MODULADOR Y DEMODULADOR ASK

1. FORMATO: M-04-2015 (V. 1.15)
GUÍA DE PRÁCTICA DE LABORATORIO
DATOS GENERALES:
CARRERA: INGENIERÍA EN ELECTRÓNICA DIGITAL Y TELECOMUNICACIONES
ASIGNATURA: COMUNICACIONES II
No. de práctica
2
TÍTULO DE LA PRÁCTICA: MODULADOR Y DEMODULADOR ASK
NOMBRES:
 ISRAEL CHALÁ
 MIGUEL AMBATO
NIVEL: 𝟖 𝑽𝑶
PARALELO: B
A. OBJETIVOS DE LA PRÁCTICA
A1. Medir y ajustar un circuito modulador de amplitud. 1. Estudiar los principios de la modulación y demodulación ASK.
A2. Implementar un modulador ASK.
A3. Implementar demoduladores ASK coherentes y no-coherentes.
B. FUNDAMENTO TEÓRICO

2. Cuando se requiere transmitir datos digitales sobre un canal pasa banda, es necesario modular una onda portadora
con límites de frecuencias fijas impuestos por el canal con el dato entrante. El dato puede ser la salida de un sistema
digital u ondas PCM generadas por señales de audio y video digitalizadas. El canal puede ser un canal del teléfono,
enlace de radio de microonda, o un canal satelital.
La modulación se define como el proceso mediante el cual algunas características de la portadora son variadas de
acuerdo con la onda moduladora. En comunicación digital, la onda moduladora consiste de datos binarios o una versión
encodificada M-aria de ella. Para la portadora, se acostumbra usar una onda senoidal. Con una portadora sinusoidal,
la característica usada por el modulador para distinguir una señal de la otra es el cambio de Escalón en la amplitud,
frecuencia o fase de la portadora. El resultado de este proceso de modulación es desplazamiento de amplitud (ASK),
desplazamiento de frecuencia (FSK), o desplazamiento de fase (PSK), los cuales pueden considerarse como casos
especiales de la modulación de amplitud, modulación de frecuencia y modulación de fase, respectivamente.
Modulador ASK
Una señal modulada ASK puede expresarse como
𝑋𝐴𝑆𝐾(𝑡) = 𝐴𝑖 cos(𝑤𝑐 𝑡 + ∅0) 0 ≤ 𝑡 ≤ 𝑇, 𝑖 = 1, 2, … … . . , 𝑀,
Donde la amplitud Ai tiene M posibles valores, la frecuencia angular 𝜔𝑐 y la fase ∅0 son constantes. Si 𝑀 = 2 (𝐴1 =
0 𝑦 𝐴2 = 𝐴, donde A es una constante arbitraria), 𝑋𝐴𝑆𝐾(𝑡) será una señal modulada ASK binaria como se muestra en la
Figura 18-1. La señal ASK transmite un mensaje binario el cual se activa cuando el dato modulador esta en alto lógico
y se desactiva cuando la señal moduladora es un bajo lógico. Este también se conoce como modulación On-Off (OOK).

3. La Figura 18-2 muestra un modulador ASK. La A representa una polarización cd, la portadora sinusoidal 𝑉𝑐(𝑡) =
𝐴𝑐 cos 2𝜋𝑓𝑐 𝑡, y la señal moduladora 𝑉𝐷 𝑡 es un dato binario. La señal modulada 𝑉𝑇(𝑡) puede expresarse como
𝑉𝑇(𝑡) = [𝑉𝐷(𝑡) + 𝐴]𝐴 𝐶 cos 2𝜋𝑓𝐶 𝑡
Las formas de onda de 𝑉𝐷(𝑡), [𝑉𝐷(𝑡) + 𝐴] 𝑦 𝑉𝑇(𝑡) están mostradas en la Figura 18-3. Claramente la señal modulada
ASK 𝑉𝑇(𝑡) con estas de dos niveles [𝑉𝐷(𝑡) + 𝑉𝐿]𝐴 𝐶 𝑌 [𝑉𝐷(𝑡) + 𝑉𝐻]𝐴 𝐶 correspondientes a 𝑉𝐿 y 𝑉𝐻 de la señal moduladora
𝑉𝐷(𝑡), respectivamente.

4. Un sistema de comunicación digital se conoce como coherente si se dispone de una referencia local para la
demodulación. Esto es, la señal de referencia debe estar en fase con la portadora transmitida (tomando en cuenta los
desplazamientos de fase debido a retardos de transmisión). De lo contrario, el sistema se conoce como no coherente.
Si una señal periódica está disponible en el receptor es decir, sincronizado con la secuencia de las señales transmitida
(señal de reloj), el sistema se conoce como síncrono: si se usa una técnica de señalización en la cual la señal de reloj
no es necesaria, el sistema se conoce como asíncrono.

6. Demodulador ASK
La demodulación ASK es un proceso que restaura la señal moduladora digital de la señal ASK recibida. La Figura 18-
4 muestra el funcionamiento de la demodulación ASK. El circuito que realiza la demodulación ASK es llama
demodulador ASK. Los demoduladores ASK pueden clasificarse en dos tipos: demoduladores no coherentes y
coherentes.

7. A. Demodulador ASK No coherente
La Figura 18-5 muestra los bloques funcionales y formas de onda de un demodulador ASK no coherente. El detector
de envolvente remueve la portadora de alta frecuencia y bloquea la parte negativa de la señal ASK recibida 𝑉𝑅. La salida

8. del detector de envolvente, 𝑉𝐸 es por consiguiente la envolvente positiva mas un componente cd y componentes diente
de sierra. El componente cd es bloqueado mediante acople ca y el componente diente de sierra de alta frecuencia es
rechazado por un filtro pasa bajas.
Un comparador de tensión compara la salida del LFP 𝑉𝐿𝑃(𝑡) con una tensión umbral fija y produce una señal de salida
digital 𝑉0 igual a la señal moduladora original.

11. B. Demodulador ASK Coherente
La Figura 18-6 muestra el diagrama de bloques del demodulador ASK coherente. La señal ASK recibida 𝑉𝑅(𝑡) es igual
a la señal ASK transmitida 𝑉𝑇(𝑡).
𝑉𝑅(𝑡) = 𝑉𝑇(𝑡) = [𝑉𝐷 (𝑡) + 𝐴]𝐴 𝑅 cos2𝜋𝑓𝐶 𝑡
La señal portadora 𝑉𝐿𝑂(𝑡) es recuperada por el circuito de recuperación de portadora del 𝑉𝑅(𝑡).
𝑉𝐿𝑂(𝑡) = 𝐴 𝐿𝑂 cos 2𝜋𝑓𝑐 𝑡 + ∅
Cuando la señal ASK recibida 𝑉𝑅(𝑡), y la señal portadora reconstruida VLO(t) están conectada a las entradas del
multiplicador, la salida del multiplicador se convierte en
𝑉𝑋(𝑡) = [𝑣 𝐷(𝑡) + 𝐴]𝐴 𝑅 𝐴 𝐿𝑂 cos 2𝜋𝑓𝐶 𝑡 cos(2𝜋𝑓𝐶 𝑡 + ∅)
= [
𝐴𝐴 𝑅 𝐴 𝐿𝑂
2
] cos ∅ + [
𝐴 𝑅 𝐴 𝐿𝑂
2
] cos[∅𝑉𝐷(𝑡) + [𝑉𝐷(𝑡) + 𝐴]] [
𝐴 𝑅 𝐴 𝐿𝑂
2
] cos(2𝜋2𝑓𝑐 𝑡 + ∅)
El primer término de la ecuación es un componente cd, el segundo término es la señal digital de moduladora, y el tercer
término es la señal ASK con una frecuencia de 2fc, doble de la frecuencia portadora. El componente cd es bloqueado
por el acople ca y el componente diente de sierra de alta frecuencia es rechazado por el filtro pasa bajas.
El comparador de tensión compara la salida del LPF 𝑉𝐿𝑃(𝑡) con una tensión umbral fija y produce la señal de salida
digital V0 igual a la señal moduladora original
Descripción del circuito practico

12. 1. Modulador ASK
En la Figura 18-7 se muestra el modulador ASK práctico. El multiplicador (1) realiza la función de modulación ASK.
La salida del multiplicador VT(t) se expresa como
𝑉𝑇(𝑡) =
𝑉𝐷(𝑡)𝑉𝑐(𝑡)
10
+ 𝛼𝑉𝑐(𝑡)
El valor a se divide por el valor del potenciómetro VR1. Si la portadora

13. 𝑉𝐶(𝑡) = 𝐴 𝐶 cos 2𝜋𝑓𝑐 𝑡, 𝑉𝑇(𝑡) 𝑒𝑛𝑡𝑜𝑛𝑐𝑒𝑠
𝑉𝑇(𝑡) = [
1
10
𝑉𝐷(𝑡) + 𝛼] 𝐴 𝐶 cos 2𝜋𝑓𝑐 𝑡
1) La señal moduladora digital 𝑉𝐷(𝑡) tiene dos niveles de tensión: 𝑉𝐻
= 5𝑉 𝑦 𝑉𝐿 = 0𝑉
𝑆𝑖 𝑉𝐷(𝑡) = 𝑉𝐻 = 5𝑉, 𝑒𝑛𝑡𝑜𝑛𝑐𝑒𝑠 𝑉𝑇(𝑡) ≒ (0.5 + 𝛼)𝐴 𝐶 cos 2𝜋𝑓𝑐 𝑡
𝑆𝑖 𝑉𝐷(𝑡) = 𝑉𝐿 = 0𝑉, 𝑒𝑛𝑡𝑜𝑛𝑐𝑒𝑠 𝑉𝑇(𝑡) ≒ 𝛼𝐴 𝐶 cos 2𝜋𝑓𝑐 𝑡
(2) La señal modulada ASK 𝑉𝑇(𝑡) tiene dos tensiones discretas: (0.5 + 𝛼)𝐴 𝐶 representa un alto y los otros
(𝛼𝐴 𝐶) representan un bajo.
(3) Si (𝛼 = 0), dos niveles de tensión de 𝑉𝑇(𝑡) son 0.5𝐴 𝐶 y O. Esto se conoce también como modulación On-Off (OOK).
2. Demodulador ASK
A La Figura 1'8-8 muestra el demodulador ASK no coherente.

15. (1) El multiplicador (1) funciona como un modulador ASK.
(2) El detector de envolvente bloquea la parte negativa de la señal VR in y detecta la parte positiva.
(3) El filtro pasa bajas (LPF) rechaza el componente diente de sierra de la señal VE out. El componente cd de la señal
VE out es bloqueada por el condensador de acople C2 cuando la señal esta conectada a la terminal ln(ac).
(4) La salida del comparador es una señal digital TTL (OV y 5V). Este comparador usa como entrada la señal de salida
del LPF (𝑉𝐿𝑃 out).

17. (1) El multiplicador (1) funciona como un modulador ASK el cual convierte la señal moduladora digital en una señal
modulada ASK.
(2) El lazo de enganche de fase (PLL) y el filtro pasa banda (BPF) constituyen un circuito de recuperación de portadora
el cual reconstruye la señal portadora. La frecuencia de la señal portadora recuperada en la terminal VLO out es igual
a la portadora original en el transmisor. La fase puede sincronizarse con la portadora original ajustando el potenciómetro
VR5.
(3) El multiplicador (2) realiza la multiplicación de la señal ASK recibida y la señal portadora recibida.
(4) El filtro pasa bajas (LPF) se usa para rechazar los componentes de alta frecuencia de la señal de salida del
multiplicador (2) (Vx out). El componente de cd es bloqueado por el condensador de acople ca C2.
(5) El comparador compara la señal VLP out con el potencial de tierra y recupera la señal moduladora original.
El modulo KL-94005 mostrado en la Figura 18-10 consta de un modulador ASK, demodulador ASK no coherente, y
demodulador ASK coherente.

19. C. LISTADO DE MATERIALES O HERRAMIENTAS
C1. Modulo KL-96001
C2. Modulo KL-94005
C3. Osciloscopio
C4. Analizador de espectros
C5. Dos puntas de prueba
C6. Cable de Energía entre Módulos
C7. 12 cables banana
C8. 3 Jumpers
D. INSTRUCCIONES PARA REALIZAR LA PRÁCTICA
Experimento 18-1. Modulador ASK
D1. Ubique el circuito modulador ASK mostrado en la Figura 18-7 en el módulo KL-94005.
D2. Conecte una onda seno de 500KHz, 4Vpp en la terminal VC Carrier in.
D3. Conecte una onda cuadrada de 20KHz, de nivel TTL desde TTL/CMOS out del generador de funciones a la terminal
VD Signal in.
D4. Gire VR1 completamente en sentido a las manecillas del reloj para obtener una amplitud máxima de la señal modulada
ASK en VT out. Mida y registre la forma de onda de la señal ASK en la Tabla 18-1.
D5. Gire VR1 completamente en sentido contrario a las manecillas del reloj para obtener una amplitud mínima de la señal
modulada ASK en VT out. Mida y registre la forma de onda de la señal ASK en la Tabla 18-1.

20. D6. Con la punta de prueba del canal 1 del osciloscopio, colóquela en el terminal VTout, y con la punta de prueba del canal
2, colóquela en el terminal VDsignal. Superponga las dos señales con las perillas de posición vertical de ambos canales.
Registre la señal resultante en la Tabla 18-1.
D7. Con el analizador de espectros registre la señal de salida VTout, coloque la frecuencia central de acuerdo al paso D2 y
Span de acuerdo a la frecuencia de bit de la señal digital. Coloque los resultados en la Tabla 18.2
D8. Conecte una onda cuadrada de 1 KHz, nivel TTL desde TTL/CMOS out del generador de funciones a la terminal VD
Signal in.
D9. Repita los pasos D4, D5, D6 y D7.
D10. Conecte una onda cuadrada de 10KHz, nivel TTL desde TTL/CMOS out del generador de funciones a la terminal VD
Signal in.
D11. Repita los pasos D4, D5, D6 y D7.
D12. Conecte una onda cuadrada de 50KHz, nivel TTL desde TTL/CMOS out del generador de funciones a la terminal VD
Signal in.
D13. Repita los pasos D4, D5, D6 y D7.
Experimento 18-2. Demodulador ASK no coherente
D14. Complete el demodulador ASK no coherente mostrado en la Figura 18-8 colocando los jumpers en las posiciones 2, 6,
y 8.
D15. Conecte una onda seno de 500KHz, 4Vpp en la terminal VC Carrier in.
D16. Conecte una onda cuadrada de 20KHz, de nivel TTL desde TTL/CMOS out del generador de funciones a la terminal
VD Signal in.
D17. Gire VR1 completamente en sentido a las manecillas del reloj para fijar una amplitud máxima en la terminal VT out.
Mida y registre las formas de onda en las terminales VT out, VE out, VLP out, y Vo out en la Tabla 18-3.
D18. Conecte una onda cuadrada de 1 KHz, de nivel TTL desde TTL/CMOS out del generador de funciones a la terminal VD
Signal in.

21. D19. Repita el paso D18.
D20. Conecte una onda cuadrada de 10KHz, de nivel TTL desde TTL/CMOS out del generador de funciones a la terminal
VD Signal in.
D21. Repita el paso D18.
D22. Conecte una onda cuadrada de 50KHz, de nivel TTL desde TTL/CMOS out del generador de funciones a la terminal
VD Signal in.
D23. Repita el paso D18.
D24. Compare las formas de onda en las terminales VD Signal in y Vo out y anote sus comentarios.

31. H. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
CONCLUSIONES.
 Una señal ASK necesita un ancho de banda minimo igual a la tasa de baudios, asi mismo, la tasa de
baudios y la tasa de bits son las mismas
 Al ser muy similar a la modulación AM, es también lineal y sensible al ruido atmosférico, distorsiones,
requiere una amplitud de banda excesiva debido a que la cantidad de señales de frecuencia
significativas que contiene el espectro, depende directamente de la relación entre el período y el
tiempo de duración de los pulsos.
 ASK es, en realidad, AM (con mensaje digital en lugar de voz o música analógicas), esta puede ser
recuperada usando técnicas de demodulación AM.
RECOMENDACIONES.
 Se debe tener cuidado con las conexiones de los componentes
 Se recomienda el uso del software LabView para comprobar y resolver algunos de los resultados y
problemas obtenidos en la realización de la misma.
 Se recomienda referirse a las indicaciones e información provistas en el desarrollo de este documento
para el buen uso de los equipos del laboratorio.
I. BIBLIOGRAFÍA
J. ANEXOS

32. 1. ¿Es la forma de onda en la terminal VT out una señal modulada ASK?
Si
2. ¿Es la forma de onda en la terminal VT out una señal modulada OOK?
No
3. Describa la función del comparador.
No se usó en esta práctica.