Tecnicas de modulacion de pulsos

1. UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICA
“ANTONIO JOSÉ DE SUCRE”
VICERRECTORADO PUERTO ORDAZ
DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA
SISTEMAS DE COMUNICACIONES
Prof: Salomon Manosalva
Ciudad Guayana, Junio del 2022
Autor: Cesar González
CI 26.753.389

2. En la modulación de pulsos, lo que se varía es
alguno de los parámetros de un tren de pulsos
uniformes, bien sea su amplitud, duración o
posición. En este tipo de modulación se distinguen
dos clases: modulación analógica de pulsos, en
que la información se transmite básicamente en
forma analógica, pero la transmisión tiene lugar a
intervalos discretos de tiempo.
Por otra parte tenemos la modulación digital de pulsos en que la señal de información es discreta, tanto en
amplitud como en tiempo, permitiendo la transmisión digital como una secuencia de pulsos codificados, todos de
la misma amplitud

3. • Exponer los diferentes esquemas de modulación de pulsos en
tiempo discreto, así como su impacto de los sistemas de
comunicación digital
• Presentar de manera general las técnicas de modulación discreta
PAM, PWM y PPM junto con sus principales características y
limitantes

5. La modulación de amplitud de pulso PAM se produce al multiplicar una señal f(t) que
contiene la información por un tren de pulsos periódicos pT(t)
Al realizar el producto, la amplitud de los pulsos será escalada en magnitud por la
amplitud de la señal f(t)
De esta manera el resultado finales un
tren de pulsos cuyas amplitudes son
función del valor de la señal f(t) en cada
uno de ellos.

7. Dependiendo de la forma como se implemente la modulación de amplitud de
pulso, se tienen dos casos:
• PAM de muestreo natural (Gating)
• PAM de muestreo instantáneo (Flat-top)

8. Si x(t) es una forma de onda analógica de ancho de banda limitado B Hz, la
señal PAM que usa muestreo natural es:
• El ciclo de trabajo de s(t) es d=𝜏/T
• El espectro de la señal naturalmente muestreada se calcula en función de la
propiedad de multiplicación en el tiempo, convolucion en frecuencia
• S(t) puede ser representada también por las series de Fourier:

10. PAM: Amplitud
• T: Duración del pulso
• Ts: Tiempo entre muestras

11. Muestreo de techo plano:
• Pulsos regularmente espaciados: Ts
• Pulsos rectangulares o de forma apropiada [h(t)]
Dos operaciones involucradas
• Muestreo instantáneo de m(t) cada Ts seg
• Duracion del pulso: T= tiempo por el cual se mantiene el valor de la muestra

12. Si la señal x(t) es una señal analógica de ancho de banda limitado B Hz, la señal
PAM muestreada instantáneamente esta dada por:
El espectro para la señal flat-top PAM es:
En donde H(f) esta dada por:

14. Una vez que se ha transmitido la señal de modulación de PAM, se debe extraer
la información a partir de ella en el receptor. Esto se logra por medio de un filtro
pasa bajo

15. Filtro de reconstrucción + ecualizador
H(f) provoca distorsion de amplitud y retardo T/2
Se corrige ecualizando

16. • Recuperación de una señal PAM mediante filtrado a paso bajo

17. • Ventajas:
1. Facil de generar y de detectar
• Desventajas:
1. Resulta difícil eliminar el ruido aditivo una vez incorporado a la
señal sin modificarla sustancialmente ya que afecta
directamente la amplitud que contiene la información
2. El ancho de banda de transmisión es muy grande

18. PWM son las siglas de Pulse Width Modulation (Modulación por ancho de pulso). Para transmitir
una señal, ya sea analógica o digital, se debe modular para que sea transmitida sin perder potencia
o sufrir distorsión por interferencias.
PWM es una técnica que se usa para transmitir señales analógicas
cuya señal portadora será digital. En esta técnica se modifica el
ciclo de trabajo de una señal periódica (una senoidal o una
cuadrada, por ejemplo), ya sea para transmitir información a través
de un canal de comunicaciones o para controlar la cantidad de
energía que se envía a una carga.

19. Esta modulación es muy usada para controlar la cantidad de energía que se envía a una carga, es
una técnica utilizada para regular la velocidad de giro de los motores, regulación de intensidad
luminosa, controles de elementos termoeléctricos o controlar fuentes conmutadas entre otros usos.
La mayoría de los automatismos, incluido Arduino, no son capaces de proporcionar una señal
analógica. Sólo pueden proporcionar una salida digital de -Vcc o Vcc. (por ejemplo, 0V y 5V).
Entonces, para conseguir una señal analógica, la mayoría de los automatismos usan PWM. Se usa
esta técnica porque como se ve en los ejemplos anteriores, no siempre quieres un valor digital de la
señal (ON/OFF), si no que necesitaremos proporcionar un valor analógico de tensión que usarán
para las aplicaciones deseadas.

20. Control de la intensidad de iluminación de unos LEDs
Éste circuito utiliza el conocido temporizador 555. Éste
circuito integrado es conectado como multivibrador astable,
y entrega en su salida una onda cuadrada.
El ciclo de trabajo de la onda de salida se controla con el
potenciómetro, el transistor se encarga de activar y
desactivar la carga (en este caso dos LEDs), según el ciclo
de trabajo.
Modificando el ciclo de trabajo se puede pasar de apagado
total (ciclo del 0%) a encendido total (ciclo del 100%). Si se
desea una intensidad de luz intermedia se puede utilizar un
ciclo del 50% o un porcentaje cercano.
De la misma manera también se puede controlar la
velocidad del motor CC.

21. La principal ventaja es la eficiencia energética. El circuito que tenga este
método de control, entrega a la carga una cantidad de potencia que es
proporcional a la potencia que necesita para realizar su trabajo.
• Si se necesita aumentar la velocidad de un motor se incrementa la potencia
que se le entrega (ciclo de trabajo mayor)
• Si se necesita disminuir la velocidad de un motor se disminuye la potencia
que se le entrega. (ciclo de trabajo menor)

22. Se puede transmitir información de manera discreta de
varias maneras además de la mencionada
anteriormente (PAM).
En las señales PAM, la información va en la amplitud de
los pulsos. Si mantenemos la amplitud constante y solo
variamos la posición de los pulsos en proporción a los
valores de la señal a transmitir m(t) en los instantes
correspondientes al muestreo figura 1 se obtiene la
modulación por posición de pulsos o PPM por sus siglas
en inglés.
Figura 1. Señal de
modulación por posición de
pulsos

23. Para generar la modulación PPM se utiliza un circuito de muestra y retención, un generador de pulsos
sincrónico, un generador de diente de sierra, un comparador y un circuito monoestable.
De la salida del comparador se obtienen
una señal modulada por ancho de pulso o
PWM de la cual se utiliza el monoestable
que genera los pulsos de ancho constante
de acuerdo a los flancos negativos de la
señal PWM. En la siguiente figura se
muestra el generador implementado en
Simulink.
Figura 2. Generador de señal PPM utilizando la herramienta
Simulink de Matlab.

24. La salida del oscilador muestra la señal
a modular, además de la señal PWM a
la salida del comprador y la señal PPM
al aplicar el circuito monoestable
Figura 3. Señal senoidal del mensaje, señal
PPM y PWM, respectivamente.
Para la demodulación, se convierte la señal PPM en una señal
PWM y luego se aplica un filtro pasa bajas junto con un
integrador. Para efecto de este artículo se utiliza la función
demod de Matlab con los datos de la señal PPM del generador
en Simulink.
Figura 4. Señal demodulada por función demod

25. • La ventaja de la modulación PPM, es su eficiencia energética, debido a que no tiene
altas pérdidas en mantener sus pulsos de longitudes no constantes, manteniendo la
potencia instantánea regulada a un mismo nivel.
• Otra de las ventajas de la modulación PPM es que es bastante inmune al ruido, y con
facilidad se logra distinguir el pulso del ruido en amplitud, esto se debe a que solo se
detecta un pulso en el instante de tiempo correcto.

26. PAM PWM PPM
En PAM la amplitud sigue
variando
En caso de modulación de
amplitud de pulso, el BW depende
del ancho del siguiente pulso
En PPM, el BW del pulso
depende del tiempo de subida del
pulso
En PAM, el ancho de banda
depende del ancho del siguiente
pulso
En la modulación de ancho de
pulso, el ancho
En PPM, el ancho de banda
depende del tiempo de subida del
pulso
En la modulación de amplitud de
pulso, el diseño del sistema o
circuito es complejo
En la modulación de ancho de
pulso, el diseño del sistema o
circuito es menos complejo
En la modulación de pulso, es
diseño del sistema o circuito es
menos complejo
Interferencia de ruido elevado Interferencia de poco ruido Interferencia de poco ruido

27. Las técnicas de modulación de pulsos presentan características intermedias entre las técnicas analógicas y
las puramente digitales. Utilizan una tren de de pulsos como subportadora y se caracterizan porque bajo
modulación tiene una amplitud constante pero flancos variables de ancho, posición o frecuencia en función de
la señal de información. A tales técnicas se le conoce como modulación por ancho de pulso (PWM),
modulación por posición de pulso (PPM), modulación por amplitud de pulso (PAM).
La modulación PWM es la técnica PTM más simple y fácil de implementar usando circuitería analógica y
digital. La señal muestreadora diente de sierra/triangular y la señal de información se acoplan a las entradas
de un modulador comparador, que se encarga de realizar un muestreo uniforme o natural de las dos señales
analógicas a partir de los puntos de intersección. De acuerdo al método y a los dispositivos analógicos o
digitales la secuencia de pulsos modulados puede ser de uno o dos niveles.

28. • PWM – Modulación por Ancho de Pulso Disponible en:
https://unicrom.com/pwm-modulacion-por-ancho-de-pulso/
• Modulación de amplitud de pulso (PAM) Disponible en:
https://es.lambdageeks.com/pulse-amplitude-modulation-pam/
• Modulaciones de Pulsos — PPM Disponible en:
https://medium.com/modulaciones-de-pulsos-muestreo-pam-ppm-pcm-
y/modulaciones-de-pulsos-ppm-558c91689e7