algunos diseos de an-

tenas tienen mltiples frecuencias resonantes, y algunas de ellas son relativamente

efectivas en un rango amplio de frecuencias. El tipo ms comn de antenas de rango

de frecuencias ancho son las antenas logartmicas, pero su ganancia es mucho menor

que aquellas que han sido diseadas para un rango de frecuencias mas angosto.

Ganancia

El parmetro de ganancia mide la direccionalidad de una antena dada. Una ante-na con una baja ganancia emite radiacin en todas las direcciones por igual, mientras

que una antena con una ganancia alta irradiar hacia direcciones predeterminadas. Es-

pecficamente, la ganancia es definida como la proporcin de la intensidad (potencia

por unidad de superficie) irradiada por la antena en una direccin dada a una distancia

arbitraria dividida por la intensidad irradiada a la misma distancia por una hipottica

antena isotrpica, tal y como lo muestra la ecuacin:

iso

ant

S

P

S

P

G

=

(2.5-1)


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La ganancia de la antena es un fenmeno pasivo. La antena no proporciona po-

tencia al sistema, sino que simplemente la redistribuye para proporcionar ms poten-

cia en cierta direccin especfica. Si la antena tiene ganancia mayor a la unidad encierta direccin, entonces es un hecho que en otras direcciones tendr ganancia menor

a la unidad pues la energa en la antena se conserva. La ganancia de la antena se en-

cuentra relacionada a la utilidad que se la va a dar a la antena. Por ejemplo, antenas

con altas ganancias tienen la ventaja de tener mayores alcances y mejor calidad en la

seal pero deben ser apuntadas cuidadosamente en una direccin especfica. Por el

contrario, las antenas de ganancias bajas tienen menor alcance pero la orientacin de

la antena es irrelevante. Por ejemplo una antena parablica es una antena de alta ga-

nancia y debe ser apuntada en una direccin especfica para que sea efectiva, mientras

que una antena de Wi-Fi en una computadora personal es una antena de baja ganancia

para la cual no interesa la orientacin de la antena mientras el punto de acceso (access

point) se encuentre dentro del rango de alcance.

La ganancia de la antena est dada por la siguiente ecuacin:

sR

AG

30

2

=

(2.5-2)

Donde:

A es una constante caracterstica para cada antena

Rs es la parte resistiva de la impedancia en serie de la antena

Ancho de banda

El ancho de banda de una antena es el rango de frecuencias para las cuales la an-

tena es efectiva, generalmente centrado en la frecuencia resonante. El ancho de banda

de la antena puede ser incrementado mediante varias tcnicas, incluyendo el uso de

cables ms densos, adelgazando los componentes de la antena, y combinando mlti-ples antenas en una sola estructura y permitiendo que la impedancia natural seleccio-

nes la antena correcta. Por lo general se prefieren antenas pequeas pero la capacidad


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de fabricar antenas pequeas se ve limitada por la relacin entre ancho de banda, ta-

mao y eficiencia.

ImpedanciaLa impedancia es anloga al ndice de refraccin en ptica. En el trayecto de la

onda electromagntica travs de las partes de la antena, esta se encuentra con diferen-

cias en la impedancia. En cada interfaz, dependiendo de cmo se acoplen dichas im-

pedancias, una parte de la energa se reflejar de vuelta a la fuente, formando una

onda estacionaria en la lnea de alimentacin. La relacin entre la mnima potencia y

la mxima potencia de la onda se conoce comoRelacin de onda estacionaria (Stan-

ding Wave Ratio, SWR). Lo ideal es un SWR de 1:1. Si se reducen las diferencias de

impedancia en cada interfaz de la antena se reducir el SWR y se maximizar la trans-

ferencia de potencia a travs de cada parte de la antena.

Patrn de Radiacin

El patrn de radiacin es una descripcin grfica de la intensidad con la que se

transmite la onda electromagntica. Si la radiacin de la antena es simtrica con res-

pecto un eje (como en el caso de un dipolo, o el de algunas antenas parablicas), un

nico grfico es suficiente.


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Polarizacin

La polarizacin de una antena es la orientacin del campo elctrico de la ondacon respecto a la superficie de la tierra y est determinada por la estructura fsica de la

antena y por su orientacin.

La reflexin de las ondas generalmente afecta su polarizacin. Para ondas de ra-

dio el reflector ms importante es la ionosfera. Las ondas que son reflejadas de la io-

nosfera sufren un cambio impredecible en su polarizacin.

Sin embargo, en la construccin de antenas, la polarizacin es bastante predeci-

ble sobretodo en antenas direccionales, la polarizacin de los lbulos laterales puede

ser bastante diferente a la del lbulo principal. En antenas de radio la polarizacin co-

rresponde a la orientacin del elemento radiante de la antena. Por ejemplo una antena

vertical omnidireccional de WiFi tiene polarizacin vertical.

En la prctica es importante que la polarizacin de las antenas emisoras calce

con la de las receptoras, esto con el objetivo de evitar que la potencia de la seal reci-

bida se reduzca dramticamente. As que deben usarse receptoras horizontales con

emisoras horizontales y receptoras verticales con emisoras verticales.

EficienciaLa eficiencia es la proporcin de energa en las terminales de la antena que es

irradiada. Por ejemplo una carga puede tener un SWR de 1:1 y a la vez tener una efi-

ciencia igual cero siendo esta una carga que absorbe toda la potencia e irradia calor

pero no energa electromagntica. De esta forma se puede ver que el SWR por si solo

no es una forma efectiva de medir la eficiencia de la antena. La radiacin de la antena

es provocada por la resistencia de radiacin, la cual solamente puede ser medida co-

mo parte de la resistencia total la cual incluya la resistencia elctrica. La resistencia

elctrica provoca generacin de calor en lugar de radiacin, lo cual reduce la eficien-

cia.


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2.5.3 Tipos de antenasExisten muchos tipos de antenas y cada tipo cuenta con mltiples configuracio-

nes. En las siguientes lneas se describen los dos tipos que ms interesan en este pro-yecto.

El radiador isotrpico es una antena meramente terica que irradia de igual

forma en todas las direcciones. Se considera como un punto en el espacio sin dimen-

sin ni masa. Evidentemente esta antena no puede existir fsicamente, pero su modelo

terico es til para compararlo con antenas reales. Por lo general, la ganancia de las

antenas se mide con respecto a un radiador isotrpico y se utilizan unidades dBi (de-

cibeles con respecto a una antena isotrpica.

La antena bipolarconsta simplemente de dos conductores apuntando en direc-

cin opuesta, colocados en forma horizontal o vertical, con un extremo conectado a la

radio y otro queda en el espacio libre. Dado que esta es la antena ms simple, tambin

es usada como modelo de referencia para otras antenas. La ganancia con respecto a un

dipolo es representada por medio de dBd. Generalmente al dipolo se le considera om-

nidireccional en el plano perpendicular al eje de la antena pero casi no irradia e la di-

reccin del eje. Algunas de las variaciones del dipolo son el dipolo plegado y la

antena de mitad de onda. En el caso del dipolo de media onda la longitud de la antena

es la mitad de la longitud de onda de la seal para la cual fue diseada.

2.5.4 Antenas en recepcinComo se dijo antes, la ganancia en una direccin dada y la impedancia a una

frecuencia dada son las mismas cuando la antena es usada en transmisin o en recep-

cin.

El campo elctrico de una onda electromagntica induce un pequeo voltaje en

cada pequeo segmento de conductor elctrico. El voltaje inducido depende del cam-

po elctrico y del largo del conductor. Depende tambin de la orientacin relativa del

segmento de conductor con respecto al campo elctrico.


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Cada pequeo voltaje induce una corriente y esas corrientes circulan a travs de

una pequea parte de la antena. El anlisis de estas corrientes y voltajes en la antena

no es sencillo, sin embargo, usando el teorema de reciprocidad es posible demostrarque el circuito equivalente de Thevenin de una antena en recepcin es:

Figura 2.18 Equivalente de Thevenin de antena en recepcin. Tomado de

[10]

b

aa

a EZ

GRV

0

cos

=

(2.5-3)

Donde:

Va es el voltaje equivalente de Thevenin Za es la impedancia equivalente de Thevenin (es la misma que la impe-

dancia de la antena)

Ra es la parte real de Za Ga es la ganancia directiva de la antena (la misma que en emisin) en la

direccin de las ondas electromagnticas recibidas

es la longitud de onda

Eb es el campo elctrico de la onda electromagntica recibida es el ngulo de desviacin del campo elctrico recibido con respecto a

la antena. En el caso de un dipolo, el mximo voltaje inducido es obteni-

do cuando el campo elctrico est paralelo al dipolo. Si ese no fuera el


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caso y existiera un ngulo de desviacin, entonces el voltaje inducido

debe multiplicarse por cos v.

Zo = 379,73031 ohms es la constante universal llamada impedancia alvaco.

La ecuacin (2.5-3) es valida para cualquier tipo de antena. De esta ecuacin se

deducen las siguientes definiciones:

Longitud eficaz de la antena: es la longitud a la cual, multiplicada por el cam-

po elctrico de la onda recibida se obtiene el voltaje del circuito equivalente de The-

venin de la antena.

o

aa

Z

GR

eficazLongitud

cos_ =

(2.5-4)

Mxima potencia disponible: es la mxima potencia que una antena puede ex-

traer de la onda electromagntica recibida.

22

4__ b

o

a EZ

GdisponiblePotMx

=

(2.5-5)

Seccin transversal o superficie de captura eficaz: es la superficie que, multi-

plicada por la potencia por unidad de superficie de la seal recibida da la mxima po-

tencia disponible.

2

4__

aGEficazCapturaSuperficie =

(2.5-6)

La mxima potencia que la antena puede extraer del campo electromagntico

depende solamente de la ganancia de la antena y del cuadrado de la longitud de onda.

No depende de las dimensiones fsicas de la antena.


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CAPTULO 3: Diseo del sistema de comunicacin

Hasta el momento se han presentado en ste informe las bases tericas necesa-rias para el desarrollo del sistema que se desea crear. En este captulo se resume el

proceso de diseo por medio del cual fueron realizados tanto el sistema de emisin

como el de recepcin de datos.

Los componentes electrnicos del sistema de transmisin diseado se limitan a

los componentes que se pueden encontrar en la bodega de la escuela y al mercado na-

cional debido a la dificultad para comprar artculos en el exterior del pas.

El diseo de las etapas del sistema de transmisin se basa en los esquemas pre-sentados en el captulo anterior, as como en los esquemas que se proponen en las

hojas de fabricante de los componentes electrnicos y en los diseos propuestos en

[5].

A grandes rasgos se puede mencionar que las etapas del sistema de transmisin

son las siguientes:

La interfase RS-232/TTL El sistema modulador FSK El sistema demodulador FSK La etapa de radiofrecuencia (RF)

Como es de esperar todas las etapas presentan su grado de dificultad, pero en

especial la etapa de RF, pues en esta etapa se trabaja a frecuencias altas que pueden

provocar dificultades a la hora de trabajar sobre una protoboard por la interferencia

que pueden generar en las otras etapas del sistema. Adems, por lo general los com-

ponentes electrnicos necesarios para trabajar en radiofrecuencias son de alto costo y

son difciles de conseguir en nuestro pas.Para la comunicacin entre las etapas de modulacin y demodulacin con la

computadora se escogi el MAX232 para que sirva como interfase, pues este circuito

convierte las seales digitales provenientes de la computadora (las cuales se encuen-


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tran a niveles de voltaje de +15V y -15V), en seales digitales compatibles con la fa-

milia lgica TTL (con niveles de voltaje de 0V y +5V) y viceversa. Este circuito

cuenta con cuatro canales de comunicacin, dos en cada sentido, pero se utiliz sola-mente un canal para los datos provenientes de la computadora y otro para los datos

que van hacia la computadora. El MAX232 tiene la ventaja de que para funcionar ne-

cesita solamente que se le adicione cinco capacitores externos tal y como se muestra

en la figura 3.1. Adems, el MAX232 solamente necesita una fuente de alimentacin

de +5V pues el resto de los voltajes que necesita para lograr los voltajes compatibles

con el puerto RS-232 los obtiene por medio de los capacitores externos. Dado que no

se consigui el MAX232 se utiliz para la interfase el equivalente de NTE, o sea, el

NTE7142.

Figura 3.1 Pinout del MAX232


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En las pginas siguientes se desarrolla con detalle los pasos seguidos en el dise-

o de las dems etapas del sistema de comunicacin.

3.1 Diagrama General del Sistema de ComunicacinAhora se dar un vistazo al sistema que se quiso implementar en una forma glo-

bal. Primero es necesario tener una idea general del sistema tomando en cuenta cada

una de sus etapas en forma de bloques antes de entrar en detalles de lo que se quiere

disear para cada bloque en forma especfica.

Figura 3.2 Esquema del sistema de comunicacin. Tomado de [5]

El esquema general del sistema guarda bastante semejanza con los sistemas es-

tudiados en la Nota Terica. Segn [11] una forma conveniente para comunicar com-

putadoras es por medio de la modulacin AFSK, la cual es una variante de la ya

mencionada modulacin FSK en la cual las seales digitales son representadas como

cambios en la frecuencia de un tono de audio produciendo una seal codificada apta

para su transmisin va radio o va telfono. Al igual que en la modulacin FSK, la

transmisin vara entre dos tonos: la marca y el espacio, los cuales representan al

uno y al cero binarios respectivamente. AFSK difiere de FSK en que en AFSK la mo-

dulacin es realizada en la banda base. En aplicaciones de radio como la que se quiere

desarrollar la seal modulada con AFSK normalmente es utilizada para modular una


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de resistencias dado que los trimmer permiten compensar en forma fina cualquier

desajuste en los tonos que debe dar a la salida el VCO.

En el caso de los demoduladores se decidi utilizar el LM565 tal y como se re-comienda en [5]. El LM565 es un PLL monoltico en el cual la frecuencia de oscila-

cin libre alcanza los 500kHz. Tal y como lo indican las hojas del fabricante de este

dispositivo, el LM565 puede ser utilizado directamente como demodulador de FM y

FSK. Esto se debe a que se tiene un lazo de realimentacin, el cual hace que la fre-

cuencia del VCO trate de seguir la frecuencia de entrada al lazo provocando que el

voltaje del VCO vare en forma proporcional a la frecuencia, para de este modo poder

recuperar la informacin contenida en la seal modulada. Sin embargo, dado que el

voltaje de salida del LM565 no es compatible con TTL se requiere del uso de un

comparador de voltaje a la salida del LM565 para que convierta la seal en una seal

con niveles de voltaje de 0V y 5V.

La siguiente etapa es la de radiofrecuencia. Es esta etapa la encargada de con-

vertir la seal obtenida del modulador y multiplicarla hasta una frecuencia apta para

ser transmitida por medio de una antena. Luego, en el circuito receptor, la etapa de

radiofrecuencia es la encargada de percibir la seal y disminuir su frecuencia hasta

niveles en los que la seal pueda ser interpretada por el demodulador.Tal y como se menciona en [5], una forma de alcanzar los niveles de frecuencia

adecuados para la transmisin es a travs de una etapa de multiplicacin por medio de

un PLL y un divisor de frecuencias. Sin embargo esto provocara que los tonos que

representan la marca y el espacio se distancien en forma proporcional al aumento en

la frecuencia. De este modo, tomando las frecuencias que se especificaron anterior-

mente se sabe que la diferencia entre stas es de 20kHz entre los cuatro tonos que se

utilizarn para la transmisin de los datos y la frecuencia central es de 40kHz. Si se

deseara aumentar esta frecuencia central hasta los 10MHz se tendra que hacer uso de

un lazo que multiplique la seal 250 veces, provocando un distanciamiento de 5MHz

entre los tonos, haciendo que el ancho de banda sea mayor al permitido para una esta-


54/112


55/112


56/112

42

Figura 3.3 Esquema utilizado para el modulador

El transistor a la entrada del circuito se debe a que se requiere de una entrada

compatible con TTL. Anteriormente se dijo que el valor mnimo para V cc debe ser de

10V y que el voltaje en la patilla 5 debe estar entre 0,75Vcc y Vcc, o sea, entre 7,5V y

10V.

Por medio del transistor se logra variar el voltaje en la patilla 5 del dispositivomediante el corte y la saturacin del transistor controlado por medio del voltaje TTL

de la seal moduladora. Con respecto a la seal de entrada se debe analizar dos casos:

el comportamiento del circuito: cuando la seal moduladora tiene un valor de 0V y

cuando tiene el valor de 5V.Cuando la seal moduladora tiene el valor de 0V el tran-

sistor se encuentra en corte, por lo que no conduce corriente y se desconecta la resis-

tencia Rx. Dada esta condicin el voltaje en la patilla 5 ser la divisin de voltaje

entre R1 y R2, este voltaje es el que debe dar el tono de frecuencia ms baja. Cuando

la seal moduladora tiene un valor de 5V se forma el paralelo entre la resistencia R2 y

Rx, haciendo que el voltaje en la patilla 5 disminuya y de este modo aumente la fre-

cuencia de la seal de salida de acuerdo a la ecuacin (3.2-1), produciendo el segundo

tono.


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58/112

44

( ) ( )AxRV 31 101410

= (3.2-6)

De la anterior ecuacin se obtiene que R1=2,5k y por lo tanto R2=7,5k. El

valor para R1 se implement colocando en serie una resistencia de 2,4k y una de100.

Seguidamente, para una frecuencia de 30kHz:

( )

101012

104,21030

653

=

x

Vx

(3.2-7)

Por lo tanto V5=8,5V.

Ahora se debe encontrar el valor de resistencia que proporcionar ese voltaje en

la patilla 5 del LM566:105,8

21

2

+=

RR

R

(3.2-8)

Lo cual implica que R2 debe tener un valor de 14,17k. Este valor se implemen-

t por medio de una resistencia fija de 12k en serie con un potencimetro de 10k

entre sus patillas externas, el cual fue utilizado para alcanzar con mayor precisin el

valor de 14,17k requerido.

Por otro lado, R2 es el equivalente del paralelo entre Rx y R2, por lo que ahora

puede ser encontrado el valor de Rx:

x

x

Rx

Rxx

+

=

3

33

1017,14

1017,14105,7

(3.2-9)

De la ecuacin (3.2-9) se obtiene que Rx=15,93k.

En la figura 3.4 se muestra el esquemtico de la etapa de modulacin con los

respectivos valores calculados para cada uno de los elementos pasivos.


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45

100k

Co

5.6n

Q1

2N2222A

R1

2.4k

100k

U1

LM566C8

5 3

4

1

67 V

CCMOD SQWOUT

TRWOUTGND

TRESTCAP Salida

Modulada

Demod_in

+10 VDC

R1

100

Ro

2.2k

R1

4.7k

R2

Mod_out

C

1n

Seal de

entrada

Rx

Figura 3.4 Esquemtico para el modulador de la computadora 1

El mtodo de diseo para el segundo modulador es exactamente el mismo que

se sigui para el modulador que se conecta a la computadora 1, sin embargo se debe

recordar que los tonos que se tiene a la salida del modulador de la computadora 2 son

de 70kHz para representar un cero lgico y de 90kHz para representar un uno lgico.

El esquema para el modulador de la computadora 2 se presenta a continuacin.

100k

Co

3.3n

Q1

2N2222A

R1

2.4k

100k

U1

LM566C8

5 3

4

1

67 V

CCMOD SQWOUT

TRWOUTGND

TRESTCAP Salida

Modulada

Demod_in

+10 VDC

R1

100

Ro

2.2k

R1

4.7k

R2

Mod_out

C

1n

Seal de

entrada

Rx

Figura 3.5 Esquemtico para el modulador de la computadora 2


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46

Como puede observarse, fsicamente la nica diferencia entre ambos modulado-

res es el capacitor C0 el cual tiene un valor de 3.3nF para el modulador de la compu-

tadora 2 a diferencia del modulador de la computadora 1 el cual tena un valor de5,6nF. Sin embargo la mayor diferencia entre ambos moduladores radica en el ajuste

que se hace a los potencimetros, los cuales son los que determinan la frecuencia de

los tonos de cada modulador.

3.3 Diseo de los demoduladoresTal y como se aconseja en [5] se construy un demodulador tipo FM Detector,

el cual trata la seal FSK como una seal FM con modulacin binaria. La seal es de-

tectada como una seal FM para producir una salida positiva para una condicin demarca y una salida negativa para una condicin de espacio. El demodulador consta de

un PLL monoltico (LM565) y del comparador LM311 para tomar la seal modulada

y convertirla nuevamente en una seal compatible con TTL.

3.3.1 Mtodo de DiseoLa frecuencia central del LM565 se define mediante una resistencia y un capaci-

tor externos, tal y como se nota en la ecuacin (3.3-1):

oo

oCR

f 3,0=(3.3-1)

La frecuencia central del demodulador de la computadora 2 debe ser de 40kHz

debido a que esta es la frecuencia central que recibe del modulador de la computadora

1. Tomando en cuenta esto y definiendo Co=1nF puede determinarse por medio de la

ecuacin (3.3-1) que el valor para Ro debe ser de 7,5k. Dicho valor de resistencia se

implement por medio de un potencimetro de 10k para poder hacer un ajuste pre-

ciso de los 7,5k requeridos.


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48

El nico aspecto que queda pendiente para ser diseado es el filtro del PLL. En

las hojas del fabricante se indica que para obtener un ancho de banda de lazo cerrado

amplio, lo cual resulta til para la demodulacin, se debe utilizar un filtro de un polo.Sabiendo esto ahora se tiene que:

( )

l

c

=

2

2

1

(3.3-4)

Con

111

1

CR=

(3.3-5)

Donde R1 es una resistencia interna del LM565 la cual segn las hojas del fabri-cante tiene un valor de 3,6k.

Igualando (3.3-4) y (3.3-5) y despejando C1 se puede obtener el valor requerido

para C1 tal y como se muestra a continuacin:

( )( )233

3

110302106,3

104022

xx

xC

=

(3.3-6)

nFC 9,31 =

Se debe colocar a la entrada del LM565 un acoplador AC-DC, el cual ser con-formado por un capacitor de 4,7F y dos resistencias de 680.

Es importante hacer notar que la salida del LM565 (pin 7) no est referenciada

con respecto a tierra sino que es una salida diferenciada, la cual tiene como referencia

el voltaje del pin 6. Cuando la frecuencia es menor que la frecuencia del VCO, la sa-

lida diferencial es positiva. Por el contrario, si la frecuencia es mayor que la del VCO

entonces la frecuencia diferencial es negativa. Este comportamiento es precisamente

el que se desea para poder demodular la seal, sin embargo se requiere que esta seal

demodulada sea compatible con TTL.

Es en este punto donde entra en juego el comparador LM311, el cual recibir en

sus entradas las seales de las patillas 6 y 7 del LM565. Como se mencion en el p-

rrafo anterior el voltaje entre las patillas 6 y 7 del LM565 toma valores de voltaje po-


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49

sitivos y negativos dependiendo de la frecuencia que reciba en su entrada. El papel

que cumple el LM311 es el de llevar estos valores de voltaje a niveles de 0V y 5V.

Se presenta en la figura siguiente el esquema del circuito de la etapa de demodu-lacin de los tonos de 30kHz y 50kHz. Como puede verse consta de dos subetapas. La

primera de ellas es la del LM565 y le corresponde convertir los tonos de frecuencia en

niveles de voltaje positivos negativos. La segunda es la del LM311 y le corresponde

llevar esos niveles de voltaje positivos y negativos a valores de 0V y 5V.

U5

LM565

23

5

110

4

6

89

7

IN1IN2

VIN

-VCC+VCC

VOUT

REF

TRESTCAP

VCON

-5 VDC

4.7uSeal Demodulada

1.5n

680

C13.9n

Rx

10k

Demod_out

Co

1n

Mod_in

+5 VDC

Ro

U6

LM311

7

2

3 1

8

4

6

5

OUT

+

- G

V+

V-

B/SB

1k

Seal Modulada

680

Figura 3.7 Esquema del demodulador de tonos 30kHz y 50kHz

Para disear el demodulador para los tonos de 70kHz y 90kHz se debe seguir el

mismo procedimiento pero haciendo los cambios pertinentes en los parmetros delcircuito:

fo=80kHz; fL=64kHz; fc=30kHz; Ro=3.41k

U5

LM565

23

5

1

10

4

6

89

7

IN1IN2

VIN

-VCC+VCC

VOUT

REF

TRESTCAP

VCON

-5 VDC

4.7uSeal Demodulada

1.5n

680

C15.6n

Rx

4.7k

Demod_out

Co

1n

Mod_in

+5 VDC

Ro

U6

LM311

7

2

3 1

8

4

6

5

OUT

+

- G

V+

V-

B/SB

1k

Seal Modulada

680

Figura 3.8 Esquema del demodulador de tonos 70kHz y 90kHz


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50

Como puede verse en las figuras 3.7 y 3.8 el valor de Ro se aproxima por medio

de un potencimetro lo cual da la ventaja de que puede ajustarse el valor de resisten-

cia requerido en forma ms exacta adems de que permite que se le puedan realizarajustes al demodulador para obtener una recepcin ptima.

3.4 Simulacin FSKSe muestra a continuacin dos simulaciones de la modulacin FSK realizada en

MATLAB en la que se muestra claramente la forma en la que se comportan las sea-

les en este tipo de modulacin. El cdigo de dichas simulaciones se adjunta en los

anexos.

0 0.05 0.1 0.15

0

2

4

Tiempo

Seal Moduladora

0 0.05 0.1 0.15

-1

0

1

Tiempo

Seal Modulada

0 0.05 0.1 0.15

-1

0

1

Tiempo

Seal Portadora

Figura 3.9 Simulacin modulacin FSK


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51

Por medio de la figura 3.9, correspondiente a la primera simulacin puede apre-

ciarse la forma en la que cambia la frecuencia de la seal modulada en forma depen-

diente de la amplitud de la seal moduladora, que para este caso tiene amplitudes de0V y 5V dependiendo de que se est enviando un cero o un uno respectivamente. N-

tese que la amplitud de la seal modulada es constante y que adems no se da un

cambio de fase cuando la modulada cambia su frecuencia, o sea, no se producen sal-

tos o discontinuidades en la seal modulada en el momento que cambia su frecuencia,

tal y como es caracterstico en una seal FSK. La figura 3.10 muestra el espectro de

frecuencias tanto de la seal moduladora como de la modulada.

-1000 -800 -600 -400 -200 0 200 400 600 800 10000

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

Frecuencia

Espectro de la moduladora

-1000 -800 -600 -400 -200 0 200 400 600 800 10000

0.01

0.02

0.03

0.04

0.05

0.06Espectro de la modulada

Frecuencia

Figura 3.10 Espectro de frecuencias de la seal moduladora y de la seal

modulada

El espectro de frecuencia de la moduladora muestra la forma tpica para una se-

al cuadrada el la que la mayor amplitud se da en la frecuencia fundamental de la on-

da cuadrada de 10Hz con picos en las frecuencias que son mltiplos impares de la


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53

electrnicos, este es el ruido. En esta simulacin se asume que el ruido es ruido gaus-

siano.

En la figura 3.12 se muestra la etapa de modulacin de la seal, tal y como sehaba mostrado en la primera simulacin. Ntese la variacin de frecuencias de la se-

al modulada en forma dependiente del valor de la seal moduladora. Adems la se-

al con ruido muestra la seal tal y como se le ve cuando se mide directamente del

circuito utilizando aparatos de medicin como el osciloscopio.

-0.1 -0.08 -0.06 -0.04 -0.02 0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1-2

-1

0

1

2

Tiempo (s)

Seal Moduladora

-0.1 -0.08 -0.06 -0.04 -0.02 0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1-2

-1

0

1

2

Tiempo (s)

Seal Modulada

-0.1 -0.08 -0.06 -0.04 -0.02 0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1-2

-1

0

1

2

Tiempo (s)

Seal Modulada con Ruido

Figura 3.12 Modulacin FSK de la seal

La figura 3.13 muestra el espectro de frecuencias tanto de la seal moduladora

como de la seal modulada. Al igual que en la primera simulacin, el espectro de la

seal moduladora est compuesto por una frecuencia fundamental y las frecuencias

que son mltiplo de la fundamental, o sea, las armnicas. Del mismo modo, la seal


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54

modulada presenta dos frecuencias fundamentales las cuales corresponden a las dos

frecuencias a las que trabaja la seal FSK, adems se encuentran presentes frecuen-

cias armnicas de ambas fundamentales.

-1000 -800 -600 -400 -200 0 200 400 600 800 10000

0.05

0.1

Frecuencia (Hz)

Espectro de frecuencia de la moduladora

-500 -400 -300 -200 -100 0 100 200 300 400 500

0.01

0.02

0.03

0.04

0.05

Espectro de frecuencia de la modulada

Frecuencia (Hz)

Figura 3.13 Espectro de frecuencias de la seal moduladora y de la seal

modulada

Se muestra en la figura 3.14 la fase de demodulacin de la seal transmitida, en

la cual se regenera la seal moduladora, la cual es cuadrada, a partir de la seal modu-

lada. Como puede verse la demodulacin no es perfecta pues no se regenera una seal

idntica a la transmitida en un principio. Adems debe agregarse a esto que las sea-

les, en los sistemas reales, siempre presentan ruido en mayor o menor medida. En estecaso se ha puesto como ejemplo una seal con una relacin seal a ruido de 15dB.


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55

-0.1 -0.08 -0.06 -0.04 -0.02 0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1-2

-1

0

1

2

Tiempo (s)

Seal moduladora

-0.1 -0.08 -0.06 -0.04 -0.02 0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1-2

-1

0

1

2

Tiempo (s)

Seal demodulada

-0.1 -0.08 -0.06 -0.04 -0.02 0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1-2

-1

0

1

2

Tiempo (s)

Seal demodulada con Ruido

Figura 3.14 Seal moduladora en contraste con las seales demoduladas

(con y sin ruido)

3.5 Investigacin referente a equipo de radiofrecuenciaQueda por disear la etapa de radiofrecuencia, de la cual se escribe en los si-

guientes renglones. Sin embargo en nuestro pas resulta bastante difcil conseguir

componentes electrnicos de radiofrecuencia debido a que se trata de un mercado bas-

tante reducido, por lo que se vuelve difcil la implementacin de sistemas de comuni-

cacin. Las tiendas de componentes electrnicos del pas se limitan a importar slodispositivos de reemplazo bsicos, limitando las posibilidades de construccin de sis-

temas de este tipo.


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57

embargo, en el caso del MC145152-2 se cuenta con un divisor de frecuenta adicional.

Esto se debe a que el dispositivo est contemplado para utilizar un prescaler (un divi-

sor de frecuencia externo) entre el VCO y la realimentacin, tal y como se muestra enla figura 3.16, el cual tiene la funcin de aumentar la frecuencia de la seal de salida,

pues la frecuencia mxima que puede dar el MC145152-2 por si solo es de aproxima-

damente 22MHz, con una seal realimentada de 1Vpp y con una alimentacin de 5V.

Figura 3.16 Esquema con lazo de realimentacin del ML145152, el VCO y

el prescaler ML12017

Dependiendo del valor por el que divida este prescaler, as se disea el valor to-

tal por el que se divide la frecuencia de salida. Es evidente en este punto que el VCO

es parte esencial en el sistema, y en buena parte es el responsable de que se puedan

alcanzar frecuencias en el orden de los MHz.

Una gran ventaja que tienen los sintetizadores de frecuencias basados en PLL es

que son capaces de dar una gran cantidad de magnitudes de frecuencia distintas de-

pendiendo de las necesidades del sistema, a diferencia de otros sistemas que necesita-

ran un banco de cristales para poder realizar esta funcin. Esto lo logra a travs de los

divisores de frecuencia con que cuenta el circuito. Evidentemente esta ventaja se tra-

duce en que se tendr un diseo ms simple y seguramente ms econmico debido al

costo que significara un banco de cristales.


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58

La frecuencia de salida del sintetizador vendra dado por:

referenciaSalida FR

NF =

(3.5-1)Donde N es el valor programado en el divisor de lazo y R es el valor programa-

do para el divisor de referencia. Con R se define el ancho del paso en frecuencia,

mientras que con N se selecciona el canal deseado. En el caso de nuestro circuito, R

debera ser de al menos 100kHz, dado que en ese mbito se encuentran los cuatro to-

nos con los que funcionan los moduladores y los demoduladores. Si por ejemplo se

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Modulador Pag 22