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3.1 Introducción a la transmision por radio

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El estudiante será capaz de explicar las razones para modular y describir y explicar las diferencias entre los diferentes esquemas de modulación analógica y modulación digital.

El estudiante será capaz de explicar las razones para modular y describir y explicar las diferencias entre los diferentes esquemas de modulación analógica y modulación digital.

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Transcript

  • 1. INTRODUCCIÓN A LA TRANSMISIÓN POR RADIO
    Contenido
    1.- Razones para modular.
    2.- Modulaciones analógicas.
    3.- Modulaciones digitales.
    4.- Configuración del transmisor de radio.
    5.- El espectro electromagnético.
    Objetivo
    El estudiante será capaz de explicar las razones para modular y describir y explicar las diferencias entre los diferentes esquemas de modulación analógica y modulación digital.
    Tema 1 de:
    TRANSMISIÓN ANALÓGICA
    Última modificación:
    1 de febrero de 2011
    Edison Coimbra G.
    1
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  • 2. 1.- Razones para modular.
    Las señales de información (voz, video, datos) se transmiten, por lo general, a través de medios guiados. Pero, cuando las distanciasson grandes, o cablear es caro, o por razones de movilidad, se utiliza la transmisión por radio.
    ¿Qué pasaría si una señal de voz se transmitiera en sus frecuencias originales, en su banda base (300 a 3.400 Hz)?
    Caso
    Se producirían interferencias. Entre las señales que ocupen rangos de frecuencias comunes.
    1
    2
    Se requerirían antenas de gran longitud.
    Por ejemplo, para transmitir un tono de voz de 3 kHz, que generaría una λ = 100 km, se necesitaría una antena de λ/2 = 50 km de longitud.
    Solución
    Recurrir a la técnica de modulación, mediante la cual la información se “imprime” en una onda senoidal de alta frecuencia conocida como portadora.
    La señal de información (banda base) se conoce como moduladora.
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  • 3. Tipos de modulaciones
    El tipo de modulación depende de la señal moduladora a transmitir, la cual puede ser:
    Analógica (voz y video)
    Digital (voz y video digitalizados y datos de PC).
    Caso de señales analógicas
    AM
    FM
    PM
    Caso de señales digitales
    ASK
    La modulación consiste en variar un parámetro de la portadora: la amplitud, frecuencia o fase.
    FSK
    PSK
    QAM
    vc(t) = amplitud instantánea, en V.
    Ec= amplitud pico, en V.
    fc=frecuencia portadora, en Hz.
    θ=fase, en rad.
    Portadora
    La transmisión por radio solo permite la propagación de portadoras analógicas.
    3
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  • 4. 2.- Modulaciones analógicas.
    Dominio del tiempo
    Caso de una onda simple
    Esquema de AM
    Esquema de FM
    Señal de información
    Señal de información
    Señal portadora
    Señal portadora
    Señal AM
    Señal FM
    La señal de información es una señal de voz o video, compuesta, según Fourier, por múltiples ondas seno de distintas frecuencias.
    La modulación PM produce FM. Son similares. Ambas son formas de modulación angular.
    4
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  • 5. Ancho de banda de AM
    Dominio de la frecuencia
    Espectro de AM
    La modulación AM crea un ancho de banda igual al doble que el ancho de banda de la señal moduladora, centrado alrededor de la frecuencia portadora.
    Ambas bandas laterales llevan a misma información. Por esta razón, en algunas aplicaciones se descarta una banda, reduciendo el ancho de banda a la mitad.
    Radiodifusión comercial
    Una banda entre 530 y 1.700kHz se asigna a la radio AM.
    Cada estación necesita 10 kHz deBAM.
    Cada radio AM utiliza una portadora diferente.
    5
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  • 6. Ancho de banda de FM
    Dominio de la frecuencia
    Espectro de FM
    La modulación FM crea un ancho de banda difícil de determinar, pero se puede demostrar empíricamente que es varias veces la de la moduladora, dependiendo de los parámetros de modulación. 10 es un valor frecuente.
    Radiodifusión comercial
    FM tiene una banda entre 88 y 108 MHz .
    A cada estación se asignan 200 kHz deBFM.
    Cada radio FM utiliza una portadora diferente.
    6
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  • 7. 3.- Modulaciones digitales.
    Dominio del tiempo
    Esquema de ASK
    PSK
    FSK
    QAM
    Caso de 3 bits/baud
    7
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  • 8. Ancho de banda de modulaciones digitales
    Dominio de la frecuencia
    Espectro de ASK, PSK y QAM
    La modulación digital crea un ancho de banda proporcional a la tasa de señal en baud, centrado alrededor de la frecuencia portadora.
    Significa que si hay disponible un canal paso banda, se puede elegir la portadora de manera que la señal modulada ocupe el ancho de banda.
    El ancho de banda necesario para una transmisión QAM es el mismo que para ASK y PSK.
    Espectro de FSK
    Se puede pensar en FSK como en dos señales ASK, cada una con su frecuencia portadora.
    8
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  • 9. 4.- Configuración del transmisor de radio.
    El transmisor es la unidad electrónica que acepta la señal de información que se transmite y la convierte en una señal de radiofrecuencias capaz de transmitirse a grandes distancias.
    A pesar de la gran variación en la potencia de salida, apariencia física y tipo de modulación, los transmisores tienen sólo unas configuraciones básicas.
    Son 4
    Requerimientos básicos del transmisor
    3.- Debe amplificar potencia para la distancia deseada.
    2.- Debe modular
    4.- Debe acoplar para máxima transferencia de potencia a la antena.
    1.- Debe generar la portadora de alta frecuencia.
    El transmisor de un celular genera unos pocos mW. El de radiodifusión de onda corta del orden de MW.
    9
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  • 10. 5.- El espectro electromagnético.
    Es el conjunto de ondas electromagnéticas ordenadas de acuerdo a su frecuencia y longitud de onda.
    Definición
    Bandas de las ondas de radio
    Se divide en segmentos. Cuando se asignaron nombres, sólo se consideraron las bandas de bajas, medias y altas frecuencias (LF, MF y HF). Nadie esperaba rebasar los 10 MHz.
    Cuando sucedió, se asignaron nombres hacia arriba y abajo. Las más altas se denominaron bandas de muy, ultra, súper y extremadamente alta frecuencia (VHF, UHF, SHF y EHF).
    Más allá de eso ya no hay nombres; sin embargo, se han sugerido las siguientes designaciones: tremendamente, increíblemente, asombrosamente y prodigiosamente alta frecuencia (THF, IHF, ASH y PHF).
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  • 11. Bandas de frecuencias
    FIN
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