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Ministerio del Poder Popular Para la Educación Superior.
Instituto Politécnico “Santiago Mariño”.
Escuela de Ingeniería Eléctrica.
Maturín, Estado Monagas.
Autora:
Gabriela, Arismendi. C.I:23.605412.
Maturín, Febrero 2017.
Introducción.
La modulación nace de la necesidad de transportar una información a
través de un canal de comunicación a la mayor distancia y menor costo posible.
Este es un proceso mediante el cual dicha información (onda moduladora) se
inserta a un soporte de transmisión. La transmisión de datos es el intercambio
de datos entre dos dispositivos a través de alguna forma de medio de
transmisión, como un cable, para que la transmisión de datos sea posible, los
dispositivos de comunicación deben de ser parte de un sistema de
comunicación formado por hardware (equipo físico) y software (programa). La
efectividad del sistema de comunicación de datos depende de cuatro
características fundamentales: entrega, exactitud, puntualidad y retardo
variable (jitter, término que usaremos en adelante en inglés)
1.- Modulación de amplitud y señales que intervienen en el proceso.
Amplitud modulada (AM) o modulación de amplitud es un tipo de modulación
lineal que consiste en hacer variar la amplitud de la onda portadora de forma
que esta cambie de acuerdo con las variaciones de nivel de la señal
moduladora, que es la información que se va a transmitir.
AM es el acrónimo de Amplitude Modulation (en español: Modulación de
Amplitud) la cual consiste en modificar la amplitud de una señal de alta
frecuencia, denominada portadora, en función de una señal de baja frecuencia,
denominada moduladora, la cual es la señal que contiene la información que se
desea transmitir.
En este tipo de modulación, la amplitud de la portadora varía según la señal
de información, de modo que la información de amplitud y frecuencia de ésta
se “montan” sobre la portadora haciendo que su envolvente varíe de acuerdo a
la señal moduladora o de información. Los diversos esquemas de modulación
de amplitud se designan también como de envolvente variable y comprenden
los siguientes: •
AM con portadora completa y dos bandas laterales o AM completa.
• AM con dos bandas laterales y portadora suprimida (AM-DSB-SC5 ).
Las señales en banda base, son generalmente de baja frecuencia, lo que
hace prácticamente imposible su transmisión por radio, ya que las dimensiones
de las antenas serían impracticables. Por ello es necesaria la modulación,
primero, con el fin de posibilitar la transmisión de varias señales con la misma
banda base, desplazándolas en frecuencia, de modo que no se interfieran entre
sí y por otra parte, en el caso de canales de radiofrecuencia (RF), permitir el
empleo de antenas de dimensiones físicamente razonables. Para llevar a cabo
la modulación es necesaria una señal senoidal de frecuencia ωc, superior a la
de la señal de información, designada como portadora que, mezclada con una
señal de información en banda base producirá una señal de amplitud,
frecuencia o fase variables.
La modulación es, esencialmente, un proceso de mezcla y su principio se ha
tratado en la sección portadora que se haga variar, la modulación puede ser de
amplitud (AM), de frecuencia (FM) o de fase (PM). Estos dos últimos tipos de
modulación son similares y se conocen también como modulación angular o
exponencial. Los tipos de modulación mencionados se aplican, con pocas
variantes, tanto en el caso de sistemas analógicos como digitales, si bien en
este caso, es más frecuente designarlos como ASK1 , FSK2 y PSK3 o de sus
diversas variantes, por ejemplo 16QAM, 8PSK, etc
2.- Técnica de AM de Doble Banda Lateral con Portadora Completa (AM
DSBFC).
Desde el punto de vista de la cobertura de estos servicios, las
condiciones de propagación en esas bandas permiten dar cobertura a grandes
extensiones sin necesidad de retransmisores, como es el caso de la
radiodifusión en frecuencia modulada (FM). El número de receptores de AM en
el mundo es inmenso y el cambio de este esquema de modulación,
particularmente en los países en vías de desarrollo, causaría que mucha gente
no pudiera acceder al único medio de información y entretenimiento del que
pueden disponer. Lo que en algunos países se ve como normal: la recepción
de radio y televisión, prácticamente a la carta por cable, satélite o Internet es
impensable para una importante porción de la población mundial y en la
legislación de muchos países se mantiene el principio de que el espectro
radioeléctrico es propiedad de la nación y no de unos pocos privilegiados. Se
trata, por tanto, de un bien público y no solo de un servicio público, en que el
acceso a los servicios de radiodifusión sonora y televisión debe estar al alcance
de todos los ciudadanos. Estas son, en cierta medida, las razones por las
cuales se mantienen y se seguirán manteniendo por mucho tiempo, los
servicios de radiodifusión sonora en ondas medias y cortas.
3.-Técnica de AM de Banda Lateral Única con Portadora Completa(AM
SSBFC).
La AM de banda lateral única y portadora de máxima potencia (SSBFC, de
single-sideband full carrier), es una es una forma de modulación de amplitud en
la que la portadora se transmite con potencia máxima, pero solo se transmite
una sola de las bandas laterales. En consecuencia las transmisiones SSBFC
solo necesitan la mitad del ancho de banda que la AM convencional con doble
banda lateral. aunque en el sistema SSBFC se requiere menos potencia, en
realidad se usa menor porcentaje de esa potencia en la parte de la señal que
es portadora de información.
La fig. 5-2 muestra la forma de una onda SSBFC modulada 100%, con una
sola señal moduladora. La envolvente 10% modulada de portadora de máxima
potencia y banda lateral única aparece idéntica a una 50% modulada de la
banda lateral doble y portadora de máxima potencia.
En la transmisión de banda lateral única, solo hay una banda lateral, que
puede ser la superior o inferior, que se suma a la portadora. Por consiguiente,
el cambio máximo en la envolvente es la mitad del que hay en la transmisión
con doble nada lateral. Así, con transmisiones de banda lateral única y
portadora de máxima potencia, las señales demoduladas solo tienen la mitad
de la amplitud que una onda demodulada con doble nadaba lateral.
El SSBFC requiere menos ancho de banda que el DSBFC, pero también
produce una señal demodulada con amplitud menor. Sin embargo cuando baja
el ancho de banda a la mitad, también se reduce a la mitad la potencia del
ruido (es decir, se reduce 3 dB), y si se elimina una banda lateral, la potencia
en la parte de información de la onda también baja a la mitad. En
consecuencia, las relaciones de señal a ruido con banda lateral única y doble
banda lateral son iguales.
Con el sistema SSBFC, la frecuencia de repetición de la envolvente es igual a
la frecuencia de la señal moduladora, y el grado de modulación es proporcional
a la amplitud de la señal moduladora. Por todo lo anterior, como en la
transmisión con doble banda lateral, la información esta en la envolvente de la
señal modulada con portadora de máxima potencia
Aunque la AM de portadora completa es simple, no es una forma de
modulación particularmente eficiente en términos del ancho de banda o de la
relación señal a ruido. Se ha visto que el ancho de banda de la transmisión es
dos veces la frecuencia modulante más alta, porque hay dos bandas laterales
que contienen la misma información. También observamos que dos tercios o
más de la potencia transmitida se encuentran en la portadora, que no contiene
información y sólo sirve como ayuda para la demodulación. Eliminar la
portadora antes que tenga lugar la amplificación de potencia permitiría que toda
la potencia del transmisor se destine a las bandas laterales, dando como
resultado un incremento sustancial en la potencia de la banda lateral. Eliminar
la portadora de una señal de AM completamente modulada (modulación del
100%), cambiaría la potencia disponible para las bandas laterales de un tercio
al total de ella. El incremento de potencia en las bandas laterales sería la
potencia disponible total dividida entre la potencia en las bandas laterales con
la portadora completa.
4.- Técnica AM de Doble Banda Lateral con Portadora Suprimida (AM
DSBSC).
Esta técnica de modulación analógica, tiene como característica que la
amplitud de la portadora Ac no modulada y denotada por la ecuación:
Ac cos (ct + c)
La señal f(t) se denomina MODULANTE y es la que contiene la información
que se desea transmitir.
La señal Cos(ct) es la PORTADORA, la cual determina la frecuencia a la
cual va a ser trasladado el espectro de frecuencia.
El espectro de f(t).cos(ct) no contiene portadora.
El espectro de la moduladora es simétrico respecto al eje “y”, es decir, la
información al lado derecho es igual al del lado izquierdo
5.- Técnica de AM de Banda Lateral Única con Portadora Reducida AM
SSBRC).
La AM de banda lateral única con portadora reducida (SSBRC) es una forma
de modulación en amplitud en donde una banda lateral se quita totalmente y el
voltaje de la portadora se reduce aproximadamente 10% de su amplitud no
modulada. Por lo tanto, el 96% de la potencia transmitida está en la banda
lateral no suprimida. Para producir una componente de portadora reducida, la
portadora está totalmente suprimida durante la modulación y luego reinsertada
con una amplitud reducida. Por lo tanto a la SSBRC se le llama a veces una
banda lateral única de portadora reinsertada.
La portadora reinsertada suele llamarse portadora piloto y se reinserta por
razones de modulación. La potencia de la banda lateral constituye casi el 100%
de la potencia transmitida.
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Comunicaciones 4

  • 1. República Bolivariana de Venezuela. Ministerio del Poder Popular Para la Educación Superior. Instituto Politécnico “Santiago Mariño”. Escuela de Ingeniería Eléctrica. Maturín, Estado Monagas. Autora: Gabriela, Arismendi. C.I:23.605412. Maturín, Febrero 2017.
  • 2. Introducción. La modulación nace de la necesidad de transportar una información a través de un canal de comunicación a la mayor distancia y menor costo posible. Este es un proceso mediante el cual dicha información (onda moduladora) se inserta a un soporte de transmisión. La transmisión de datos es el intercambio de datos entre dos dispositivos a través de alguna forma de medio de transmisión, como un cable, para que la transmisión de datos sea posible, los dispositivos de comunicación deben de ser parte de un sistema de comunicación formado por hardware (equipo físico) y software (programa). La efectividad del sistema de comunicación de datos depende de cuatro características fundamentales: entrega, exactitud, puntualidad y retardo variable (jitter, término que usaremos en adelante en inglés)
  • 3. 1.- Modulación de amplitud y señales que intervienen en el proceso. Amplitud modulada (AM) o modulación de amplitud es un tipo de modulación lineal que consiste en hacer variar la amplitud de la onda portadora de forma que esta cambie de acuerdo con las variaciones de nivel de la señal moduladora, que es la información que se va a transmitir. AM es el acrónimo de Amplitude Modulation (en español: Modulación de Amplitud) la cual consiste en modificar la amplitud de una señal de alta frecuencia, denominada portadora, en función de una señal de baja frecuencia, denominada moduladora, la cual es la señal que contiene la información que se desea transmitir. En este tipo de modulación, la amplitud de la portadora varía según la señal de información, de modo que la información de amplitud y frecuencia de ésta se “montan” sobre la portadora haciendo que su envolvente varíe de acuerdo a la señal moduladora o de información. Los diversos esquemas de modulación de amplitud se designan también como de envolvente variable y comprenden los siguientes: • AM con portadora completa y dos bandas laterales o AM completa. • AM con dos bandas laterales y portadora suprimida (AM-DSB-SC5 ). Las señales en banda base, son generalmente de baja frecuencia, lo que hace prácticamente imposible su transmisión por radio, ya que las dimensiones de las antenas serían impracticables. Por ello es necesaria la modulación, primero, con el fin de posibilitar la transmisión de varias señales con la misma banda base, desplazándolas en frecuencia, de modo que no se interfieran entre sí y por otra parte, en el caso de canales de radiofrecuencia (RF), permitir el empleo de antenas de dimensiones físicamente razonables. Para llevar a cabo la modulación es necesaria una señal senoidal de frecuencia ωc, superior a la de la señal de información, designada como portadora que, mezclada con una señal de información en banda base producirá una señal de amplitud, frecuencia o fase variables. La modulación es, esencialmente, un proceso de mezcla y su principio se ha tratado en la sección portadora que se haga variar, la modulación puede ser de amplitud (AM), de frecuencia (FM) o de fase (PM). Estos dos últimos tipos de modulación son similares y se conocen también como modulación angular o exponencial. Los tipos de modulación mencionados se aplican, con pocas variantes, tanto en el caso de sistemas analógicos como digitales, si bien en este caso, es más frecuente designarlos como ASK1 , FSK2 y PSK3 o de sus diversas variantes, por ejemplo 16QAM, 8PSK, etc
  • 4. 2.- Técnica de AM de Doble Banda Lateral con Portadora Completa (AM DSBFC). Desde el punto de vista de la cobertura de estos servicios, las condiciones de propagación en esas bandas permiten dar cobertura a grandes extensiones sin necesidad de retransmisores, como es el caso de la radiodifusión en frecuencia modulada (FM). El número de receptores de AM en el mundo es inmenso y el cambio de este esquema de modulación, particularmente en los países en vías de desarrollo, causaría que mucha gente no pudiera acceder al único medio de información y entretenimiento del que pueden disponer. Lo que en algunos países se ve como normal: la recepción de radio y televisión, prácticamente a la carta por cable, satélite o Internet es impensable para una importante porción de la población mundial y en la legislación de muchos países se mantiene el principio de que el espectro radioeléctrico es propiedad de la nación y no de unos pocos privilegiados. Se trata, por tanto, de un bien público y no solo de un servicio público, en que el acceso a los servicios de radiodifusión sonora y televisión debe estar al alcance de todos los ciudadanos. Estas son, en cierta medida, las razones por las cuales se mantienen y se seguirán manteniendo por mucho tiempo, los servicios de radiodifusión sonora en ondas medias y cortas. 3.-Técnica de AM de Banda Lateral Única con Portadora Completa(AM SSBFC). La AM de banda lateral única y portadora de máxima potencia (SSBFC, de single-sideband full carrier), es una es una forma de modulación de amplitud en la que la portadora se transmite con potencia máxima, pero solo se transmite una sola de las bandas laterales. En consecuencia las transmisiones SSBFC solo necesitan la mitad del ancho de banda que la AM convencional con doble banda lateral. aunque en el sistema SSBFC se requiere menos potencia, en realidad se usa menor porcentaje de esa potencia en la parte de la señal que es portadora de información. La fig. 5-2 muestra la forma de una onda SSBFC modulada 100%, con una sola señal moduladora. La envolvente 10% modulada de portadora de máxima potencia y banda lateral única aparece idéntica a una 50% modulada de la banda lateral doble y portadora de máxima potencia.
  • 5. En la transmisión de banda lateral única, solo hay una banda lateral, que puede ser la superior o inferior, que se suma a la portadora. Por consiguiente, el cambio máximo en la envolvente es la mitad del que hay en la transmisión con doble nada lateral. Así, con transmisiones de banda lateral única y portadora de máxima potencia, las señales demoduladas solo tienen la mitad de la amplitud que una onda demodulada con doble nadaba lateral. El SSBFC requiere menos ancho de banda que el DSBFC, pero también produce una señal demodulada con amplitud menor. Sin embargo cuando baja el ancho de banda a la mitad, también se reduce a la mitad la potencia del ruido (es decir, se reduce 3 dB), y si se elimina una banda lateral, la potencia en la parte de información de la onda también baja a la mitad. En consecuencia, las relaciones de señal a ruido con banda lateral única y doble banda lateral son iguales. Con el sistema SSBFC, la frecuencia de repetición de la envolvente es igual a la frecuencia de la señal moduladora, y el grado de modulación es proporcional a la amplitud de la señal moduladora. Por todo lo anterior, como en la transmisión con doble banda lateral, la información esta en la envolvente de la señal modulada con portadora de máxima potencia Aunque la AM de portadora completa es simple, no es una forma de modulación particularmente eficiente en términos del ancho de banda o de la relación señal a ruido. Se ha visto que el ancho de banda de la transmisión es dos veces la frecuencia modulante más alta, porque hay dos bandas laterales que contienen la misma información. También observamos que dos tercios o más de la potencia transmitida se encuentran en la portadora, que no contiene información y sólo sirve como ayuda para la demodulación. Eliminar la portadora antes que tenga lugar la amplificación de potencia permitiría que toda la potencia del transmisor se destine a las bandas laterales, dando como resultado un incremento sustancial en la potencia de la banda lateral. Eliminar la portadora de una señal de AM completamente modulada (modulación del 100%), cambiaría la potencia disponible para las bandas laterales de un tercio al total de ella. El incremento de potencia en las bandas laterales sería la potencia disponible total dividida entre la potencia en las bandas laterales con la portadora completa. 4.- Técnica AM de Doble Banda Lateral con Portadora Suprimida (AM DSBSC). Esta técnica de modulación analógica, tiene como característica que la amplitud de la portadora Ac no modulada y denotada por la ecuación: Ac cos (ct + c)
  • 6. La señal f(t) se denomina MODULANTE y es la que contiene la información que se desea transmitir. La señal Cos(ct) es la PORTADORA, la cual determina la frecuencia a la cual va a ser trasladado el espectro de frecuencia. El espectro de f(t).cos(ct) no contiene portadora. El espectro de la moduladora es simétrico respecto al eje “y”, es decir, la información al lado derecho es igual al del lado izquierdo 5.- Técnica de AM de Banda Lateral Única con Portadora Reducida AM SSBRC). La AM de banda lateral única con portadora reducida (SSBRC) es una forma de modulación en amplitud en donde una banda lateral se quita totalmente y el voltaje de la portadora se reduce aproximadamente 10% de su amplitud no modulada. Por lo tanto, el 96% de la potencia transmitida está en la banda lateral no suprimida. Para producir una componente de portadora reducida, la portadora está totalmente suprimida durante la modulación y luego reinsertada con una amplitud reducida. Por lo tanto a la SSBRC se le llama a veces una banda lateral única de portadora reinsertada. La portadora reinsertada suele llamarse portadora piloto y se reinserta por razones de modulación. La potencia de la banda lateral constituye casi el 100% de la potencia transmitida. X f(t) cos(Wc.t) f(t).cos(Wc.t) f(t).cos(Wc.t) cos(Wc.t) f(t)