MEZCLADOR Y FDM

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MEZCLADOR Y FDM. Contenido. 1.- AM en el dominio del tiempo. 2.- AM en el dominio de la frecuencia. 3.- Ancho de banda de la seal AM. 4.- Distribucin de potencia de la seal AM. 5.- Tipos de transmisin AM. - PowerPoint PPT Presentation

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Diapositiva 1

MEZCLADOR Y FDM1.- AM en el dominio del tiempo.ContenidoEdison Coimbra G.2.- AM en el dominio de la frecuencia.ltima modificacin:1 de agosto de 20103.- Ancho de banda de la seal AM.4.- Distribucin de potencia de la seal AM.5.- Tipos de transmisin AM.COMUNICACIONES ANALGICASTema 3 de:Objetivo.- Al finalizar el tema, el estudiante ser capaz de representar una seal AM en los dominios del tiempo y de la frecuencia, calcular su ancho de banda y explicar porqu ste es un factor importante en un sistema de comunicacin. Calcular la potencia y el voltaje para una seal AM y para cada uno de sus componentes. 1www.coimbraweb.com

1.- AM en el dominio del tiempo

Seal moduladoraSeal portadoraSeal AM

Ecuacin AM

ndice de modulacin2www.coimbraweb.comFormas de onda y espectro en AM

Portadora nica no modulada en el dominio del tiempo y de la frecuencia.

Portadora modulada con un tono senoidal.

3www.coimbraweb.com

2.- AM en el dominio de la frecuenciaHasta el momento, se ha visto la seal AM en el dominio del tiempo, es decir, cmo se ve en un osciloscopio. A fin de indagar ms acerca de ella, es necesario considerar su contenido espectral. Podra usarse el anlisis de Fourier, pero para una forma de onda simple de AM es ms fcil y vlido usar trigonometra.

Portadora

Se resuelve con identidades trigonomtricas:

Vpicoffc fm = frecuencia de la banda lateral inferior.fc + fm = frecuencia de la banda lateral superior.4www.coimbraweb.com

3.- Ancho de banda de la seal AMBWBWEl ancho de banda de una seal es el rango de frecuencias contenido en ella.Para una seal AM, se calcula de acuerdo al siguiente ejemplo:

BW = ancho de banda de la seal AM, en Hz.fm Mx.= frecuencia moduladora ms alta, en Hz.5www.coimbraweb.com5.- Tipos de transmisin AMLa AM convencional es simple, pero no es una modulacin eficiente en trminos del BW o de la relacin S/N. Est claro que la AM contiene componentes innecesarios. Esto es aprovechado para optimizar el uso de BW y ahorro en potencia, por ello se tienen tres variantes.Transmisin DSB-FC (Double Side Band Full Carrier). Se transmiten las 2 bandas y la portadora. La potencia de la portadora no se desperdicia, permite el uso de circuitos de demodulacin baratos y sencillos en el receptor. 1Transmisin DSB-SC (Double Side Band Supressed Carrier). Se suprime la potadora y se transmiten las 2 bandas. Eliminar la portadora permite que toda la potencia del transmisor se destine a las bandas laterales, incrementando sustancial su potencia. El BW es similar al de DSB-FC. Es utilizada por las estaciones de radio comerciales.2Transmisin SSB-SC (Single Side Band Supressed Carrier). Se transmite slo una de las bandas, eliminando la otra y la portadora. Dispone de toda la potencia del transmisor o, si se prefiere, se necesita menos potencia para la transmisin, porque se ahorra la correspondiente a la portadora y a la otra banda. Slo se necesita la mitad de BW que en DSB. Se utiliza en telefona.3 El BW de la transmisin es 2fmMx. . Hay 2 bandas laterales que contienen la misma informacin. 2/3 ms de la potencia transmitida se encuentra en la portadora, que no contiene informacin.6www.coimbraweb.com

Formas de onda con portadora completa y suprimida.Portadora completa Portadora suprimida 7www.coimbraweb.com

Mezclador balanceado para AM con portadora suprimida.Un mezclador balanceado es aquel en el que las frecuencias de entrada no aparecen en la salida. Las nicas frecuencias que se producen son la suma y la diferencia de las frecuencias de entrada.

Mezclador balanceado o modulador equilibrado de circuito integrado (Motorola). FIN8www.coimbraweb.comMULTIPLEXACIN POR DIVISIN DE FRECUENCIA FDMEdison Coimbra G.ltima modificacin:12 de agosto 2010COMUNICACIONES ANALGICASTema 5 de:1.- Introduccin.Contenido2.- Procesos en FDM.3.- Jerarqua de multiplexacin analgica.4.- Aplicaciones de FDM.Objetivo.- Al finalizar el tema, el estudiante ser capaz de describir el proceso de multiplexacin por divisin de frecuencia FDM utilizado para combinar seales analgicas y explicar sus aplicaciones en los sistemas de telefona y radiodifusin.

9www.coimbraweb.com1.- IntroduccinLa tecnologa actual incluye medios de gran ancho de banda (BW), como el cable coaxial, la fibra ptica y las microondas terrestre y satelital. Cualquiera de estos medios tiene una capacidad que sobrepasa las necesidades medias para transmitir una seal. Para optimizar la utilizacin del medio de transmisin, se ha desarrollado la multiplexacin, que es un conjunto de tcnicas que permite la transmisin simultanea de mltiples seales a travs de un nico enlace. Los dispositivos de entrada envan sus flujos de transmisin a un MUX, que los combina en un nico flujo. Existen tres tcnicas bsicas de multiplexacin: FDM, WDM y TDM.El enlace es el camino fsico. El canal es una porcin de camino que lleva una transmisin entre dos dispositivos.En el receptor, el flujo se introduce en un DEMUX, que separa los flujos componentes y los dirige a sus correspondientes receptores.

10www.coimbraweb.com2.- Procesos en FDMFDM es una tcnica analgica que se puede aplicar cuando el BW de un enlace es mayor que los BW combinados de las seales a transmitir. Proceso de multiplexacinCada fuente genera una seal con un rango de frecuencia similar. Dentro del MUX, estas seales similares se modulan sobre distintas frecuencias portadoras (f1, f2 y f3).

Las seales moduladas resultantes se combinan en una nica seal compuesta que se enva sobre un enlace que tiene BW suficiente para acomodarlas.Proceso de demultiplexacin

El DEMUX usa filtros para descomponer la seal multiplexada en las seales componentes que la constituyen.Las seales individuales se pasan despus a un demodulador que las separa de sus portadoras y las pasa a lneas de salida. 11www.coimbraweb.com

FDM en el dominio de la frecuenciaSe puede considerar a FDM como una tcnica de multiplexacin analgica; sin embargo, esto no significa que FDM no se pueda utilizar para combinar fuentes que envan seales digitales. Una seal digital se puede convertir a una seal analgica antes de que FDM se utilice para multiplexarlas.12www.coimbraweb.comAsuma que el canal de voz ocupa un BW = 4 kHz. Se necesita combinar 3 canales de voz en un enlace que tiene un BW = 12 kHz, entre 20 y 32 kHz. Muestre la configuracin usando el dominio de la frecuencia, sin bandas de guarda.Ejemplo 1. FDM en telefona

Se desplaza (modula) cada canal de voz a un BW diferente. Se utiliza el BW de 20 a 24 kHz para el primero, de 24 a 28 kHz para el segundo y el de 28 a 32 kHz para el tercero.1Se combinan las seales moduladas.2En el receptor, cada canal recibe la seal entera y utiliza un filtro para separar su propia seal. El primero utiliza un filtro que pasa las frecuencias entre 20 y 24 kHz y descarta las restantes, y as sucesivamente. 3Cada canal a continuacin desplaza la frecuencia para que comience en cero. 4Respuesta.- 13www.coimbraweb.comRespuesta.-

Para 4 canales de datos (digitales), cada uno transmitiendo a 1 Mbps, se utiliza un canal de satlite de 1 MHz. Disee una configuracin apropiada utilizando FDM. Ejemplo 3. FDM en enlaces satelitalesRespuesta.- El canal de satlite es analgico. Se divide en 4 canales, cada uno de 250 kHz de BW. Cada canal digital de 1 Mbps es modulado de forma que 4 bits se modulen a 1 Hz. Una solucin es utilizar la modulacin 16-QAM.

Se multiplexan cinco canales de radio, cada uno con un BW de 100 kHz. Cul es el BW del enlace si se necesita una banda de guarda de 10 kHz entre los canales para evitar interferencias?Ejemplo 2. FDM en radioenlaces14www.coimbraweb.comEn radiodifusin AM y FM Una aplicacin muy comn es la radiodifusin AM y FM. La radio utiliza el aire como medio de transmisin. Una banda comprendida entre 530 y 1.700 kHz se asigna a la radio AM. Cada estacin necesita 10 kHz de BW y utiliza una frecuencia portadora diferente, lo que significa el desplazamiento de su seal y la multiplexacin. Una situacin similar ocurre en FM. Sin embargo, FM tiene una banda ms amplia de 88 a 108 MHz debido a que cada estacin necesita 200 kHz de BW.

4.- Aplicaciones de FDMLa seal que viaja por el aire es una combinacin de seales. Un receptor recibe todas las seales, pero filtra (mediante la sintonizacin) slo la que desea. 15www.coimbraweb.comOtras aplicaciones de FDMOtro uso comn de FDM es la difusin de la televisin. Cada canal de TV tiene su propio ancho de banda de 6 MHz.La 1G de telfonos mviles utiliza FDM. A cada usuario se asigna 2 canales de 30 kHz, uno para enviar voz y el otro para recibir. La seal de voz (BW=3 kHz), se modula utilizando FM, lo cual resulta en un canal con un BW=103 kHz=30KHz. Por tanto, cada usuario recibe de la estacin base un BW=60 kHz en un rango disponible cada vez que se realiza una llamada.El sistema de telefnos moviles avanzado (AMPS) utiliza 2 bandas. La primera de 824 a 849 MHz se utiliza para el envo, y la de 869 a 894 MHz para la recepcin. Cada usuario tiene un BW=30kHz en cada direccin. La voz de 3 kHz se modula utilizando FM, que crea una seal modulada de 30 kHz. Cunta gente puede utilizar sus telfonos mviles simultneamente?Ejemplo 4. FDM en telefona mvil 1GRespuesta.- Cada banda es de 25 MHz. Si se divide 25 MHz entre 30 KHz, se obtiene 833,33. En realidad, la banda se divide en 832 canales. De estos, 42 se utilizan para control, lo que significa que slo 790 canales estn disponibles para los usuarios. ImplementacinFDM se implementa fcilmente. En la radio o la televisin, no hay necesidad de un MUX o DEMUX fsico; siempre que las estaciones transmitan utilizando diferentes frecuencias portadoras. En telefona mvil, se necesita una estacin base para asignar la frecuencia portadora al usuario. No hay suficiente BW en una celda para asignar BW a cada usuario. Cuando un usuario cuelga, su BW es asignado a otro. Se denomina FDMA.16www.coimbraw