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Tema Tema II II Técnicas de Modulación Técnicas de Modulación de Amplitud de Amplitud REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICA UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICA ANTONIO JOSÉ DE SUCRE” ANTONIO JOSÉ DE SUCRE” VICE-RECTORADO PUERTO ORDAZ VICE-RECTORADO PUERTO ORDAZ Departamento de Ingeniería Electrónica Departamento de Ingeniería Electrónica Vigencia Abril 2008 Vigencia Abril 2008 Ch. González/H. Romero Ch. González/H. Romero

Tema II Técnicas de Modulación de Amplitud REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICA ANTONIO JOSÉ DE SUCRE ANTONIO

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TemaTema II II

Técnicas de Modulación de Técnicas de Modulación de

AmplitudAmplitud

TemaTema II II

Técnicas de Modulación de Técnicas de Modulación de

AmplitudAmplitud

REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELAREPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELAUNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICAUNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICA

“ “ANTONIO JOSÉ DE SUCRE”ANTONIO JOSÉ DE SUCRE”

VICE-RECTORADO PUERTO ORDAZVICE-RECTORADO PUERTO ORDAZ

Departamento de Ingeniería ElectrónicaDepartamento de Ingeniería Electrónica

Vigencia Abril 2008Vigencia Abril 2008Ch. González/H. RomeroCh. González/H. Romero

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SumarioSumarioSumarioSumario• Sistemas de comunicaciones en banda base.

• Multicanalización por división de tiempo y de frecuencia.

• Teorema de traslación en frecuencia.

• Modulación en amplitud de doble banda lateral con portadora suprimida (DSB-SC).

• Demodulación de DSB-SC.

• Modulación en amplitud de doble banda lateral con portadora

(DSB-LC).

• Demodulación de DSB-LC.

• Modulación en amplitud de banda lateral única (SSB).

• Demodulación de SSB.

• Modulación en amplitud de banda lateral vestigial (VSB).

• Comparación entre las diferentes técnicas de modulación en amplitud.

• Sistemas de comunicaciones en banda base.

• Multicanalización por división de tiempo y de frecuencia.

• Teorema de traslación en frecuencia.

• Modulación en amplitud de doble banda lateral con portadora suprimida (DSB-SC).

• Demodulación de DSB-SC.

• Modulación en amplitud de doble banda lateral con portadora

(DSB-LC).

• Demodulación de DSB-LC.

• Modulación en amplitud de banda lateral única (SSB).

• Demodulación de SSB.

• Modulación en amplitud de banda lateral vestigial (VSB).

• Comparación entre las diferentes técnicas de modulación en amplitud.

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Sistemas de comunicacionesSistemas de comunicacionesen Banda Baseen Banda Base

Sistemas de comunicacionesSistemas de comunicacionesen Banda Baseen Banda Base

Los sistemas de comunicaciones en banda base se caracterizan por el hecho de que la información es transmitida en la banda de frecuencias en la que es generada la señal.

Por ejemplo una conversación entre dos personas.

Los sistemas de comunicaciones en banda base se caracterizan por el hecho de que la información es transmitida en la banda de frecuencias en la que es generada la señal.

Por ejemplo una conversación entre dos personas.

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¿Qué ventajas y ¿Qué ventajas y desventajas tiene desventajas tiene

esta sistema?esta sistema?

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Multicanalización por División de Multicanalización por División de Tiempo y de FrecuenciaTiempo y de Frecuencia

Multicanalización por División de Multicanalización por División de Tiempo y de FrecuenciaTiempo y de Frecuencia

La multicanalización nos permite la transmisión simultánea de información por un mismo canal.

Existen dos alternativas:

La multicanalización nos permite la transmisión simultánea de información por un mismo canal.

Existen dos alternativas:

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• Multicanalización por División de Frecuencia.• Multicanalización por División de Frecuencia.

• Multicanalización por División de Tiempo.• Multicanalización por División de Tiempo.

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Teorema de Teorema de Traslación en FrecuenciaTraslación en Frecuencia

Teorema de Teorema de Traslación en FrecuenciaTraslación en Frecuencia

El teorema de traslación en frecuencia, establece que la multiplicación de una señal f(t) por una señal sinusoidal de frecuencia c, traslada su espectro de frecuencia en c radianes.

Consideremos el esquema de la figura

El teorema de traslación en frecuencia, establece que la multiplicación de una señal f(t) por una señal sinusoidal de frecuencia c, traslada su espectro de frecuencia en c radianes.

Consideremos el esquema de la figura

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Xf(t)f(t)

Cos(wCos(wcct)t)

f(t).Cos(wf(t).Cos(wcct)t)

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Sea Sea F [f(t)]=F(F [f(t)]=F(),), la transformada de Fourier de la función f(t). Si aplicamos la transformada de Fourier de la función f(t). Si aplicamos la transformada de Fourier a la entrada portadora considerando una función la transformada de Fourier a la entrada portadora considerando una función seno o coseno, se tienen los siguientes resultados:seno o coseno, se tienen los siguientes resultados:

Sea Sea F [f(t)]=F(F [f(t)]=F(),), la transformada de Fourier de la función f(t). Si aplicamos la transformada de Fourier de la función f(t). Si aplicamos la transformada de Fourier a la entrada portadora considerando una función la transformada de Fourier a la entrada portadora considerando una función seno o coseno, se tienen los siguientes resultados:seno o coseno, se tienen los siguientes resultados:

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1.)(.)(.][cos Ecwwwwtw ccc F

2.)(..)(..][ Ecwwjwwjtsenw ccc F

)]()([*)(.2

1]cos).([ ccc wwwwwFtwtf

F

De acuerdo con el teorema de convolución en la frecuencia, se tiene el siguiente resultado para ecuación 1 :De acuerdo con el teorema de convolución en la frecuencia, se tiene el siguiente resultado para ecuación 1 :

Teorema de Teorema de Traslación en FrecuenciaTraslación en Frecuencia

Teorema de Teorema de Traslación en FrecuenciaTraslación en Frecuencia

Ver Fig.Ver Fig.

Ver Fig.Ver Fig.

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Resolviendo se tiene:Resolviendo se tiene:

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)(F.2

1)(F.

2

1]cos).([ ccc wwwwtwtf F

)(F.2

1)(F.

2

1]sen).([ ccc wwjwwjtwtf F

En forma análoga, tenemos para la ecuación 2:En forma análoga, tenemos para la ecuación 2:

Teorema de Teorema de Traslación en FrecuenciaTraslación en Frecuencia

Teorema de Teorema de Traslación en FrecuenciaTraslación en Frecuencia

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Gráficamente, se puede tener el análisis espectral:Gráficamente, se puede tener el análisis espectral:

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Teorema de Teorema de Traslación en FrecuenciaTraslación en Frecuencia

Teorema de Teorema de Traslación en FrecuenciaTraslación en Frecuencia

w+wm-wm

F(w)

w +wc-wc

|F(w)|

Señal ModulanteSeñal Modulante Señal PortadoraSeñal Portadora

+wc-wcw

F(w)

Señal ModuladaSeñal Modulada

wc+wmwc+wm

F(w-wc)/2 F(w+wc)/2

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Modulación en Amplitud de Doble Banda Modulación en Amplitud de Doble Banda Lateral con Portadora Suprimida (DSB-SC)Lateral con Portadora Suprimida (DSB-SC)

Modulación en Amplitud de Doble Banda Modulación en Amplitud de Doble Banda Lateral con Portadora Suprimida (DSB-SC)Lateral con Portadora Suprimida (DSB-SC)

se varía en proporción a la señal de banda base o señal se varía en proporción a la señal de banda base o señal moduladora. En estas condiciones, se mantienen constantes moduladora. En estas condiciones, se mantienen constantes cc y y

cc. . El espectro de frecuencia de la señal modulante se desplaza El espectro de frecuencia de la señal modulante se desplaza

hasta el valor de hasta el valor de cc. .

se varía en proporción a la señal de banda base o señal se varía en proporción a la señal de banda base o señal moduladora. En estas condiciones, se mantienen constantes moduladora. En estas condiciones, se mantienen constantes cc y y

cc. . El espectro de frecuencia de la señal modulante se desplaza El espectro de frecuencia de la señal modulante se desplaza

hasta el valor de hasta el valor de cc. .

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Esta técnica de modulación analógica, tiene Esta técnica de modulación analógica, tiene como característica que la amplitud de la portadora como característica que la amplitud de la portadora Ac no modulada y denotada por la ecuación:Ac no modulada y denotada por la ecuación:

Ac cos (Ac cos (cct + t + c)c)

Esta técnica de modulación analógica, tiene Esta técnica de modulación analógica, tiene como característica que la amplitud de la portadora como característica que la amplitud de la portadora Ac no modulada y denotada por la ecuación:Ac no modulada y denotada por la ecuación:

Ac cos (Ac cos (cct + t + c)c)

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Espectro de frecuencias de señal modulante, portadora y señal AM con portadora suprimida

Espectro de frecuencias de señal modulante, portadora y señal AM con portadora suprimida 10

X

f(t)

cos(Wc.t)

f(t).cos(Wc.t)

f(t)

cos(Wc.t)

f(t).cos(Wc.t)

Veamos una SimulaciónVeamos una Simulación

Modulación en Amplitud de Doble Banda Modulación en Amplitud de Doble Banda Lateral con Portadora Suprimida (DSB-SC)Lateral con Portadora Suprimida (DSB-SC)

Modulación en Amplitud de Doble Banda Modulación en Amplitud de Doble Banda Lateral con Portadora Suprimida (DSB-SC)Lateral con Portadora Suprimida (DSB-SC)

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La señal La señal f(t)f(t) se denomina se denomina MODULANTEMODULANTE y es la que contiene la y es la que contiene la información que se desea transmitir. información que se desea transmitir. La señal La señal f(t)f(t) se denomina se denomina MODULANTEMODULANTE y es la que contiene la y es la que contiene la información que se desea transmitir. información que se desea transmitir.

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La señal La señal Cos(Cos(cct) t) es la es la PORTADORAPORTADORA, la cual determina la , la cual determina la

frecuencia a la cual va a ser trasladado el espectro de frecuencia.frecuencia a la cual va a ser trasladado el espectro de frecuencia.La señal La señal Cos(Cos(cct) t) es la es la PORTADORAPORTADORA, la cual determina la , la cual determina la

frecuencia a la cual va a ser trasladado el espectro de frecuencia.frecuencia a la cual va a ser trasladado el espectro de frecuencia.

El espectro de f(t).cos(El espectro de f(t).cos(cct) no contiene portadora.t) no contiene portadora.El espectro de f(t).cos(El espectro de f(t).cos(cct) no contiene portadora.t) no contiene portadora.

El espectro de la moduladora es simétrico respecto al eje “y”, es El espectro de la moduladora es simétrico respecto al eje “y”, es decir, la información al lado derecho es igual al del lado izquierdo.decir, la información al lado derecho es igual al del lado izquierdo.El espectro de la moduladora es simétrico respecto al eje “y”, es El espectro de la moduladora es simétrico respecto al eje “y”, es decir, la información al lado derecho es igual al del lado izquierdo.decir, la información al lado derecho es igual al del lado izquierdo.

Podemos obtener las siguientes observaciones:Podemos obtener las siguientes observaciones:Podemos obtener las siguientes observaciones:Podemos obtener las siguientes observaciones:

Modulación en Amplitud de Doble Banda Modulación en Amplitud de Doble Banda Lateral con Portadora Suprimida (DSB-SC)Lateral con Portadora Suprimida (DSB-SC)

Modulación en Amplitud de Doble Banda Modulación en Amplitud de Doble Banda Lateral con Portadora Suprimida (DSB-SC)Lateral con Portadora Suprimida (DSB-SC)

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El espectro de f(t).cos(El espectro de f(t).cos(c c t) contiene dos bandas laterales para t) contiene dos bandas laterales para cc. .

La banda a la derecha de +La banda a la derecha de +cc se denomina banda lateral superior se denomina banda lateral superior

(B.L.S.) y la de la izquierda banda lateral inferior (B.L.I.). Para la (B.L.S.) y la de la izquierda banda lateral inferior (B.L.I.). Para la frecuencia -frecuencia -c c el tratamiento es análogo, es decir, la banda a la el tratamiento es análogo, es decir, la banda a la

derecha de -derecha de -cc se denomina banda lateral inferior (B.L.I.) y la de se denomina banda lateral inferior (B.L.I.) y la de

la izquierda banda lateral superior (B.L.S.). la izquierda banda lateral superior (B.L.S.).

El espectro de f(t).cos(El espectro de f(t).cos(c c t) contiene dos bandas laterales para t) contiene dos bandas laterales para cc. .

La banda a la derecha de +La banda a la derecha de +cc se denomina banda lateral superior se denomina banda lateral superior

(B.L.S.) y la de la izquierda banda lateral inferior (B.L.I.). Para la (B.L.S.) y la de la izquierda banda lateral inferior (B.L.I.). Para la frecuencia -frecuencia -c c el tratamiento es análogo, es decir, la banda a la el tratamiento es análogo, es decir, la banda a la

derecha de -derecha de -cc se denomina banda lateral inferior (B.L.I.) y la de se denomina banda lateral inferior (B.L.I.) y la de

la izquierda banda lateral superior (B.L.S.). la izquierda banda lateral superior (B.L.S.).

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El ancho de banda de la señal modulada es el doble del ancho de El ancho de banda de la señal modulada es el doble del ancho de banda de la señal moduladora.banda de la señal moduladora.

El ancho de banda de la señal modulada es el doble del ancho de El ancho de banda de la señal modulada es el doble del ancho de banda de la señal moduladora.banda de la señal moduladora.

Este tipo de modulación se denomina modulación de doble banda Este tipo de modulación se denomina modulación de doble banda lateral con portadora suprimida (DSB-SC).lateral con portadora suprimida (DSB-SC).

Este tipo de modulación se denomina modulación de doble banda Este tipo de modulación se denomina modulación de doble banda lateral con portadora suprimida (DSB-SC).lateral con portadora suprimida (DSB-SC).

Modulación en Amplitud de Doble Banda Modulación en Amplitud de Doble Banda Lateral con Portadora Suprimida (DSB-SC)Lateral con Portadora Suprimida (DSB-SC)

Modulación en Amplitud de Doble Banda Modulación en Amplitud de Doble Banda Lateral con Portadora Suprimida (DSB-SC)Lateral con Portadora Suprimida (DSB-SC)

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Modulación en Amplitud de Doble Banda Modulación en Amplitud de Doble Banda Lateral con Portadora Suprimida (DSB-SC)Lateral con Portadora Suprimida (DSB-SC)

Modulación en Amplitud de Doble Banda Modulación en Amplitud de Doble Banda Lateral con Portadora Suprimida (DSB-SC)Lateral con Portadora Suprimida (DSB-SC)

w+wm-wm

F(w)

w +wc-wc

|F(w)|

Señal ModulanteSeñal Modulante Señal PortadoraSeñal Portadora

+wc-wcw

F(w)Señal ModuladaSeñal Modulada

wc+wmwc+wm

F(w-wc)/2 F(w+wc)/2

BLIBLI BLSBLSBLIBLIBLSBLSB=(wc+wm)-(wc+wm)B=2wm

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¿Qué ventajas y desventajas le encontramos a este tipo de modulación?

¿Qué ventajas y desventajas le encontramos a este tipo de modulación?

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Modulación en Amplitud de Doble Banda Modulación en Amplitud de Doble Banda Lateral con Portadora Suprimida (DSB-SC)Lateral con Portadora Suprimida (DSB-SC)

Modulación en Amplitud de Doble Banda Modulación en Amplitud de Doble Banda Lateral con Portadora Suprimida (DSB-SC)Lateral con Portadora Suprimida (DSB-SC)

Ancho de bandaAncho de bandaFacilidad de generaciónFacilidad de generación

Influencia del RuidoInfluencia del RuidoRedundancia de la informaciónRedundancia de la información

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Demodulación de DSB-SCDemodulación de DSB-SC

Considere el diagrama de la figura siguiente y los Considere el diagrama de la figura siguiente y los elementos que la componen:elementos que la componen:Considere el diagrama de la figura siguiente y los Considere el diagrama de la figura siguiente y los elementos que la componen:elementos que la componen:

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FiltroPasa Bajo

f t w tc( ) cos

cos w tc

f t w tc( ) cos2f t( )

¿Que describe cada uno de los elementos?¿Que describe cada uno de los elementos?

Portadora, Modulante, Modulador balanceado, señal Portadora, Modulante, Modulador balanceado, señal modulada y sus características, filtro pasa bajo y modulada y sus características, filtro pasa bajo y salida.salida.

¿Que describe cada uno de los elementos?¿Que describe cada uno de los elementos?

Portadora, Modulante, Modulador balanceado, señal Portadora, Modulante, Modulador balanceado, señal modulada y sus características, filtro pasa bajo y modulada y sus características, filtro pasa bajo y salida.salida.

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Sea la señal modulada AM(t) = f(t)cos(wct) .

Si AM(t) se multiplica por cos(wct) se tiene:

Sea la señal modulada AM(t) = f(t)cos(wct) .

Si AM(t) se multiplica por cos(wct) se tiene:

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Demodulación de DSB-SCDemodulación de DSB-SC

AM c c c ct w t f t w t w t f t w t( ) cos ( ) cos cos ( ) cos 2

AM c ct w t f t f t w t( ) cos ( ) ( ) cos( ) 1

22

)2()2(4

1)(

2

1cos)( ccc wwFwwFwFtwtf F

Haciendo uso de identidades trigonométricas:Haciendo uso de identidades trigonométricas:

Y aplicando propiedades de transformada de Fourier:Y aplicando propiedades de transformada de Fourier:

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FiltroPasa Bajo

f t w tc( ) cos

cos w tc

f t w tc( ) cos2f t( )

Veamos una SimulaciónVeamos una Simulación

)(tf

twtf c2cos)(

twccos

twtf ccos)(

Demodulación de DSB-SCDemodulación de DSB-SC

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Este proceso de demodulación, recibe el nombre de Este proceso de demodulación, recibe el nombre de detección síncrona o detección síncrona o coherentecoherente, pues utiliza la misma , pues utiliza la misma frecuencia de la portadora y con la misma fase.frecuencia de la portadora y con la misma fase.

Este proceso de demodulación, recibe el nombre de Este proceso de demodulación, recibe el nombre de detección síncrona o detección síncrona o coherentecoherente, pues utiliza la misma , pues utiliza la misma frecuencia de la portadora y con la misma fase.frecuencia de la portadora y con la misma fase.

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Si la frecuencia en el receptor no corresponde con la Si la frecuencia en el receptor no corresponde con la frecuencia del transmisor, la señal tendrá añadida un frecuencia del transmisor, la señal tendrá añadida un porcentaje de error.porcentaje de error.

Si la frecuencia en el receptor no corresponde con la Si la frecuencia en el receptor no corresponde con la frecuencia del transmisor, la señal tendrá añadida un frecuencia del transmisor, la señal tendrá añadida un porcentaje de error.porcentaje de error.

Para garantizar la sincronización entre transmisor y Para garantizar la sincronización entre transmisor y receptor, comúnmente se utiliza el procedimiento de transmitir receptor, comúnmente se utiliza el procedimiento de transmitir una portadora piloto (fracción de la portadora del transmisor), una portadora piloto (fracción de la portadora del transmisor), la cual se detecta en el receptor por medio de un filtro, se la cual se detecta en el receptor por medio de un filtro, se amplifica y se usa entonces como portadora en el receptor. amplifica y se usa entonces como portadora en el receptor.

Para garantizar la sincronización entre transmisor y Para garantizar la sincronización entre transmisor y receptor, comúnmente se utiliza el procedimiento de transmitir receptor, comúnmente se utiliza el procedimiento de transmitir una portadora piloto (fracción de la portadora del transmisor), una portadora piloto (fracción de la portadora del transmisor), la cual se detecta en el receptor por medio de un filtro, se la cual se detecta en el receptor por medio de un filtro, se amplifica y se usa entonces como portadora en el receptor. amplifica y se usa entonces como portadora en el receptor.

Demodulación de DSB-SCDemodulación de DSB-SC

Page 19: Tema II Técnicas de Modulación de Amplitud REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICA ANTONIO JOSÉ DE SUCRE ANTONIO

Una manera de evitar dificultades en la demodulación de una señal de AM con portadora suprimida, es enviar junto con la señal modulada, una portadora de gran potencia, lo cual elimina la necesidad de tener que generar la portadora en el receptor con igual frecuencia y fase que la usada en el transmisor.

Una manera de evitar dificultades en la demodulación de una señal de AM con portadora suprimida, es enviar junto con la señal modulada, una portadora de gran potencia, lo cual elimina la necesidad de tener que generar la portadora en el receptor con igual frecuencia y fase que la usada en el transmisor.

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*

Modulación en Amplitud de Doble Banda Modulación en Amplitud de Doble Banda Lateral con Gran Portadora (DSB-LC).Lateral con Gran Portadora (DSB-LC).

Modulación en Amplitud de Doble Banda Modulación en Amplitud de Doble Banda Lateral con Gran Portadora (DSB-LC).Lateral con Gran Portadora (DSB-LC).

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Podemos hallar el espectro de frecuencia de esta señal modulada en amplitud de la manera siguiente:Podemos hallar el espectro de frecuencia de esta señal modulada en amplitud de la manera siguiente:

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f t k m t w tc( ) [ ( )]cos 1

mwwsiwMtm ||0)()]([F

m t si w wc m( ) 1

donde m(t) es la señal de banda base limitada, tal que:donde m(t) es la señal de banda base limitada, tal que:

Si consideramos ahora que una señal modulada en amplitud se puede expresar por la ecuación:Si consideramos ahora que una señal modulada en amplitud se puede expresar por la ecuación:

Modulación en Amplitud de Doble Banda Modulación en Amplitud de Doble Banda Lateral con Gran Portadora (DSB-LC).Lateral con Gran Portadora (DSB-LC).

Modulación en Amplitud de Doble Banda Modulación en Amplitud de Doble Banda Lateral con Gran Portadora (DSB-LC).Lateral con Gran Portadora (DSB-LC).

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Sea:Sea:

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F[f(t)]=)F(

t]m(t)].cos+k.[1 [ F=)F( c

t]k.m(t).costk.cos [ F=)F( cc

cccc MkMk ..2

1-..

2

1.k.-.k.=)F(

Aplicando propiedades de transformada de Fourier, se tiene finalmente:Aplicando propiedades de transformada de Fourier, se tiene finalmente: donde: M()= F [m(t)]donde: M()= F [m(t)]

Espectro de PortadoraEspectro de Portadora Espectro de ModuladaEspectro de Modulada

Modulación en Amplitud de Doble Banda Modulación en Amplitud de Doble Banda Lateral con Gran Portadora (DSB-LC).Lateral con Gran Portadora (DSB-LC).

Modulación en Amplitud de Doble Banda Modulación en Amplitud de Doble Banda Lateral con Gran Portadora (DSB-LC).Lateral con Gran Portadora (DSB-LC).

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Como se puede observar en la ecuación, está presente Como se puede observar en la ecuación, está presente la portadora. Por ésta razón, a este tipo de la portadora. Por ésta razón, a este tipo de modulación se denomina Modulación de Doble modulación se denomina Modulación de Doble Banda Lateral con Gran Portadora (DSB-LC: Banda Lateral con Gran Portadora (DSB-LC: Doubble Side Band Large Carrier).Doubble Side Band Large Carrier).

Como se puede observar en la ecuación, está presente Como se puede observar en la ecuación, está presente la portadora. Por ésta razón, a este tipo de la portadora. Por ésta razón, a este tipo de modulación se denomina Modulación de Doble modulación se denomina Modulación de Doble Banda Lateral con Gran Portadora (DSB-LC: Banda Lateral con Gran Portadora (DSB-LC: Doubble Side Band Large Carrier).Doubble Side Band Large Carrier).

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Modulación en Amplitud de Doble Banda Modulación en Amplitud de Doble Banda Lateral con Gran Portadora (DSB-LC).Lateral con Gran Portadora (DSB-LC).

Modulación en Amplitud de Doble Banda Modulación en Amplitud de Doble Banda Lateral con Gran Portadora (DSB-LC).Lateral con Gran Portadora (DSB-LC).

Diagrama de Diagrama de bloques de bloques de

una emisora una emisora de radiode radio

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Espectro de frecuencias de señal modulante, portadora y señal Espectro de frecuencias de señal modulante, portadora y señal AM con portadoraAM con portadora

Espectro de frecuencias de señal modulante, portadora y señal Espectro de frecuencias de señal modulante, portadora y señal AM con portadoraAM con portadora 23

Veamos una SimulaciónVeamos una Simulación

twtf ccos)(

twccos

)(tf

Modulación en Amplitud de Doble Banda Modulación en Amplitud de Doble Banda Lateral con Gran Portadora (DSB-LC).Lateral con Gran Portadora (DSB-LC).

Modulación en Amplitud de Doble Banda Modulación en Amplitud de Doble Banda Lateral con Gran Portadora (DSB-LC).Lateral con Gran Portadora (DSB-LC).

Xf(t)

Cos(wct)

f(t).Cos(wct)

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Índice de Modulación y Porcentaje de Modulación

Índice de Modulación y Porcentaje de Modulación

Como las magnitudes relativas de la banda lateral y Como las magnitudes relativas de la banda lateral y la porción portadora de la señal son variables, se define un la porción portadora de la señal son variables, se define un factor de escala adimensional, factor de escala adimensional, mm, para controlar la relación , para controlar la relación entre las bandas laterales y la portadora. El entre las bandas laterales y la portadora. El índice de índice de modulaciónmodulación se puede determinar por la expresión siguiente: se puede determinar por la expresión siguiente:

Como las magnitudes relativas de la banda lateral y Como las magnitudes relativas de la banda lateral y la porción portadora de la señal son variables, se define un la porción portadora de la señal son variables, se define un factor de escala adimensional, factor de escala adimensional, mm, para controlar la relación , para controlar la relación entre las bandas laterales y la portadora. El entre las bandas laterales y la portadora. El índice de índice de modulaciónmodulación se puede determinar por la expresión siguiente: se puede determinar por la expresión siguiente:

24

c

m

E

Em

donde: donde: Em es la amplitud de la onda modulante Em es la amplitud de la onda modulante Ec la amplitud de la onda portadora.Ec la amplitud de la onda portadora.

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En algunos casos, cuando se tiene la forma de onda En algunos casos, cuando se tiene la forma de onda modulada y no los parámetros de modulante y modulada y no los parámetros de modulante y portadora, se puede utilizar la expresión siguiente:portadora, se puede utilizar la expresión siguiente:

En algunos casos, cuando se tiene la forma de onda En algunos casos, cuando se tiene la forma de onda modulada y no los parámetros de modulante y modulada y no los parámetros de modulante y portadora, se puede utilizar la expresión siguiente:portadora, se puede utilizar la expresión siguiente:

25

mA B

A B

Las variables A y B Las variables A y B corresponden a los valores corresponden a los valores pico a pico máximo y pico a pico máximo y mínimo respectivamentemínimo respectivamente

A

B

Em

Ec

t

AMP

Índice de Modulación y Porcentaje de Modulación

Índice de Modulación y Porcentaje de Modulación

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El valor de m, se puede expresar en porcentaje, llamado El valor de m, se puede expresar en porcentaje, llamado Porcentaje de ModulaciónPorcentaje de Modulación. El porcentaje de modulación está . El porcentaje de modulación está dado por el valor de m expresado en porcentaje, es decir:dado por el valor de m expresado en porcentaje, es decir:

El valor de m, se puede expresar en porcentaje, llamado El valor de m, se puede expresar en porcentaje, llamado Porcentaje de ModulaciónPorcentaje de Modulación. El porcentaje de modulación está . El porcentaje de modulación está dado por el valor de m expresado en porcentaje, es decir:dado por el valor de m expresado en porcentaje, es decir:

26

% * * *m mE

E

A B

A Bm

c

100 100 100

Índice de Modulación y Porcentaje de Modulación

Índice de Modulación y Porcentaje de Modulación

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En dependencia de los valores que tome m, se tienen tres casos:En dependencia de los valores que tome m, se tienen tres casos:

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• Si Si mm = 1 = 1 , se tiene modulación del 100% y la amplitud de la , se tiene modulación del 100% y la amplitud de la señal modulada es el doble de la amplitud de la portadora.señal modulada es el doble de la amplitud de la portadora.

• Si Si mm = 1 = 1 , se tiene modulación del 100% y la amplitud de la , se tiene modulación del 100% y la amplitud de la señal modulada es el doble de la amplitud de la portadora.señal modulada es el doble de la amplitud de la portadora.

• Si Si mm < 1 < 1 se tiene un porcentaje de modulación menor al 100%, se tiene un porcentaje de modulación menor al 100%, y la amplitud de la señal modulada está entre cero y su valor y la amplitud de la señal modulada está entre cero y su valor máximo. Es el caso de índice más utilizado aquel cuyo valor máximo. Es el caso de índice más utilizado aquel cuyo valor está entre un 70% y un 90%.está entre un 70% y un 90%.

• Si Si mm < 1 < 1 se tiene un porcentaje de modulación menor al 100%, se tiene un porcentaje de modulación menor al 100%, y la amplitud de la señal modulada está entre cero y su valor y la amplitud de la señal modulada está entre cero y su valor máximo. Es el caso de índice más utilizado aquel cuyo valor máximo. Es el caso de índice más utilizado aquel cuyo valor está entre un 70% y un 90%.está entre un 70% y un 90%.

• Si Si m > 1m > 1 se tiene una sobre modulación. En este caso la señal se tiene una sobre modulación. En este caso la señal modulada es distorsionada y, a partir de ella, no se puede modulada es distorsionada y, a partir de ella, no se puede reconstruir la señal modulante, la cual contiene la reconstruir la señal modulante, la cual contiene la información siempre y cuando se utilice detección de información siempre y cuando se utilice detección de envolvente. Este caso debe ser evitado al máximoenvolvente. Este caso debe ser evitado al máximo

• Si Si m > 1m > 1 se tiene una sobre modulación. En este caso la señal se tiene una sobre modulación. En este caso la señal modulada es distorsionada y, a partir de ella, no se puede modulada es distorsionada y, a partir de ella, no se puede reconstruir la señal modulante, la cual contiene la reconstruir la señal modulante, la cual contiene la información siempre y cuando se utilice detección de información siempre y cuando se utilice detección de envolvente. Este caso debe ser evitado al máximoenvolvente. Este caso debe ser evitado al máximo

Índice de Modulación y Porcentaje de Modulación

Índice de Modulación y Porcentaje de Modulación

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Demodulación de señales de DSB-LC

Demodulación de señales de DSB-LC

En la demodulación DSB-LC se puede hacer uso del En la demodulación DSB-LC se puede hacer uso del hecho que la señal modulada, (que es recibida en el hecho que la señal modulada, (que es recibida en el receptor) contiene la portadora, para, como se receptor) contiene la portadora, para, como se analizó anteriormente, determinar la frecuencia y analizó anteriormente, determinar la frecuencia y fase que debe tener la portadora que se usará en el fase que debe tener la portadora que se usará en el receptor en el proceso de demodulaciónreceptor en el proceso de demodulación

En la demodulación DSB-LC se puede hacer uso del En la demodulación DSB-LC se puede hacer uso del hecho que la señal modulada, (que es recibida en el hecho que la señal modulada, (que es recibida en el receptor) contiene la portadora, para, como se receptor) contiene la portadora, para, como se analizó anteriormente, determinar la frecuencia y analizó anteriormente, determinar la frecuencia y fase que debe tener la portadora que se usará en el fase que debe tener la portadora que se usará en el receptor en el proceso de demodulaciónreceptor en el proceso de demodulación

28

Sin embargo, se dispone de otros métodos que son Sin embargo, se dispone de otros métodos que son muy económicos y eficientes, permitiendo poder muy económicos y eficientes, permitiendo poder obtener la señal de banda base fácilmente.obtener la señal de banda base fácilmente.

Sin embargo, se dispone de otros métodos que son Sin embargo, se dispone de otros métodos que son muy económicos y eficientes, permitiendo poder muy económicos y eficientes, permitiendo poder obtener la señal de banda base fácilmente.obtener la señal de banda base fácilmente.

Page 29: Tema II Técnicas de Modulación de Amplitud REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICA ANTONIO JOSÉ DE SUCRE ANTONIO

Dos métodos que permiten la demodulación Dos métodos que permiten la demodulación de DSB-LC son: de DSB-LC son: Dos métodos que permiten la demodulación Dos métodos que permiten la demodulación de DSB-LC son: de DSB-LC son:

29

• El Detector RectificadorEl Detector Rectificador • El Detector RectificadorEl Detector Rectificador

• El Detector EnvolventeEl Detector Envolvente • El Detector EnvolventeEl Detector Envolvente

Demodulación de señales de DSB-LC

Demodulación de señales de DSB-LC

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La información está contenida en las bandas La información está contenida en las bandas laterales del espectro de frecuencia.laterales del espectro de frecuencia.La información está contenida en las bandas La información está contenida en las bandas laterales del espectro de frecuencia.laterales del espectro de frecuencia.

w+wm-wm

F(w)

w +wc-wc

|F(w)|

Señal ModulanteSeñal Modulante Señal PortadoraSeñal Portadora

+wc-wcw

F(w)

Señal ModuladaSeñal Modulada

wc+wmwc+wm

F(w-wc)/2 F(w+wc)/2

BLIBLI BLSBLSBLIBLIBLSBLS

B=(wc+wm)-(wc+wm)B=2wm

Contenido de Potencia en una señal de DSB-LCContenido de Potencia

en una señal de DSB-LC

Sin embargo, el mensaje de una señal de DSB-LC Sin embargo, el mensaje de una señal de DSB-LC está contenido en las bandas laterales.está contenido en las bandas laterales.Sin embargo, el mensaje de una señal de DSB-LC Sin embargo, el mensaje de una señal de DSB-LC está contenido en las bandas laterales.está contenido en las bandas laterales.

30

Esto indica en consecuencia, que en la portadora no Esto indica en consecuencia, que en la portadora no hay contenida información alguna, a no ser, que se hay contenida información alguna, a no ser, que se desee usarla para demodular la señal recibida, y en desee usarla para demodular la señal recibida, y en este caso es de interés la frecuencia y la fase de la este caso es de interés la frecuencia y la fase de la misma solamente. misma solamente.

Esto indica en consecuencia, que en la portadora no Esto indica en consecuencia, que en la portadora no hay contenida información alguna, a no ser, que se hay contenida información alguna, a no ser, que se desee usarla para demodular la señal recibida, y en desee usarla para demodular la señal recibida, y en este caso es de interés la frecuencia y la fase de la este caso es de interés la frecuencia y la fase de la misma solamente. misma solamente.

Por lo tanto, se puede concluir, la potencia usada Por lo tanto, se puede concluir, la potencia usada para transmitir la portadora es inútil. para transmitir la portadora es inútil. Por lo tanto, se puede concluir, la potencia usada Por lo tanto, se puede concluir, la potencia usada para transmitir la portadora es inútil. para transmitir la portadora es inútil.

Page 31: Tema II Técnicas de Modulación de Amplitud REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICA ANTONIO JOSÉ DE SUCRE ANTONIO

El contenido de potencia en las bandas laterales, El contenido de potencia en las bandas laterales, denotado como denotado como y expresado en porcentaje es: y expresado en porcentaje es:

El contenido de potencia en las bandas laterales, El contenido de potencia en las bandas laterales, denotado como denotado como y expresado en porcentaje es: y expresado en porcentaje es:

31

%100*22

2

m

m

1

3100% 33* %

donde donde mm es el índice de modulación, el máximo es el índice de modulación, el máximo valor que puede tomar m para una comunicación valor que puede tomar m para una comunicación eficiente, es eficiente, es m = 1,m = 1, reemplazando en la ecuacion reemplazando en la ecuacion anterior:anterior:

donde donde mm es el índice de modulación, el máximo es el índice de modulación, el máximo valor que puede tomar m para una comunicación valor que puede tomar m para una comunicación eficiente, es eficiente, es m = 1,m = 1, reemplazando en la ecuacion reemplazando en la ecuacion anterior:anterior:

Contenido de Potencia en una señal de DSB-LCContenido de Potencia

en una señal de DSB-LC

Page 32: Tema II Técnicas de Modulación de Amplitud REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICA ANTONIO JOSÉ DE SUCRE ANTONIO

Según el resultado de la ecuación, donde la potencia Según el resultado de la ecuación, donde la potencia de las bandas laterales es como máxima del 33 %, de las bandas laterales es como máxima del 33 %, entonces el restante 67 % está contenido en la entonces el restante 67 % está contenido en la portadora, que es un desperdicio de energía, pues no portadora, que es un desperdicio de energía, pues no contiene información alguna.contiene información alguna.

Comparando DSB-LC con DSB-SC, vemos que en la Comparando DSB-LC con DSB-SC, vemos que en la segunda la eficiencia es de un 100 %, pues no existe segunda la eficiencia es de un 100 %, pues no existe portadora y toda la energía está asociada a las portadora y toda la energía está asociada a las bandas laterales.bandas laterales.

Según el resultado de la ecuación, donde la potencia Según el resultado de la ecuación, donde la potencia de las bandas laterales es como máxima del 33 %, de las bandas laterales es como máxima del 33 %, entonces el restante 67 % está contenido en la entonces el restante 67 % está contenido en la portadora, que es un desperdicio de energía, pues no portadora, que es un desperdicio de energía, pues no contiene información alguna.contiene información alguna.

Comparando DSB-LC con DSB-SC, vemos que en la Comparando DSB-LC con DSB-SC, vemos que en la segunda la eficiencia es de un 100 %, pues no existe segunda la eficiencia es de un 100 %, pues no existe portadora y toda la energía está asociada a las portadora y toda la energía está asociada a las bandas laterales.bandas laterales.

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Contenido de Potencia en una señal de DSB-LCContenido de Potencia

en una señal de DSB-LC

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Modulación SSB (Single Side Band)Modulación SSB (Single Side Band)ó BLU (Banda Lateral Única)ó BLU (Banda Lateral Única)

Modulación SSB (Single Side Band)Modulación SSB (Single Side Band)ó BLU (Banda Lateral Única)ó BLU (Banda Lateral Única)

Esta técnica de modulación tiene como objeto emplear la menor Esta técnica de modulación tiene como objeto emplear la menor cantidad de ancho de banda posible en el proceso de transmisión.cantidad de ancho de banda posible en el proceso de transmisión.

Para ello se emplean las técnicas que serán analizadas a continuación.Para ello se emplean las técnicas que serán analizadas a continuación.

Esta técnica de modulación tiene como objeto emplear la menor Esta técnica de modulación tiene como objeto emplear la menor cantidad de ancho de banda posible en el proceso de transmisión.cantidad de ancho de banda posible en el proceso de transmisión.

Para ello se emplean las técnicas que serán analizadas a continuación.Para ello se emplean las técnicas que serán analizadas a continuación.

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Ancho Ancho de de

BandaBanda

Page 34: Tema II Técnicas de Modulación de Amplitud REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICA ANTONIO JOSÉ DE SUCRE ANTONIO

Como se ha observado, el espectro de frecuencia de una señal Como se ha observado, el espectro de frecuencia de una señal f(t)f(t) es es simétrico respecto al eje de frecuencia simétrico respecto al eje de frecuencia w = 0w = 0. Al modular esta señal . Al modular esta señal con una onda con una onda coswcoswcct,t, el espectro se traslada hacia el espectro se traslada hacia wwcc y - w y - wcc

Como se ha observado, el espectro de frecuencia de una señal Como se ha observado, el espectro de frecuencia de una señal f(t)f(t) es es simétrico respecto al eje de frecuencia simétrico respecto al eje de frecuencia w = 0w = 0. Al modular esta señal . Al modular esta señal con una onda con una onda coswcoswcct,t, el espectro se traslada hacia el espectro se traslada hacia wwcc y - w y - wcc

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El espectro tiene un ancho El espectro tiene un ancho de banda de de banda de wwmm, mientras , mientras

que al modularse, el ancho que al modularse, el ancho de banda es de de banda es de 2w2wmm, es , es

decir, se duplica. La señal decir, se duplica. La señal modulada está compuesta modulada está compuesta por dos bandas laterales. por dos bandas laterales.

El espectro tiene un ancho El espectro tiene un ancho de banda de de banda de wwmm, mientras , mientras

que al modularse, el ancho que al modularse, el ancho de banda es de de banda es de 2w2wmm, es , es

decir, se duplica. La señal decir, se duplica. La señal modulada está compuesta modulada está compuesta por dos bandas laterales. por dos bandas laterales.

-w-wmmww +w+wmm

F(w)F(w)Señal ModulanteSeñal Modulante

+w+wcc-w-wccww

F(w)F(w)

Señal ModuladaSeñal Modulada

wwcc+w+wmmwwcc+w+wmm

F(w-wF(w-wcc)/2)/2 F(w+wF(w+wcc)/2)/2

Modulación SSB (Single Side Band)Modulación SSB (Single Side Band)ó BLU (Banda Lateral Única)ó BLU (Banda Lateral Única)

Modulación SSB (Single Side Band)Modulación SSB (Single Side Band)ó BLU (Banda Lateral Única)ó BLU (Banda Lateral Única)

Page 35: Tema II Técnicas de Modulación de Amplitud REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICA ANTONIO JOSÉ DE SUCRE ANTONIO

El rango de frecuencias por encima de El rango de frecuencias por encima de + wc,+ wc, se denomina banda se denomina banda lateral superior (denotada como B.L.S.) y el rango por debajo de lateral superior (denotada como B.L.S.) y el rango por debajo de + + wc,wc, se denomina banda lateral inferior (denotada como B.L.I.). se denomina banda lateral inferior (denotada como B.L.I.).

El rango de frecuencias por encima de El rango de frecuencias por encima de + wc,+ wc, se denomina banda se denomina banda lateral superior (denotada como B.L.S.) y el rango por debajo de lateral superior (denotada como B.L.S.) y el rango por debajo de + + wc,wc, se denomina banda lateral inferior (denotada como B.L.I.). se denomina banda lateral inferior (denotada como B.L.I.).

35

Para Para – wc– wc se puede analizar se puede analizar rotando 180 grados el espectro rotando 180 grados el espectro del lado derecho de la señal del lado derecho de la señal F(w-wc)F(w-wc). Para este caso, el . Para este caso, el rango de frecuencias a la rango de frecuencias a la izquierda de izquierda de - wc,- wc, constituye la constituye la banda lateral superior, banda lateral superior, mientras que el lado derecho mientras que el lado derecho - - wcwc es la banda lateral inferior. es la banda lateral inferior.

Para Para – wc– wc se puede analizar se puede analizar rotando 180 grados el espectro rotando 180 grados el espectro del lado derecho de la señal del lado derecho de la señal F(w-wc)F(w-wc). Para este caso, el . Para este caso, el rango de frecuencias a la rango de frecuencias a la izquierda de izquierda de - wc,- wc, constituye la constituye la banda lateral superior, banda lateral superior, mientras que el lado derecho mientras que el lado derecho - - wcwc es la banda lateral inferior. es la banda lateral inferior.

Modulación SSB (Single Side Band)Modulación SSB (Single Side Band)ó BLU (Banda Lateral Única)ó BLU (Banda Lateral Única)

Modulación SSB (Single Side Band)Modulación SSB (Single Side Band)ó BLU (Banda Lateral Única)ó BLU (Banda Lateral Única)

Page 36: Tema II Técnicas de Modulación de Amplitud REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICA ANTONIO JOSÉ DE SUCRE ANTONIO

La figura muestra La figura muestra como se puede obtener la como se puede obtener la modulante a partir de las modulante a partir de las bandas laterales. bandas laterales.

Si se toma la B.L.S., se Si se toma la B.L.S., se puede obtener puede obtener F(w)F(w) o si se o si se toma la B.L.I. también se toma la B.L.I. también se puede obtener puede obtener F(w)F(w)..

La figura muestra La figura muestra como se puede obtener la como se puede obtener la modulante a partir de las modulante a partir de las bandas laterales. bandas laterales.

Si se toma la B.L.S., se Si se toma la B.L.S., se puede obtener puede obtener F(w)F(w) o si se o si se toma la B.L.I. también se toma la B.L.I. también se puede obtener puede obtener F(w)F(w)..

36

w

w

F(w)

D.S.B.

wc-wc

2wm

wm

w

B.L.S.

wc-wc

w

B.L.I.

wc-wc

Modulación SSB (Single Side Band)Modulación SSB (Single Side Band)ó BLU (Banda Lateral Única)ó BLU (Banda Lateral Única)

Modulación SSB (Single Side Band)Modulación SSB (Single Side Band)ó BLU (Banda Lateral Única)ó BLU (Banda Lateral Única)

Page 37: Tema II Técnicas de Modulación de Amplitud REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICA ANTONIO JOSÉ DE SUCRE ANTONIO

Entonces, si se transmite solo la B.L.I. o la B.L.S., se Entonces, si se transmite solo la B.L.I. o la B.L.S., se puede ahorrar ancho de banda por cada señal puede ahorrar ancho de banda por cada señal transmitida y de ésta forma, se puede transmitir mayor transmitida y de ésta forma, se puede transmitir mayor cantidad de información por un mismo canal en forma cantidad de información por un mismo canal en forma simultánea.simultánea.

Entonces, si se transmite solo la B.L.I. o la B.L.S., se Entonces, si se transmite solo la B.L.I. o la B.L.S., se puede ahorrar ancho de banda por cada señal puede ahorrar ancho de banda por cada señal transmitida y de ésta forma, se puede transmitir mayor transmitida y de ésta forma, se puede transmitir mayor cantidad de información por un mismo canal en forma cantidad de información por un mismo canal en forma simultánea.simultánea.

37

La modulación de B.L.U., hace uso de este hecho La modulación de B.L.U., hace uso de este hecho para optimizar el uso de los canales de transmisión. para optimizar el uso de los canales de transmisión. Estos sistemas reciben el nombre de B.L.U., porque Estos sistemas reciben el nombre de B.L.U., porque solo se transmite o la banda lateral superior o la solo se transmite o la banda lateral superior o la banda lateral inferior.banda lateral inferior.

La modulación de B.L.U., hace uso de este hecho La modulación de B.L.U., hace uso de este hecho para optimizar el uso de los canales de transmisión. para optimizar el uso de los canales de transmisión. Estos sistemas reciben el nombre de B.L.U., porque Estos sistemas reciben el nombre de B.L.U., porque solo se transmite o la banda lateral superior o la solo se transmite o la banda lateral superior o la banda lateral inferior.banda lateral inferior.

Modulación SSB (Single Side Band)Modulación SSB (Single Side Band)ó BLU (Banda Lateral Única)ó BLU (Banda Lateral Única)

Modulación SSB (Single Side Band)Modulación SSB (Single Side Band)ó BLU (Banda Lateral Única)ó BLU (Banda Lateral Única)

Page 38: Tema II Técnicas de Modulación de Amplitud REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICA ANTONIO JOSÉ DE SUCRE ANTONIO

Generación de S.S.B.Generación de S.S.B.

Una señal de B.L.U., Una señal de B.L.U., se puede obtener a partir de se puede obtener a partir de una DSB haciéndola pasar una DSB haciéndola pasar por un filtro que elimine una por un filtro que elimine una de las dos bandas laterales. de las dos bandas laterales. El filtro a considerar es un El filtro a considerar es un pasa banda, que permita la pasa banda, que permita la transmisión de una sola transmisión de una sola banda (la superior o la banda (la superior o la inferior) mientras que la otra inferior) mientras que la otra es eliminada.es eliminada.

Considérese el Considérese el esquemaesquema

Una señal de B.L.U., Una señal de B.L.U., se puede obtener a partir de se puede obtener a partir de una DSB haciéndola pasar una DSB haciéndola pasar por un filtro que elimine una por un filtro que elimine una de las dos bandas laterales. de las dos bandas laterales. El filtro a considerar es un El filtro a considerar es un pasa banda, que permita la pasa banda, que permita la transmisión de una sola transmisión de una sola banda (la superior o la banda (la superior o la inferior) mientras que la otra inferior) mientras que la otra es eliminada.es eliminada.

Considérese el Considérese el esquemaesquema

38

f(t) D.S.B. S.S.B.

coswct

F.P.B.H(W)

a)

w

w

F(w)

D.S.B.

wc-wc

2wm

wm

w

H(w)

wc-wc

w

S.S.B.

wc-wc

b)

c)

d)

e)

Page 39: Tema II Técnicas de Modulación de Amplitud REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICA ANTONIO JOSÉ DE SUCRE ANTONIO

• El espectro El espectro F(w)F(w) de la de la función función f(t),f(t), se muestra se muestra en la figura b. en la figura b. Obsérvese que, para Obsérvese que, para valores de valores de ww bajos, el bajos, el espectro vale cero, es espectro vale cero, es decir, no tiene decir, no tiene componentes de bajas componentes de bajas frecuencias.frecuencias.

• Al modular se obtiene Al modular se obtiene la figura c, la cual la figura c, la cual desplaza el espectro desplaza el espectro hasta hasta w wcc..

• El espectro El espectro F(w)F(w) de la de la función función f(t),f(t), se muestra se muestra en la figura b. en la figura b. Obsérvese que, para Obsérvese que, para valores de valores de ww bajos, el bajos, el espectro vale cero, es espectro vale cero, es decir, no tiene decir, no tiene componentes de bajas componentes de bajas frecuencias.frecuencias.

• Al modular se obtiene Al modular se obtiene la figura c, la cual la figura c, la cual desplaza el espectro desplaza el espectro hasta hasta w wcc..

39

Generación de S.S.B.Generación de S.S.B.

f(t) D.S.B. S.S.B.

coswct

F.P.B.H(W)

a)

w

w

F(w)

D.S.B.

wc-wc

2wm

wm

w

H(w)

wc-wc

w

S.S.B.

wc-wc

b)

c)

d)

e)

Page 40: Tema II Técnicas de Modulación de Amplitud REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICA ANTONIO JOSÉ DE SUCRE ANTONIO

• Si se considera un filtro Si se considera un filtro pasa banda, tal que, pasa banda, tal que, permita el paso de las permita el paso de las frecuencias mayores o frecuencias mayores o iguales que iguales que wwcc, como se , como se

muestra en la figura d, muestra en la figura d, se estará generando se estará generando modulación de banda modulación de banda lateral superior.lateral superior.

• Si se considera un filtro Si se considera un filtro pasa banda, tal que, pasa banda, tal que, permita el paso de las permita el paso de las frecuencias mayores o frecuencias mayores o iguales que iguales que wwcc, como se , como se

muestra en la figura d, muestra en la figura d, se estará generando se estará generando modulación de banda modulación de banda lateral superior.lateral superior.

40

Generación de S.S.B.Generación de S.S.B.

f(t) D.S.B. S.S.B.

coswct

F.P.B.H(W)

a)

w

w

F(w)

D.S.B.

wc-wc

2wm

wm

w

H(w)

wc-wc

w

S.S.B.

wc-wc

b)

c)

d)

e)

Page 41: Tema II Técnicas de Modulación de Amplitud REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICA ANTONIO JOSÉ DE SUCRE ANTONIO

• Las frecuencias Las frecuencias inferiores a inferiores a wwcc se han se han

eliminado como se eliminado como se muestra en la figura e. muestra en la figura e.

Otra alternativa, es Otra alternativa, es eliminar la banda lateral eliminar la banda lateral superior, de manera tal superior, de manera tal que solo se tenga la que solo se tenga la información contenida información contenida en la banda inferior.en la banda inferior.

• Las frecuencias Las frecuencias inferiores a inferiores a wwcc se han se han

eliminado como se eliminado como se muestra en la figura e. muestra en la figura e.

Otra alternativa, es Otra alternativa, es eliminar la banda lateral eliminar la banda lateral superior, de manera tal superior, de manera tal que solo se tenga la que solo se tenga la información contenida información contenida en la banda inferior.en la banda inferior.

41

Generación de S.S.B.Generación de S.S.B.

f(t) D.S.B. S.S.B.

coswct

F.P.B.H(W)

a)

w

w

F(w)

D.S.B.

wc-wc

2wm

wm

w

H(w)

wc-wc

w

S.S.B.

wc-wc

b)

c)

d)

e)

Page 42: Tema II Técnicas de Modulación de Amplitud REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICA ANTONIO JOSÉ DE SUCRE ANTONIO

Demodulación de S.S.B.Demodulación de S.S.B.Para demodular una señal de SSB, es necesario usar Para demodular una señal de SSB, es necesario usar detección síncrona, es decir, multiplicar la señal SSB detección síncrona, es decir, multiplicar la señal SSB por por coswctcoswct para retrasladar el espectro hasta el origen. para retrasladar el espectro hasta el origen.

Para demodular una señal de SSB, es necesario usar Para demodular una señal de SSB, es necesario usar detección síncrona, es decir, multiplicar la señal SSB detección síncrona, es decir, multiplicar la señal SSB por por coswctcoswct para retrasladar el espectro hasta el origen. para retrasladar el espectro hasta el origen.

42

S.S.B. f(t)

coswct

F.P.B.H(W)

La detección síncrona, además de reubicar el La detección síncrona, además de reubicar el espectro en el origen, obtiene además dos espectros espectro en el origen, obtiene además dos espectros centrados en las frecuencias centrados en las frecuencias 2wc,2wc, las cuales pueden las cuales pueden ser eliminadas. ser eliminadas.

La detección síncrona, además de reubicar el La detección síncrona, además de reubicar el espectro en el origen, obtiene además dos espectros espectro en el origen, obtiene además dos espectros centrados en las frecuencias centrados en las frecuencias 2wc,2wc, las cuales pueden las cuales pueden ser eliminadas. ser eliminadas.

Page 43: Tema II Técnicas de Modulación de Amplitud REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICA ANTONIO JOSÉ DE SUCRE ANTONIO

Para eliminar los espectros centrados en Para eliminar los espectros centrados en 2wc, 2wc, se utiliza un se utiliza un filtro pasa bajas, que permita el paso del espectro ubicado en filtro pasa bajas, que permita el paso del espectro ubicado en el origen y elimine todos los otros.el origen y elimine todos los otros.

Para eliminar los espectros centrados en Para eliminar los espectros centrados en 2wc, 2wc, se utiliza un se utiliza un filtro pasa bajas, que permita el paso del espectro ubicado en filtro pasa bajas, que permita el paso del espectro ubicado en el origen y elimine todos los otros.el origen y elimine todos los otros.

43

Demodulación de S.S.B.Demodulación de S.S.B.

F(w+2wc)

S.S.B.

wwc-wc

w2wc-2wc

En la figura, se muestra la ubicación de los espectros en el En la figura, se muestra la ubicación de los espectros en el origen y en origen y en wc wc. El espectro de interés, ubicado en las bajas . El espectro de interés, ubicado en las bajas frecuencias, es seleccionado con un filtro pasa bajas como se frecuencias, es seleccionado con un filtro pasa bajas como se indica.indica.

En la figura, se muestra la ubicación de los espectros en el En la figura, se muestra la ubicación de los espectros en el origen y en origen y en wc wc. El espectro de interés, ubicado en las bajas . El espectro de interés, ubicado en las bajas frecuencias, es seleccionado con un filtro pasa bajas como se frecuencias, es seleccionado con un filtro pasa bajas como se indica.indica.

Page 44: Tema II Técnicas de Modulación de Amplitud REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICA ANTONIO JOSÉ DE SUCRE ANTONIO

Comparación entre diferentes sistema de AM

Comparación entre diferentes sistema de AM

DSB-SC:

• Requieren menos potencia para transmitir información que un DSB-LC.

DSB-SC:

• Requieren menos potencia para transmitir información que un DSB-LC.

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• Los receptores son mas complicados, ya que deben generar una portadora de fase y frecuencia apropiada.

• Los receptores son mas complicados, ya que deben generar una portadora de fase y frecuencia apropiada.

• Son muy eficientes, ya que, no desperdician potencia en la transmisión de la portadora.

• Son muy eficientes, ya que, no desperdician potencia en la transmisión de la portadora.

• No están expuestos a los problemas de desvanecimiento de la portadora que afecta el proceso de detección de envolvente.

• No están expuestos a los problemas de desvanecimiento de la portadora que afecta el proceso de detección de envolvente.

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DSB-LCDSB-LC: :

• Los detectores en el receptor son más simples, por lo cual, los Los detectores en el receptor son más simples, por lo cual, los receptores son más baratos.receptores son más baratos.

• Los moduladores son más fáciles de construir, porque los Los moduladores son más fáciles de construir, porque los términos de portadores no tienen que ser balanceados o términos de portadores no tienen que ser balanceados o eliminados.eliminados.

DSB-LCDSB-LC: :

• Los detectores en el receptor son más simples, por lo cual, los Los detectores en el receptor son más simples, por lo cual, los receptores son más baratos.receptores son más baratos.

• Los moduladores son más fáciles de construir, porque los Los moduladores son más fáciles de construir, porque los términos de portadores no tienen que ser balanceados o términos de portadores no tienen que ser balanceados o eliminados.eliminados.

45

Comparación entre diferentes sistema de AM

Comparación entre diferentes sistema de AM

S.S.B.S.S.B.: :

• Solo requieren la mitad del ancho de banda que requiera un Solo requieren la mitad del ancho de banda que requiera un sistema D.S.B.sistema D.S.B.

• Se tiene un mayor aprovechamiento del espectro.Se tiene un mayor aprovechamiento del espectro.

• Toda la potencia transmitida está en las bandas laterales.Toda la potencia transmitida está en las bandas laterales.

S.S.B.S.S.B.: :

• Solo requieren la mitad del ancho de banda que requiera un Solo requieren la mitad del ancho de banda que requiera un sistema D.S.B.sistema D.S.B.

• Se tiene un mayor aprovechamiento del espectro.Se tiene un mayor aprovechamiento del espectro.

• Toda la potencia transmitida está en las bandas laterales.Toda la potencia transmitida está en las bandas laterales.

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D.S.B.D.S.B.: :

• Tienen ventajas en la generación de la Tienen ventajas en la generación de la modulación, ya que, no necesitan filtros para modulación, ya que, no necesitan filtros para eliminar bandas laterales.eliminar bandas laterales.

• Pueden usarse para transmitir señales de Pueden usarse para transmitir señales de frecuencia cero con buena fidelidad.frecuencia cero con buena fidelidad.

D.S.B.D.S.B.: :

• Tienen ventajas en la generación de la Tienen ventajas en la generación de la modulación, ya que, no necesitan filtros para modulación, ya que, no necesitan filtros para eliminar bandas laterales.eliminar bandas laterales.

• Pueden usarse para transmitir señales de Pueden usarse para transmitir señales de frecuencia cero con buena fidelidad.frecuencia cero con buena fidelidad.

46

Comparación entre diferentes sistema de AM

Comparación entre diferentes sistema de AM

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Análisis de Sistemas de Comunicaciones de AM en presencia de ruido

Análisis de Sistemas de Comunicaciones de AM en presencia de ruido

• Sistema de Comunicaciones en Banda Base • Sistema de Comunicaciones en Banda Base

47

• Sistema de Comunicaciones DSB-SC• Sistema de Comunicaciones DSB-SC

• Sistema de Comunicaciones SSB-SC• Sistema de Comunicaciones SSB-SC

• Sistema de Comunicaciones DSB-LC• Sistema de Comunicaciones DSB-LC

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Actividades de Auto-estudioActividades de Auto-estudioEstas actividades tienen el objetivo de complementar los tópicos

abordados en clase y revisten importancia para el cursante.

Tarea 1:1. Investigar con respecto a la modulación en amplitud de banda

lateral vestigial (VSB).

2. Investigar que es y como funciona el receptor superheterodino. ¿Qué aplicaciones tiene?

Analice los tópicos dados apoyandose con la lectura del capítulo 3 del libro W. Tomasi

Estas actividades tienen el objetivo de complementar los tópicos abordados en clase y revisten importancia para el cursante.

Tarea 1:1. Investigar con respecto a la modulación en amplitud de banda

lateral vestigial (VSB).

2. Investigar que es y como funciona el receptor superheterodino. ¿Qué aplicaciones tiene?

Analice los tópicos dados apoyandose con la lectura del capítulo 3 del libro W. Tomasi

48

Page 49: Tema II Técnicas de Modulación de Amplitud REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICA ANTONIO JOSÉ DE SUCRE ANTONIO

Final Tema 2Final Tema 2

Gracias por su atenciónGracias por su atenciónGracias por su atenciónGracias por su atención

Vigencia Abril 2008Vigencia Abril 2008Ch. González/H. RomeroCh. González/H. Romero

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Multicanalización por Divisiónde Frecuencia (FDM)

Multicanalización por Divisiónde Frecuencia (FDM)

Este método hace uso del teorema de traslación en frecuencia, el cual establece:

Si la señal que contiene la información (la modulante), se multiplica por una onda senusoidal periódica (portadora), se traslada el espectro de frecuencia de la modulante hasta el valor de frecuencia de la portadora.

Este método hace uso del teorema de traslación en frecuencia, el cual establece:

Si la señal que contiene la información (la modulante), se multiplica por una onda senusoidal periódica (portadora), se traslada el espectro de frecuencia de la modulante hasta el valor de frecuencia de la portadora.

50

Page 51: Tema II Técnicas de Modulación de Amplitud REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICA ANTONIO JOSÉ DE SUCRE ANTONIO

Multicanalización por Divisiónde Frecuencia (FDM)

Multicanalización por Divisiónde Frecuencia (FDM)

51

w+wm-wm

F(w)

w +wc-wc

F(w)

Señal ModulanteSeñal Modulante Señal PortadoraSeñal Portadora

+wc-wcw

F(w)

Señal ModuladaSeñal Modulada

wc+wmwc+wmSe muestra el proceso de traslación del espectro de Se muestra el proceso de traslación del espectro de la señal F(w) desde el origen (w = 0) hasta la señal F(w) desde el origen (w = 0) hasta w wcc Se muestra el proceso de traslación del espectro de Se muestra el proceso de traslación del espectro de la señal F(w) desde el origen (w = 0) hasta la señal F(w) desde el origen (w = 0) hasta w wcc

Page 52: Tema II Técnicas de Modulación de Amplitud REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICA ANTONIO JOSÉ DE SUCRE ANTONIO

52

En otro caso, si se desea transmitir varias señales simultáneamente, solo hace falta desplazar los espectros de cada una de las señales hasta valores de frecuencia tales que, no se traslapen unos con otros, evitando así la posible interferencia entre ellos.

En otro caso, si se desea transmitir varias señales simultáneamente, solo hace falta desplazar los espectros de cada una de las señales hasta valores de frecuencia tales que, no se traslapen unos con otros, evitando así la posible interferencia entre ellos.

Multicanalización por Divisiónde Frecuencia (FDM)

Multicanalización por Divisiónde Frecuencia (FDM)

Page 53: Tema II Técnicas de Modulación de Amplitud REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICA ANTONIO JOSÉ DE SUCRE ANTONIO

53

)(FA n c h o d e B a n d a d e l C a n a lA n c h o d e B a n d a d e l C a n a l

F1(w)

wwm1

F2(w)

wwm2

F3(w)

wwm3

wwInicial wFinalwc1wc2 wc3

No Hay No Hay solapamiento solapamiento de espectrosde espectros

No Hay No Hay solapamiento solapamiento de espectrosde espectros

Multicanalización por Divisiónde Frecuencia (FDM)

Multicanalización por Divisiónde Frecuencia (FDM)

Page 54: Tema II Técnicas de Modulación de Amplitud REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICA ANTONIO JOSÉ DE SUCRE ANTONIO

SE PUEDE CONCLUIR:

Si se desea transmitir tres señales simultáneamente, bastará con escoger una frecuencia portadora para cada una de ellas que permita ubicarlas dentro del espectro de frecuencia del canal, de manera tal, que no se traslapen unas con otras; donde se han escogido frecuencia w1 , w2 y w3 para ubicar cada uno de los espectros sin que exista interferencia de unos a otros.

SE PUEDE CONCLUIR:

Si se desea transmitir tres señales simultáneamente, bastará con escoger una frecuencia portadora para cada una de ellas que permita ubicarlas dentro del espectro de frecuencia del canal, de manera tal, que no se traslapen unas con otras; donde se han escogido frecuencia w1 , w2 y w3 para ubicar cada uno de los espectros sin que exista interferencia de unos a otros.

54

Multicanalización por Divisiónde Frecuencia (FDM)

Multicanalización por Divisiónde Frecuencia (FDM)

Page 55: Tema II Técnicas de Modulación de Amplitud REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICA ANTONIO JOSÉ DE SUCRE ANTONIO

55

)(FA n c h o d e B a n d a d e l C a n a lA n c h o d e B a n d a d e l C a n a l

wwInicial wFinalwc1wc2 wc3

Filtro Filtro Pasa Pasa

BandaBanda

En el receptor, será necesario primero utilizar un filtro En el receptor, será necesario primero utilizar un filtro pasa banda que seleccione el espectro adecuado para luego pasa banda que seleccione el espectro adecuado para luego proceder a demodular la señal, es decir, reposicionar el proceder a demodular la señal, es decir, reposicionar el espectro en el rango de frecuencia original.espectro en el rango de frecuencia original.

Multicanalización por Divisiónde Frecuencia (FDM)

Multicanalización por Divisiónde Frecuencia (FDM)

Page 56: Tema II Técnicas de Modulación de Amplitud REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICA ANTONIO JOSÉ DE SUCRE ANTONIO

Multicanalización por División de Tiempo: TDM

Multicanalización por División de Tiempo: TDM

Este método, considera que la señal en el dominio del tiempo, se va muestreando periódicamente, trasmitiéndose las muestras a través del canal de transmisión.

Este método, considera que la señal en el dominio del tiempo, se va muestreando periódicamente, trasmitiéndose las muestras a través del canal de transmisión.

56

Si se supone que la señal que contiene la información, no contiene componentes espectrales mayores que fm Hz, basta con que la frecuencia con que se tomen las muestras sea por lo menos igual a 2fm Hz. Lo anterior constituye el Teorema del Muestreo.

Si se supone que la señal que contiene la información, no contiene componentes espectrales mayores que fm Hz, basta con que la frecuencia con que se tomen las muestras sea por lo menos igual a 2fm Hz. Lo anterior constituye el Teorema del Muestreo.

Page 57: Tema II Técnicas de Modulación de Amplitud REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICA ANTONIO JOSÉ DE SUCRE ANTONIO

Bajo la consideración anterior, se puede reconstruir la señal completa a partir del conocimiento de sus valores en esos instantes.

Bajo la consideración anterior, se puede reconstruir la señal completa a partir del conocimiento de sus valores en esos instantes.

57

Ahora, como solo se tiene que trasmitir las muestras de la señal en este número finito de instantes, entonces, se pueden intercalar muestras de varias señales, para de esta forma, transmitir varias señales por el mismo canal en forma sincrónica y periódica.

Ahora, como solo se tiene que trasmitir las muestras de la señal en este número finito de instantes, entonces, se pueden intercalar muestras de varias señales, para de esta forma, transmitir varias señales por el mismo canal en forma sincrónica y periódica.

Multicanalización por División de Tiempo: TDM

Multicanalización por División de Tiempo: TDM

Page 58: Tema II Técnicas de Modulación de Amplitud REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICA ANTONIO JOSÉ DE SUCRE ANTONIO

58

Multicanalización por División de Tiempo: TDM

Multicanalización por División de Tiempo: TDM

Como se puede observar, Como se puede observar, la transmisión no es la transmisión no es

simultanea.simultanea.

Page 59: Tema II Técnicas de Modulación de Amplitud REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICA ANTONIO JOSÉ DE SUCRE ANTONIO

59

Multicanalización por División de Tiempo: TDM

Multicanalización por División de Tiempo: TDM

Page 60: Tema II Técnicas de Modulación de Amplitud REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICA ANTONIO JOSÉ DE SUCRE ANTONIO

Detector RectificadorDetector RectificadorEl esquema de la figura, muestra el detector El esquema de la figura, muestra el detector rectificador. Circuito empleado para extraer la señal rectificador. Circuito empleado para extraer la señal modulante de una señal modulada.modulante de una señal modulada.

La entrada al circuito es la señal DSB-LC, la cual se La entrada al circuito es la señal DSB-LC, la cual se hace pasar por un diodo rectificador que elimina los hace pasar por un diodo rectificador que elimina los ciclos negativos de la señal de entrada.ciclos negativos de la señal de entrada.

El esquema de la figura, muestra el detector El esquema de la figura, muestra el detector rectificador. Circuito empleado para extraer la señal rectificador. Circuito empleado para extraer la señal modulante de una señal modulada.modulante de una señal modulada.

La entrada al circuito es la señal DSB-LC, la cual se La entrada al circuito es la señal DSB-LC, la cual se hace pasar por un diodo rectificador que elimina los hace pasar por un diodo rectificador que elimina los ciclos negativos de la señal de entrada.ciclos negativos de la señal de entrada.

60

Señal DSB-LC

Page 61: Tema II Técnicas de Modulación de Amplitud REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICA ANTONIO JOSÉ DE SUCRE ANTONIO

Esta pasa por un filtro pasa bajas (FPB), que tiene como Esta pasa por un filtro pasa bajas (FPB), que tiene como función eliminar todas las componentes de alta función eliminar todas las componentes de alta frecuencia y dejar solo el espectro centrado en el origen frecuencia y dejar solo el espectro centrado en el origen más la componente contínua.más la componente contínua.

Esta pasa por un filtro pasa bajas (FPB), que tiene como Esta pasa por un filtro pasa bajas (FPB), que tiene como función eliminar todas las componentes de alta función eliminar todas las componentes de alta frecuencia y dejar solo el espectro centrado en el origen frecuencia y dejar solo el espectro centrado en el origen más la componente contínua.más la componente contínua.

61

Detector RectificadorDetector RectificadorDetector RectificadorDetector Rectificador

Señal DSB-LC

La función del capacitor La función del capacitor CC, es bloquear la componente , es bloquear la componente contínua presente a la salida del FPB, para finalmente contínua presente a la salida del FPB, para finalmente obtener la señal que contiene la información, es decir obtener la señal que contiene la información, es decir f(t)f(t)..

La función del capacitor La función del capacitor CC, es bloquear la componente , es bloquear la componente contínua presente a la salida del FPB, para finalmente contínua presente a la salida del FPB, para finalmente obtener la señal que contiene la información, es decir obtener la señal que contiene la información, es decir f(t)f(t)..

Page 62: Tema II Técnicas de Modulación de Amplitud REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICA ANTONIO JOSÉ DE SUCRE ANTONIO

Conjunto de señales obtenidas en los puntosConjunto de señales obtenidas en los puntos A, B, C, y D del A, B, C, y D del diagrama de bloques del detector rectificadordiagrama de bloques del detector rectificadorConjunto de señales obtenidas en los puntosConjunto de señales obtenidas en los puntos A, B, C, y D del A, B, C, y D del diagrama de bloques del detector rectificadordiagrama de bloques del detector rectificador 62

Detector RectificadorDetector Rectificador

Señal DSB-LC

)(tfA

)(tf

twtf ccos)(

)(tg

Veamos una Simulación

0cos)(0

0cos)(cos)(

twtf

twtftwtftg

c

cc

Page 63: Tema II Técnicas de Modulación de Amplitud REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICA ANTONIO JOSÉ DE SUCRE ANTONIO

Detector de EnvolventeDetector de Envolvente

El circuito usado como detector de envolvente en la El circuito usado como detector de envolvente en la demodulación de DSB-LC, es el mostrado en la demodulación de DSB-LC, es el mostrado en la figura:figura:

El circuito detector de envolvente, es un rectificador El circuito detector de envolvente, es un rectificador acoplado a la red acoplado a la red RC yRC y su operación es sencilla su operación es sencilla

El circuito usado como detector de envolvente en la El circuito usado como detector de envolvente en la demodulación de DSB-LC, es el mostrado en la demodulación de DSB-LC, es el mostrado en la figura:figura:

El circuito detector de envolvente, es un rectificador El circuito detector de envolvente, es un rectificador acoplado a la red acoplado a la red RC yRC y su operación es sencilla su operación es sencilla 63

Señal AMde entrada

Señal de salida

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Si se considera que inicialmente el capacitor está descargado, el voltaje de salida Vo(t), es cero. Si se considera que inicialmente el capacitor está descargado, el voltaje de salida Vo(t), es cero.

64

Una vez que la señal de entrada supera el voltaje umbral del diodo, éste entra en conducción, cargándose el capacitor hasta el valor de pico máximo positivo.

Una vez que la señal de entrada supera el voltaje umbral del diodo, éste entra en conducción, cargándose el capacitor hasta el valor de pico máximo positivo.

Cuando el voltaje de entrada se hace menor que el valor de pico máximo almacenado en el capacitor, el diodo se bloquea (no conduce) y el capacitor se descarga a través de R. Este proceso de descarga se mantiene hasta que el diodo quede polarizado directamente, para nuevamente conducir y cargar el capacitor hasta el valor de pico máximo positivo o hasta que el voltaje en el ánodo sea menor que el del cátodo.

Cuando el voltaje de entrada se hace menor que el valor de pico máximo almacenado en el capacitor, el diodo se bloquea (no conduce) y el capacitor se descarga a través de R. Este proceso de descarga se mantiene hasta que el diodo quede polarizado directamente, para nuevamente conducir y cargar el capacitor hasta el valor de pico máximo positivo o hasta que el voltaje en el ánodo sea menor que el del cátodo.

Detector de EnvolventeDetector de Envolvente

Page 65: Tema II Técnicas de Modulación de Amplitud REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICA ANTONIO JOSÉ DE SUCRE ANTONIO

65

twtf ccos)(

twtf ccos)(

)(tf

)(tf Veamos una Simulación

Detector de EnvolventeDetector de Envolvente

Page 66: Tema II Técnicas de Modulación de Amplitud REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICA ANTONIO JOSÉ DE SUCRE ANTONIO

De acuerdo a lo anterior, se entiende que el voltaje De acuerdo a lo anterior, se entiende que el voltaje de salida crece cuando crece la entrada y disminuye de salida crece cuando crece la entrada y disminuye cuando la entrada disminuye. cuando la entrada disminuye.

Es así como el voltaje de salida sigue a la entrada. Es así como el voltaje de salida sigue a la entrada. Para que la salida siga la entrada, es necesario que la Para que la salida siga la entrada, es necesario que la constante de tiempo constante de tiempo RCRC sea la adecuada, de manera que el sea la adecuada, de manera que el proceso de carga y descarga del capacitor sea en el tiempo proceso de carga y descarga del capacitor sea en el tiempo adecuado.adecuado.

De acuerdo a lo anterior, se entiende que el voltaje De acuerdo a lo anterior, se entiende que el voltaje de salida crece cuando crece la entrada y disminuye de salida crece cuando crece la entrada y disminuye cuando la entrada disminuye. cuando la entrada disminuye.

Es así como el voltaje de salida sigue a la entrada. Es así como el voltaje de salida sigue a la entrada. Para que la salida siga la entrada, es necesario que la Para que la salida siga la entrada, es necesario que la constante de tiempo constante de tiempo RCRC sea la adecuada, de manera que el sea la adecuada, de manera que el proceso de carga y descarga del capacitor sea en el tiempo proceso de carga y descarga del capacitor sea en el tiempo adecuado.adecuado.

66

Detector de EnvolventeDetector de Envolvente

Page 67: Tema II Técnicas de Modulación de Amplitud REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICA ANTONIO JOSÉ DE SUCRE ANTONIO

El rizo que se produce en la salida, por el proceso de carga El rizo que se produce en la salida, por el proceso de carga y descarga del capacitor se elimina usando un filtro para y descarga del capacitor se elimina usando un filtro para bajo (para eliminar las componentes de alta frecuencia). bajo (para eliminar las componentes de alta frecuencia).

Un criterio adecuado para seleccionar el valor de la constante Un criterio adecuado para seleccionar el valor de la constante de tiempo de tiempo RCRC es: es:

donde donde wwcc es la frecuencia de la onda portadora y es la frecuencia de la onda portadora y wwmm es la es la

frecuencia de la modulante.frecuencia de la modulante.

El rizo que se produce en la salida, por el proceso de carga El rizo que se produce en la salida, por el proceso de carga y descarga del capacitor se elimina usando un filtro para y descarga del capacitor se elimina usando un filtro para bajo (para eliminar las componentes de alta frecuencia). bajo (para eliminar las componentes de alta frecuencia).

Un criterio adecuado para seleccionar el valor de la constante Un criterio adecuado para seleccionar el valor de la constante de tiempo de tiempo RCRC es: es:

donde donde wwcc es la frecuencia de la onda portadora y es la frecuencia de la onda portadora y wwmm es la es la

frecuencia de la modulante.frecuencia de la modulante.

67

1 1

wRC

wc m

Detector de EnvolventeDetector de Envolvente

Page 68: Tema II Técnicas de Modulación de Amplitud REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICA ANTONIO JOSÉ DE SUCRE ANTONIO

Sis. de Com. en banda base en presencia de ruido

Sis. de Com. en banda base en presencia de ruido

El esquema general de un sistema de comunicaciones se muestraEl esquema general de un sistema de comunicaciones se muestra

68

EntradaTransmisor Canal Receptor

So, NoSalida

s t n to o( ), ( )

S Ni i,

Ruido de canaln(t)

m(t)

ST

En los sistemas de banda base, la señal se transmite directamente sin ninguna modulación. Este modo de comunicación resulta adecuado a través de un par de alambres o de cables coaxiales. Se utiliza principalmente en sistemas de corta distancia.

En los sistemas de banda base, la señal se transmite directamente sin ninguna modulación. Este modo de comunicación resulta adecuado a través de un par de alambres o de cables coaxiales. Se utiliza principalmente en sistemas de corta distancia.

Page 69: Tema II Técnicas de Modulación de Amplitud REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICA ANTONIO JOSÉ DE SUCRE ANTONIO

En la figura se muestra el diagrama de bloques de un sistema de comunicaciones de banda base, donde se han considerado las funciones de transferencia de cada bloque.

Si se considera el canal libre de distorsión, se tiene:

En la figura se muestra el diagrama de bloques de un sistema de comunicaciones de banda base, donde se han considerado las funciones de transferencia de cada bloque.

Si se considera el canal libre de distorsión, se tiene:

69

Sis. de Com. en banda base en presencia de ruido

Sis. de Com. en banda base en presencia de ruido

So, No

S Ni i,

Ruido de canal

H wp ( ) H wc ( ) H wd ( )

G S wm2 ( )S wm ( ) ST

S So i

N S w dfo n

B

20

( )

Donde SDonde Snn(w) es la distribución (w) es la distribución

espectral de potencia yespectral de potencia y se considera se considera el ruido blanco,el ruido blanco,

En la figura se muestra el diagrama de bloques de un sistema de comunicaciones de banda base, donde se han considerado las funciones de transferencia de cada bloque.

Si se considera el canal libre de distorsión, se tiene:

En la figura se muestra el diagrama de bloques de un sistema de comunicaciones de banda base, donde se han considerado las funciones de transferencia de cada bloque.

Si se considera el canal libre de distorsión, se tiene:

So, No

S Ni i,

Ruido de canal

H wp ( ) H wc ( ) H wd ( )

G S wm2 ( )S wm ( ) ST

Page 70: Tema II Técnicas de Modulación de Amplitud REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICA ANTONIO JOSÉ DE SUCRE ANTONIO

De la ecuaciones anterior se tiene:

Sea:

Entonces:

De la ecuaciones anterior se tiene:

Sea:

Entonces:

70

Sis. de Com. en banda base en presencia de ruido

Sis. de Com. en banda base en presencia de ruido

N df Bo

B

220

S

N

S

Bo

o

i

S

Bi

S

No

o

Siendo este un valor un patrón Siendo este un valor un patrón con respecto al cual se medirá con respecto al cual se medirá la relación señal a ruido de la relación señal a ruido de otros sistemas.otros sistemas.

Page 71: Tema II Técnicas de Modulación de Amplitud REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICA ANTONIO JOSÉ DE SUCRE ANTONIO

Consideremos el diagrama de bloques este muestra un sistema de comunicaciones con modulación DSB-SC

Así la potencia de la señal de entrada Si es la potencia de la señal modulada y esta dada por:

Consideremos el diagrama de bloques este muestra un sistema de comunicaciones con modulación DSB-SC

Así la potencia de la señal de entrada Si es la potencia de la señal modulada y esta dada por:

71

Sis. de Com. con modulación DSB-SC en presencia de ruidoSis. de Com. con modulación

DSB-SC en presencia de ruido

So, No

y(t)

Pasabanda

w Bc 2Banda base

2Cosw tc n(t) 2Cosw tc

m(t)

Si, Ni

y ti ( )

Tx Canal Receptor Demodulador

S m t w t m t mi c 22 2 2( ) cos ( )

Page 72: Tema II Técnicas de Modulación de Amplitud REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICA ANTONIO JOSÉ DE SUCRE ANTONIO

Determinemos ahora las potencias de salida So y No .

La señal de entrada al demodulador es:

Si la señal de la ecuación yi(t) se multiplica por (para demodulación sincrónica) y se filtra por un pasabajos, a la salida del demodulador se tiene:

Determinemos ahora las potencias de salida So y No .

La señal de entrada al demodulador es:

Si la señal de la ecuación yi(t) se multiplica por (para demodulación sincrónica) y se filtra por un pasabajos, a la salida del demodulador se tiene:

72

Sis. de Com. con modulación DSB-SC en presencia de ruidoSis. de Com. con modulación

DSB-SC en presencia de ruido

y t m t w t n ti c i( ) ( ) cos ( ) 2

)(2

1)()( tntmty co

Page 73: Tema II Técnicas de Modulación de Amplitud REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICA ANTONIO JOSÉ DE SUCRE ANTONIO

De la ecuación anterior se tiene:

Para un ruido blanco que tenga densidad de potencia /2, se tiene entonces:

De la ecuación anterior se tiene:

Para un ruido blanco que tenga densidad de potencia /2, se tiene entonces:

73

Sis. de Com. con modulación DSB-SC en presencia de ruidoSis. de Com. con modulación

DSB-SC en presencia de ruido

S m So i 2 N n to c1

22 ( )

n t n t Bc i2 2 2( ) ( ) N Bo

S

N

S

Bo

o

i

Se demuestra que para una potencia Se demuestra que para una potencia de transmisión fija, la relación señal de transmisión fija, la relación señal a ruido a la salida del demodulador a ruido a la salida del demodulador es la misma para los sistemas de es la misma para los sistemas de banda base y los de DSB-SC.banda base y los de DSB-SC.

Page 74: Tema II Técnicas de Modulación de Amplitud REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICA ANTONIO JOSÉ DE SUCRE ANTONIO

Para este caso considérese el diagrama de bloques

La supresión de una banda lateral reduce la potencia a la mitad. Según esto la potencia Si de la señal BLU es:

Para este caso considérese el diagrama de bloques

La supresión de una banda lateral reduce la potencia a la mitad. Según esto la potencia Si de la señal BLU es:

74

Sis. de Com. con modulación SSB-SC en presencia de ruidoSis. de Com. con modulación SSB-SC en presencia de ruido

So, No

y(t)

2Cosw tc n(t)

m(t)

Si, Ni

y ti ( )

Tx Canal Rx

2Cosw tc

FiltroBLU

FiltroBLU

Bandabase

S mi 2

Page 75: Tema II Técnicas de Modulación de Amplitud REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICA ANTONIO JOSÉ DE SUCRE ANTONIO

Al expresar el ruido de canal de pasabanda en términos de componentes de cuadratura, la señal a la entrada del detecto es:

Si la señal del la ecuacion yi(t) se multiplica por 2coswct (demodulación sincrónica) y luego se filtra a pasabajos, se obtiene en la salida:

Por tanto:

Al expresar el ruido de canal de pasabanda en términos de componentes de cuadratura, la señal a la entrada del detecto es:

Si la señal del la ecuacion yi(t) se multiplica por 2coswct (demodulación sincrónica) y luego se filtra a pasabajos, se obtiene en la salida:

Por tanto:

75

Sis. de Com. con modulación SSB-SC en presencia de ruidoSis. de Com. con modulación SSB-SC en presencia de ruido

y t m t n t w t m t n t w ti c c h s c( ) ( ) ( ) cos ( ) ( ) sen

y t m t n to c( ) ( ) ( )

S m So i 2 N n Bo c 2

Page 76: Tema II Técnicas de Modulación de Amplitud REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICA ANTONIO JOSÉ DE SUCRE ANTONIO

De las ecuaciones anteriores se tiene:De las ecuaciones anteriores se tiene:

76

Sis. de Com. con modulación SSB-SC en presencia de ruidoSis. de Com. con modulación SSB-SC en presencia de ruido

S

N

S

Bo

o

i

De acuerdo con el resultado de De acuerdo con el resultado de esta ecuación, se establece que los esta ecuación, se establece que los sistemas DSB-SC, SSB-SC y BB sistemas DSB-SC, SSB-SC y BB funcionan de idéntica manera.funcionan de idéntica manera.

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• Con demodulación coherente o sincronizadaCon demodulación coherente o sincronizada• Con demodulación coherente o sincronizadaCon demodulación coherente o sincronizada

77

Sis. de Com. con modulación DSB-LC en presencia de ruidoSis. de Com. con modulación

DSB-LC en presencia de ruido

La DSB-LC coherente es similar a la DSB-SC en todos los aspectos excepto por la portadora adicional. Por lo tanto:

La señal recibida es

en consecuencia la potencia de la señal de entrada es:

La DSB-LC coherente es similar a la DSB-SC en todos los aspectos excepto por la portadora adicional. Por lo tanto:

La señal recibida es

en consecuencia la potencia de la señal de entrada es:

S mo 2N n Bo c 2

S A m ti 2 2 ( )

2( ( )) cosA m t w tc

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Por lo tanto:

Sí m(t)max = mP, entonces A mp. Para una relación señal a ruido máxima, A = mp y teniendo en cuenta que:

en consecuencia:

Por lo tanto:

Sí m(t)max = mP, entonces A mp. Para una relación señal a ruido máxima, A = mp y teniendo en cuenta que:

en consecuencia:

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Sis. de Com. con modulación DSB-LC en presencia de ruidoSis. de Com. con modulación

DSB-LC en presencia de ruido

*22

2

mA

m

N

S

o

o

( / )m mp2 2 1

S

No

o

2

La relación señal ruido en AM es La relación señal ruido en AM es cuando menos de 3 dB peor que la cuando menos de 3 dB peor que la de BLU-SC (dependiendo del de BLU-SC (dependiendo del índice de modulación y de la forma índice de modulación y de la forma de onda de la señal).de onda de la señal).

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• Detección de envolventeDetección de envolvente• Detección de envolventeDetección de envolvente

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Sis. de Com. con modulación DSB-LC en presencia de ruidoSis. de Com. con modulación

DSB-LC en presencia de ruido

Considérese que la señal recibida es [A+m(t)]coswct , la entrada del demodulador será:

Por lo tanto, la potencia de esta señal Si es:

Considérese que la señal recibida es [A+m(t)]coswct , la entrada del demodulador será:

Por lo tanto, la potencia de esta señal Si es:

y t A m t n t w t n t w ti c c s c( ) [ ( ) ( )]cos ( ) sen

SA m t A m

i

[ ( )]2 2 2

2 2

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Para calcular So y No , se necesita la envolvente de yi(t)

La salida del detector de envolvente es Ei(t). Se puede considerar dos casos para Ei(t): ruido reducido y ruido intenso.

Para calcular So y No , se necesita la envolvente de yi(t)

La salida del detector de envolvente es Ei(t). Se puede considerar dos casos para Ei(t): ruido reducido y ruido intenso.

80

Sis. de Com. con modulación DSB-LC en presencia de ruidoSis. de Com. con modulación

DSB-LC en presencia de ruido

E t A m t n t n ti c s( ) [ ( ) ( )] ( ) 2 2

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Ruido Reducido Ruido Reducido

Si [A+m(t)] >> ni (t) para casi todo valor de t, entonces [A+m(t)] >> nc (t) y ns (t) para casi todo valor de t. En este caso Ei(t) se puede aproximar mediante

La componente CD igual a ‘A’ con cual

Ruido Reducido Ruido Reducido

Si [A+m(t)] >> ni (t) para casi todo valor de t, entonces [A+m(t)] >> nc (t) y ns (t) para casi todo valor de t. En este caso Ei(t) se puede aproximar mediante

La componente CD igual a ‘A’ con cual

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Sis. de Com. con modulación DSB-LC en presencia de ruidoSis. de Com. con modulación

DSB-LC en presencia de ruido

E t A m t n ti c( ) ( ) ( )

S mo 2 N n Bo c 2

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Por lo tanto se tiene:Por lo tanto se tiene:

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Sis. de Com. con modulación DSB-LC en presencia de ruidoSis. de Com. con modulación

DSB-LC en presencia de ruido

S

N

m

A m

o

o

2

2 2* Coincide con el caso de DSB-LC Coincide con el caso de DSB-LC

con demodulación sincrónica.con demodulación sincrónica.Se concluye que para DSB-LC Se concluye que para DSB-LC cuando el ruido es pequeño en cuando el ruido es pequeño en comparación con la señal, el comparación con la señal, el comportamiento del detector de comportamiento del detector de envolvente es idéntico al detector envolvente es idéntico al detector sincronizado.sincronizado.

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Ruido IntensoRuido Intenso

Para este caso ni(t) >> [A+m(t)]. En consecuencia nc(t) y ns(t) >> [A+m(t)] para casi todo valor de t.

Con:

Ruido IntensoRuido Intenso

Para este caso ni(t) >> [A+m(t)]. En consecuencia nc(t) y ns(t) >> [A+m(t)] para casi todo valor de t.

Con:

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Sis. de Com. con modulación DSB-LC en presencia de ruidoSis. de Com. con modulación

DSB-LC en presencia de ruido

E t E t A m t ti n n( ) ( ) [ ( )]cos ( )

ns

c

tn t

n t( ) tg

( )

( )

1 )()()( 22 tntntE scn

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La señal m(t)cosn(t) representa a m(t) multiplicado por una función variable en el tiempo (en realidad una señal de ruido) cosn(t) y en consecuencia no se emplea para recuperar a m(t).

La señal m(t)cosn(t) representa a m(t) multiplicado por una función variable en el tiempo (en realidad una señal de ruido) cosn(t) y en consecuencia no se emplea para recuperar a m(t).

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Sis. de Com. con modulación DSB-LC en presencia de ruidoSis. de Com. con modulación

DSB-LC en presencia de ruido

S

NA mo 0 916 2 2 2,

En la ecuación de Ei(t) el ruido es multiplicativo. En esta situación, la señal útil es fuertemente mutilada. Esto es el fenómeno de umbral, en el cual la calidad de la señal a la salida experimenta un deterioro desproporcionadamente rápido cuando el ruido a la entrada aumenta mas allá de un cierto nivel.

El cálculo de la relación señal a ruido se puede determinar por:

En la ecuación de Ei(t) el ruido es multiplicativo. En esta situación, la señal útil es fuertemente mutilada. Esto es el fenómeno de umbral, en el cual la calidad de la señal a la salida experimenta un deterioro desproporcionadamente rápido cuando el ruido a la entrada aumenta mas allá de un cierto nivel.

El cálculo de la relación señal a ruido se puede determinar por:

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Sis. de Com. con modulación DSB-LC en presencia de ruidoSis. de Com. con modulación

DSB-LC en presencia de ruido

w+wc-wc

F(Cos wct)

Señal PortadoraSeñal Portadora

w+wc

-wc

|F(Sen wc t)|

Señal PortadoraSeñal Portadora

)(.)(.][cos ccc wwwwtw F

)(..)(..][ ccc wwjwwjtsenw F