01 tema 1 introd a las comunicaciones 2011 11 (1)

8/17/2019 01 Tema 1 Introd a Las Comunicaciones 2011 11 (1)

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TEMA I Introducción a las Comunicaciones

Electrónicas

REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELAUNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICA

“ANTONIO JOSÉ DE SUCRE” VICE-RECTORADO PUERTO ORDAZ

Departamet! "e I#e$er%a E&e'tr($'a

V$#e'$a Sept$em)re *+,+ . R!mer!


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SumarioSumario

• Elementos de un Sistema de Comunicaciones.• Señales, Espectros y Filtros.• Espectro Electromagnético y Bandas de Frecuencias.

• Longitud de Onda• Teoría de n!ormaci"n.• #odos de Transmisi"n.• Clasi!icaci"n de los di!erentes tipos de ruido.• $elaci"n Señal a $uido% S&'• Factor de $uido e (ndice de $uido.• C)lculo de *eci+eles.• Clasi!icaci"n de las Técnicas de #odulaci"n.


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Elementos de unElementos de unSistema deSistema de

ComunicacionesComunicacionesn sistema de comunicaci"n, en !orma general,est) constituido por los siguientes elementos

+)sicos%


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FUENTE :

Es el -ue origina el mensae,/0o1 2umana.

/na imagen de tele3isi"n./n mensae de te4to.Simplemente datos.

Esta se conoce como señal de Banda Base.

TRANSMISOR:

Con3ierte la señal de +anda +ase en otraseñal, con características m)s "ptimas paraser en3iadas por el canal.

Tx RxF

T


ComunicacionesComunicaciones


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CANAL DE COMUNICACIONES : Es el medio de transmisión:

-Un alambre.

-Un Cable Coaxial.

-Guía de ondas.

-Fibra óptica

-Enlace de radio.

Tx Rx

R/I

C



RUIDO/INTERFERENCIAS :

Son agentes extremos a nuestro sistema ue a!aden omodi"ican la in"ormación ue se est# transmitiendo.

Esto puede ser causado por los euipos utili$ados%

alambres% conductores% atmós"era% etc.


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RECEPTOR:

&rocesa la se!al pro'eniente del canal

( la trans"orma en banda base%

intentando eliminar la inter"erencia o

ruido introducido.

DESTINATARIO: Es la unidad a la ue se entrega el

mensa)e

Tx Rx D

R




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Eemplos de Sistemas de Comunicaciones




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SeñalesSeñalesSeñales:

Es la respuesta -ue tiene un sistema ante un estímuloe4terno.

SISTEMAESTIMULO RESPUESTA (Señal)

Eemplos


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Ejemplo de SeñalesEjemplo de Señales

SISTEMA

ESTIMULO

RESPUESTA

(Señal)


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EspectroEspectroEspectro de Frecuencia:

Las señales en el mundo de las comunicaciones, tienen uncomportamiento -ue puede ser descrito por ecuacionesmatem)ticas, usualmente e4isten en el dominio deltiempo, donde la 3aria+le independiente es 5t6.

Estas señales tam+ién tienen un comportamiento yecuaciones en el dominio de la !recuencia, donde la3aria+le independiente es 5!6. El an)lisis espectral est)

+asado en el uso de las Series y Transformadas deFourier.


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EspectroEspectro

DominioDominio

deldel

TiempoTiempo

DominioDominiode lade la

FrecuenciaFrecuencia


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FiltrosFiltros

Filtros Electrónicos

n !iltro electr"nico, es unelemento -ue discrimina una

determinada !recuencia o gama de!recuencias de una o m)s señaleseléctricas -ue pasan a tra3és de él.

Existen diferentestipos de filtros, segn

los re!"eri#ientos

ne$es%rios&


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EspectroEspectro

ElectromagnéticoElectromagnéticoEs la u+icaci"n de todos los rangos de !recuencias de lasdi!erentes señales, en un mismo sistema de re!erencia. Este puede su+di3idirse seg7n su uso.


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BANDAS DE RADIO CORRESPONDIENES A! ESPECRO RADIOE!"CICO

NO#BRE DE !A BANDA FREC$ENCIAS !ON%I$DES DEONDA Banda &!F (Very Low Frequencies – Frecuencias MuyBajas)

' ( ') *+, -)) ))) ( -)))) m

Banda !F (Low Frequencies – Frecuencias Bajas) ') ( ')) *+, -) ))) ( - )))m

Banda #F (Medium Frequencies – Frecuencias Medias)')) ( ' )))

*+,- ))) ( -)) m

Banda +F (High Frequencies – Frecuencias l!as) ' ( ') #+, -)) ( -) m Banda &+F (Very High Frequencies – Frecuencias Muy

l!as)') ( ')) #+, -) ( - m

Banda $+F ("l!ra High Frequencies – Frecuencias "l!ra l!as) ')) ( ' )))#+, - m ( -) cm

Banda S+F (#uper High Frequencies – Frecuencias#uper l!as)

' ( ') %+, -) ( - cm

Banda E+F ($%!remely High Frequencies – Frecuencias$%!remadamen!e l!as)

') ( ')) %+, - cm ( - mm

EspectroEspectro

ElectromagnéticoElectromagnético


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!ongitud de Onda!ongitud de Onda

La longitud de onda de una onda descri+e cu)n larga es laonda. La distancia e4istente entre dos crestas o 3allesconsecuti3os es lo -ue llamamos longitud de onda. Seencuentra medida en metros y se mide respecto a la

3elocidad de la lu1.

"

c

=λ


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eor.a de In/ormaci0neor.a de In/ormaci0n

La información es, a-uella -ue se produce en la !uente para ser trans!erida al usuario.

La teoría de información es el estudio muy pro!undodel uso e!iciente del anc2o de +anda para propagarin!ormaci"n a tra3és de sistemas electr"nicos decomunicaciones.

Ley de 8artley%

t * + , α

donde:donde:

,Capacidad de ,n"ormación ,Capacidad de ,n"ormación

+nc/o de +anda 01ert$2 +nc/o de +anda 01ert$2

tTiempo de Transmisión 0seg.2tTiempo de Transmisión 0seg.2

Esta le1 no permite cuanti2car la

capacidad de in/ormaci0n 3o4tener un


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+=

3

S + , 9log:

Limite de S2annon de Capacidad de n!ormaci"n

+=

3

S + , 9log;:,; 9<

donde% ,: capacidad de in"ormación 4bits por segundo5

+: anc/o de banda 41$5

S63: relación de potencia de se!al a ruido 4sin

unidades5

Esta e8presi0n9 nos permite tener unaEsta e8presi0n9 nos permite tener unaidea de cuanta in/ormaci0n puede seridea de cuanta in/ormaci0n puede sertrans/erida por un sistema en /unci0n detrans/erida por un sistema en /unci0n desu anc:o de 4anda 1 la relaci0nsu anc:o de 4anda 1 la relaci0n

eor.a de In/ormaci0neor.a de In/ormaci0n


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#odos de#odos de

ransmisi0nransmisi0nLa !orma como se intercam+ia in!ormaci"n entre emisor yreceptor da como resultado cuatro !ormas generales detransmisi"n.

Emisor $eceptor


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Modos de Transmisión Simplex S!".

La transmisi"n solo puede ocurrir en un 7nico sentido.

Este sistema comprende un transmisor y un receptor sin

-ue se pueda intercam+iar estos roles.

E)emplo: 7a radio comercial.

O$=E' *EST'O

#odos de#odos de

ransmisi0nransmisi0n


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Modos de Transmisión #alf$duplex #%!"

Las transmisiones pueden ocurrir en am+as direccionessolo -ue no simult)neamente.

E)emplo: Sistema de radios de comunicaciones port#tiles.

O$=E' *EST'O

#odos de#odos de



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Modos de Transmisión Full$%uplex F%!"

Este tipo de transmisi"n permite el proceso de intercam+iode in!ormaci"n en am+os sentidos y simult)neamente.

E)emplo: Sistema de comunicación tele"ónica.

O$=E' *EST'O

#odos de#odos de



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Modos de Transmisión Full & Full$%uplex FF%!"

Este tipo de transmisi"n permite el proceso de intercam+iode in!ormaci"n en am+os sentidos y simult)neamente con

m)s de un destino.

O$=E' *EST'O

#odos de#odos de


*EST'O

Ejemplo: Llamada en

conferencia


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El RuidoEl RuidoSe considera como ruido a todas las señaleseléctricas no deseadas -ue pro3ienen de unadi3ersidad de !uentes y -ue a!ectan las señales deradiocomunicaci"n.

Clasi!icadas de manera general como inter!erencia2ec2a por el 2om+re o ruido -ue ocurre en !ormanatural.


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>sí tenemos la siguiente clasi!icaci"n%

Clasi2caci0n de losClasi2caci0n de los

RuidosRuidos

Interferencias'aturales:

Interferencia

#ec(a por el

#om)re:

/ Otros sistemas de comunicaci"n

/ C2ispas de ignici"n en los autom"3iles/ ?um+ido de @< 8ert1 de la red de alimentaci"n/ nter!erencias de radio !recuencia

/ *istur+ios atmos!éricos

/ $adiaci"n e4traterrestre/ >cti3idad solar.


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-olta.e de ruido/La !igura muestra el circuito e-ui3alente de una !uente deruido, donde su resistencia interna A$9 est) en serie conel 3oltae rms de ruido A0n. Hara el peor de los casos $ I $9, donde $ es laresistencia de carga. Hor tanto, el 0oltae de $uido se

puede calcular, seg7n la ecuaci"n%

R8T+-9 3 J0n

$9

$

Fuente de $uido


RuidosRuidos


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*uido 0lanco Son tipos de !uentes de ruido=aussiano y tienen una densidad

espectral plana so+re un inter3aloamplio de !recuencias.

Tal espectro tiene todos loscomponentes de !recuencias en igual

proporci"n y se le designa en !ormacorrecta como ruido +lanco por laanalogía de la lu1 +lanca.


RuidosRuidos


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Relaci0n señal a RuidoRelaci0n señal a Ruido

3S;R63S;R6La relaci"n señal ruido se denota como S&$ e indica lacantidad de ruido -ue contiene una señal en cuesti"n.Est) e4presado en deci+elios AdB.

#ientras m)s alto sea este 3alor, menor ser) la cantidad deruido presente en la señal.

SNR = S

N


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Factor de Ruido e IndiceFactor de Ruido e Indicede Ruidode Ruido

El factor de ruido denotado como F F y el índice deruido, denotado como 3F 3F.

Son índices -ue indican la degradaci"n en la relaci"n

señal a ruido con!orme la señal se propaga por unampli!icador sencillo, una serie de ampli!icadores o unsistema de comunicaciones.

El !actor de ruido es la relación de S/N de entrada entrela relación S/N de salida.

Esto es, el !actor de ruido es una relaci"n de relaciones.


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#atem)ticamente se tiene%

El índice de ruido es el !actor de ruido e4presado en dB,es decir%

( )

( )o

i

3 S

3 S - F

&

&

0F2-0d+2 9


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¿Qué son los Decibeles?¿Qué son los Decibeles?


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El Deci4elEl Deci4el

Es una unidad logarítmica de medici"n usada paracomparar dos ni3eles de potencia.

*enotando con & r el ni3el de re!erencia, el deci+el 0d+2 se

de!ine mediante la ecuaci"n%

donde H es una potencia conocida.

r

&

& -d+ 9


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C


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Los deci+eles tam+ién se usan para indicar ni3eles de potencia a+soluta.

Hara lo cual se agrega una tercera letra a la notaci"n.

Si el ni3el de re!erencia & r es de 9 att, la potencia & see4presa en deci+eles por encima de un att, denotado pord+ y se determina como%

P dBW

=10log10 P

C


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En caso -ue la señal de re!erencia sea de 9 mK, la potencia & se e4presa en deci+eles por encima de 9miliatt y se denota por dBm.

Hor otro lado, se sa+e -ue%

Si sustituimos la potencia en nuestra ecuaci"n de*eci+eles, tenemos -ue la potencia en deci+elios

podemos calcularla como%

P=

V 2

R

dB=20log10V

C


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Con1ertir la si2uiente relación a d0 : 3444 y 4,445/

En am+os casos se conoce la relaci"n de potencia, esdecir%

Si se aplica la ecuaci"n original de deci+el para am+oscasos, se tiene%


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Se desea conocer el 1alor de potencia a partir del 1alordado en d0/ Con1ertir a 1alores num+ricos los

si2uientes 1alores en d0: 67,5 d0, $8d09, 68 d0m

En el primer caso se aplica la ecuaci"n%

para o+tener%

20d+

r

- &

& 9


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Hara el segundo caso el 3alor en deci+eles se encuentradado con re!erencia a 9 att, en este caso se aplica laecuaci"n

para o+tener%

P dBW

=10log10 P

9<

Hr

9<

9

9


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En el tercer caso el tratamiento es similar al segundo caso,solo -ue la re!erencia es respecto a 9 miliatt.

mili;att -- & mili;att

& - & d+m L


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ipos deipos de

#odulaci0n#odulaci0nLa modulaci"n puede ser clasi!icada en modulaci"n digitaly modulaci"n anal"gica.Esta depende de la !orma -ue tenga la señal -ue contiene lain!ormaci"n%

>nal"gica o *igital

Seg7n esto se puede 2acer la siguiente clasi!icaci"n%

#odulaci"n anal"gica y #odulaci"n *igital.

SISTEMAESTIMULO RESPUESTA

(Señal)


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Lineal >#*e onda continua

>ngular H# >nal"gica F#

H># HK# *e pulsos HH##odulaci"n T*# HC#

>SD FSD *igital HSD *HSD

>#

ipos deipos de

#odulaci0n#odulaci0n


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Acti5idades deActi5idades deAutodesarrolloAutodesarrollo

$ealice una re3isi"n del capítulo del Li+ro K.Tomasi.


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