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
MODULACION DE AMPLITUD:Doble banda lateral
• La modulacion de DBLSP
)]
(
)
(
[
2
1
cos
)
( c
c
c M
M
t
t
m 



 −
+
+

Modulacion de DBLSP
MODULADORES
MULTIPLICADOR
Modulador DBLSP no lineal
Modulador de conmutacion DBLSP
Puente-
drivacion
Puente-en serie
Modulador balanceado
Modulador tipo anillo
Mezclador de frecuencia
Señal de AM
AM Modulada
Potencia en señales de DBLCP
Receptor Superheterodyno
.fosc.local= frf + ffi
.fi = 455Kc
.frf = 550Kc-1550kc
Distorsion por sobremodulación
Generador de DBLCP(AM)
Detector rectificador de DBLCP (AM)
Detector de envolvente
B
RC
c 
 2
1
1


]
1
1 2



−
=
m
RC
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
()
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)
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
)
(
)
( +
=

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 
Tx BLU
Metodo para seleccionar BLS ó
BLI
Filtro de cristal y su respuesta
BLU-metodo de filtro
Dada: Filtro pasa
banda
.m(t)
cosc1t
cosc2t
BLU(t)
M(t): voz
Desfasador RC a 900 (300-3000 Hz)
BLU generada por una senoidal de 2 Khz
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
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
BLU: Metodo de Fase
• El metodo de fase se genera:
TRASMISOR DE BLU
Tx de conversion simple
Receptor de BLU
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
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




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()
Cont.....BLV
)]
(
)
(
)[
(
)
( c
v
c
v
d H
H
M
t
e 



 −
+
+
 B

 2
|
| 
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
)
(
)
( +
=
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)
Cont...BLR
• Generación de señales de TV:
Cont......BLV
• Espectro de Tx de Tv
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
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
)
(
)
( +
=
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
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
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

Modulación lineal.pdf

  • 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:Doblebanda lateral • La modulacion de DBLSP )] ( ) ( [ 2 1 cos ) ( c c c M M t t m      − + + 
  • 3.
  • 4.
  • 5.
  • 6.
    Modulador de conmutacionDBLSP Puente- drivacion Puente-en serie
  • 7.
  • 8.
  • 9.
  • 10.
  • 11.
  • 12.
    Receptor Superheterodyno .fosc.local= frf+ ffi .fi = 455Kc .frf = 550Kc-1550kc
  • 13.
  • 14.
  • 15.
  • 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 continuacionveremos 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 • Sededuce 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: Determinarla 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.
  • 22.
  • 23.
    Filtro de cristaly 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 a900 (300-3000 Hz)
  • 26.
    BLU generada poruna 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 AMalto 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 deFase • El metodo de fase se genera:
  • 30.
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  • 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 dela 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 unfiltro 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)
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    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 ruidoen 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 ) ( ) ( + =
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    Cont......Interferencia • Espectro antesde 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
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    Cont....Interferencia • En señalesde 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 técnicasde 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