señales y sistemas

1. Estandares tecnicos AM
Portadora: 550 Khz – 1550 Khz increments de 10 Khz
Ancho de banda: 10 Khz
Estabilidad de frec. Port.: ± 20Hz de la frec. asignada
% de modulacion: Mantener 85-95%
Rpta. Frec. De audio: ±2 dB desde 100Hz hasta 5Khz
Ruido y zumbido: 45 dB por debajo de 100% modulac.
Potencia max. : 50 Kw

2. MODULACION DE AMPLITUD:Doble banda lateral
• La modulacion de DBLSP
)]
(
)
(
[
2
1
cos
)
( c
c
c M
M
t
t
m 



 −
+
+


3. Modulacion de DBLSP

4. MODULADORES
MULTIPLICADOR

5. Modulador DBLSP no lineal

6. Modulador de conmutacion DBLSP
Puente-
drivacion
Puente-en serie

7. Modulador balanceado
Modulador tipo anillo

8. Mezclador de frecuencia

9. Señal de AM

10. AM Modulada

11. Potencia en señales de DBLCP

12. Receptor Superheterodyno
.fosc.local= frf + ffi
.fi = 455Kc
.frf = 550Kc-1550kc

13. Distorsion por sobremodulación

14. Generador de DBLCP(AM)

15. Detector rectificador de DBLCP (AM)

16. Detector de envolvente
B
RC
c 
 2
1
1


]
1
1 2



−
=
m
RC

17. Banda Lateral Unica
0


2B
2B

.m(t)
M()
0
0
M-( )
2B
2B
.m+(t)
.m(t)

0
M+()
M+( -c)
M-( +c)
M+() y M-() son
funciones impares de
 por lo tanto
.m+(t) y m-(t) son
funciones complejas y
por lo tanto son
conjugadas.
c
-c
()

18. Cont...BLU
• A continuacion veremos las relaciones en el tiempo:
• Observamos:
• Comparando:
•
)
(
)
(
)
( t
m
t
m
t
m =
+ −
+
)]
(
)
(
[
2
1
)
( t
jm
t
m
t
m h
+
=
+
)]
(
)
(
[
2
1
)
( t
jm
t
m
t
m h
−
=
−
)
(
)
(
)
( 


 M
M =
+
)]
sgn(
1
[
2
1
)
(
)
( 

 +
=
+ M
M )
(
)
(
2
1
)
(
2
1


 Sgn
M
M +
=
)
(
)
(
)
( 
 Sgn
M
t
jmh 
)
(
)
(
)
( 

 Sgn
jM
Mh −
=
(1)
(2)
(3)

19. Cont.....B LU
• Se deduce que:
•




d
t
m
t
mh 


− −
=
1
)
(
1
)
( )
(
)
(
)
( 

 Sgn
jM
Mh −
=
)
(
)
( 
 jSgn
H −
=
0
h()
/2
-/2
 > 0
2
|
1
|

j
e
j
−
=
−
=
2
|
1
|

j
e
j =
=

|H()|
1
 < 0
Transformada
de Hilbert
Si se retarda la fase de cada componente en -/2 la señal resultante es mh(t), la transformada de
Hilbert. Podemos expresar la señal BLU en términos m(t) y mh(t).
)
(
)
(
)
( c
c
bls M
M 




 +
+
−
= −
+
t
j
t
j
bls
c
c
e
t
m
e
t
m
t 

 −
−
+ +
= )
(
)
(
)
(
Sustituyendo las primera escuaciones obtenemos:
t
sen
t
m
t
t
m
t c
h
c
bls 

 )
(
cos
)
(
)
( −
=
Similarmente: t
sen
t
m
t
t
m
t c
h
c
bli 

 )
(
cos
)
(
)
( +
=


20. Cont.....BLU
• Ejemplo: Determinar la T.de Hilbert de: )
cos(
)
( 
 +
= t
t
m C
Aplicando:
]
)
(
)
(
[
)
( 0
0









 j
j
e
e
M −
+
+
−
= )
(
)
(
)
( 

 M
jSgn
Mh −
=
]
)
(
)
(
[
)
( 0
0









 j
j
h e
e
j
M −
+
−
−
−
=
Por lo tanto
)
(
)
( 
 +
= t
sen
t
m c
h
Ejemplo: Determinar Blu(t) para la señal t
m

cos
.m(t)=cosmt entonces
t
sen
t
t
m m
m
h 

 =
−
= )
2
/
cos(
)
(
t
sen
t
sen
t
t
t c
m
c
m
Blu 



 .
cos
.
cos
)
( 
=
t
m
c )
cos( 
 
=
DBL
-c
-c
0 

21. Tx BLU

22. Metodo para seleccionar BLS ó
BLI

23. Filtro de cristal y su respuesta

24. BLU-metodo de filtro
Dada: Filtro pasa
banda
.m(t)
cosc1t
cosc2t
BLU(t)
M(t): voz

25. Desfasador RC a 900 (300-3000 Hz)

26. BLU generada por una senoidal de 2 Khz

27. Demodulación-BLUSP
• Demodulación Coherente:
• Aplicando filtro pasa bajo
• A la salida se obtiene:
• Demodulación de envolvente de señalesBLU+Portadora
]
2
cos
1
[
2
1
cos
).
( t
t
t c
c
BLU 

 +
=
)
(
2
1
t
m
=
Modulador
Balanceado
BLU(t)
cosct
]
2
)
(
2
cos
)
(
[
2
1
)
(
2
1
t
sen
t
m
t
t
m
t
m c
h
c 
 
+
=
Filtro
Pasa bajo
)
(
2
1
t
m
=
]
)
(
cos
).
(
[
cos
)
( t
sen
t
m
t
t
m
t
A
t c
h
c
c
BLU 


 +
+
= t
sen
t
m
t
t
m
A
t c
h
c
BLU 

 ).
(
cos
)]
(
[
)
( +
+
=
 2
1
2
2
)
(
)]
(
[
)
( t
m
t
m
A
t
E h
+
+
=
Como A>>|m(t)|, entoces A>>mh(t)
)
(
)
( t
m
A
t
E +
=
Conclusión: En AM A -m(t)|min
En BLU+PA>>|m(t)|
La amplitud de la portadora que se requiere en
BLU+P es mayor que en AM

28. Trasmisores de AM alto y bajo nivel
• Trasmisor de bajo nivel
Trasmisor de alto Nivel
Osc.RF
Xtal
Amp Buff
Zin alta
Controlador
Ampli. señal
Exit. Señal
mod.
Pre-
AmpclaseA
Señal
modul
Mod. AM
claseC
Red.Acoplam
Amp.
Pot
Amp
pot
antena
Osc.RF
Xtal
Amp Buff
Zin alta
Exit de
Port
Modul.
Exit. Señal
mod.
Pre-
AmpclaseA
Señal
modul
Amp Pot.
intermedia
Amp. Pot
lineal
Red.Acoplam
antena

29. BLU: Metodo de Fase
• El metodo de fase se genera:

30. TRASMISOR DE BLU

31. Tx de conversion simple

32. Receptor de BLU

33. PEP en BLU
• Si en un Tx de AM : Pc=100W, =100%
• Entonces PT=150W; P2bl=50W P1bl=25W
• Un Tx de BLU de 50W es igual al Tx anterior.
• Ventaja de BLU es de 3:1.
• En BLU la potencia de salida se expresa en
términos de PEP. P = V2/R; V=voltaje eficáz.
• Ejemplo: Una señal de voz produce una señal
pico a pico de 120 v en una carga de 50.
PEP = 602/2*50 = 36W

34. Banda Lateral Residual
• La BLR se obtiene:
c
c
c
-c
-c
-c
M(w)
DBL(w)
BLU(w)
BLV(w)
0
0
0
0





35. Cont......BLV
La generación de la BLV
H()
.m(t)
2cosct
BLV(t)
)
(
)]
(
)
(
[
)
( 





 v
c
c
BLR H
M
M −
+
+
=
La recuperación de m(t) se puede lograr utilizando
demodulación sincronizada
)]
(
)
(
[
cos
)
(
2
)
( c
BLR
c
BLR
c
BLR
d t
t
t
e 






 −
+
+

=
Combinando las 2 últimas ecuaciones
obtenemos: )]
(
)
(
)[
(
)
( c
v
c
v
d H
H
M
t
e 



 −
+
+

Para unA recuperación sin distorsión: B

 2
|
| 
se obtiene:
t
c

cos
2
H()

36. Cont.....BLV
)]
(
)
(
)[
(
)
( c
v
c
v
d H
H
M
t
e 



 −
+
+
 B

 2
|
| 

37. Cont...BLR
• En un filtro real: )
(
)
( *

 H
H =
−
1
)
(
)
( *
=
−
+
+ 


 c
c H
H B

 2
|
|
, 
No es necesasrio lograr la forma espectral con un solo filtro H(). Se puede lograr en
2 etapas: Trasmisor(Tx) y Receptor (Rx).
BLR(t) se puede lograr através de  (). Expresando en términos de cuadratura:
t
sen
t
m
t
t
m
t c
s
c
BLR 

 )
(
cos
)
(
)
( +
=

38. Cont.....BLR
Demodular sincronicamente:
Filtro pasa
Bajo
2cosct
BLR(t)
.m(t)
)
2
(
)
(
)
2
cos(
)
(
)
(
cos
2
)
( t
sen
t
m
t
t
m
t
m
t
t c
s
c
c
BLR 


 +
+
=
Para determinar ms(t) multiplicamos:
t
sen
t c
BLR 
 2
).
(
Despues de filtrar a la salida: )]
(
)
(
[
2
)
( c
BLR
c
BLR
c
BLR j
t
sen
t 






 −
−
+

Como:
igualmente )
(
)]
2
(
)
(
[
)
( c
c
c
BLR H
M
M 






 −
−
+
=
−
)
(
)]
(
)
2
(
[
)
( c
c
c
BLR H
M
M 






 +
+
+
=
+
Eliminando las frecuencias altas )]
(
)
(
)[
(
)
( c
c
s H
H
jM
t
m 



 −
−
+

)]
(
2
1
)[
(
)
( c
s H
jM
t
m 

 −
−

Finalmente:
En general t
sen
t
m
t
t
m
t c
s
c
BLR 

 )
(
cos
)
(
)
( 
=
BLR(BLI
BLR(BLS)

39. Cont...BLR
• Generación de señales de TV:

40. Cont......BLV
• Espectro de Tx de Tv

41. Trasmisor de Tv
• Generación de señales de Tv:
Port.Tv
recibida
Amplif
Tx AM
video
Filt.BLR Duplexer
Tx FM-audio
Entrada de
Video-
banda base
Entrada
de audio
Filt. Formacion y
amplif RF
cosct
Amp.
F.I.
Detec.envol
vente
Amp.v
ideo
Demod.
FM
Amp
FM

42. Interferencia y ruido en los sistemas AM
• En los sistemas de AM:
* 10 Khz de BW para cada estación;
* Imposible eliminar totalmente componentes fuera del BW;
• Por lo tanto ocurrirá alguna interferencia entre canales adyacents
• En DBLSP:
2cosct
.r(t) Filtro P. Bajo Yd(t) = m(t)+Icosdt
]
)
cos[(
cos
)
(
)
( 


 +
+
+
= t
I
t
t
m
t
r d
c
c La relación antes de la demodulación:
I
m
I
t
m p
=
|
)
(
|
+
+
= t
I
t
m
t
t
r d
c 
 cos
)
(
cos
2
).
( Otros terminos
Despues del filtro: t
I
t
m
t
Y d
d 
cos
)
(
)
( +
=

43. Cont......Interferencia
• Espectro antes de la demodulación
• Espectro despues de la demodulación
* *
c c c+d
-(c+d) 
-d
d
0

La demodulación no cambia la relación mp/I
si
]
)
cos[(
cos
)
(
)
( 1
1 


 +
+
+
= t
I
t
t
m
t
r d
c
c ]
)
cos[( 2
2 2


 +
+
+ t
I d
c
Entonces la salida será: )
cos(
)
cos(
)
(
)
( 2
2
1
1 2
1



 +
+
+
+
= t
I
t
I
t
m
t
y d
d
d
La relación mp/(I1+I2) no cambia antes y después de la
modulación debido a la linealidad de DBLSP

44. Cont....Interferencia
• En señales de DBLCP (AM): t
I
t
t
m
A
t
r d
c
c )
cos(
cos
)]
(
[
)
( 

 +
+
+
=
  t
sen
t
Isen
t
t
I
t
m
A
t
r c
d
c
d 


 .
cos
cos
)]
(
[
)
( −
+
+
=
 2
1
2
2
2
]
cos
)
(
[
)
( t
sen
I
t
I
t
m
A
t
E d
d 
 +
+
+
=
Si la interferencia es pequeña I<<A t
I
t
m
A
t
E d

cos
)
(
)
( +
+
=
La envolvente:
Se bloquea A y la salida es igual que DBLSP
Si I>>A la envovente es: I
t
t
m
A
t
E d +
+
= 
cos
)]
(
[
)
(
Bloqueando la Cste.I se obtiene: t
t
m
A
t
E d

cos
)]
(
[
)
( +
=
La interferencia I Mutila la señal deseada

45. Comparación de técnicas de modulación análoga
• MODUL WD COMPLEJ-EQUIP COMENT
• DSB-SC 2B Alto, requiere demodul -----------------------------------
• coherente
DSB-C 2B Bajo, usa detector de simple equipamiento, pero
envolvente bajo SNR
BLU B Muy alto, requiere filtro SNR igual que DSB-SC, menos
exigente y demod.coherente. WB, usa mas equipo complejo.
BLR B+ Alta, si se usa demod. Coherente  parametro del filt. Del TX
Baja, si se usa demod.envolvente 0< <B