04-Señales de Am

8/17/2019 04-Señales de Am

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TEMA 4Modulación en amplitud: Conceptos y

definiciones en general.Generación de señales moduladas en

amplitud.Modulación en doble banda lateral y

banda lateral única.Aplicaciones de los distintos tipos de

modulación en AM.

1


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Modulación

Comunicación implica la transmisión deinformación desde un punto hasta otro punto.

Por que es necesario modular para transmitir?

Para disminuir las dimensiones de las antena optimizar el ancho de banda de cada canal evitando

interferencia entre canales proteger la información de las degradaciones por ruido

y definir la calidad de la información transmitida

2


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Banda Base: banda de frecuencias de la informaciónLas seales en banda base pueden ser analógicas o

digitales.

CANAL DE TRANSMISION

Para transmitir la información debe ser desplazada desde las

frecuencias de la banda base a otro rango !banda" de frecuenciam#s adecuado para la transmisión.

$%: &' comercial (() a 1*() +,z-

' comercial // a 1)/ ',z-0: ,: canales 2 al * !( a // ',z" ,: canales del 3 al 14!13 a 213 ',5" 6,: cales del 1 al // !3) a /7) ',z"


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Modulación

8 Se denomina modulación al proceso de colocar lainformación contenida en una señal, generalmente debaja frecuencia, sobre una señal de alta frecuencia.

8 La modulación de una señal consiste en cambiar oalterar algunos parámetros de dicha señal. Esta señal

llamada portadora, por ser a la vez conductora de

señales más débiles como el sonido el video

!ebido a este proceso la señal de alta frecuencia

denominada portadora, sufrirá la modificación de

alguna de sus parámetros, siendo dicha modificaciónproporcional a la amplitud de la señal de baja

frecuencia denominada moduladora. Muy importante!!


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Tipos de Modulaciones

(

AMFMPM

ModuladoraAnalógica

ModuladoraDigital

ASK - OOKFSKPSKQAM

BPSKQPSK

ModuladoraAnalógica

PAMPWM

PPM

ModuladoraDigital

PCMDPCM

ADPCM

Portadora Analógica

Portadora Digital


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Modulación

( ) ( ) cos[ ( )]ct A t t t ω θ = +

0oda onda senoidal tiene 2 par#metros principales:&mplitud y &ngulo.9i:

( ) ( ) ( ) constantem A t v t y t φ ∝ =

( ) ( ) ( ) constantemt v t y A t φ ∝ =

AM

FM PM*

( ) ( ) cos ( )t A t t φ =


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Modulación

3

8 9e denomina modulaci!n al proceso de colocarla información contenida en una seal!'oduladora" generalmente de ba%a frecuencia

sobre una seal de alta frecuencia !Portadora".La modulaci!n de una se"al consiste encam#iar o $ariar sistem%ticamente al&'n

par%metro de la se"al de alta (recuencia)portadora* en (orma directamenteproporcional a la se"al de in(ormaci!n

)moduladora*+Se puede observar que si se mantiene A(t) , ω(t) y φ(t)

constantes en el tiempo obviamente no existe

posibilidad alguna de transmitir información. Muy importante!!

3


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MODULACIÓN EN AMPLITUD

( ) ( ) ( ) constantem A t v t y t φ ∝ = AM

( ) cosm m mv t V t ω =

( ) ( ) cos[ ( )]C c cv t A t t t ω θ = +Portadora

Moduladora

( ) cosc m m ct V t V ω = + ariación del valor de pico de la amplitud deportadora

( )( ) cos cos M c m m cv t V V t t ω ω = + Se"al modulada en Amplitud

m cω ω ≪9e debe cumplir:

( ) 1 cos cosm M c m cc

V v t V t t

V ω ω

= +

m

a

c

V m

V =

,ndice demodulaci!n enamplitud

/


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Modulación en Amplitud

7

( )( ) 1 cos cos

M c a m cv t V m t t ω ω = + Se"al modulada en

Amplitudm

ac

V

m V =

Se"al moduladaen Amplitud

Portadora

Moduladora

7


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1)

( )( ) 1 cos cos M c a m cv t V m t t ω ω = + Se"al modulada en Amplitud

1m c aV V m< ⇒ <

m

ac

V m

V =

1m c aV V m= ⇒ =

1)


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11

1m c aV V m> ⇒ >

Para ;ue no e


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( ) ( )( ) .cos cos cos2 2

a c a c AM c c c m c m

m V m V v t V t t t ω ω ω ω ω = + + + −

Señales de AM: Espectro

12

2am Vc

2am Vc

$spectro de la seal de &'

( )( ) 1 cos cos M c a m cv t V m t t ω ω = +9i se aplica propiedad distributiva a la e


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14

Señales de AM- Representación fasrial

C ω C ω

mω

mω

mω

mω

mω

mω mω

C ω mω

mω

$l fasor resultante de lasuma de los fasoresv BLS

+v BLI

tiene la mismadirección ;ue el fasorvC Muy importante!!

C ω mω

mω C ω

mω

mω ( ) ( )( ) .cos cos cos

2 2




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1

Señales de AM- Ptencia

Muy importante!!

Cm c BLS BLI P P P = + +

2

am Vc

2

am Vc

( ) ( )( ) .cos cos cos2 2a c a c AM c c c m c m


( ) AM v t

2 22 2 21 11

2 2 2 2 2 2 2

c a c a c c aCm

L L L L

V m V m V V m P

R R R R

= + + = +

2

12

aCm c

m P P

= +

0a Cm cm P P = ⇒ =

1 1,5a Cmmá cm P P = ⇒ =

21 ( )Cm Cm L

v t !t R

= ∫


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Señales de AM- Ptencia

2

max

2

CM P"P

L

V P =

>tra forma importante de evaluar la potencia de untransmisor de &' es medir o calcular la potencia ?PEP?! peak envelope power " ;ue se define como la m#


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Señales de AM- Md!ladra c"p!esta

Muy importante!!

9ea una moduladora compuesta por tres tonos::

9e puede demostrar ;ue cadatono genera un par de bandas

laterales !9"ubicadas a f m n dela portadora

1 1 1( ) cosm m mv t V t ω =

2 2 2( ) cosm m mv t V t ω =

3 3 3( ) cosm m mv t V t ω =

( ) cosC C C

v t V t ω =

( ) ( )

( ) ( )

( ) ( )

1 11 1

2 22 2

3 33 3

( ) .cos cos cos2 2

cos cos2 2

cos cos2 2


a c a cc m c m

a c a cc m c m

m V m V v t V t t t

m V m V t t

m V m V t t

ω ω ω ω ω

ω ω ω ω

ω ω ω ω

= + + + −

+ + + − +

+ + + − +

1 1 2 2 3 3( ) .cos .cos .cosm m m m m m mv t V t V t V t ω ω ω = + +

1*


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Señales de AM- Md!ladra c"p!esta

1

2

am Vc

2

2

am Vc

2

2

am Vc

1

2

am Vc

3

2

am Vc

3

2

am Vc

La potencia desarrollada es:

2 2 2

1 2 ......a eff a a anm m m m= + + +

2

1

2

aeff

Cm c

m P P

= +

9e define como Dndice de modulación eficaz a:

la condición de ;uema eff


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Señales de AM- Cncl!sines

-enta.as:a" 9on f#ciles de generar b" Los receptores de &' son muy sencillos yeconómicos.

Des$enta.as:a" La potencia utilizada en la portadora no aporta información y la

usada en las bandas laterales es redundante desde el punto devista de la información ;ue se transmite.

b" $l ancho de banda est# duplicado teniendo en cuenta ;ue las dosbandas laterales tienen la misma información.

c" PC' no es nula en ningAn momento incluso en ausencia deinformación !vm F)".

d" 'ayor sensibilidad al ruido ;ue en otras

modulaciones

2

21 16,6%6

4 12

BL amá

Cm a

P m P m

η η = = ⇒ = = +

Muy importante!!

1/


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Md!ladres de AM

17


20/32

Señales de AM- D#le $anda Lateral

( ) cosm m m

v t V t ω =

( ) cosC C C

v t V t ω =

( ) #BL

v t Las seales de &' sinportadora se llaman de?doble banda lateral? oGBL.

9e obtienen a partir de unaseal ;ue modula a unaportadora en un modulador

balanceado

( ) ( ). ( ) #BL m C v t v t v t =

( ) cos . cos #BL m m c cv t V tV t ω ω =

( ) ( )( ) . .cos .cos

#BL m c m c m cv t V V t t ω ω ω ω = + −

2)


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1

2 m f

1

m f

3

2 m f

f m f m

f C f C $f m f C + f m

%Vm

V C

%Vm


2 mmá AB f =$n una seal de GBL no se hablade Dndice de modulación.

$l Anico lDmite ;ue e


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ConclusionesLas seales moduladas en GBL tienen como principalventa%a el ahorro de energDa ;ue brinda la ausencia de laportadora.

9us desventa%as m#s notables son:

a" La potencia utilizada en una de las bandas laterales

es redundante desde el punto de vista de lainformación ;ue se transmite.

b" $l ancho de banda est# duplicado ya ;ue las dosbandas laterales contienen la misma información.

c" 9istema receptor mas comple%o.

( ) ( )2 2

2

2

m m

#BL BLS BLI

L L

%V %V P P P

R R

= + = = 1

2

BL

Cm

P

P η = =

22


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%eneracin de $anda Lateral Unica- $LU

( )mv t

( )C

v t

#BLv

CaracterDsticas de los filtros: banda de paso de 4))) ,z!para uso en banda vocal" y atenuación en el lado de lafrecuencia central debe tener una pendiente de por lo

menos )dB en *)),z. 'ec#nicos cristal cer#micos

M/todo de Filtrado

%Vm %Vm

24


24/32

4 +,z

HF1)).)))

2

FILTROS DE CRISTAL


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Se"ales de AM 0anda Lateral 1nica 0L2

2(


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Se"ales de AM 0anda Lateral 1nica 0L2

-enta.as:1. La potencia de salida es utilizada totalmente por la seal ;ue llevala información.

2. 9u ancho de banda es la mitad del de &' o GBL para igual f mmáx .

4. 9ólo se disipa potencia cuando se transmite información. $stehecho adem#s de !a" hace ;ue los e;uipos sean mucho m#spe;ueos ;ue los &' con igual alcance en su comunicación.

". #educción de ruido$ !ebido a %ue el sistema de &L' utiliza sólo la mitad

del (& %ue la () convencional, la potencia de ruido térmico se reduce a lamitad.

Des$enta.as

1. 'ayor comple%idad y costo de los e;uipos de transmisión yrecepción.

2. 9on muy sensibles a distorsión por diferencias entre la frecuenciade portadora del transmisor y la generada en el receptor.

2*


27/32

23

$n la 'odulación por Conmutación de &mplitud !&9+" la amplitud deuna seal portadora de alta frecuencia se conmuta entre dos valores enrespuesta a un código binario.

9i uno de los valores es cero se le llama >>+ !>n->ff +eying".

Modulaci!n Di&ital de Amplitud )AS3*Las tEcnicas de modulación digital se caracterizan por;ue laP>@0&G>@& es una 9$I&L &J&LKC& y la '>G6L&G>@& esuna 9$I&L G0&L

PORTADORAANALÓGICA

MODULADORADIGITAL

SEÑALMODULADA)*!'L(!*#


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2/

Modulaci!n Di&ital de Amplitud )AS3*

8 Cuando se detecta la presencia de un M1N lógico la portadora tieneun valor de amplitud m#>+.

&l igual ;ue en el caso analógico la intención de modular una seal dealta frecuencia por una seal modulante no es otra ;ue permitir obteneruna seal con longitud de onda en el orden de un dEcimo o m#s delelemento radiante !la antena" su para óptima radiación al aire.


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27

Modulaci!n Di&ital de Amplitud )AS3*

t

4 5 5 4 4 5

Datos

t

-C

Portadora-PS3

t

AS3


30/32

4)

Modulaci!n Di&ital de Amplitud )OO3*

t

t

4 5 5 4 4 5

-C

Portadora

AS3

-AS3

Datos

M d l ió d l i t d lit d AS!


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8 Modulador ASK: Diagrama de Bloques

+

ortadora

b-t (S/1 1 1 1 ))))

)odulador&alanceado!atos!igitales de

Entrada

ortadora

Sinusoidal de (lta

0recuencia

Señal )odulada

(S/

Modulación por desplazamiento de amplitud AS!

OO!

41

Modulación por desplazamiento de amplitud "sos


32/32

Modulación por desplazamiento de amplitud "sos

del AS!

,oy en dDa el uso de &9+ es muy limitado. Gonde haencontrado aplicaciones interesantes es entre otros en

las alarmas de automóvil tags o membretes electrónicosusados en plazas de pea%e de pago autom#tico y cierreselectrónicos tele-comandados.

$n este caso usan receptores superregenerativos de unospocos transistores y por ello de muy ba%o consumo ymuy alta ganancia ;ue son capaces de demodular lasseales &9+.

$sto permite encapsular al 0

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