Tea B-4: Modulaiones en plitud Ciruitos Eletrónios º I www.gte.us.es/~joaquin joaquin@gte.esi.us.es
Contenido 1. Introduión. Neesidad de odulaión 3. Modulaiones 4. Modulaión DSB-M 1. Deiniiones. Condiiones 5. nálisis en el doinio del tiepo y de la reuenia de DSB- M 1. Caraterístias del espetro. Ejeplo de odulaión de un tono: eiienia de la odulaión 6. Otras odulaiones en aplitud: DSB-SC, SSB y VSB 7. Conlusiones Tea B-4. J. Granado. joaquin@gte.esi.us.es /
Introduión Qué sabeos hasta ahora? Representar señales en el Doinio de la Freuenia y en el Doinio del Tiepo. Coportaiento de los sisteas en doinio del tiepo (Respuesta Ipulsiva) y en doinio de la reuenia (Respuesta en Freuenia) Esquea del sistea de ouniaiones Tea B-4. J. Granado. joaquin@gte.esi.us.es 3/
Neesidad de odulaión Cóo es la señal de inoraión en el Doinio de la Freuenia? Centrada en ω=0 nho de banda: BW Ejeplo: voz huana de [0, 3.3KHz] Cóo es el anal el Doinio de la Freuenia? Centrada en ω nho de banda de anal BW Neesidad de proesar la señal de inoraión para adaptarla a las ondiiones del anal MODULCIÓN Tea B-4. J. Granado. joaquin@gte.esi.us.es 4/
Neesidad de odulaión En ouniaiones Radio las reuenias están asignadas: Cuadro Naional de tribuión de Freuenias en España www.setsi.yt.es UIT (Unión Internaional de Teleo.) Ejeplos de asignaión de reuenias: Serviio óvil aeronáutio: Serviio óvil entre estaiones aeronáutias y estaiones de aeronave, o entre estaiones de aeronave, en el que tabién pueden partiipar las estaiones de ebaraión o dispositivo de salvaento; tabién pueden onsiderarse inluidas en este serviio las estaiones de radiobaliza de loalizaión de siniestros que operen en las reuenias de soorro y de urgenia designadas. 495KHz-505KHz: Móviles para soorro y llaada en todas las zonas del undo. 500 KHz reuenia internaional de llaada y soorro en radio telegraía Tea B-4. J. Granado. joaquin@gte.esi.us.es 5/
Neesidad de odulaión Modulaión para utilizar de ora eiiente un edio de transisión FDM (Frequeny Division Multiplexing) Canales de voz, TV, et Tea B-4. J. Granado. joaquin@gte.esi.us.es 6/
Modulaión: oneptos Señal en Banda Base, Señal de Inoraión o Señal Moduladora Señal que proporiona la uente de inoraión nalógias: un iróono, un sensor, una áara, et Digitales: 1010101010101 Centrada en ω=0 y on un BW Señal en Banda de Paso o Señal Modulada: Señal que se propaga por el anal Centrada en ω y on un BW, adaptada a las ondiiones del anal Modulador: Genera una señal en ω (Banda de Paso) a partir de una señal de banda base. Tea B-4. J. Granado. joaquin@gte.esi.us.es 7/
Modulaión: prinipios Se lleva a abo por la variaión de alguno(s) de los paráetros de una señal COSENO. La variaión es ontrolada por la señal de inoraión MPLITUD ( ): odulaión en plitud FRECUENCI (ω ): odulaión en Freuenia FSE (ϕ ): odulaión en Fase s ( t) = os( ω t ϕ ) Por qué utilizar COSENO? Por sus propiedades en el Doino de la Freuenia S ( ω ) = πδ ( ω ω ) πδ ( ω ω ) Tea B-4. J. Granado. joaquin@gte.esi.us.es 8/
Modulaión DSB-M (Double Side Band M) De: proeso por el ual la aplitud de la señal portadora (t) es variado linealente on la señal de inoraión (t) s ( ) señal de inoraión () t señal portadora () t = os( ωt) on () t = [ 1 ka() t ] os( ωt) () 1 t t ax π = ω K a : Fator de Proundidad de la Modulaión (%) Tea B-4. J. Granado. joaquin@gte.esi.us.es 9/
Modulaión en DSB-M: Condiiones 1. Proundidad o Fator de la odulaión K a 1 Se ha de uplir: k a t ( ) 1 t Eeto de Sobreodulaión k ( ) a t > 1. Freuenia de portadora debe uy ser superior al anho de banda de la señal oduladora. ω >> BW Tea B-4. J. Granado. joaquin@gte.esi.us.es 10/
DSB-M: nálisis en el doinio del tiepo 1 1.5 0.8 0.6 0.4 0. 0 k a t ( ) < 1 1 0.5 0-0. -0.4-0.5-0.6-1 -0.8-1 0 0.05 0.1 0.15 0. 0.5 0.3 0.35 0.4-1.5 0 0.05 0.1 0.15 0. 0.5 0.3 0.35 0.4 1 0.8 0.6 0.4 0. 0-0. -0.4-0.6-0.8-1 0 0.05 0.1 0.15 0. 0.5 0.3 0.35 0.4 k a t.5 1.5 ( ) > 1 1 0.5 0-0.5-1 -1.5 - -.5 0 0.05 0.1 0.15 0. 0.5 0.3 0.35 0.4 Tea B-4. J. Granado. joaquin@gte.esi.us.es 11/
Código Matlab lear =1e; % de portadora =.1e; % de oduladora ka=1.5 % Fator de Mod =1; t=[0:1e-4:.4]; %Base de tiepos s_=os(*pi**t); %Portadora s_i=os(*pi**t); % Moduladora a_a=*(1ka.*s_i).*s_; % M plot(t,a_a,'r') igure, plot(t,s_i,'b') igure, plot(t,s_,'g') Tea B-4. J. Granado. joaquin@gte.esi.us.es 1/
s os DSB_M: nálisis en del doinio la reuenia ( π t) [ δ ( ) δ ( )] ( t) = [ 1 k ( t) ] os( πt) ( t) M ( ) a 1 S a ( ) = [ δ ( ) δ ( )] k [ M ( ) M ( )] Tea B-4. J. Granado. joaquin@gte.esi.us.es 13/
Tea B-4. J. Granado. joaquin@gte.esi.us.es 14/ DSB_M:nálisis en del doinio la reuenia ( ) ( ) ( ) [ ] ( ) ( ) [ ] a M M k S = δ δ ( ) 0 M k a
Caraterístias del espetro 1. Existenia de portadoras puras (deltas) en ± que no ontienen inoraión. pareen dos réplias exatas del espetro de la señal de inoraión en ±. 3. nho de la señal odulada BW a =*BW M 4. >>BW M para evitar el solapaiento de espetro. Siepre hay solapaiento ya que las señales no son liitadas en banda. ayor reuenia portadora enor solapaiento. Tea B-4. J. Granado. joaquin@gte.esi.us.es 15/
DSB-M Double Side Band plitude Modulation) o M oerial Epleada en radiodiusión M [535 KHz 1065 KHz] Doble banda lateral por la existenia las bandas L y H. Si la señal (t) es real M() es par y L(w)=H(-w) La seña M transite DOS vees la inoraión Tea B-4. J. Granado. joaquin@gte.esi.us.es 16/
Ejeplo: odulaión DSB- M de un tono siple s () t = os( π t) M () t = [ 1 os( π t) ] os( π t) : aplitud del la oduladora (señal de inoraión) : aplitud del la portadora s M (t): señal M : Fator de Modulaión MX MIN = = MX MX ( 1 ) ( 1 ) MIN MIN = ( 1 ) ( 1 ) Tea B-4. J. Granado. joaquin@gte.esi.us.es 17/
s s s s M M M M Ejeplo: odulaión M de un tono siple ( t) = [ 1 os( π t) ] os( π t) ; ( t) = os( π t) os( π t) os( π t) () t = os( π t) { os( π ( ) t) os( π ( ) t) } () t = os( π t) os( π ( ) t) os π ( ) ; ; ( t); Tea B-4. J. Granado. joaquin@gte.esi.us.es 18/
Tea B-4. J. Granado. joaquin@gte.esi.us.es 19/ Ejeplo: odulaión M de un tono siple () ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) { } ( ) ( ) { } ( ) ( ) { } M M S t t t t s = = δ δ δ δ δ δ π π π 4 4 ; os os os 4 4 4 4 Portadora pura L: Low Freq. H: High Freq.
Ejeplo: odulaión M de un tono siple Evaluaos la potenia epleando el Teorea de Parseval para señales periódias: C k 1 = T T T s T () t 1 jπ k T PS = Ck * = T = e ; C k = para k = ± 1 Banda Inerior (Inoraión) 1 P L = 8 Portadora P C = Banda Superior (Inoraión) 1 P H = 8 Tea B-4. J. Granado. joaquin@gte.esi.us.es 0/
Tea B-4. J. Granado. joaquin@gte.esi.us.es 1/ Eiienia de la odulaión Coiente entre la potenia epleada en transitir inoraión y la potenia total de la señal odulada: 4 1 8 η = = = P P P L H M DSB η = 11 % = 50 % η = 33 % = 100 %
Otras odulaiones en aplitud DSB-M (Double Side Band M) Muy utilizada por la senillez de los reeptores Inonvenientes: Consuo de potenia nho de banda SC-M (Suppressed Carrier M) Eliina la oponte de portadora Mantiene el iso anho de banda que DSB-M SSB-M (Single Side Band M) Se eliina totalente una de las oponentes laterales VSB-M (Vestigial Side Banda M) Suprie una banda lateral salvo un pequeño intervalo Tea B-4. J. Granado. joaquin@gte.esi.us.es /
Conlusiones Neesidad de odulaión Prinipios de las odulaiones analógias (M, FM, PM) DSB-M en detalle: Coportaiento en la reuenia Caraterístias de anho de banda y eiienia Ejeplo de odulaión de un tono puro Otras odulaiones en aplitud alternativas Tea B-4. J. Granado. joaquin@gte.esi.us.es 3/