7/25/2019 Introd a Las Comunicaciones
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Introduccin a las Comunicaciones
Electrnicas
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SumarioSumario
Elementos de un Sistema de Comunicaciones. Seales, Espectros y Filtros. Espectro Electromagntico y Bandas de Frecuencias.
Longitud de Onda Teora de n!ormaci"n. #odos de Transmisi"n. Clasi!icaci"n de los di!erentes tipos de ruido. $elaci"n Seal a $uido% S&' Factor de $uido e (ndice de $uido.C)lculo de *eci+eles.Clasi!icaci"n de las Tcnicas de #odulaci"n.
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Elementos de unElementos de unSistema deSistema de
ComunicacionesComunicacionesn sistema de comunicaci"n, en !orma general,est) constituido por los siguientes elementos
+)sicos%
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FUENTE:
Es el -ue origina el mensae,/0o1 2umana.
/na imagen de tele3isi"n./n mensae de te4to.Simplemente datos.
Esta se conoce como seal de Banda Base.
TRANSMISOR:
Con3ierte la seal de +anda +ase en otraseal, con caractersticas m)s "ptimas paraser en3iadas por el canal.
Tx RxF
T
Elementos de unElementos de unSistema deSistema de
ComunicacionesComunicaciones
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CANAL DE COMUNICACIONES:Es el medio de transmisin:
-Un alambre.
-Un Cable Coaxial.
-Gua de ondas.
-Fibra ptica
-Enlace de radio.
Tx Rx
R/I
C
Elementos de unElementos de unSistema deSistema de
ComunicacionesComunicaciones
RUIDO/INTERFERENCIAS:
Son agentes extremos a nuestro sistema ue a!aden omodi"ican la in"ormacin ue se est# transmitiendo.
Esto puede ser causado por los euipos utili$ados%
alambres% conductores% atms"era% etc.
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RECEPTOR:
&rocesa la se!al pro'eniente del canal
( la trans"orma en banda base%
intentando eliminar la inter"erencia o
ruido introducido.
DESTINATARIO:Es la unidad a la ue se entrega el
mensa)e
Tx Rx D
R
Elementos de unElementos de unSistema deSistema de
ComunicacionesComunicaciones
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Eemplos de Sistemas de Comunicaciones
Elementos de unElementos de unSistema deSistema de
ComunicacionesComunicaciones
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SealesSealesSeales:
Es la respuesta -ue tiene un sistema ante un estmuloe4terno.
SISTEMAESTIMULO RESPUESTA (Seal)
Eemplos
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Ejemplo de SealesEjemplo de Seales
SISTEMA
ESTIMULO
RESPUESTA
(Seal)
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EspectroEspectroEspectro de Frecuencia:
Las seales en el mundo de las comunicaciones, tienen uncomportamiento -ue puede ser descrito por ecuacionesmatem)ticas, usualmente e4isten en el dominio deltiempo, donde la 3aria+le independiente es 5t6.
Estas seales tam+in tienen un comportamiento yecuaciones en el dominio de la !recuencia, donde la3aria+le independiente es 5!6. El an)lisis espectral est)
+asado en el uso de las Series y Transformadas deFourier.
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EspectroEspectro
DominioDominio
deldel
TiempoTiempo
DominioDominiode lade la
FrecuenciaFrecuencia
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FiltrosFiltros
Filtros Electrnicos
n !iltro electr"nico, es unelemento -ue discrimina una
determinada !recuencia o gama de!recuencias de una o m)s sealeselctricas -ue pasan a tra3s de l.
Existen diferentestipos de filtros, segn
los re!"eri#ientos
ne$es%rios&
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EspectroEspectro
ElectromagnticoElectromagnticoEs la u+icaci"n de todos los rangos de !recuencias de lasdi!erentes seales, en un mismo sistema de re!erencia. Estepuede su+di3idirse seg7n su uso.
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BANDAS DE RADIO CORRESPONDIENESA! ESPECRO RADIOE!"CICO
NO#BRE DE !A BANDA FREC$ENCIAS !ON%I$DES DEONDA Banda &!F (Very Low Frequencies Frecuencias MuyBajas)
' ( ') *+, -)) ))) ( -)))) m
Banda !F (Low Frequencies Frecuencias Bajas) ') ( ')) *+, -) ))) ( - )))m
Banda #F (Medium Frequencies Frecuencias Medias)')) ( ' )))
*+,- ))) ( -)) m
Banda +F (High Frequencies Frecuencias l!as) ' ( ') #+, -)) ( -) m Banda &+F (Very High Frequencies Frecuencias Muy
l!as)') ( ')) #+, -) ( - m
Banda $+F ("l!ra High Frequencies Frecuencias "l!ral!as) ')) ( ' )))#+, - m ( -) cm
Banda S+F (#uper High Frequencies Frecuencias#uper l!as)
' ( ') %+, -) ( - cm
Banda E+F ($%!remely High Frequencies Frecuencias$%!remadamen!e l!as)
') ( ')) %+, - cm ( - mm
EspectroEspectro
ElectromagnticoElectromagntico
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!ongitud de Onda!ongitud de Onda
La longitud de onda de una onda descri+e cu)n larga es laonda. La distancia e4istente entre dos crestas o 3allesconsecuti3os es lo -ue llamamos longitud de onda. Seencuentra medida en metros y se mide respecto a la
3elocidad de la lu1.
"
c
=
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eor.a de In/ormaci0neor.a de In/ormaci0n
La informacin es, a-uella -ue se produce en la !uentepara ser trans!erida al usuario.
La teora de informacin es el estudio muy pro!undodel uso e!iciente del anc2o de +anda para propagarin!ormaci"n a tra3s de sistemas electr"nicos decomunicaciones.
Ley de 8artley%
t*+,
donde:donde:
,Capacidad de ,n"ormacin,Capacidad de ,n"ormacin
+nc/o de +anda 01ert$2+nc/o de +anda 01ert$2
tTiempo de Transmisin 0seg.2tTiempo de Transmisin 0seg.2
Esta le1 no permite cuanti2car la
capacidad de in/ormaci0n 3o4tener un
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+=
3
S+, 9log:
Limite de S2annon de Capacidad de n!ormaci"n
+=
3
S+, 9log;:,; 9s tenemos la siguiente clasi!icaci"n%
Clasi2caci0n de losClasi2caci0n de los
RuidosRuidos
Interferencias&aturales:
Interferencia
"ec'a por el
"omre:
/ Otros sistemas de comunicaci"n
/ C2ispas de ignici"n en los autom"3iles/ ?um+ido de @< 8ert1 de la red de alimentaci"n/ nter!erencias de radio !recuencia
/ *istur+ios atmos!ricos
/ $adiaci"n e4traterrestre/ >cti3idad solar.
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Otro tipo de ruido e4istente es el denominado )uidoT*rmico+-ue es el 3oltae de ruido de+ido al mo3imiento departculas cargadas Apor lo general electrones en mediosconductores. #atem)ticamente la potencia del ruido trmicose calcula con la ecuaci"n%
*onde ' es la potencia del ruido en ats
B es el anc2o de +anda D es la constante de Bolt1man oules 4 D T es la temperatura a+soluta en grados Del3in
N=KTB
:;9
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,olta-e de ruido.La !igura muestra el circuito e-ui3alente de una !uente deruido, donde su resistencia interna A$9 est) en serie conel 3oltae rms de ruido A0n.Hara el peor de los casos $ I $9, donde $ es laresistencia de carga. Hor tanto, el 0oltae de $uido se
puede calcular, seg7n la ecuaci"n%
R8T+-93 J0n
$9
$
Fuente de $uido
Clasi2caci0n de losClasi2caci0n de los
RuidosRuidos
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)uido /lancoSon tipos de !uentes de ruido=aussiano y tienen una densidad
espectral plana so+re un inter3aloamplio de !recuencias.
Tal espectro tiene todos loscomponentes de !recuencias en igual
proporci"n y se le designa en !ormacorrecta como ruido +lanco por laanaloga de la lu1 +lanca.
Clasi2caci0n de losClasi2caci0n de los
RuidosRuidos
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Relaci0n seal a RuidoRelaci0n seal a Ruido
3S;R63S;R6La relaci"n seal ruido se denota como S&$ e indica lacantidad de ruido -ue contiene una seal en cuesti"n.Est) e4presado en deci+elios AdB.
#ientras m)s alto sea este 3alor, menor ser) la cantidad deruido presente en la seal.
SNR = S
N
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Factor de Ruido e IndiceFactor de Ruido e Indicede Ruidode Ruido
El factor de ruido denotado comoFF y el ndice deruido, denotado como3F3F.
Son ndices -ue indican la degradaci"n en la relaci"n
seal a ruido con!orme la seal se propaga por unampli!icador sencillo, una serie de ampli!icadores o unsistema de comunicaciones.
El !actor de ruido es la relacin deS/Nde entrada entrela relacinS/Nde salida.
Esto es, el !actor de ruido es una relaci"n de relaciones.
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#atem)ticamente se tiene%
El ndice de ruido es el !actor de ruido e4presado en dB,es decir%
( )
( )o
i
3S
3S-F
&
&
0F2-0d+2 9
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Qu son los Decibeles?Qu son los Decibeles?
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El Deci4elEl Deci4el
Es una unidad logartmica de medici"n usada paracomparar dos ni3eles de potencia.
*enotando con&rel ni3el de re!erencia, el deci+el 0d+2se
de!ine mediante la ecuaci"n%
donde H es una potencia conocida.
r
&
&-d+ 9
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C
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Los deci+eles tam+in se usan para indicar ni3eles depotencia a+soluta.
Hara lo cual se agrega una tercera letra a la notaci"n.
Si el ni3el de re!erencia &res de 9 att, la potencia &see4presa en deci+eles por encima de un att, denotado pord+y se determina como%
PdBW
=10log10P
C
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En caso -ue la seal de re!erencia sea de 9 mK, lapotencia & se e4presa en deci+eles por encima de 9miliatt y se denota por dBm.
Hor otro lado, se sa+e -ue%
Si sustituimos la potencia en nuestra ecuaci"n de*eci+eles, tenemos -ue la potencia en deci+elios
podemos calcularla como%
P=
V2
R
dB=20log10V
C
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Con0ertir la si1uiente relacin a d/ : 2333 y 3+334.
En am+os casos se conoce la relaci"n de potencia, esdecir%
Si se aplica la ecuaci"n original de deci+el para am+oscasos, se tiene%
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Se desea conocer el 0alor de potencia a partir del 0alordado en d/. Con0ertir a 0alores num*ricos los
si1uientes 0alores en d/: 56+4 d/+ #7d/8+ 57 d/m
En el primer caso se aplica la ecuaci"n%
para o+tener%
20d+
r
-&
& 9
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Hara el segundo caso el 3alor en deci+eles se encuentradado con re!erencia a 9 att, en este caso se aplica laecuaci"n
para o+tener%
PdBW
=10log10P
9#*e onda continua
>ngular H# >nal"gica F#
H># HK# *e pulsos HH##odulaci"n T*# HC#
>SD FSD *igital HSD *HSD
>#
ipos deipos de
#odulaci0n#odulaci0n
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Acti5idades deActi5idades deAutodesarrolloAutodesarrollo
$ealice una re3isi"n del captulo del Li+ro K.Tomasi.
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Final del Tema