1) El documento describe un experimento de laboratorio sobre sistemas FSK. Los objetivos son entender la modulación FSK, medir señales FSK, implementar un modulador FSK con LM566 y un demodulador FSK usando un lazo de enganche de fase. 2) Se explica el principio de operación de un modulador FSK usando un VCO controlado por tensión y un demodulador FSK usando un lazo de enganche de fase con un LM565. 3) El procedimiento experimental incluye medir las señales

1. 1
PRÁCTICA DE LABORATORIO
DATOS GENERALES:
CARRERA: INGENIERÍA EN ELECTRÓNICA DIGITAL Y TELECOMUNICACIONES
ASIGNATURA: COMUNICACIONES II
No. de práctica
3
TÍTULO DE LA PRÁCTICA: SISTEMA FSK
NOMBRES:
 AMBATO MIGUEL
 CHALÁ ISRAEL
CURSO: OCTAVO
PARALELO: B
A. OBJETIVOS DE LA PRÁCTICA
A1. Entender el principio de la modulación de desplazamiento de frecuencia (FSK).
A2. Medir señales FSK
A3. Implementar un modulador FSK con LM566.
A4. Realizar un detector de desplazamiento de frecuencia usando un lazo de enganche de fase.
A5. Aprender como diseñar un comparador de tensión usando un AMP OP.
B. FUNDAMENTO TEÓRICO
En la transmisión digital los repetidores regeneran las señales digitales y mejoran el rechazo a
interferencias debido al ruido. El uso de técnicas de en codificación provee además funciones de
corrección. Sin embargo, en la transmisión de señales digitales las distorsiones a menudo se deben a
la atenuación de los componentes de alta frecuencia por la gran separación entre el punto de
transmisión y el punto de recepción. Para corregir esta desventaja, uno de los métodos es el empleo de
un procesamiento particular (modulación).
MODULADOR FSK
La modulación de desplazamiento de frecuencia (FSK) es un tipo de modulación FM. La señal de salida
FSK puede estar en dos frecuencias predeterminadas. La selección de dicha frecuencia está controlada
por la señal moduladora (señal digital). Usualmente estas dos frecuencias de salida se les conocen
como frecuencias de marca y espacio. La relación entre las señales FSK y la señal digital se muestran
en la Fig. 13-1. La frecuencia FSK f1 corresponde a un nivel alto en la entrada digital, y la f2 representa
un nivel bajo en la misma entrada.

2. 2
La técnica FSK se usa ampliamente en telemetría. Los estándares de FSK han evolucionado con los
años. Para la telemetría de radio, la frecuencia 2124Hz representa la marca o 1, y 2975 Hz representa
el espacio o 0.
Para transmisión de datos a través de líneas telefónicas o terrestres, las frecuencias comúnmente
usadas son:
 espacio = 1270 Hz marca = 1070 Hz
 espacio = 2225 Hz marca = 2025 Hz
Nótese que la diferencia de frecuencia (gap como se les conoce en inglés) de la señal FSK es igual a
200 Hz.
El modulador FSK convierte la señal digital (onda cuadrada) en una señal analógica con dos frecuencias
distintas correspondientes a los niveles de entrada. En este experimento, se usa las frecuencias de
1070 Hz y 1270 Hz para representar el espacio y la marca, respectivamente. Estas frecuencias pueden
generarse fácilmente con un oscilador controlador por tensión (VCO). En la Fig. 13-2 se muestra un
modulador FSK práctico usando el VCO LM566. En tales casos, la frecuencia de oscilación del LM566
puede calcularse con la siguiente formula:
𝑓𝑜 =
2
𝑅10 𝐶5
(
𝑉𝑐𝑐 − 𝑉𝑖𝑛
𝑉𝑐𝑐
)
Donde Vcc es la tensión de alimentación aplicada al pin 8 del LM566, y. Vin es la tensión de control del
VCO aplicado al pin 5.
Si Vcc es constante, los valores apropiados de R10, C5 y Vin están determinados para generar las
frecuencias de salida del LM566 fo de 1072 Hz y 1272 Hz. En la práctica, las limitaciones del uso del
VCO LM566 son:
2𝑘Ω ≤ 𝑅10 ≤ 20𝑘Ω
0.75 ≤ 𝑉𝑖𝑛 ≤ 𝑉𝑐𝑐

3. 3
𝑓𝑜 ≤ 500𝑘𝐻𝑧
10V ≤ 𝑉𝑐𝑐 ≤ 24𝑉
Para generar las frecuencias de 1070 Hz y 1270 Hz, se debe convertir los niveles de entrada digital,
tales como niveles TTL de OV y 5V a los niveles de tensión apropiados antes de aplicarse a la entrada
del VCO. El desplazador de nivel (Q1 y Q2) cumple esta función. Q1 actúa como una compuerta NOT.
En otras palabras, cuando la entrada de Q1 está en alto (5V), entonces Q1 conduce y la salida va a
bajo (aproximadamente 0.2V) forzando a 02 al estado de corte. Si la entrada de Q1 está en bajo (OV),
Q1 está APAGADO y su salida estará en alto (5V), forzando a Q2 al estado de conducción. Cuando Q2
está APAGADO, la tensión de entrada del VCO está dado por:
𝑉1 =
𝑉𝑅2
𝑉𝑅2 + 𝑅6
𝑉𝑐𝑐
y la frecuencia de salida del VCO es f1. Cuando Q2 conduce, la tensión de entrada del VCO es
𝑉2 =
𝑉𝑅1//𝑉𝑅2
(𝑉𝑅1//𝑉𝑅2) + 𝑅6
𝑉𝑐𝑐
y la frecuencia de salida es f2. Por consiguiente, las frecuencias de salida f1 = 1270 Hz y f2 = 1070 Hz
pueden obtenerse ajustando cuidadosamente los valores de VR1 y VR2. Ambos U2 y U3 son los filtros
pasa bajas de segundo orden. El filtro pasa bajas de cuarto orden conformado mediante la conexión en

4. 4
cascada de estos filtros se usa para filtrar los componentes armónicos de alta frecuencia en la salida
del LM566 y por consiguiente se obtiene la señal modulada FSK.
Si se desea transmitir esta señal modulada FSK por una antena, se requiere un mezclador para modular
la señal al rango de frecuencia en la banda de RF.
DEMODULADOR FSK
Para recuperar la señal digital original de la señal FSK se requiere un demodulador FSK en el receptor.
Para este propósito, una buena opción es el uso de lazo de enganche de fase (PLL). En breve, el lazo
de enganche de fase es un sistema de control que rastrea la frecuencia y fase de una señal de entrada.
Recientemente, el PLL se usa ampliamente como demodulador en muchos tipos de sistemas de
comunicación analógica, tales como el demodulador de AM, demodulador de FM, selector de
frecuencia, adquisición de la subportadora de crominancia en receptores de TV. Similarmente, muchos
lazos de enganche de fase digitales han sido desarrollados para rastrear una portadora o bit de señal
de sincronización en sistemas de comunicación digital.
Básicamente, un PLL posee tres principales secciones: Detector de fase (PO), Filtro de lazo (LF), y
oscilador controlado por tensión (VCO). La Fig. 14-1 muestra el diagrama de bloques del PLL.
Considere el diagrama de bloques del PLL de la Fig. 14-1. Si Vin cambia de frecuencia, una variación
instantánea provoca un cambio entre A y B y por ende el nivel cd a la salida. Este desplazamiento de
nivel cambia la frecuencia del VCO para mantener el sistema enganchado. Si el PLL se usa como un
demodulador FSK y la señal FSK se aplica a la entrada, las tensiones V1 y V2 corresponderán a las
frecuencias de entrada f1 y f2, respectivamente. Así un cambio en la frecuencia de entrada se convierte
en un cambio en el nivel cd de la salida. Cuando se conecta la salida del PLL a la entrada del
comparador de tensión cuyas tensiones de referencia son V1 y V2, la señal de salida del comparador
es la señal digital original, o la señal demodulada FSK.

5. 5
En este experimento se usa el PLL LM565 para realizar un demodulador FSK mostrado en la Fig. 14-
2. El PLL LM565 con el detector de fase, VCO y amplificador funcionan por debajo de la frecuencia de
500 kHz. El detector de fase funciona como un doble modulador balanceado y el VCO es un circuito
integrador de Schmitt. Las fuentes de alimentación +5V y -5V son aplicadas al Vcc (pin 10) y VEE (pin
1), respectivamente.
La señal FSK se aplica a la entrada del detector de fase. Como no se necesita un multiplicador de
frecuencia en este experimento, los pines 4 y 5 están interconectados. La salida de referencia (pin 6)
provee la tensión de referencia del comparador U2. La combinación de la resistencia interna R, y el
condensador externo C3 funciona como el filtro de lazo. Los componentes de tiempo VR1 y C2
determina la frecuencia libre del VCO. En el proceso de diseño con el LM565, los siguientes son los
parámetros importantes de interés:
Frecuencia libre
En ausencia de la señal de entrada, la frecuencia de salida del VCO se le llama frecuencia libre fo. En
el circuito de la Fig. 14-2, la frecuencia libre del LM565 está determinado por los componentes de tiempo
C2 y VR1, y pueden encontrarse mediante la formula
𝑓𝑜 ≈
1.2
4𝑉𝑅1 𝐶2
Rango de enganche
Considere que inicialmente, el PLL está enganchado y el VCO está funcionando a la frecuencia fo. La
frecuencia de entrada es fi Asuma que esta frecuencia es igual a la frecuencia del VCO fo, y por ende

6. 6
se mantiene el enganche. Ahora, si se varia la frecuencia fi tal que ésta se distancie de fo ya sea a una
frecuencia mayor o menor, el PLL puede aún mantener el enganche. Cuando la frecuencia de entrada
es tal que el PLL pierda el enganche, la diferencia de frecuencia de fi y fo se conoce como rango de
enganche del lazo. El rango de enganche del LM565 puede calcularse con la siguiente formula
𝑓𝑙 =
8𝑓𝑜
𝑉𝑐
=
8𝑓𝑜
𝑉𝑐𝑐 − 𝑉𝐸𝐸
Rango de Captura
Considere que el PLL no está enganchado y la frecuencia del VCO es fo. La frecuencia de entrada fi es
menor o mayor a la frecuencia del VCO fo, de forma tal que la condición de desenganche se mantiene
en el PLL. Cuando al variar la frecuencia de la entrada para aproximarla a la frecuencia fo el PLL entra
en estado de enganche, la diferencia de frecuencia de fi y fo se le conoce como rango de captura del
lazo. El rango de captura del LM565 puede calcularse con la formula siguiente
𝑓𝑐 = (
1
2𝜋
) √
2𝜋 × 𝑓𝐿
3.6 × 103 × 𝐶2
En el circuito de la Fig. 14-2, los componentes R3, R4, R5, C3, C4 y C5 constituyen un filtro pasa bajas
que reducen el rizo de salida. Los niveles digitales de la señal demodulada FSK son compatibles con
los niveles TTL
C. LISTADO DE MATERIALES O HERRAMIENTAS
C1. Modulo KL-96001
C2. Modulo KL-94003
C3. Osciloscopio
C4. Cable de Energía entre Módulos
C5. 12 cables banana
C6. Dos puntas de prueba de osciloscopio.
D. INSTRUCCIONES PARA REALIZAR LA PRÁCTICA
Experimento 3-1 Modulador FSK
D1. Ubique el circuito modulador FSK en el Modulo KL-94003.
D2. Conecte 5Vdc a la entrada de señal digital (l/P). Usando el osciloscopio en el canal 1, observe la
frecuencia de salida del LM566 (pin 3) y ajuste VR2 para obtener la frecuencia de 1070Hz, y luego
registre el resultado en la Tabla 3-1.
D3. Usando el osciloscopio en el canal 1, observe y registre la señal de salida FSK en la Tabla 3-1.

7. 7
D4. Conecte la entrada de la señal digital (1/P) a tierra (OV). Usando el osciloscopio en el canal 1, observe
la frecuencia de salida LM566 (pin 3) y ajuste VR1 para obtener la frecuencia de 1270Hz, y registre el
resultado en la Tabla 3-1.
D5. Usando el osciloscopio en el canal 1, observe y registre la señal de salida FSK en la Tabla 3-1.
D6. Fije la salida del generador de señal a nivel TTL y la frecuencia de 200 Hz y luego conecte la salida a
la entrada de señal digital (1/P). Usando el osciloscopio en el canal 1, observe y registre la entrada, la
salida del LM566 (pin 3), y las señales de salida FSK en la Tabla 3-2.
D7. Utilice una segunda punta de osciloscopio en el canal 2, a la entrada de señal digital (l/P). La punta de
prueba del canal 1, debe permanecer en la señal de salida FSK (O/P). Sobreponga ambas señales,
observe y registre la señal resultante en la Tabla 3-2.
D8. Cambie la frecuencia de salida del generador de señal TTL a 5 kHz y repita el paso D6 y D7.
Experimento 3-2 Demodulador FSK
D9. Ubique el circuito demodulador FSK en el Modulo KL-94003. Conecte la entrada vertical del osciloscopio
a la salida del VCO (T1). Observe la frecuencia libre del LM 565 y ajuste VR1, hasta obtener la
frecuencia de 1170 Hz.
D10. Conecte una onda seno de 1070Hz, 2Vp-p a la terminal de entrada (1/P). Fije la entrada vertical del
osciloscopio a rango CD y observe la forma de onda de salida y registre el resultado en la Tabla 3-3.
D11. Cambie la frecuencia de entrada a 1270Hz y repita el paso 2.
D12. Complete el circuito modulador FSK en el Modulo KL-94003. Aplique una onda cuadrada de 150 Hz
TTL a la entrada del modulador FSK.
D13. Conecte la salida del modulador FSK a la entrada del demodulador FSK. Usando el osciloscopio,
observe y registre la forma de onda de salida demodulada en la Tabla 3-4. Si no se obtiene la señal
demodulada, revise las frecuencias de entrada de FSK 1070 Hz y 1270Hz.
D14. Cambie la frecuencia de entrada del FSK del modulador a 200Hz. Fije la entrada vertical del osciloscopio
a rango DC y observe la forma de salida y registre el resultado en la tabla 3-4.
F. RESULTADOS OBTENIDOS
Tabla 3-1
Señal
de
entrad
a
Forma de Onda a la Salida (pin 3), del LM566
(pin 3)
Forma de Onda a la Salida FSK
0V

8. 8
5V
Tabla 3-2
Frecuencia
de Entrada
200 Hz 5 kHz
Forma de
Onda de
Entrada
Forma de
Onda a la
Salida (pin
3), del
LM566 (pin
3)
Forma de
Onda a la
Salida FSK

9. 9
Formas de
Onda
Sobrepuesta
s
Tabla 3-3
Vin 2Vp-p
Frecuenci
a de
entrada
Forma de Onda de entrada Forma de salida (Señal Demodulada)
1070 Hz
1270 Hz
Tabla 3-4
Frecuencia
de entrada
del
modulador
FSK (Fig.
13-2)
Demodulador FSK
Forma de Onda de entrada
Demodulador FSK
Forma de Onda de salida
(Señal Demodulada o recuperada)

10. 10
150 Hz
200 Hz
H. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
RECOMENDACIONES:
 Se recomienda revisar la teoría, ya que brinda las bases teóricas necesarias para poder puntualizar
algunas de las posibles formas de implementar un modulador y demodulador FSK.
 Se recomienda de forma opcional, previo al desarrollo de la práctica realizar un estudio para saber con
qué nos vamos a encontrar, haciendo uso de la herramienta Simulink del paquete de simulación
MatLab.
CONCLUSIONES:
 El LM566 puede generar una señal de FSK de salida relativamente estable y proporcional a la señal
modulante de entrada.
 El PLL permite recuperar una señal modulada FSK
 El LM565 es un circuito de fase cerrada.
 La señal de salida FSK tiene la capacidad de estar en dos frecuencias establecidas, la clasificación de
dicha frecuencia se encuentra controlada por la señal moduladora, o sea la señal digital.
J. PREGUNTAS
 Describa los funcionamientos Q1, Q2 y el LM566.
o Q1 actúa como una compuerta NOT.

11. 11
o Q2 se encuentra en estado de conducción, es decir. Cuando Q2 está APAGADO, la tensión de
entrada del VCO está dado por:
𝑉1 =
𝑉𝑅2
𝑉𝑅2 + 𝑅6
𝑉𝑐𝑐
o El LM566 se usa para después de un proceso de filtración obtener, los
componentes armónicos de alta frecuencia a la salida de este, y por consiguiente
obtener la señal modulada FSK.
 Describa las funciones de VR1 y VR2.
o Sirven para ajustar las frecuencias de salida f1 = 1270 Hz y f2 = 1070 Hz
 Si la frecuencia de entrada es mayor que la frecuencia FSK, ¿El funcionamiento
del modulador FSK será normal?
o Si
 ¿Cuáles componentes determinan la frecuencia libre del VCO en el LM565 de la
Fig. 14-2?
o Los componentes de tiempo VR1 y C2.
 ¿Cuál es el propósito del µA741 en la Fig. 14-2?
o Es un amplificador operacional de propósito general, en este circuito se lo usa
como salida del amplificador operacional.
 ¿Cuál es la función del pin 6 en el LM565?
o . La salida de referencia (pin 6) provee la tensión de referencia del comparador U2.
 ¿Cuál es el propósito del filtro pasa bajas multietapa ubicado entre la salida del
LM565 y la entrada del comparador?
o Filtrar los componentes armónicos de alta frecuencia en la salida del LM566 y por
consiguiente obtener la señal modulada FSK