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.

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3.1 Introducción a la transmision por radio

  1. 1. INTRODUCCIÓN A LA TRANSMISIÓN POR RADIO<br />Contenido<br />1.- Razones para modular.<br />2.- Modulaciones analógicas.<br />3.- Modulaciones digitales.<br />4.- Configuración del transmisor de radio.<br />5.- El espectro electromagnético.<br />Objetivo<br />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.<br />Tema 1 de:<br />TRANSMISIÓN ANALÓGICA<br />Última modificación:<br />1 de febrero de 2011<br />Edison Coimbra G.<br />1<br />www.coimbraweb.com<br />
  2. 2. 1.- Razones para modular.<br />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. <br />¿Qué pasaría si una señal de voz se transmitiera en sus frecuencias originales, en su banda base (300 a 3.400 Hz)?<br />Caso<br />Se producirían interferencias. Entre las señales que ocupen rangos de frecuencias comunes.<br />1<br />2<br />Se requerirían antenas de gran longitud. <br />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.<br />Solución<br />Recurrir a la técnica de modulación, mediante la cual la información se “imprime” en una onda senoidal de alta frecuencia conocida como portadora. <br />La señal de información (banda base) se conoce como moduladora.<br />2<br />www.coimbraweb.com<br />
  3. 3. Tipos de modulaciones<br />El tipo de modulación depende de la señal moduladora a transmitir, la cual puede ser:<br />Analógica (voz y video) <br />Digital (voz y video digitalizados y datos de PC). <br />Caso de señales analógicas<br />AM<br />FM<br />PM<br />Caso de señales digitales<br />ASK<br />La modulación consiste en variar un parámetro de la portadora: la amplitud, frecuencia o fase.<br />FSK<br />PSK<br />QAM<br />vc(t) = amplitud instantánea, en V.<br />Ec= amplitud pico, en V.<br />fc=frecuencia portadora, en Hz.<br />θ=fase, en rad.<br />Portadora<br />La transmisión por radio solo permite la propagación de portadoras analógicas.<br />3<br />www.coimbraweb.com<br />
  4. 4. 2.- Modulaciones analógicas.<br />Dominio del tiempo<br />Caso de una onda simple<br />Esquema de AM<br />Esquema de FM<br />Señal de información<br />Señal de información<br />Señal portadora<br />Señal portadora<br />Señal AM<br />Señal FM<br />La señal de información es una señal de voz o video, compuesta, según Fourier, por múltiples ondas seno de distintas frecuencias.<br />La modulación PM produce FM. Son similares. Ambas son formas de modulación angular.<br />4<br />www.coimbraweb.com<br />
  5. 5. Ancho de banda de AM <br />Dominio de la frecuencia<br />Espectro de AM<br />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. <br />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. <br />Radiodifusión comercial <br />Una banda entre 530 y 1.700kHz se asigna a la radio AM. <br />Cada estación necesita 10 kHz deBAM.<br />Cada radio AM utiliza una portadora diferente.<br />5<br />www.coimbraweb.com<br />
  6. 6. Ancho de banda de FM <br />Dominio de la frecuencia<br />Espectro de FM<br />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. <br />Radiodifusión comercial <br />FM tiene una banda entre 88 y 108 MHz . <br />A cada estación se asignan 200 kHz deBFM.<br />Cada radio FM utiliza una portadora diferente.<br />6<br />www.coimbraweb.com<br />
  7. 7. 3.- Modulaciones digitales.<br />Dominio del tiempo<br />Esquema de ASK<br />PSK<br />FSK<br />QAM<br />Caso de 3 bits/baud<br />7<br />www.coimbraweb.com<br />
  8. 8. Ancho de banda de modulaciones digitales <br />Dominio de la frecuencia<br />Espectro de ASK, PSK y QAM<br />La modulación digital crea un ancho de banda proporcional a la tasa de señal en baud, centrado alrededor de la frecuencia portadora. <br />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. <br />El ancho de banda necesario para una transmisión QAM es el mismo que para ASK y PSK.<br />Espectro de FSK<br />Se puede pensar en FSK como en dos señales ASK, cada una con su frecuencia portadora. <br />8<br />www.coimbraweb.com<br />
  9. 9. 4.- Configuración del transmisor de radio.<br />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.<br />A pesar de la gran variación en la potencia de salida, apariencia física y tipo de modulación, los transmisores tienen sólo unas configuraciones básicas. <br />Son 4<br />Requerimientos básicos del transmisor<br />3.- Debe amplificar potencia para la distancia deseada.<br />2.- Debe modular<br />4.- Debe acoplar para máxima transferencia de potencia a la antena.<br />1.- Debe generar la portadora de alta frecuencia.<br />El transmisor de un celular genera unos pocos mW. El de radiodifusión de onda corta del orden de MW.<br />9<br />www.coimbraweb.com<br />
  10. 10. 5.- El espectro electromagnético.<br />Es el conjunto de ondas electromagnéticas ordenadas de acuerdo a su frecuencia y longitud de onda.<br />Definición<br />Bandas de las ondas de radio<br />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.<br />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). <br />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). <br />10<br />www.coimbraweb.com<br />
  11. 11. Bandas de frecuencias<br />FIN<br />11<br />www.coimbraweb.com<br />

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