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Modulacion de amplitud Juan Bastori

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trabajo de amplitud modulada

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Modulacion de amplitud Juan Bastori

  1. 1. República Bolivariana De Venezuela Ministerio De Educación Superior Instituto Universitario Politécnico “Santiago Mariño” “TRABAJO DE MODULACION” Prof (): Autor: Bastori Juan C.I.18.173.311 Maturín Febrero De 2017.
  2. 2. INTRODUCCION La modulación de un transmisor genera una señal de radiofrecuencia que es emitida a través de una antena y captada por un receptor, pero si solo se envía así podría resultar solo un ruido sin sentido. Comúnmente hablamos de modulación am y FM, o simplemente de la transmisión am y FM que se da cuando escuchamos la radio, por ser esta la más común Para entender la modulación es necesario ver lo representaciones de como transitan las bandas de señal original y de cómo y porque cambia con la modulación, también de ser necesario tener varios aparatos para modularla y ver qué pasa con su amplitud y frecuencia. El presente trabajo es un resumen básico de definiciones relacionadas con la modulación para sistemas de comunicaciones, y es un requisito importante para introducirse en este maravilloso y fascinante mundo. .
  3. 3. CONTENIDO 1. Modulación 2. Tipos De Modulación 3. Modulación De Amplitud (Am) 4. Modulación De Fase (Pm) 5. Modulación De Frecuencia (Fm) 6. Modulación Banda Lateral Única (Ssb, Ó Blu) 7. Modulación De Banda Lateral Vestigial (Vsb, Vsb-Am, Ó Blv) 8. Moduladores Vsb 9. Demoduladores Vsb 10.La Modulación De Amplitud En Cuadratura 11.La Modulación Por División Ortogonal De Frecuencia 12.Modulación De Espectro Ensanchado Por Secuencia Directa (Dsss) 13.Modulación Por Longitud De Onda 14.Modulación En Anillo 15.Definir La Técnica De Am De Banda Lateral Única Con Portadora Completa Am (Ssbfc) 16.Métodos Por Discriminación En Frecuencia:
  4. 4. MODULACION Se denomina modulación al proceso de colocar la información contenida en una señal, generalmente de baja frecuencia, sobre una señal de alta frecuencia. La modulación de una señal consiste en cambiar o alterar algunos parámetros de dicha señal. Esta señal llamada portadora, por ser a la vez conductora de señales más débiles como el sonido y el video la modulación son aquellas técnicas que se aplican en el transporte de datos sobre ondas portadoras. Gracias a estas técnicas, es posible aprovechar el canal comunicativo de la mejor manera para transmitir un mayor caudal de datos de manera simultánea. La modulación contribuye a proteger la señal de interferencias y ruidos. El proceso de modulación consiste en variar un parámetro que está en la onda portadora en función de las alteraciones de la señal moduladora. Puede hablarse de modulación de frecuencia, modulación de amplitud, modulación de base y modulación por longitud de onda, entre otros tipos. Existen varias razones para modular, entre ellas: • Facilita la propagación de la señal de información por cable o por el aire. • Ordena el radioespectro, distribuyendo canales a cada información distinta. • Disminuye dimensiones de antenas. • Optimiza el ancho de banda de cada canal. • Evita interferencia entre canales. • Protege a la información de las degradaciones por ruido. • Define la calidad de la información trasmitida. Modulación para facilidad de radiación: Una radiación eficiente de energía electromagnética requiere de elementos radiadores (antenas) cuyas dimensiones físicas serán por lo menos de 1/10 de su longitud. de onda. Pero muchas señales, especialmente de audio, tienen
  5. 5. componentes de frecuencia del orden de los 100 Hz o menores, para lo cual necesitarían antenas de unos 300 km de longitud si se radiaran directamente. Utilizando la propiedad de traslación de frecuencias de la modulación, estas señales se pueden sobreponer sobre una portadora de alta frecuencia, con lo que se logra una reducción sustancial del tamaño de la antena. Por ejemplo, en la banda de radio de FM, donde las portadoras están en el intervalo de 88 a 108 MHz, las antenas no deben ser mayores de un metro. Modulación para reducir el ruido y la interferencia: Se ha dicho que es imposible eliminar totalmente el ruido del sistema. Y aunque es posible eliminar la interferencia, puede no ser práctico. Por fortuna, ciertos tipos de modulación tiene la útil propiedad de suprimir tanto el ruido como la interferencia. La supresión, sin embargo, ocurre a un cierto precio; generalmente requiere de un ancho de banda de transmisión mucho mayor que el de la señal original; de ahí la designación del ruido de banda ancha. Este convenio de ancho de banda para la reducción del ruido es uno de los intereses y a veces desventajosos aspectos del diseño de un sistema de comunicación. Modulación por asignación de frecuencia: El propietario de un aparato de radio o televisión puede seleccionar una de varias estaciones, aun cuando todas las estaciones estén transmitiendo material de un programa similar en el mismo medio de transmisión. Es posible seleccionar y separar cualquiera de las estaciones, dado que cada una tiene asignada una frecuencia portadora diferente. Si no fuera por la modulación, solo operaría una estación en un área dada. Dos o más estaciones que transmitan directamente en el mismo medio, sin modulación, producirán una mezcla inútil de señales interferentes. Modulación para multicanalización: A menudo se desea transmitir muchas señales en forma simultánea entre dos puntos. Las técnicas de multicanalización son formas intrínsecas de modulación, permiten la transmisión de múltiples señales sobre un canal, de tal manera que cada
  6. 6. señal puede ser captada en el extremo receptor. Las aplicaciones de la multicanalización comprenden telemetría de datos, emisión de FM estereofónica y telefonía de larga distancia. Es muy común, por ejemplo, tener hasta 1,800 conversaciones telefónicas de ciudad a ciudad, multicanalizadas y transmitidas sobre un cable coaxial de un diámetro menor de un centímetro. Modulación para superar las limitaciones del equipo: El diseño de un sistema queda generalmente a la disponibilidad de equipo, el cual a menudo presenta inconvenientes en relación con las frecuencias involucradas. La modulación se puede usar para situar una señal en la parte del espectro de frecuencia donde las limitaciones del equipo sean mínimas o donde se encuentren más fácilmente los requisitos de diseño. Para este propósito, los dispositivos de modulación se encuentran también en los receptores, como ocurre en los transmisores. TIPOS DE MODULACION Dependiendo del parámetro sobre el que se actúe, tenemos los distintos tipos de modulación:  Modulación en doble banda lateral (DSB)  Modulación de amplitud (AM) MODULACION DE AMPLITUD (AM) La modulación de amplitud o amplitud modulada (AM) es una técnica utilizada en la comunicación electrónica, más comúnmente para la transmisión de información a través de una onda transversal de televisión. La modulación en amplitud (AM) funciona mediante la variación de la amplitud de la señal transmitida en relación con la información que se envía. Contrastando esta con la modulación de frecuencia, en la que se varía la frecuencia, y la modulación de fase, en la que se varía la fase. A mediados de la década de 1870, una forma de modulación de
  7. 7. amplitud, inicialmente llamada "corrientes ondulatorias", fue el primer método para enviar con éxito audio a través de líneas telefónicas con una calidad aceptable. Como su nombre lo indica, consiste en variar la amplitud de una sinusoide de acuerdo al mensaje que se desea transmitir. A la sinusoide se le llama portadora debido a que llevará la información sobre sí. Este tipo de modulación se usa en radiodifusión comercial y en algunas bandas de transmisión de banda ciudadana. Sea x(t) un mensaje que cumple las condiciones indicadas en la introducción; sea xc(t) = AcCoswct la portadora. La señal modulada en amplitud (AM) se expresará como: xAM(t) = Ac ( 1 + mx(t)) Coswct m es el índice de modulación que se encuentra entre 0 y 1. La Figura Nº 3.1 muestra la señal xAM(t) para un mensaje x(t) sinusoidal. La envolvente de la señal modulada tiene la forma del mensaje. Sin embargo si m superase la unidad, se presentaría un cambio de fase que haría perder el parecido entre la envolvente y el mensaje. Figura Nº3.1.-Modulación AM de mensaje sinusoidal Si se sabe que el mensaje toma valores extremos +1 y -1 en algún instante de tiempo, el índice de modulación puede determinarse observando los máximos y mínimos de la señal modulada:
  8. 8. xAM (t) máx = Ac ( 1 + m) XAM (t) mín = Ac ( 1 - m) XAM (t) máx + xAM(t) mín = 2Ac xAM (t) máx - xAM(t) mín = 2mAc En ese caso: MODULACIÓN DE FASE (PM) a modulación de fase es un medio indirecto para obtener una señal de FM que tenga una frecuencia central alta y estable. El principio en que se basa la modulación de fase es que todo cambio en la fase de una onda sinusoidal automáticamente causa un cambio en la frecuencia de la onda. En la modulación de fase, la fase instantánea de la portadora se desvía del estado de reposo en una cantidad que es proporcional a la amplitud de la señal moduladora. La máxima desviación de fase, al igual que la máxima desviación de frecuencia de la FM, está determinada por las máximas amplitudes positivas y negativas de la señal moduladora. Cada vez que la señal moduladora produce una desviación de fase en la portadora, también varía la frecuencia de la misma. Estas variaciones de frecuencia constituyen una señal de FM equivalente que se una en el receptor para recuperar la información de la señal. La diferencia entre la PM y la FM es el efecto de la señal moduladora sobre la frecuencia portadora. En FM, la desviación de la frecuencia portadora depende sólo de la amplitud de la señal moduladora, y no de su frecuencia.
  9. 9. En la PM, la desviación de la frecuencia portadora depende tanto de la amplitud como de la frecuencia de la señal moduladora. Las frecuencias altas producen desviaciones proporcionalmente mayores, lo cual significa que la desviación producida por una moduladora de 10Kc será hasta diez veces mayor que la obtenida con la moduladora de 1Kc. La modulación de fase produce señales del mismo tipo que las producidas por la modulación de frecuencia directa. Por lo tanto, las señales de PM se pueden transmitir y recibir con equipo convencional FM MODULACIÓN DE FRECUENCIA (FM) Este es un caso de modulación donde tanto las señales de transmisión como las señales de datos son analógicas y es un tipo de modulación exponencial. En este caso la señal modulada mantendrá fija su amplitud y el parámetro de la señal portadora que variará es la frecuencia, y lo hace de acuerdo a como varíe la amplitud de la señal moduladora. Señal Moduladora (Datos)
  10. 10. Señal Portadora Señal Modulada La expresión matemática de la señal portadora, está dada por: (1) vp(t) = Vp sen(2π fp t) Donde Vp es el valor pico de la señal portadora y fp es la frecuencia de la señal portadora. Mientras que la expresión matemática de la señal moduladora está dada por: (2) vm(t) = Vm sen(2π fm t) Siendo Vm el valor pico de la señal moduladora y fm su frecuencia. De acuerdo a lo dicho anteriormente, la frecuencia f de la señal modulada variará alrededor de la frecuencia de la señal portadora de acuerdo a la siguiente expresión f = fp + Δf sen(2 π fm t)
  11. 11. Por lo tanto la expresión matemática de la señal modulada resulta vp(t) = Vp sen[2π (fp + Δf sen(2 π fm t) ) t] Δf se denomina desviación de frecuencia y es el máximo cambio de frecuencia que puede experimentar la frecuencia de la señal portadora. A la variación total de frecuencia desde la más baja hasta la más alta, se la conoce como oscilación de portadora. De esta forma, una señal moduladora que tiene picos positivos y negativos, tal como una señal sinodal pura, provocara una oscilación de portadora igual a 2 veces la desviación de frecuencia. Una señal modulada en frecuencia puede expresarse mediante la siguiente expresión Se denomina índice de modulación a Se denomina porcentaje de modulación a la razón entre la desviación de frecuencia efectiva respecto de la desviación de frecuencia máxima permisible. Al analizar el espectro de frecuencias de una señal modulada en frecuencia, observamos que se tienen infinitas frecuencias laterales, espaciadas en fm, alrededor de la frecuencia de la señal portadora fp; sin embargo la mayor parte de las frecuencias laterales tienen poca amplitud, lo que indica que no contienen cantidades significativas de potencia. El análisis de Fourier indica que el número de frecuencias laterales que contienen cantidades significativas de potencia, depende del índice de modulación de la señal
  12. 12. modulada, y por lo tanto el ancho de banda efectivo también dependerá de dicho índice. Schwartz desarrollo la siguiente gráfica para determinar el ancho de banda necesario para transmitir una señal de frecuencia modulada cuando se conoce el índice de modulación. En la construcción de la gráfica se ha empleado el criterio práctico que establece que una señal de cualquier frecuencia componente, con una magnitud (tensión) menor de 1% del valor de la magnitud de la portadora sin modular, se considera demasiado pequeña como para ser significativa. MODULACIÓN DE BANDA LATERAL VESTIGIAL (VSB, VSB-AM, Ó BLV) Cuando se quiere ahorrar ancho de banda, la modulación SSB parece la más adecuada. Sin embargo, dado que es imposible eliminar exactamente la banda indeseada, este esquema de modulación produce una mala reproducción de las bajas frecuencias; además es bastante complicado generarla y detectarla. Aparece entonces un esquema de modulación que mejora estos dos últimos problemas a cambio de un ligero aumento del ancho de banda. Esto produce VSB o banda lateral vestigial, que deja pasar casi completamente una banda y un vestigio de la otra tal y como se muestra a continuación. La aplicación más difundida de VSB es en TV comercial. La señal VSB puede ser vista como una señal DSB filtrada de manera muy particular. Las características de dicho filtro se deducen imponiendo como condición que el mensaje se pueda recuperar con
  13. 13. un detector síncrono como en todos los otros métodos de modulación lineal. Veamos este análisis: TRANSMISOR: La señal DSB tiene un espectro de la siguiente forma XDSB(f)= Ac/2 [ X(f-fc) + X(f+fc) ] Al pasarla por el filtro VSB: XVSB (f)= Ac/2 [X(f-fc) + X(f+fc) ] H(f) RECEPTOR: Si se quiere recuperar el mensaje con un detector síncrono, el cual lo primero que hace es multiplicar la señal VSB por un tono de frecuencia fc, se tendría lo siguiente: A /2 [ XVSB (f-fc) + XVSB (f+fc) ]= = Al pasar por el filtro pasabajo del detector síncrono, solo queda: Para esto, [H (f+fc) + H (f-fc) ] = constante para |f| £ W. Esto sería posible si H(f) fuese por ejemplo cualquiera de las dos respuestas siguientes:
  14. 14. Es decir, debe existir cierta simetría en el filtro alrededor de la frecuencia de la portadora. Dependiendo del filtro elegido, se tendría LVSB o UVSB. De este análisis se deduce que: - El ancho de banda de la señal VSB = W + DW, donde DW es el ancho del vestigio de la banda que no pasa. - La potencia de la señal VSB será: Representación en tiempo de una señal VSB. Si llamamos h(t) a la respuesta impulsiva del filtro VSB, tendremos que: xVSB ( t) = Ac x(t)Coswct * h(t)
  15. 15. Pero: lo que en frecuencia sería X(f) [ H(f+fc) + H(f-fc) ] /2 = X(f)/2 debido a la simetría del filtro vestigial y suponiendo H( fc) = H( -fc) = 0.5 Por otra parte: y en frecuencia esto sería X(f) [ H(f-fc) - H(f+fc) ] /2j = X(f) HQ(f) /2 Finalmente entonces: xVSB ( t) = 0.5Ac x(t)Coswct + 0.5Ac xQ (t)Senwct Donde xQ(t) es la señal x(t) filtrada a través del filtro HQ(f). Observe el parecido en la expresión temporal de la señal VSB con la de la señal SSB. MODULADORES VSB Se puede obtener una señal VSB con cualquiera de dos esquemas circuitales: uno basado en la expresión temporal, y el otro basado en el análisis frecuencial. -Esquema Nº 1:
  16. 16. Se genera VSB con dos ondas DSB moduladas con dos portadoras en cuadratura (Sen y Cos). Esquema Nº 2 Para la aplicación de TV comercial, no se envía estrictamente la señal VSB que hemos analizado, sino que en el transmisor se filtra la señal en forma simple eliminando la banda indeseada sin un control estricto, y es en el receptor cuando se termina de conformar la característica VSB. Esto se hace así, ya que es más fácil darle la forma adecuada al espectro en el receptor porque con niveles de potencia más bajos se alcanza una menor distorsión. DEMODULADORES VSB De la expresión temporal de la señal VSB se observa que el mensaje se puede rescatar con un detector síncrono; sin embargo como la principal aplicación de VSB es la transmisión de señales de televisión, en donde se tienen muchos receptores, el sistema de demodulación empleado es el basado en un detector de envolvente. Para esto es necesario agregar a la señal VSB la portadora.
  17. 17. Suponga: Para que el término encerrado en la raíz tienda a 1, tiene que cumplirse que: a) A>> Ac y b) xq(t) sea pequeña. Como x(t) es pasada por un filtro cuya magnitud es más o menos de la siguiente forma: Si Df es grande, pasa menos señal (la banda de rechazo es más grande). En TV se utiliza un vestigio de 0.75 MHz el cual es aproximadamente 1/6 del ancho de banda total; de esta forma no es necesario un valor de A muy grande.
  18. 18.  Modulación de amplitud en cuadratura (QAM) LA MODULACIÓN DE AMPLITUD EN CUADRATURA En inglés Cuadratura Amplitude Modulation (QAM), es una modulación digital avanzada que transporta datos cambiando la amplitud de dos ondas portadoras. Estas dos ondas, generalmente sinusoidales, están desfasadas entre si 90° en la cual una onda es la portadora y la otra es la señal de datos. Se utiliza para la transmisión de datos a alta velocidad por canales con ancho de banda restringido.Se asocian gran cantidad de aplicaciones a ella:  Modems superiores a 2400 bps.  Multitud de sistemas de transmisión de televisión, microondas, satélite, etc.  En la modulación TCM.  Modems ADSL FUNCIONAMIENTO DE LA MODULACIÓN EN AMPLITUD EN CUADRATURA QAM La modulación QAM consiste en modular en amplitud (ASK) de forma independiente, dos portadores que tienen la misma frecuencia pero que están desfasadas entre si 90º. La señal modulada QAM es el resultado de sumar ambas señales ASK.
  19. 19. Estas pueden operar por el mismo canal sin interferencia mutua porque sus portadoras están en cuadratura. La fórmula matemática de una señal modulada en QAM es: Las amplitudes de las dos señales moduladas en ASK (a y b), toman de forma independiente los valores discretos an y bn correspondientes al total de los “N” estados de la señal moduladora codificada en banda base multinivel N= n x m. Una modulación QAM se puede reducir a la modulación simultanea de amplitud ASKn,m y fase PSKn,m de una única portadora, pero solo cuando los estados de amplitud An,m y de fase Hn,m que esta dispone, mantienen con las amplitudes de las portadoras originales an y bn QAM –> An(coswt) + Bm(senwt) = An,m(coswt − Hn,m) Donde An(coswt) y Bm(senwt) están moduladas en ASK, An,m esta modulada en ASK y (coswt − Hn,m) es una expresión modulada en PSK  An,m=  An =An,m cos Hn,m  Hn,m =arctg Bm / An  Bm=An,m sen Hn,m Estas expresiones se deducen fácilmente a partir de las siguientes:  QAM –> Acos(wt –h) = A coswt x cos h + Asenwt x sen h  QAM –> Acos(wt –h) = (A cos h) x cos wt + (A sen h) x sen wt  QAM –> Acos(wt –h) = A coswt + b senwt; por lo tanto: a=A cos h; b=a sen h
  20. 20. La inmunidad que tiene la señal modulada en cuanto a las perturbaciones y al ruido de la línea, es mayor cuanto más separados estén los puntos del diagrama de estados. Se trata pues de buscar una constelación de puntos con unas coordenadas de amplitud y fase que hagan máxima la separación entre ellos. EJEMPLOS DE MODULACIÓN EN AMPLITUD EN CUADRATURA  16-QAM Modulación de amplitud en cuadratura de 16 estados Cada flujo de datos se divide en gupos de cuatro bits, y a su vez en subgrupos de 2 bits, codificando cada bit en 4 estados o niveles de amplitud de las portadoras.  N-QAM Cada bit se codifica en 2n estados o niveles de amplitud de las portadoras. Modulación por división ortogonal de frecuencia (OFDM), también conocida como 'Modulación por multitono discreto' (DMT)
  21. 21. LA MODULACIÓN POR DIVISIÓN ORTOGONAL DE FRECUENCIA, En inglés Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM), también llamada modulación por multitono discreto, en inglés Discreet Multitone Modulation (DMT), es una modulación que consiste en enviar la información modulando en QAM o en PSK un conjunto de portadoras de diferente frecuencia. Normalmente se realiza la modulación OFDM tras pasar la señal por un codificador de canal con el objetivo de corregir los errores producidos en la transmisión, entonces esta modulación se denomina COFDM, del inglés Coded OFDM. Debido al problema técnico que supone la generación y la detección en tiempo continuo de los cientos, o incluso miles, de portadoras equiespaciadas que forman una modulación OFDM, los procesos de modulación y demodulación se realizan en tiempo discreto mediante la IDFT y la DFT respectivamente. Características de la modulación OFDM La modulación OFDM es muy robusta frente al multitrayecto, que es muy habitual en los canales de radiodifusión, frente a los desvanecimientos selectivos en frecuencia y frente a las interferencias de RF. Debido a las características de esta modulación, las distintas señales con distintos retardos y amplitudes que llegan al receptor contribuyen positivamente
  22. 22. a la recepción, por lo que existe la posibilidad de crear redes de radiodifusión de frecuencia única sin que existan problemas de interferencia. Sistemas que utilizan la modulación OFDM Entre los sistemas que usan la modulación OFDM destacan:  La televisión digital terrestre DVB-T, también conocida como TDT  La radio digital DAB  La radio digital de baja frecuencia DRM  El protocolo de enlace ADSL  El protocolo de red de área local IEEE 802.11a/g, también conocido como Wireless LAN  El sistema de transmisión inalámbrica de datos WiMAX MODULACIÓN DE ESPECTRO ENSANCHADO POR SECUENCIA DIRECTA (DSSS) l espectro ensanchado por secuencia directa (direct sequence spread spectrum o DSSS), también conocido en comunicaciones móviles como DS-CDMA (acceso múltiple por división de código en secuencia directa), es uno de los métodos de codificación de canal (previa a la modulación) en espectro ensanchado para transmisión de señales digitales sobre ondas radiofónicas que más se utilizan. Tanto DSSS como FHSS están definidos por la IEEE en el estándar 802.11 para redes de área local inalámbricas WLAN. Este esquema de transmisión se emplea, con alguna variación, en sistemas CDMA asíncronos. El espectro ensanchado por secuencia directa es una técnica de codificación que utiliza un código de pseudorruido para "modular" digitalmente una portadora, de tal forma que aumente el ancho de banda de la transmisión y reduzca la densidad de potencia espectral (es decir, el nivel de potencia en cualquier frecuencia dada). La señal resultante tiene un espectro muy parecido
  23. 23. al del ruido, de tal forma que a todos los radiorreceptores les parecerá ruido menos al que va dirigida la señal. Debido a la semejanza de este mecanismo de codificación con la modulación ordinaria (una "modulación digital", análoga a la que se realiza sobre una onda sinusoidal), en ocasiones se utiliza el término modulación como sinónimo de codificación, de manera impropia si nos atenemos al verdadero concepto de modulación en telecomunicación. En esta técnica se genera un patrón de bits redundante para cada uno de los bits que componen la señal. Cuanto mayor sea este patrón de bits, mayor será la resistencia de la señal a las interferencias. El estándar IEEE 802.11 recomienda un tamaño de 11 bits, pero el óptimo es de 100. En recepción es necesario realizar el proceso inverso para obtener la información original. La secuencia de bits utilizada para modular los bits se conoce como secuencia de Barker (también llamado código de dispersión o pseudorruido). Es una secuencia rápida diseñada para que aparezca aproximadamente la misma cantidad de 1 que de 0. Un ejemplo de esta secuencia es el siguiente. +1-1+1+1- 1+1+1+1-1-1-1-1 Solo los receptores a los que el emisor haya enviado previamente la secuencia podrán recomponer la señal original. Además, al sustituir cada bit de datos a transmitir, por una secuencia de 11 bits equivalente, aunque parte de la señal de transmisión se vea afectada por interferencias, el receptor aún puede reconstruir fácilmente la información a partir de la señal recibida. MODULACIÓN POR LONGITUD DE ONDA Modulación por longitud de onda en tiempo real es un sistema de modulación de longitud de onda, utilizado en algunas aplicaciones de espectrometría atómica y molecular. Mide la amplitud del espectro de picos, (cresta a cresta o valle a valle de la onda) que se superponen a la interferencia y la inestabilidad de la radiación de fondo. La modulación por longitud de onda utiliza un sistema modulador de longitud de onda que varía la longitud de onda
  24. 24. de observación en forma periódica. Puede consistir por ejemplo, de una oscilación de voltaje aplicado a un láser de diodo sintonizable, fuente de luz o una placa de refractor oscilante instalada en la ruta de la luz en el interior de una ranura de entrada de un monocromador. Cuando el intervalo de modulación se coloca en un pico espectral, un componente de AC de la photo-señal es generado y es proporcional a el pico de la intensidad. El espectro de fondo, por otra parte, normalmente cambia poco sobre el intervalo de modulación y, por tanto produce poco o no componente de AC. Un amplificador cerradura es utilizado habitualmente para medir la amplitud de un componente de AC de una photo-señal. La señal de referencia para el amplificador cerradura se deriva del oscilador que maneja la longitud de onda del modulador. (En las modernas computadoras basadas en sistemas, las funciones del amplificador cerradura podrán ser sustituidas por el software de adquisición de datos). MODULACIÓN EN ANILLO Cuando la OFDM se usa en conjunción con técnicas de codificación de canal, se denomina Modulación por división ortogonal de frecuencia codificada (COFDM). También se emplean técnicas de modulación por impulsos, pudiendo citar entre ellas:  Modulación por impulsos codificados (PCM)  Modulación por anchura de pulsos (PWM)  Modulación por duración de pulsos (PDM)  Modulación por amplitud de pulsos (PAM)  Modulación por posición de pulsos (PPM) Cuando la señal es una indicación simple on-off a baja velocidad, como una transmisión en código Morse o radioteletipo (RTTY), la modulación se denomina manipulación, modulación por desplazamiento, así tenemos:  Modulación por desplazamiento de amplitud (ASK)  Modulación por desplazamiento de frecuencia (FSK)
  25. 25.  Modulación por desplazamiento de fase (PSK)  Modulación por desplazamiento de amplitud y fase (APSK o APK) La transmisión de radioteletipo (RTTY) puede ser considerada como una forma simple de Modulación por impulsos codificados Cuando se usa el código Morse para conmutar on-off la onda portadora, no se usa el término 'manipulación de amplitud', sino operación en onda continua (CW). La modulación se usa frecuentemente en conjunción con varios métodos de acceso de canal. Otras formas de modulación más complejas son (PSK),(QAM),(I/Q),(QFSK),etc. DEFINIR LA TÉCNICA DE AM DE BANDA LATERAL ÚNICA CON PORTADORA COMPLETA AM (SSBFC) Modulación En Banda Lateral Única (Ssb) El sistema de modulación AM se modificó para aumentar la eficiencia al no tener que llevar la portadora. Esto produjo modulación DSB. Sin embargo, analizando el espectro de una señal DSB, se encuentra que aún hay redundancia ya que las dos bandas alrededor de fc son simétricas. Por lo tanto bastaría enviar una sola de las dos: la superior o la inferior. Por ejemplo si el mensaje x(t) tiene el siguiente espectro: Se puede tener USSB (Upper Single Side Band o Banda Lateral Superior) o LSSB (Lower Single Side Band o Banda Lateral Inferior)
  26. 26.  En AM la potencia resultó igual a Pc + 2 PSB. Ahora, en cualquiera de los dos tipos de SSB , la potencia será PSB, es decir: PUSSB=PLSSB=Ac2 Sx / 4 Por otra parte el ancho de banda de transmisión es W, la mitad que para AM y DSB. Como se ha visto hasta ahora, el análisis de SSB en el dominio de la frecuencia es simple, no así en el dominio del tiempo. Antes de intentarlo veremos una herramienta matemática indispensable: la transformada de Hilbert. Transformada de Hilbert Si se tiene una señal x(t) cuya transformada de Fourier es X(f), a la transformada de Hilbert de x(t) se le llamará y su transformada de Fourier será: Es decir, un transformador de Hilbert lo que hace es desfasar -90º todas las componentes de frecuencia de la señal sin alterar su amplitud. Esto en el dominio del tiempo se traduciría en lo siguiente: Para encontrar la antitransformada de -jsgn(f), aplicaremos dualidad:
  27. 27. Así: Propiedades de la transformada de Hilbert: 1) Si y(t)= x(t). w(t) donde x(t) es una señal pasabajos y w(t) una señal pasaaltos (esto es X(f) = 0 para |f| > fc y W(f) = 0 para |f| < fc ), entonces la transformada de Hilbert de y(t) será igual al producto de x(t) por la transformada de Hilbert de w(t). Es decir: De aquí se deducen algunos pares transformados de interés:( Considere siempre que x(t) es una señal pasabajo)
  28. 28. 2) Una señal cualquiera tiene el mismo espectro de energía o de potencia que el de su transformada de Hilbert. 3) Por la misma razón anterior, la autocorrelación de una señal y la de su transformada de Hilbert, coinciden. 4) Una señal y su transformada de Hilbert son ortogonales. 5) La transformada de Hilbert de la transformada de Hilbert de una señal x(t) produce -x(t) Análisis temporal y frecuencial de una señal SSB Supongamos que la expresión de la señal SSB es la siguiente: Donde x(t) está limitada en banda. Hagamos el análisis en frecuencia:
  29. 29. Si se suman estas dos señales, se tendría: Si se restan: En conclusión: El método de modulación SSB reduce ancho de banda y potencia. Por supuesto la desventaja está en la complicación del modulador Moduladores SSB Existen dos métodos básicos para generar señales SSB: por discriminación de frecuencia y por discriminación de fase. MÉTODOS POR DISCRIMINACIÓN EN FRECUENCIA: Se genera una señal DSB y luego se le elimina una de las bandas con un filtro apropiado.
  30. 30. Si la señal tiene componentes de baja frecuencia, el filtro tiene que ser ideal y esto no es realizable físicamente. Por lo tanto este modulador se puede usar cuando el contenido de baja frecuencia del mensaje sea significativo a partir de una f=fmín distinta de cero. El ancho de la pendiente de rechazo del filtro, debe ser menor a 2 fmín y esto puede obligar a usar filtros con Q muy alto ( Si fc es grande, Q=fc/BW >> 1). Una forma de solucionar este problema es utilizar una doble modulación. Es decir se multiplica primero por un tono de frecuencia f1 pequeña y se usa un filtro de alto Q (relativamente, ya que Q1=f1/BW es pequeño). A continuación se eleva el espectro a la frecuencia definitiva y se filtra esta vez con un filtro menos exigente. Esta es una de las razones por la que en TV no se puede usar SSB, ya que la frecuencia a partir de la cual es importante la información es de 25 Hz. En cambio en telefonía si se presta, ya que fmín = 300 Hz. MODULACIÓN POR DISCRIMINACIÓN DE FASE: Se basa en la expresión temporal de la señal SSB, y se logra con el siguiente sistema:
  31. 31. Es difícil lograr un desfasador de 90º de banda infinita; lo que se puede lograr es una banda de trabajo específica o a lo sumo utilizar dos desfasadores cuya diferencia sea siempre de 90º. Con este tipo de modulador es fácil pasar de USSB a LSSB. Además, como no requiere filtraje, se puede hacer en una sola etapa. Sin embargo el grado de supresión de la banda indeseada depende de: - La precisión de los mezcladores - La precisión de la cuadratura de las dos portadoras - La precisión del desfasador de banda ancha. En la práctica se logra que la supresión alcance 20 dB, se puede lograr 30 dB y es difícil encontrar 40 dB. 2.4.4.- Demodulación de ondas SSB 2.4.4.1.- Detección síncrona: Al multiplicar la señal SSB por Coswct
  32. 32. El filtro pasabajo solo dejaría pasar el primer término, que es precisamente el mensaje. Los efectos que tendría un error de fase o frecuencia de la portadora se analizan posteriormente. DETECCIÓN DE SSB CON UN DETECTOR DE ENVOLVENTE (COMPATIBLE SINGLE SIDE BAND). Supongamos que se envía un tono piloto y al llegar lo amplificamos y sumamos a la señal de entrada. La envolvente de esta señal es R(t) Si A>> Ac, los dos últimos términos serán despreciables, y el detector de envolvente produciría: DEFINIR LA TÉCNICA DE AM DE BANDA LATERAL ÚNICA CON PORTADORA REDUCIDA AM (SSBRC) La AM de banda lateral única con portadora reducida (SSBRC) es una forma de modulación en amplitud en donde una banda lateral se quita totalmente y el voltaje de la portadora se reduce aproximadamente 10% de su amplitud no modulada. Por lo tanto, el 96% de la potencia transmitida está en la banda lateral no suprimida. Para producir una componente de portadora reducida, la portadora está totalmente
  33. 33. suprimida durante la modulación y luego reinsertada con una amplitud reducida. Por lo tanto a la SSBRC se le llama a veces una banda lateral única de portadora reinsertada. La portadora reinsertada suele llamarse portadora piloto y se reinserta por razones de demodulación. La potencia de la banda lateral constituye casi el 100% de la potencia transmitida
  34. 34. BIBLIOGRAFIA 1. http://prof.usb.ve/tperez/docencia/2422/Capi/cap2/cap24/cap24.htm 2. https://es.wikipedia.org/wiki/Modulación_de_banda_lateral_única 3. arantxa.ii.uam.es/~tco/Documentacion/Tema_III_2_Modulaciones_Lineales _ver0.pdf 4. www.analfatecnicos.net/archivos/15.SistemasModulacionWikipedia.pdf epositorio.utp.edu.co/dspace/bitstream/handle/11059/4681/62138C719.pdf? 5. investigaciondsss.blogspot.com/

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