modulacion y frecuenca comunicacion analogicas 2

COMUNICACIONES ANALOGICAS, 1T, 2011

MODULACIÓN LINEAL

3.1 DSB-SC (Doble Banda Lateral sin portadora).3.2 AM. Modulación, demodulación coherente y no

coherente. Potencia, eficiencia. Receptor superheterodino. Estándar AM

3.3 SSB (Banda lateral única).3.4 VSB (Banda Lateral Vestigial).3.5 Traslación de frecuencia y mezclado.

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Esquemas de modulación lineal

( ) ( ) cos(2 ) ( )sin(2 )I c Q cs t s t f t s t f t

•sI(t) es la componente en fase de la señal modulada s(t), y sQ(t) es su componente en cuadratura.

•En modulación lineal ambas componentes son señales pasa bajo que están relacionadas linealmente a la señal mensaje m(t)

•De forma general la modulación lineal es definida por:

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Esquemas de modulación lineal (2)

•Dependiendo de cómo esas componentes son definidas se pueden identificar tres tipos de modulación lineal:

•Modulación de doble banda lateral con portadora suprimida, DSB-SC (Double sideband-suppresed carrier). Donde solo las bandas laterales superior e inferior se transmiten.

•Modulación en banda lateral única, SSB (single sideband modulation). Donde solo una banda lateral (la superior o la inferior) es transmitida.

•Modulación de banda lateral vestigial (o residual), VSB (vestigialsideband modulation). Donde solo una vestigio de una de las bandas laterales y un versión modificada de la otra banda lateral son transmitidas.

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Modulación de doble banda lateral con portadora suprimida, DSB-SC

( ) ( ) cos(2 )c cs t A m t f t

Esta forma de modulación es generada usando un modulador de producto que multiplica la señal mensaje m(t) por la onda portadora:

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Modulación de doble banda lateral con portadora suprimida, DSB-SC

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Modulación de doble banda lateral con portadora suprimida, DSB-SC

•La señal modulada pasa por una inversión de fase siempre y cuando la señal mensaje cruce por cero.•Consecuentemente la envolvente de una señal DSB-SC es diferente de la señal mensaje.•Esto es diferente al caso de una onda AM modulada con porcentaje de simulación menor que el 100%•La transformada de Fourier de s(t):•Si la señal m(t) es limitada al intervalo –W<=f<=W, se obtiene el espectro mostrado, i.e., S(f)•Excepto para cambios en el factor de escala, el proceso de modulación solo traslada el espectro de la señal de banda lateral a +-fc.•El ancho de banda de transmisión requerido por DSB-SC es el mismo que para la modulación en amplitud, 2W

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Detección coherente•La señal banda base m(t) únicamente se puede recuperar de una onda DSB-SC, primero multiplicando s(t) con a generador de onda local sinusoidal y luego un filtrado pasa bajo al producto.

•Para ello se asume que la señal del oscilador local es exactamente coherente o sincronizada, tanto en fase como en frecuencia con la onda portadora c(t) usada en el modulador d producto para generar s(t).

•Este método de demodulación es conocido como detección coherente o demodulación sincronizada.

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'

' '

'0

( ) cos(2 ) ( )1 1cos(4 ) ( ) cos ( )2 2

1 1 cos ( )2 2

c c

c c c c c

c c

v t A f t s t

A A f t m t A A m t

v A A m t

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SSB•SSB (Banda lateral única).•Las dos bandas laterales son redundantes•Solo la banda lateral superior (USB) o inferior (LSB) es transmitida•Para generar tal señal modulada se usa un método discriminador de frecuencia que consiste de:

•Generar una DSB-SC y,

•Luego se pasa la señal por un filtro pasa banda que deja pasar a una de las bandas laterales y suprime la otra.

•En la práctica los discriminadores de frecuencia dada la precisión que se necesita para el diseño de los filtros son realizados con osciladores de cristal

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SSB

Para demodular se usa un detector coherente Multiplica la señal s(t) por una portadora

generada localmente y luego el producto es pasado por un filtro pasa-bajo

Necesita perfecta sincronización, entre el detector coherente y el oscilador.

En caso de no estar bien sincronizado se producen errores de fase ,

Estos errores son inaceptables en transmisiones de música y señales de video

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SSB

Espectro correspondiente a USB

Espectro de la señal mensaje

Brecha de energía alrededor del origen (señales de voz que por le general tienen brecha de energía alrededor de 600MHz, es decir desde -300 MHz a +300 MHz)

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VSB•Una de las bandas laterales es parcialmente suprimida y un vestigio de la otra banda lateral es transmitida para compensar esa supresión.

•Para generar esta señal se usa discriminador de frecuencia.•Generamos la DSB-SC •Pasar por un filtro pasabanda, diferente al usado para SSB

•Asumiendo que un vestigio de la LSB es transmitida, la respuesta de frecuencia del filtro pasabanda |H(fc)|

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VSB

Modulador

Demodulador

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VSB

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VSB

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Traslación de Frecuencia•La modulación en banda lateral simple, es una forma de traslación de frecuencia•De esa manera a la SSB, algunas veces es referida como canbio de frecuencia, mezcla •La traslación de frecuencia en resumen consiste de:•Dada una onda modulada s1(t) cuyo espectro es centrado sobre f1, se requiere trasladar esta frecuencia a una mas alta cuyo valor sea f2.

•Este requerimiento puede ser llevado a cabo por medio de un mezclador-modulador de producto seguido de un filtro pasabanda.

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Traslación de FrecuenciaConsiderando, s1(t), una señal modulada en AM con portadora de frecuencia f1 y ancho de banda 2W

1

2 1

2

l

l l

f Wf f ff f f

•La mezcla es una operación lineal•La relación entre las bandas laterales de la señal modulada a la portadora se mantiene a la salida del mezclador

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Cap 4

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Modulación Angular•i(t) es el ángulo de la portadora sinusoidal modulada, y asumiendo que es una función de la señal mensaje•Entonces la onda modulada en ángulo resultante es:

( ) cos[ ( )]c is t A t

•Ac es la amplitud de la portadora.