DEPARTAMENTO DE ELECTRNICA Y ELCTRICACarrera de Ingeniera en Electrnica

SISTEMAS DE COMUNICACIONES

Ing. Ral HaroMODULACION ANALOGICA

Autores:Andrea CrdenasCindy Bez

Sangolqu, 21 de Enero del 2015

Contenido1.Tema: MODULACION ANALOGICA42.Objetivos42.1.Objetivo general42.2.Objetivos especficos43.Resumen44.Introduccin45.Marco terico45.1.Modulacin AM con doble blanda lateral sin portadora45.2.Modulacin vestigial55.3.Modulacin en frecuencia65.4.Comandos utilizados en Matlab66.Procedimiento76.1.Doble banda lateral sin portadora86.2.VSB (Banda Lateral Vestigial)106.2.1.LSVB106.2.2.USVB126.3.Modulacin en frecuencia136.3.1.NFM136.3.2.WFM147.Conclusiones15

Ilustraciones

Ilustracin 1Doble banda lateral sin portadora5Ilustracin 2Modulacion VSC5Ilustracin 3Espectro de la seal moduladora7Ilustracin 4Seal moduladora7Ilustracin 5Seal de la portadora8Ilustracin 6Espectro de la seal de portadora8Ilustracin 7Seal modulada en DSB-SC con ruido9Ilustracin 8Seal modulada en DSB-SC9Ilustracin 9Espectro de la seal modulada en DSB-SC9Ilustracin 10Seal en frecuencia de la seal demodulada10Ilustracin 11Seal demodulada DSB-SC10Ilustracin 12Espectro de la seal modulada SLVB11Ilustracin 13Seal modulada SLVB11Ilustracin 14Espectro de la seal demodulada11Ilustracin 15Seal demodulada SLVB11Ilustracin 16Seal modulada con ruido12Ilustracin 17Seal modulada USVB12Ilustracin 18Espectro en frecuencia de UVSB12Ilustracin 19Seal en frecuencia USVB13Ilustracin 20Seal demodulada USVB13Ilustracin 21Seal en frecuencia NFM con B=0.213Ilustracin 22Seal modulada NFM con B=0.213Ilustracin 23Seal demodulada frecuencia en NFM con B=0.214Ilustracin 24Seal demodulada en NFM con B=0.214Ilustracin 25Seal modulada en WFM14Ilustracin 26Frecuencia de la seal modulada WFM14Ilustracin 27Seal en frecuencia demodulada en WFM15Ilustracin 28Seal demodulada en WFM15

1. Tema: MODULACION ANALOGICA

2. Objetivos

2.1. Objetivo general Realizar todos los tipos de modulacin analgica: AM pura, LSB, USB, DSB-SC, Vestigial, FM

2.2. Objetivos especficos Familiarizarse de manera prctica los tipos de modulacin de amplitud. Encontrar grficamente las diferencias y el comportamiento de cada tipo de modulacin tanto en funcin del tiempo como en funcin de la frecuencia. Observar y manejar el tipo de errores como ruido que se pueden introducir a la seal.

3. Resumen Las seales de banda base producidas por diferentes fuentes de informacin no son siempre adecuadas para la transmisin directa a travs de un a canal dado. Estas seales son en ocasiones fuertemente modificadas para facilitar su transmisin, a este proceso es al que llamamos modulacin. La modulacin es un proceso esencial para transmitir seales de forma eficiente y econmica.

4. Introduccin Muchas seales de entrada no pueden ser enviadas directamente hacia el canal, como vienen del transductor. Para eso se modifica una onda portadora, cuyas propiedades se adaptan mejor al medio de comunicacin en cuestin, para representar el mensaje, a este proceso es al que llamamos modulacin. La modulacin es la alteracin sistemtica de una onda portadora de acuerdo con el mensaje (seal modulada) y puede ser tambin una codificacin. . Una portadora es una senoide de alta frecuencia, y uno de sus parmetros (tal como la amplitud, la frecuencia o la fase) se vara en proporcin a la seal de banda base s(t). De acuerdo con esto, se obtiene la modulacin en amplitud (AM), la modulacin en frecuencia (FM), o la modulacin en fase (PM).

5. Marco terico5.1. Modulacin AM con doble blanda lateral sin portadora En esta tcnica se traslada el espectro de la seal a transmitir, para hacerlo se ocupa el teorema de la modulacin, donde el espectro de es el mismo sol que trasladado radianes por segundo.A la seal se le llama portadora, la multiplicacin de por f(t) equivale a variar la amplitud de la portadora en proporcin a f(t), f(t) es la seal modulante, a este modo de transmisin se conoce como Modulacin en amplitud con portadora suprimida (AM-PS) porque no contiene seal portadora adicional, dicha portadora queda suprimida.Para recuperar la seal original f(t) a partir de la seal modulada, es necesario re-trasladar el espectro a su posicin original a este proceso se lo conoce como demodulacin.

Ilustracin 1Doble banda lateral sin portadora

5.2. Modulacin vestigial Modulacin VSB. En ciertos sistemas de comunicaciones: La modulacin DSB no es recomendable, pues el canal toma demasiado ancho de banda. La modulacin SSB tampoco, pues la implementacin es muy cara, aunque solamente el canal toma la mitad del ancho de banda.

Ilustracin 2Modulacion VSC Anlisis en el tiempo.

Aplicaciones de la VSB La difusin de televisin (TV broadcasting) transmite una seal de video. Esta seal es invertida, y luego modulada en amplitud (modulacin AM). El ancho de banda del canal de televisin (analgico o DTV) tiene que ser 6MHz. Para conseguir este requerimiento, los receptores de TV utilizan VSB. As la seal de video puede ser recuperada sin distorsin en el receptor.

5.3. Modulacin en frecuencia La modulacin en frecuencia consiste en hacer variar la frecuencia instantnea de la seal conforme a la seal banda base, es decir la seal modulada cambia su frecuencia dependiendo de la seal mensaje. La modulacin FM lleva la informacin en la frecuencia. Este tipo de modulacin utiliza poca potencia y poco ancho de banda pero necesita altas frecuencias lo cual la hace muy directiva.

5.4. Comandos utilizados en Matlab Comando AMMOD: Utiliza la seal de mensaje X para modular la frecuencia Fc de portadora (Hz) utilizando modulacin de amplitud. X y Fc tienen Fs frecuencia de muestra (Hz). La seal modulada tiene cero de fase inicial. La amplitud de la portadora por defecto es cero, por lo que la funcin de aplicar la modulacin de portadora suprimida.

Comando SSBMOD:Utiliza la seal de mensaje X para modular la frecuencia portadora Fc (Hz) mediante la modulacin de amplitud de banda lateral nica. X y Fc tienen Fs frecuencia de muestra (Hz). La seal modulada tiene cero de fase inicial, y la banda lateral modulada por defecto es la banda lateral inferior.

Comando WGN:Utiliza la seal de mensaje X para mezclarlo con un ruido generado que va a depender de la SN.

Comando AMDEMOD: Utiliza la seal de mensaje X para demodular la seal de una modulacin AM enviada por el canal.

COMANDO SSBDEMOD:Utiliza la seal de mensaje X para demodular la seal de diferentes modulaciones en AM suprimida enviada por el canal.

6. Procedimiento Datos Modulacin analgica Fc=1*106Khz

Demodulacin asncrona Am=10 v

Fm=4khz Ac=10 v

Seal moduladora Las dos siguientes graficas corresponden al mensaje en espacio temporal y mensaje en espacio frecuencial, la cual se encuentra de terminada por la siguiente ecuacin: m(t)= 10*cos(2*pi*4*103*t)Ilustracin 3Espectro de la seal moduladoraIlustracin 4Seal moduladora

Caractersticas de la seal portadora La seal de mensaje es de forma sinusoidal de 10v de amplitud y 1000000 Hz de frecuencia, datos que podemos evidenciar en las siguientes figuras , en las que muestran efectivamente la amplitud y frecuencia.Se encuentra de terminada por la siguiente ecuacin: c(t)= Ac*cos(2*pi*fc*t);Ilustracin 5Seal de la portadoraIlustracin 6Espectro de la seal de portadora

6.1. Doble banda lateral sin portadora Consiste en un tipo de modulacin analgica que consiste en la eliminacin de la portadora central que lleva la informacin, por este motivo se necesita mayor potencia para su transmisin, dejando a su vez solo las bandas laterales, las cuales llevan la misma informacin.

Seal resultante (seal modulada )La seal en el tiempo modulada por DSB-SC determina una amplitud de 10, y corresponde a la seal: y=0.5*A*cos(2*pi*t*(fm+fc))+0.5*A*cos(2*pi*t*(fc-fm));A la seal modulada se le ha introducido ruido, generando variaciones en la seal.Como vemos en la figura, y se puede evidenciar que se ha suprimido la portadora en 100000 y obtenemos las bandas laterales ubicadas en 1.04 y 0.96 MHz, las cuales son las que llevan la informacin Ilustracin 7Seal modulada en DSB-SC con ruidoIlustracin 8Seal modulada en DSB-SC

Ilustracin 9Espectro de la seal modulada en DSB-SC

Seal demodulada Como podemos ver en la figura hemos recuperado la seal original, cabe recalcar que presenta una significativa perturbacin debido al ruido introducido, pero en general la seal obtenida es la misma a la original Para volver a centrar al espectro la frecuencia original debemos realizar un producto entre la seal modulada con la portadora local que debe tener la misma frecuencia y amplitud que la portadora del moduladorIlustracin 10Seal en frecuencia de la seal demoduladaIlustracin 11Seal demodulada DSB-SC

6.2. VSB (Banda Lateral Vestigial)Debido a que la modulacin SSB no es muy eficiente en la transmisin de seales con muy bajas frecuencias, la banda lateral vestigial que ahorra potencia y enva casi completamente una banda lateral y un vestigio de la otra banda lo cual hace los circuitos de procesamiento de seal ms sencillos, es decir no debemos separar por completo las bandas laterales de los filtros lo cual hace la banda de transicin del filtro ms suave permitindonos enviar seales de muy baja frecuencia.

6.2.1. LSVB Seal resultante (seal modulada )Tomando en cuenta la amplitud va a ser de 1 A La modulacin en LVSB se le aade un ruido gaussiano el cual afecta en cierta cantidad a la seal modulada. Para la modulacin vestigial se aplica la transformada Hilbert.Como se puede ver en la figura del espectro tenemos las bandas laterales en 1.04 y 0,96 y su respectivo espejo en -1.04 y -0,96

Ilustracin 12Espectro de la seal modulada SLVBIlustracin 13Seal modulada SLVB

Seal demodulada La demodulacin de la seal vestigial es determinada de acuerdo al diseo de un filtro de Butterworth, el cual devuelve los coeficientes de la funcin de transferencia de un filtron pasa bajo digital y filtfilt el cual realiza el filtrado digital de fase cero mediante el procesamiento de los datos de entrada,x,tanto en las direcciones hacia adelante y atrs[.filtfiltopera a lo largo de la primera dimensin ms de un elemento dex, teniendo como resultado la seal original Ilustracin 14Espectro de la seal demoduladaIlustracin 15Seal demodulada SLVB

6.2.2. USVB Bsicamente tiene el mismo principio que la modulacin LSVB, es una modulacin lineal que consiste filtrar parcialmente una de las dos bandas laterales resultantes de una modulacin en doble banda lateral o de una modulacin modulacin de amplitud.Como se puede ver en la figura del espectro tenemos las bandas laterales en 1.04 y 0,96 y su respectivo espejo en -1.04 y -0,96

Seal resultante (seal modulada )Ilustracin 16Seal modulada con ruidoIlustracin 17Seal modulada USVB

Ilustracin 18Espectro en frecuencia de UVSB

Seal demodulada Ilustracin 19Seal en frecuencia USVB

Ilustracin 20Seal demodulada USVB

6.3. Modulacin en frecuencia La modulacin en frecuencia consiste en hacer variar la frecuencia instantnea de la seal conforme a la seal banda base, es decir la seal modulada cambia su frecuencia dependiendo de la seal mensaje. La modulacin FM lleva la informacin en la frecuencia. Este tipo de modulacin utiliza poca potencia y poco ancho de banda pero necesita altas frecuencias lo cual la hace muy directiva.6.3.1. NFM Seal resultante (seal modulada )Se modula una seal en frecuencia tomando una desviacin de frecuencia correspondiente a 0.2, para cumplir la modulacin NFM. Como vemos en la grfica de frecuencia, tenemos una seal muy parecda a la de modulacin AM

Ilustracin 21Seal en frecuencia NFM con B=0.2

Ilustracin 22Seal modulada NFM con B=0.2

Seal demoduladaComo podemos ver en la grfica del espectro se obtiene la frecuencia de la seal moduladora centrada en 4KHz, pero por motivos de la funcin fmdemod, no se obtiene la seal en tiempo continuo, con alteraciones

Ilustracin 23Seal demodulada frecuencia en NFM con B=0.2Ilustracin 24Seal demodulada en NFM con B=0.2

6.3.2. WFM Seal resultante (seal modulada )Ilustracin 25Seal modulada en WFM

Ilustracin 26Frecuencia de la seal modulada WFM

Seal demoduladaIlustracin 27Seal en frecuencia demodulada en WFM

Ilustracin 28Seal demodulada en WFM

7. Conclusiones La modulacin dSB SC en funcin del tiempo se puede apreciar la banda lateral superior y la banda lateral inferior . por que loque su amplitud disminuye en relacin con el tipo demodulacin AM.

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