Presentacin de PowerPoint

INTRODUCCIN AL RUIDO

Introduccin al ruidoRelacin seal a ruidoConceptos de los receptoresParmetros del receptorReceptores de AMReceptor sintonizado de radiofrecuenciaReceptor superheterodinoFrecuencia imagen.Circuitos detectores de AMCircuitos de control automtico de ganancia (AGC)Diseo de un detector de AM a diodoAGENDA

Una de las consideraciones ms importantes en cualquier sistema de comunicaciones es EL RUIDO. El ruido (en las comunicaciones electrnicas) es la energa aleatoria que interfiere con la seal de informacin. Si el nivel de ruido es demasiado alto o la seal es muy dbil, el ruido puede predominar y hacer que la recepcin no sea confiable. El ruido puede ser tan fuerte como para borrar por completo la seal. El ruido que ocurre en las transmisiones de datos digitales se conoce como errores de bits. Por ello, la informacin que est siendo transmitida se pierde o es incorrecta.INTRODUCCIN AL RUIDO

INTRODUCCIN AL RUIDOEl ruido constituye un problema en los sistemas de comunicaciones simplemente por lo reducida que es la amplitud de las seales recibidas. El ruido es ms problemtico en el receptor, ya que ste tiene la funcin de amplificar la seal dbil y de recuperar la informacin de manera confiable.En cualquier anlisis de sistemas de comunicacin y del funcionamiento de un receptor, se emplea el concepto de RELACIN SEAL A RUIDO (S/N, signal-to-noise), que es un nmero (cociente) que indica las intensidades relativas de la seal y del ruido. Cuanto ms intensa sea la seal y ms dbil sea el ruido, tanto ms alta ser la relacin S/N. Si la seal es dbil y el ruido es intenso, la relacin S/N ser baja y la recepcin ser menos confiable. El diseo de equipo de comunicaciones tiene como objetivo producir la relacin S/N ms alta posible.

FUENTES DE RUIDOElruidoprovienededosfuentesbsicas.La Primera,existeelruidoquesegeneraenelexterior delreceptor.Despusestelruidointernoquesepro-ducedentrodelpropioreceptor.Ambostiposafectan larelacinS/N.

FUENTES DE RUIDOElruidoexterno sueleprovenirde fuentes in-dustriales,atmosfricasyextraterrestresoespaciales.El ruido industrial lo produce equipomanufacturado,comoelsistemadeignicin deunautomvilylos motoresylosgeneradoreselctricos.Todoequipo elctricoquehacequealtosvoltajesocorrientes sufran cambiosabruptos,produce "transitorios" que creanruido.Laslmparasfluorescentesyotrasformadelmparaselctricasdegassonotrafuentecomnderuido.

Otra fuentederuidosonlas perturbaciones elctricasque ocurrendemaneranaturalen la atmsfera de la tierra. Escomnreferirsealruidoatmosfricocomo"est-tica". La estticasueleoriginarseapartirdelosra-yos,quesonlas descargaselctricasqueocurren entrelasnubes,oentre la superficie terrestreylas nubes. Se forman enormescargas electrostti-cas,ycuandoladiferencia depotencialeslo bas-tantegrande,secreaunarcoodescargaenelquelaelectricidadfluyeatravsdelaire.Estodacomo resultadounasealelctricatransitoriaquegenera armnicasquepuedenrecorrermuygrandesdistan-cias.

FUENTES DE RUIDO

Elruidoextraterrestreprovienedefuenteslocali-zadasenelespacioexterior.Porejemplo,unadelas principalesfuentesderuidoeselSol.Esteastroirradia unampliointervalodesealesenunextensoespectro deruido.LaintensidaddelruidoproducidoporelSol varaeneltiempo.Dehecho,elSoltieneun cicloperidicoderuidode11aos.Duranteelpicodel ciclo,elastrosolargeneraunaimpresionante cantidadderuidoqueproduceseverainterferenciacon lassealesderadio, haciendoquemuchasfrecuencias seaninutilizablesparalascomunicaciones.Durante otrosaos,elruidoseencuentraenunnivel mnimo.

FUENTES DE RUIDO

Lasestrellassonotrafuentederuido.Elruidoestelarsueleconocersecomoruidocsmico, ysunivelnoestanaltodebidoalasgrandesdistanciasentrelasestrellasylaTierra.No obstante,esunafuenteimportantedeper-turbacinquedebeconsiderarse.Sepresentaprincipalmenteenelintervalode10MHza1.5GHz,perocausalasmayoresperturba-cionesenelintervalode15MHza150MHz.

FUENTES DE RUIDO

RUIDO TRMICOELRUIDOINTERNO,esdecir,elquese genera dentro deunreceptordecomunicaciones. Componenteselectrnicoscomoresistencias, diodos,transistoressonfuentesimportantesde ruido.Auncuandosetratadeunefectodebajo nivel,muchasveceseslobastanteintensopara interferir sealesdbiles.Sinembargo,puestoqueseconocenbienlasfuentesdelruido interno.El diseado tieneciertocontrolsobreelmismo.

Puesto que el ruido es una seal de banda muy extensa, que incluye un enorme intervalo de frecuencias aleatorias, su nivel puede reducirse limitando el ancho de banda. Cuando una seal de ruido entra en un circuito sintonizado selectivo, muchas de las frecuencias de ruido sern rechazadas y disminuir el nivel general de tal perturbacin. El nivel de ruido es directamente proporcional al ancho de banda de cualquier circuito al que se aplique. Aun cuando la filtracin reduce dicho nivel, no lo elimina por completo. La cantidad de voltaje de ruido que aparece en un resistor o la impedancia de entrada de un receptor puede calcularse VOLTAJE DE RUIDO

VOLTAJE DE RUIDO

Porejemplo,considerequeunreceptortieneunaresistenciadeentradade50,unanchodebanda de6MHzyunatemperaturade29C,esdecir29+273=302K. El voltaje de ruido trmico de la entrada es entonces?.VOLTAJE DE RUIDO

La temperatura de ruido: La temperatura (Tr) es aquella donde tendra que estar una impedancia situada a la entrada para generar a la salida la misma potencia de ruido en un ancho de banda dado y un supuesto cuadripolo (circuito elctrico) ideal sin ruido.

La temperatura equivalente de ruido: Es un valor hipottico que no puede medirse directamente. (Te) es un parmetro que se utiliza frecuentemente en bajo ruido, en receptores de radio sofisticados en lugar de la figura de ruido. (Te) es una indicacin de la reduccin en la relacin de la seal a ruido, conforme una seal se propaga a travs del receptor. Entre ms baja sea la temperatura equivalente de ruido, mejora la calidad del receptor.LA TEMPERATURA DE RUIDO YLA TEMPERATURA EQUIVALENTE DE RUIDO:

Yaqueelruidotrmicoesdirectamenteproporcionalala temperatura,eslgicoqueelruidoseexprese engrados,as comoenvatiosovoltios.Laecuacinda

T=N KB

endondeT=temperaturaambiente(kelvin)N-potenciaderuido(watts)K=constantedeBoltzmann(1.38x10-23J/K)B=anchodebanda(hertz)

TEMPERATURA DE RUIDO

(Te) esunvalorhipotticoquenopuedemedirsedirectamente.(Te)esunparmetroqueseutilizafrecuentementeenbajoruido,enreceptoresderadiosofisticadosenlugardelafiguraderuido. Entremsbajasealatemperatura equivalentederuido,mejoralacalidaddelreceptor.LosvalorestpicosparaT.varan,desde20paralosreceptorestempladosytranquilos,hasta1000paralosreceptoresruidosos. Matemticamente,Teen laentradadeunreceptorseexpresa como:Te=T(F-1)endondeTe=temperaturaequivalentederuido(kelvin)T=temperaturaambiente(kelvin)F=factorderuido(sinunidad)

TEMPERATURA EQUIVALENTE DE RUIDO

RELACIN SEAL A RUIDOEl ruido suele expresarse como una potencia debido a que la seal recibida tambin se expresa en trminos de potencia. Si se conocen las potencias de la seal y del ruido, puede calcularse la razn S/N. En vez de expresarla como un simple nmero, en general se ver indicada en trminos de la unidad decibel.Por ejemplo: Un receptor tiene una potencia de la seal de entrada de 1.2 W. La potencia del ruido es de 0.8 W. La relacin S/N es

Se usan diversos mtodos para expresar la calidad de ruido de un receptor. Uno de ellos se conoce como cantidad de ruido, que es el cociente de la potencia S/N en la entrada y la potencia S/N en la salida.El dispositivo en consideracin puede ser el receptor completo o una etapa de amplificacin particular.Dicha cantidad, F, tambin llamada factor de ruido, puede calcularse con la expresin

La cantidad de ruido puede expresarse como un simple nmero, pero la mayora de las veces se indica en decibeles (dB).FACTOR DE RUIDO

En un amplificador o receptor habr siempre ms ruido en la salida que en la entrada, porque el amplificador o receptor genera ruido interno que se agregar a la seal. Y aun cuando sta puede amplificarse en el proceso, el ruido se amplificar junto con ella. La relacin S/N de la salida ser menor que la relacin S/N de la entrada; por lo tanto, la cantidad de ruido siempre ser mayor que 1. Un receptor que contribuye con cero ruido tendra una cantidad igual a 1, o 0 dB, imposible de conseguir en la prctica.Un amplificador de transistor en un receptor de comunicaciones suele tener una cantidad de ruido de varios decibeles. Cuanto menor sea sta, tanto mejor ser el amplificador.RELACIN SEAL A RUIDOOtro mtodo para expresar el ruido de un amplificador o receptor consiste en usar la temperatura de ruido. La mayor parte de la perturbacin producida en un dispositivo es ruido trmico que es directamente proporcional a la temperatura. Por lo tanto, la temperatura es un medio de medicin apropiado

La temperatura de ruido se expresa en grados Kelvin. Por lo comn, la temperatura se expresa en trminos de grados Fahrenheit o grados Celsius. La escala de temperatura Kelvin se relaciona con la escala Celsius por la expresinRELACIN SEAL A RUIDO

donde TK es la temperatura en grados Kelvin y Tc, la temperatura en grados Celsius. La escala de temperatura Kelvin tambin se conoce como escala de temperatura absoluta. Se usa la letra K como smbolo de la unidad grado Kelvin, o bien kelvin. Si una temperatura est en grados Celsius, lo nico que se debe hacer para obtener su equivalente en grados Kelvin es sumarle 273.

RECEPCIN DE MODULACIN DE AMPLITUD

La recepcin de AM es el proceso inverso de la transmisin de AM. Un receptor de AM convencional simplemente convierte una onda de amplitud modulada nuevamente a la fuente original de informacin (es decir demodula la onda AM), cuando se demodula una onda AM, la portadora y la porcin de la envolvente que lleva la informacin (es decir las bandas laterales) se convierten (se bajan) o se trasladan del espectro de radiofrecuencia a la fuente original de informacin (Banda Base).

LOS RECEPTORESLos receptores llevan a cabo la operacin inversa de los transmisores. Tienen que amplificar una seal de bajo nivel que reciben de una antena, separarla lo ms posible del ruido y la interferencia que est presente en el canal de comunicacin, desmodularla y amplificar la seal de banda base a un nivel de potencia suficiente para la aplicacin especfica.

PARMETROS DEL RECEPTORSe utilizan varios parmetros para evaluar la habilidad de un receptor y para demodular con xito una seal de RF.

Estos parmetros son:

La selectividad. La sensitividad. Mejora del ancho de banda. El rango dinmico. La fidelidad.La prdida por insercin. La temperatura de ruido. La temperatura equivalente de ruido.

La Selectividad es la capacidad para rechazar seales no deseadas a frecuencias distintas a la de la seal requerida.

La Selectividad es la medida de la habilidad de un receptor , para aceptar una banda de frecuencia determinada y rechazar las otras.

La Selectividad se define como la medida de la extensin que un receptor es capaz de diferenciar entre las seales de informacin deseada y las perturbaciones o seales de informacin en otras frecuencias.

LA SELECTIVIDAD

Puede expresarse cuantitativamente como el ancho de banda y la relacin del ancho de banda del receptor en algn factor de atenuacin predeterminado , (-60dB) al ancho de banda en lospuntosde(- 3dB).Esta relacin frecuentementese llama ELFACTORDEFIGURA(SF) sedeterminaporelnmerodepolosy losfactoresdelfiltrodeentradadelreceptor. El factor de figura define la forma de la ganancia contra el trazo de frecuencia para un filtro .

LA SELECTIVIDADSF=B(-60dB) B(-3dB)

Laselectividadfrecuentementesedaenporcentajesy se expresamatemticamente como:%Selectividad=SFx100LA SELECTIVIDADAveceslaselectividadseindicasencillamentecomolarelacindelan-chodebandareal,alanchodebandamnimonecesarioparapropagar lassealesdeinformacina travs del sistema.

%Selectividad=Breal l Bmnimox100

Lasensitividadosensibilidaddeunreceptoreselnivelmni-modesealdeRF quepuededetectarseenlaentradadelreceptorytodavapro-ducirunasealdeinformacindemoduladautilizable.

Lamejorformademejorarla sensitividad de unreceptor esreducir el nivelderuido. Estose puedelograrreduciendolatemperatura,elanchodebandadelreceptor,omejorandolafiguraderuidodelreceptor.

LA SENSITIVIDAD

El rango dinmico es la diferencia en decibeles entre el nivel mnimo de entrada necesario para discernir una seal y el nivel de entrada que sobrecarga el receptor y produce una distorsin. En trminos sencillos, el rango dinmico es el rango de potencia de entrada sobre el cual el receptor es til.

EL RANGO DINMICO

Mejora del ancho de banda es la relacin de reduccin del ruido, que se logra reduciendo el ancho de banda, es decir el ruido trmico es directamente proporcional al ancho de banda. Por lo tanto, si se reduce el ancho de banda, el ruido tambin se reduce. Larelacindereduccindelruido,queselograreduciendoelanchodebanda,sellamamejoradelanchodebanda(BI)

MEJORA DEL ANCHO DE BANDABI=BRF/BIFendondeBI=mejoradelanchodebanda BRF=anchodebandadeRF(hertz) BIF=anchodebandadeIF(hertz)

La reduccin correspondiente en lafigura deRuido ,debidoalareduccin enelanchodebandase llamamejoraenlafiguraderuidoyseexpresamate-mticamentecomo:NFmejora=10logBI

MEJORAENLAFIGURADERUIDO

LA FIDELIDADLa fidelidad: Es la medida de la habilidad de un sistema de comunicacin para producir, en la salida del receptor, una rplica exacta de la informacin de la fuente original. Cualquier variacin en la frecuencia, fase o amplitud que est presente en la forma de onda demodulada invertida y que no estaba en la seal original de informacin se considera como distorsin.Esencialmente,haytresformasdedistorsinquepue-dendeteriorarlafidelidaddeunsistemadecomunica-cin:amplitud,frecuenciayfase.

Lasprdidas por insercinen telecomunicaciones son las prdidas depotenciadesealdebido a la insercin de un dispositivo en unalnea de transmisinofibra pticay se expresa normalmente endecibelios(dB). Las prdidas por insercin son una medida deatenuacindebida a la insercin de un dispositivo en el "camino" de la seal. La atenuacin es un concepto ms general que puede tener como causas malas adaptaciones entre fuente de seal, lnea de transmisin y carga.

LA PRDIDA POR INSERCIN

IL(dB)=10logPsalida/PentradaLA PRDIDA POR INSERCINEnesencia, laprdida porinsercinessimplemente la relacindelapotenciadesalidadeunfiltroconla potencia de entrada para las frecuencias quecaendentrodelabandadepasodelfiltroyseindicamate-mticamenteendecibelescomo

RECEPTORES DE AMSon circuitos diseados para detectar y convertir todo el flujo de seales enviado con anterioridad por un transmisor.Dentro de los posibles receptores de Amplitud Modulada, se encuentran 2 tipos de receptores: Los Radioreceptores Coherentes: Las frecuencias generadas en el receptor, que son usadas para la demodulacin, se sincronizan con las frecuencias de un oscilador, generadas en el transmisor, por eso, el receptor debe de disponer de algn medio de recuperacin de portadora recibida y debe sintonizarse con la misma.Los Radioreceptores No Coherentes: No generan frecuencias en el receptor, y las que se usan para demodular, son totalmente independientes de la frecuencia de la portadora del transmisor.

RECEPTOR SINTONIZADOR DE RADIOFRECUENCIAUn TRF es esencialmente un receptor, de tres etapas, que incluye una etapa de RF, una etapa de detector y una etapa de audio. Por lo general, se requieren de dos o tres amplificadores de RF para filtrar y desarrollar suficiente amplitud de las seales, para manejar la etapa de detector. El detector convierte directamente las seales de RF a banda base y la etapa de audio amplifica las seales de informacin a un nivel donde se puedan utilizar.fue uno de los primeros tipos de receptores de AM y se utiliz extensamente hasta mediados de los aos cuarenta.

Se compone de 3 etapas Etapa de RFEtapa detectoraEtapa de audioPor lo general se requieren 2 3 amplificadores RFFiltrar Amplificar la seal recibida

Excitar la etapa del detectorRECEPTOR SINTONIZADOR DE RADIOFRECUENCIA

RECEPTOR SINTONIZADOR DE RADIOFRECUENCIA

DesventajasRECEPTOR SINTONIZADOR DE RADIOFRECUENCIAa). Su ancho de banda es inconsciente y varia con la frecuencia central cuando se sintoniza dentro de un amplio margen de frecuencias de entrada

b). Inestabilidad que se debe a la gran cantidad de amplificadores de RF, todos sintonizados a la misma frecuencia central

c). Sus ganancias no son uniformes dentro de un margen muy grande de frecuencias

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RECEPTOR SUPERHETERODINOEs un receptor de ondas de radio que utiliza un proceso de mezcla de frecuencias o heterodinacin para convertir la seal recibida en una frecuencia intermedia fija, que puede ser ms convenientemente elaborada (filtrada y amplificada) que la frecuencia de radio de la portadora original. Consta de 5 secciones:

Seccin de RFSeccin de mezclador/convertidor, Seccin de IF, Seccin de detector de audio Seccin de amplificador de audio.

SECCIN DE RFConsiste en una etapa pre-selectora y amplificadora.

El pre-selector es un filtro pasabanda sintonizado a la banda ancha.

Su objetivo es proporcionar suficiente limite inicial de banda para evitar que entre una frecuencia imagen.

El amplificador determina la sensibilidad del receptor, estableciendo el umbral de la seal.

SECCIN DE MEZCLADOR/CONVERTIDOR.En esta etapa se encuentra un oscilador local , se refiere a cualquier oscilador dependiendo de la estabilidad y la exactitud deseada

El mezclador tiene como objetivo convertir las radiofrecuencias en frecuencias intermedias

SECCIN FIConsiste en una serie de amplificadores y filtros pasa banda de FI

La mayor parte de la ganancia y la selectividad del receptor se hacen en esta seccin

SECCIN DEL DETECTOR DE AUDIO El objetivo de esta seccin es regresar las seales de FI a la informacin de la fuente originalSECCIN DEL AMPLIFICADOR DE AUDIO Esta seccin abarca varios amplificadores de audio en cascada, y una o mas bocinas o parlantes

FRECUENCIA IMAGEN.La frecuencia imagen es cualquier otra frecuencia que no sea la portadora de la frecuencia de radio seleccionada que, si se le permite entrar a un receptor y mezclarse con el oscilador local, producir una frecuencia de producto cruzado que es igual a la frecuencia intermedia.

Una frecuencia imagen es equivalente a una segunda frecuencia de radio que producir una FI que interferir con la FI de la frecuencia de radio deseada. Una vez que una frecuencia imagen se ha mezclado en forma descendente hasta llegar a la FI, no puede sacarse por filtracin o supresin.

CIRCUITOS DETECTORES DE AMLa funcin de un detector de AM es demodular la seal de AM, recuperar y reproducir la informacin de la fuente original. La seal recuperada debe contener las mismas frecuencias que la seal de informacin original (banda base) y debe tener las mismas caractersticas relativas de amplitud. Al detector de AM a veces se le llama el segundo detector, siendo el mezclador/convertidor el primer detector porque precede al detector de AM.

CIRCUITOS DE CONTROL AUTOMTICO DE GANANCIA (AGC)Un circuito de control automtico de ganancia (AGC) compensa las variaciones menores en el nivel de seal de RF recibida. El circuito AGC incrementa automticamente la ganancia del receptor, para niveles de entrada de RF dbiles, y reduce automticamente la ganancia del receptor, cuando se recibe una seal de RF fuerte.

DISEO DE UN DETECTOR DE AM A DIODO

DISEO DE UN DETECTOR DE AM A DIODORL equivale a la resistencia de carga que presenta la etapa de audio.

El circuito de AGC hace que la amplitud de la portadora permanezca constante a la entrada del detector.

El potencimetro P trabaja como resistencia de descarga del capacitor y control de volumen de audio.

Ragc equivale a la resistencia que presentan los circuitos a los que se conecta.

El circuito R1 C4 es un filtro pasa bajos para promediar la seal de audio de modo tal que la tensin de AGC sea equivalente a la amplitud de la portadora sin modular.

C5 es un capacitor de paso para bloquear la c.c.

POR SU ATENCION MUCHAS GRACIAS