Introducción a las Telecomunicaciones Unidad 2 ITTG

1. Instituto Tecnológico de Tuxtla Gutiérrez
Introducción a las telecomunicaciones
Unidad 2: Comunicación analógica
Julio Damián Santos Guillen
Carlos Antonio López Méndez
Luis Enrique Sarmiento Vázquez
31 Marzo 2014

2. índice
2.- Comunicación analógica
2.1. Modulación de Amplitud (AM)
2.1.1. Modulación de Amplitud.
2.1.2. Espectro de frecuencias de AM
2.1.3. Ancho de banda
2.1.4. Circuitos Moduladores de AM
2.1.5. Circuitos receptores de AM.
2.1.6. Sistema de banda lateral única con portadora
completa.
2.1.7. Sistema de banda lateral única
con portadora suprimida.
2.1.7. Sistema de banda lateral única con portadora
suprimida.
2.1.8. Aplicaciones. (Radiodifusión)
2.2. Modulación Angular (FM, PM)
2.2.1. Modulación de fase (PM).
2.2.2. Modulación de frecuencia (FM).
2.2.3. Sensibilidad a la desviación.
2.2.4. Desviación de fase e índice de modulación.

3. 2.2.5. Desviación de frecuencia.
2.2.6. Ancho de banda.
2.2.7. Espectro de frecuencias en FM
2.2.8. Ruido en modulación angular.
2.2.9. Circuitos moduladores de frecuencia y fase.
2.2.10. Circuitos demoduladores de FM.
2.2.11. Transmisores y Receptores .
2.2.12. Aplicaciones (Radiodifusión, Radio de dos vías)

4. 2.1. Modulación de Amplitud (AM)
En un sistema de transmisión, es imprescindible la existencia de un
equipo transmisor, un canal de comunicación y un dispositivo receptor.
Las características del transmisor y del receptor deben ajustarse a las
características del canal.
Uno de los métodos empleados, es el llamado AMPLITUD
MODULADA [AM], que consiste en variar la amplitud de la onda de
radio. Cuando una señal de baja frecuencia [BF], controla la amplitud
de una onda de alta frecuencia [RF], tenemos una modulación por
amplitud. La Radio y la Televisión no hubieran sido posibles sin la
modulación.

5. 2.1.1. Modulación de Amplitud.
Una onda electromagnética puede transmitir información de un punto a otro
sin que entre el emisor y el receptor exista una unión física. La forma de
imprimir la información en una onda es modulándola en amplitud, frecuencia
o fase.
Al modular en amplitud estamos imprimiendo la información que deseamos
que se transporte en la amplitud de la onda portadora. Según lo que
variemos dicha amplitud vamos a mandar una información u otra.
La modulación en amplitud consiste exactamente en modular la amplitud de
la onda portadora con la amplitud de la onda moduladora. La señal que
obtenemos después de una modulación en amplitud recibe el nombre de
señal modulada. La frecuencia de las oscilaciones de la onda portadora
debe ser más elevada que la frecuencia de las oscilaciones de la
moduladora.

6. A) señal portadora. B) señal moduladora. C) señal modulad en
amplitud.

7. 2.1.2. Espectro de frecuencias de AM
Las frecuencias de las portadoras de amplitud modulada (radio AM), están
en el rango de frecuencias de 535-1605 kHz. Las frecuencias de las
portadoras de 540 a 1600 kHz están asignadas a intervalos de 10 kHz.

8. 2.1.3. Ancho de banda
Una gran ventaja de AM es que su demodulación es muy
simple y, por consiguiente, los receptores son sencillos y
baratos; un ejemplo de esto es la radio a galena. Otras formas
de AM como la modulación por Banda lateral única o la Doble
Banda Lateral son más eficientes en ancho de banda o
potencia pero en contrapartida los receptores y transmisores
son más caros y difíciles de construir, ya que además deberán
reinsertar la portadora.

9. 2.1.4. Circuitos Moduladores de AM
Modulador balanceado básico Este circuito muestra un modulador del
tipo anillo. El esquema cuenta con una etapa preamplificadora para
aumentar el nivel de la señal de entrada de audio, que puede ser la
señal proveniente de un micrófono. La otra entrada procede de un
oscilador que genera la [RF] portadora. El preset "P" permite el ajuste
del circuito, logrando que se elimine la por completo la portadora en
ausencia de la señal de audio.
Lógicamente, la tecnología actual tiene otros dispositivos del tipo
Integrado como el LM1496 o LM1596 que cumplen la función de
modulador balanceado muy eficientemente, además de otras
aplicaciones que permite desarrollar el circuito integrado.
Es importante mencionar que esta modalidad de AM solo se utiliza
como señal auxiliar para codificar la transmisión de FM estereofónica
y para la codificación de la información de color de los sistemas
NTSC/PAL. También, en las videograbadoras formato VHS, la
información de color se imprime en la cinta en esta modalidad.

10. 2.1.4. Circuitos Moduladores de AM

11. 2.1.5. Circuitos receptores de AM
Material necesario
La mayoría de los componentes han sido adquiridos en una tienda de
electrónica, exceptuando el altavoz, que le he cogido de la torre de
un PC antiguo que ya no funcionaba (el altavoz estaba bien). Los
componentes empleados han sido:
PCB. He utilizado una placa de fibra de vidrio de 80x100mm.
Resistencias. Dos resistencias: 47 ohm y 10 k y un potenciómetro
de 10 k.
Inductores. Un choque inductivo de 330 µH.
Condensadores. Dos cerámicos de 2200 pF, uno de poliéster de
47nF, 2 electrolíticos de 4,7 µF, 2 electrolíticos de 10 µF otro
electrolítico de 220 µF, y un condensador variable de 0 a 100 pF.
Amplificador operacional. Se trata de un circuito integrado LM
386.
Cable unifilar. Le he usado para hacer la antena, y para algunas
conexiones de la fuente de alimentación, para unir alguna pista,.
Altavoz. Es un altavoz de PC de 8 ohm de impedancia de entrada.
Diodo. He usado un diodo Schotkky 1N 5819.

12. Esquema del circuito
Lo he realizado con el programa Electronics Workbench. Se diferencian
claramente las dos partes: la detección de la señal, y el amplificador
operacional con su circuito de polarización. El circuito ha sido el
siguiente:

13. 2.1.6 Sistema de banda lateral única con portadora
completa
Es una forma de modulación de amplitud en donde
la portadora se transmite a toda potencia, pero
solamente por una de las bandas laterales.
Con las transmisiones de banda lateral única solo
hay una banda lateral para agregar a la portadora.
Cuando se quita la mitad de ancho de banda,
también se quita la mitad de la potencia de ruido.
La información se encuentra en la envolvente de la
señal modulada de la portadora completa.

14. 2.1.7. Sistema de banda lateral única con portadora suprimida.
Es una forma de modulación de amplitud en donde la
portadora se suprime totalmente y se quita una de
las bandas laterales. Requiere de la mitad del ancho
de banda que la AM convencional y
considerablemente menos potencia transmitida.
La potencia de la banda lateral comprende el 100% de
la potencia transmitida. La forma de onda no es una
envolvente; es simplemente una onda senoidal a
una frecuencia sencilla igual a la frecuencia de una
de las bandas laterales.

15. 2.1.8. Aplicaciones. (Radiodifusión)
la radio de hoy en día se ha visto en una evolución, lo
podemos apreciar en sus nuevas formas de escuchar, tanto
como web y satelital pocos son los que escuchan la radio en
AM, y aparecen cada vez más las llamadas radio web. La radio
digital ha incursionado en el mundo ofreciendo a las personas
una mejor calidad de audio y una manera más directa de llegar
al radioescucha.

16. 2.2. Modulación Angular (FM, PM)
En las modulaciones de amplitud, la amplitud de la señal portadora
seguía las variaciones de la señal moduladora banda base. En el caso
de las modulaciones angulares, es la fase de la señal portadora la que
sigue las variaciones de la señal banda base de información.
En este tipo de modulaciones la amplitud de la portadora se mantiene
constante. Las modulaciones angulares permiten discriminar de forma
más eficiente el ruido y las interferencias que en el caso de las
modulaciones de amplitud. Esta mejora trae consigo que el ancho de
banda de la señal modulada sea bastante mayor que en el caso de
modulaciones de amplitud.
Las modulaciones angulares proveen un mecanismo mediante el cual
se puede intercambiar ancho de banda y prestaciones frente al ruido.
Hay dos tipos de modulación angular: modulación en frecuencia (FM:
Frequency Modulation) y modulación en fase (PM: Phase Modulation).
Los dos son muy similares y están relacionados entre sı. Sin embargo,
FM posee características más adecuadas frente al ruido, por lo que nos
centraremos en este tipo de modulación.

17. 2.2.1. Modulación de fase (PM). Y 2.2.2. Modulación de
frecuencia (FM).
Es el Angulo de una portadora que lleva información (modulada por tanto) en la
fase.
Modulación de Fase (PM) Modulación
de Frecuencia (FM).

18. 2.2.4- Desviación de fase, el índice de modulación
Cuando la señal modulante es una sinusoide de frecuencia única, es
evidente, en la ecuación 6-10, que el ángulo de fase de la portadora
varía de su valor no modulada bajo un enfoque de sinusoidal única.
En la ecuación 6-10, m representa la máxima desviación de fase, en
radianes, para una portadora modulada en fase.
La máxima desviación de fase se llama índice de modulación. Una
diferencia importante, entre la modulación en frecuencia y fase, es la
manera en que se define el índice de modulación. Para PM, el índice
de modulación es proporcional a la amplitud de la señal modulante,
independientemente de su frecuencia.
Para una portadora modulada en frecuencia, el índice de modulación
es directamente proporcional a la amplitud de la señal modulante e
inversamente proporcional a su frecuencia

19. El índice de modulación es una relación sin unidad y se utiliza sólo
para describir la profundidad de la modulación lograda para una
señal modulada en amplitud y frecuencia dada. La desviación de
frecuencia es el cambio en la frecuencia que ocurre en la portadora,
cuando actúa sobre él por una señal modulante. Donde la desviación
de frecuencia se da como un desplazamiento pico-herz.
La desviación de frecuencia pico-a-pico a veces se llama oscilación
de la portadora Para un modulador de FM, la sensibilidad de la
desviación se da frecuentemente en [hertz por voltio] Por lo tanto, la
desviación de frecuencia es simplemente el producto de la
sensibilidad de la desviación y el voltaje de la señal modulante.
Se denomina porcentaje de modulación a la razón entre la
desviación de frecuencia efectiva respecto de la desviación de
frecuencia máxima permisible.

20. Al analizar el espectro de frecuencias de una señal
modulada en frecuencia, observamos que se
tienen infinitas frecuencias laterales, espaciadas
en (fm), alrededor de la frecuencia de la señal
portadora (fp); sin embargo la mayor parte de las
frecuencias laterales tienen poca amplitud, lo que
indica que no contienen cantidades significativas
de potencia.

21. 2.2.5 desviación de frecuencia
se denomina desviación de frecuencia y es el máximo cambio
de frecuencia que puede experimentar la frecuencia de la señal
portadora. A la variación total de frecuencia desde la más baja
hasta la más alta, se la conoce como oscilación de portadora.
De esta forma, una señal moduladora que tiene picos positivos
y negativos, tal como una señal senoidal pura, provocara una
oscilación de portadora igual a 2 veces la desviación de
frecuencia.

22. 2.2.6. Ancho de banda.
1.-El ancho de banda viene definido como el rango de frecuencias
entre dos dadas en el cual un sistema funciona correctamente, en el
caso del sonido, en el cual el sistema es fiel en +/-3dB.
2.-Hay dos conceptos dentro del término ancho de banda: el ancho de
banda de una señal y el ancho de banda de un sistema:
Ancho de banda de una señal
Dentro de una señal, de cualquier tipo, normalmente hay componentes
de muchas frecuencias, es decir, las señales no suelen ser tonos puros
(de una sola frecuencia) sino la suma de infinitos tonos puros; pero no
todos los tonos tienen la misma importancia dentro de la señal. Unas
frecuencias (o tonos) aportan más potencia a la señal que otros. El
rango de frecuencias donde se encuentra la mayor parte de la potencia
de la señal se llama ancho de banda.

23. Por ejemplo
En la voz humana la mayor parte de la potencia de la
señal se encuentra en un margen de unos 3400 Hz,
aunque emitimos dentro de un margen de frecuencias
mayor. Por eso cuando tu escuchas a alguien por
teléfono (cuyo ancho de banda es de 3400 Hz) le
reconoces aunque notas la voz cambiada (hay
componentes de frecuencia que no están).

24. 2.2.7. Espectro de frecuencias en FM.
Las frecuencias de las portadoras de frecuencia modulada (radio FM),
están en el rango de frecuencias de 88.1-108.1 MHz. Las frecuencias de
las portadoras están asignadas a intervalos de 200 kHz.

25. 2.2.8. Ruido en modulación angular
El ruido en el canal de comunicación, se suma a la señal modulada.
Debido al comportamiento aleatorio del ruido el resultado es que cambia
la amplitud y la fase de las señales en el canal. Dicho de otra forma
modula en amplitud y en frecuencia a lo que está en el canal.
El efecto de variar su fase en las señales de AM, es poco significativo,
pero las variaciones de amplitud generan una considerable distorsión en
los procesos de demodulación. Esto tiene como solución aumentar la
potencia de transmisión, para mejorar la relación señal ruido en el canal.
Para las de FM, el efecto del ruido se lo trata de minimizar, limitando en
amplitud la señal modulada en el receptor y de esa manera se elimina de
manera significativa la parte del ruido que afecta la amplitud de la señal
modulada.

26. 2.2.9. Circuitos moduladores de frecuencia y fase.

28. 2.2.10. Circuitos demoduladores de FM.

29. 2.2.11. Transmisores y Receptores
Trasmisores
Es un instrumento que capta la variable en proceso y la transmite a
distancia a un instrumento indicador o controlador; pero en realidades eso y
mucho más, la función primordial de este dispositivo es tomar
cualquier señal para convertirla en una señal estándar adecuada para el
instrumento receptor, es así
como un transmisor capta señales tanto de un sensor como de un
transductor, aclarando
siempre que todo transmisor es transductor más no un transductor puede
ser un
transmisor; como ya sabemos las señales estándar pueden ser neumáticas
cuyos valores
están entre 3 y 15 Psi, las electrónicas que son de 4 a 20 mA o de 0 a 5
voltios Dc, las
digitales que entregan 0 o 5 voltios para 0 o1 respectivamente.

30. Receptor
Es extraer del canal la señal deseada y entregarla al transductor de salida.
Como las señales son frecuencias muy débiles, como resultado de la
atenuación, el receptor debe tener varias etapas de amplificación. En todo
caso, la operación clave que ejecuta el receptor es la demodulación, el caso
inverso del proceso de modulación del transmisor, con lo cual vuelve la señal a
su forma original.

31. 2.2.12. Aplicaciones (Radiodifusión, Radio de dos
vías)
Dentro de las aplicaciones de F.M. se encuentra la radio, en donde los
receptores emplean un detector de FM y el sintonizador es capaz de recibir la
señal más fuerte de las que transmiten en la misma frecuencia. Otra de las
características que presenta F.M., es la de poder transmitir señales
estereofónicas, y entre otras de sus aplicaciones se encuentran la televisión,
como sub-portadora de sonido; en micrófonos inalámbricos; y como ayuda en
navegación aérea

32. CONCLUCIONES
Carlos Antonio López Méndez:
EL crecimiento de los medios de comunicación en el ámbito privado y el
crecimiento de Internet han creado increíbles posibilidades a los usuarios.
La eficiencia de un sistema de comunicación, está altamente relacionada con
los medios de comunicación. Estos constituyen la parte física como la parte
de establecer estándares en la calidad de los equipos que se usan, esto con
el fin de que una red de comunicaciones funcione de una forma correcta.
Las necesidades ha satisfacer hoy son: más información, más rápido y más
eficiencia y todo esto a un menor costo tanto para el usuario como para el
proveedor del servicio.

33. Luis Enrique Sarmiento Vázquez:
Un sistema de comunicación analógico es aquel contiene dispositivos que
manipulan cantidades físicas representadas en forma analógica, es decir
contiene dispositivos que manipulan cantidades de tipo continuas.
Un ejemplo de sistema de comunicación analógico es la radio AM,
TRANSMISOR, Micrófono, Modulador<---Portadora, Amplificador de
potencia, Antena de transmisión
Al modulador tiene la entrada de la señal portadora
RECEPTOR, Antena de recepción, Amplificador de bajo ruido
Mezclador<---Portadora, Demodulador, Amplificador de Potencia, Altavoz
En el receptor también agregas un bloque conectado al mezclador con la
palabra portadora.

34. SANTOS GUILLEN JULIO DAMIAN
Hoy en día las telecomunicaciones son muy importantes en la comunicación a
distancia, donde en la actualidad las personas la usan de manera cotidiana. Al
usar su teléfono celular, o al echo de escuchar la radio, de manera que lo
antes dicho es la manera de como los datos que nosotros escuchamos a
distancia es transportado.
Desde el proceso de modulación y la demodulación. Pero hasta hoy la se
maneja de manera analógica, pero la evolución continua y un día será todo de
manera digital.

35.  www.cabletesting.com
 http://www.ictnet.es/noticias/privinfo
 http://tcpworks.cba.uga.edu/
 www.physionetcps.unizar.es
 www.bme.es
 www.terranova.com.mx
 www.geocities.com/Area51/Starshhip.html
 www.empresas.ono.es/fo.htm
 www.brain.com.mx/Soluciones/Cableado.htm
 www.gio.es/abonados/informacion/internet/index.htm
Fuentes de información