MODULACION EN HF. Guillermo Rodriguez - J. A. BAVA

Transcripción

1 MODULACION EN HF La Autoridad Federal de T e c n o l o g í a s d e l a I n f o r m a c i ó n y l a s Comunicaciones (AFTIC) es la encargada de asignar l o s p e r m i s o s p a r a l a operación de los equipos de Banda Ciudadana. Se cobra un canon del o r d e n d e p e s o s anuales. Guillermo Rodriguez - J. A. BAVA

2 MODOS DE Tx/Rx SISTEMAS BASICOS Tx/Rx Tx Unidireccional / Simple Rx Tx Rx Rx Tx Tx Rx Bidireccional / Half Duplex Tx Rx Tx Rx D D Tx Rx Bidireccional / Full Duplex

3 MODULACION EN HF MODULACION DE AMPLITUD (AM) MODULACION DE DOBLE BANDA LATERAL CON PORTADORA SUPRIMIDA (DSB/PS) BANDA LATERAL VESTIGIAL BANDA LATERAL UNICA (BLU O SSB)

4 RECEPTORES CLASIFICACION Radiofrecuencia sintonizado (TRF) Heterodino o Superheterodino Sensibilidad ( es la capacidad de detectar información en señales débiles) CARACTERISTICAS Selectividad (es la capacidad de discriminar señales de frecuencia diferente) Distorsión (efectos distorsivos, como intermodulación, etc)

5 Selectividad Factor de Forma: Mejoramiento de la figura de ruido: Mejoramiento del Bw: Sensibilidad Es usual expresarla en dbm o en μv (sobre la impedancia del sistema de recepción, usualmente 50 Ω) Receptor comercial de radio: 10 a 40 μv Teléfono celular: 0,1 a 5 μv

6 Sensibilidad y Distorsión Relación señal a ruido = S / N SINAD [db] = 10 log (S.N.D / N.D) Sensibilidad y SINAD: se emplea el SINAD para evaluar la sensibilidad de un receptor de radio. Se emplea un tono de modulación de 1 khz y se determina el nivel de entrada de RF en la antena que se requiere para lograr una figura dada de SINAD. Normalmente, un valor SINAD de 1 db (factor de distorsión de 5%). Esto para valores especificados del índice de modulación (AM) o del nivel de desviación (FM). También permite evaluar el rechazo de canal adyacente.

7 AM S(t)=[A+f(t)].cos(W c t) Oscilador (Generador de portadora RF) A.cos(W c t) Amplificador de Potencia de RF f(t) F FI =455Khz S(t)=[A+f(t)].cos(W FI t) Micrófono (entrada de señal) Pre - Amplificador Amplificador de Audio S AM (t)=[a+f(t)].cos(w c t) cos(w OL t) S AM (t)=f(t).cos(w c t) + A. cos(wct) AM

8 AM Donde f(t) es la envolvente de la moduladora dada por: A mod f(t)= A mod. cos(w mod t) f(t) Donde A mod es la señal pico de la moduladora Se define el indice de modulación (m) como: m= Ampl. Pico Modulante /Ampl. Pico Portadora m= A mod / A port o sea A mod = m. A port A port f(t) A max Una modulación del 100% indicaría m=1 A min Luego f(t)=m A port. cos(w mod t) A max A p A max A min A min A p Teórico A max Práctico A min m =

9 AM Analicemos la potencia de la portadora y de las bandas laterales en AM. Luego podemos decir que la potencia total sera el valor medio cuadrático de la señal S AM (t)= S ( t) = A cos W t + f ( t) cos W t +. A. f ( t) cos W t AM c c c Como el valor promedio de f(t) es igual a cero, nos queda: S ( t) = A cos W t + f ( t) cos W t S AM c c AM ( t) = A + f ( t) Por lo tanto la potencia total puede expresarse como la suma de la potencia de portador P c mas la de las bandas laterales P L : ( ) ( ) t = AM = A + f t = c + L P S t P P Luego el porcentaje de potencia que transporta las bandas laterales estará dado por: PL f ( t) t port + η =.100 =.100 P A f ( t) Si A port >f(t) máximo y f(t) es sinusoidal tendremos:. ( m A ) port f ( t ) = Luego η = m m

10 AM η = m + m 100 Esto nos dice que si m=1 la eficiencia es de η=33%, que es el porcentaje máximo que se emplea en enviar las bandas laterales, empleándose un 67% en al portadora. Si la señal f(t) no es una sinusoidal pura, podemos descomponerla como suma de sinusoides, cada una con un índice de modulación particular, y el índice total estará dado por:

11 AM Demodulador Transmisores Alto nivel: No requiere de amplificadores lineales (bajo rendimiento) en las etapas previas a la de potencia Bajo Nivel: presenta la ventaja de que se requiere menos potencia de señal moduladora para lograr modulación de alto porcentaje.

12 DBL/PS Mezclador doble balanceado S(t)=f(t).cos(W c t) Oscilador (Generador de portadora RF) Micrófono (entrada de señal) cos(w c t) Pre - Amplificador f(t) Amplificado r de Audio S(t)=f(t).cos(W FI t) S DBL (t)=f(t).cos(w c t) f(t).cos (W FI t) DBL cos(w OL t) cos(w FI t)

13 DBL/PS S DBL (t)=f(t).cos(w c t) La señal modulada al ser detectada sincrónicamente es multiplicada por la portadora, luego: S d (t)=f(t).cos (W FI t) S DBL (t)=f(t).cos(w FI t) f(t).cos (Wct) Filtro f(t)/ Desarrollando la ecuación queda: cos(w FI t) S d (t)=f(t).(1+cosw FI t)/ = f(t)/+f(t).coswfit)/ f(t).cos(wct) f(t).cos (Wct) f(t)/

14 Banda Lateral Vestigial (Residual) Si bien la modulación SSB parece la modulación más adecuada para ahorrar ancho de banda, dado que es imposible eliminar exactamente la banda indeseada, este esquema de modulación produce una mala reproducción de las bajas frecuencias y es bastante complicado generarla y detectarla. La banda lateral vestigial o residual (VSB), que deja pasar casi completamente una banda y un vestigio de la otra, es una opción que soluciona estos aspectos. La señal VSB puede ser vista como una señal DSB filtrada de manera m u y p a r t i c u l a r. L a s características de dicho filtro se deducen imponiendo como condición que el mensaje se pueda recuperar con un detector síncrono como en todos los otros métodos de modulación lineal.

15 BLU S BLU (t) S DBL (t) BLS S BLU (t)=cos(w m t). cos(w c t) - sen(wmt). sen(wct) BLI S BLU (t)=cos(w m t). cos(w c t) + sen(w m t). sen(w c t) Filtro

16 BLU? sen(wc t) BLS S BLU (t)=f(t) cos(w c t) f (t). sen(wct) BLI S BLU (t)=f(t). cos(w c t) + f (t). sen(w c t)

17 BIBLIOGRAFIA Sistemas de Comunicaciones Electrónicos W. Tomasi Prentice Hall. Sistemas Electrónicos de Comunicaciones R. Blake Thompson. Electrónica Aplicada a los Sistemas de Comunicaciones Frenzel Alfaomega. Reference Data International Telephone and Telegraph Corporation Second Edition. Introducción a los Sistemas de Comunicaciones F. G. Stremler Addison Wesley Iberoamericana. Telecommunications Trasmission Handbook- Roger Freeman John Willey & Sons Radio System Design for Telecommunications - Roger Freeman John Willey & Sons 006.

18 CONTINUA