INTRODUCCIÓN A LA TRANSMISIÓN POR RADIO

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Contenido1.- Razones para modular.

2.- Modulaciones analógicas.

Objetivo

Edison Coimbra G.TRANSMISIÓN ANALÓGICA

Tema 1 de:Última modificación:1 de febrero de 2011

El estudiante será capaz de explicar las razones para modular y describir y explicar las diferencias entre los diferentes esquemas de modulación analógica y modulación digital.

4.- Configuración del transmisor de radio.

3.- Modulaciones digitales.

5.- El espectro electromagnético.

1.- Razones para modular.

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Las señales de información (voz, video, datos) se transmiten, por lo general, a través de medios guiados. Pero, cuando las distancias son grandes, o cablear es caro, o por razones de movilidad, se utiliza la transmisión por radio.

¿Qué pasaría si una señal de voz se transmitiera en sus frecuencias originales, en su banda base (300 a 3.400 Hz)?

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Se producirían interferencias. Entre las señales que ocupen rangos de frecuencias comunes.

Se requerirían antenas de gran longitud.

Por ejemplo, para transmitir un tono de voz de 3 kHz, que generaría una λ = 100 km, se necesitaría una antena de λ/2 = 50 km de longitud.

Caso

Solución Recurrir a la técnica de modulación, mediante la cual la información se “imprime” en una onda senoidal de alta frecuencia conocida como portadora.

La señal de información (banda base) se conoce como moduladora.

Tipos de modulaciones

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El tipo de modulación depende de la señal moduladora a transmitir, la cual puede ser: Analógica (voz y video) Digital (voz y video digitalizados y datos de PC).

La modulación consiste en variar un parámetro de la portadora: la amplitud, frecuencia o fase.

vc(t) = amplitud instantánea, en V.

Ec = amplitud pico, en V.

fc = frecuencia portadora, en Hz.

θ = fase, en rad.

Caso de señales analógicas

AM

Caso de señales digitales

FMPM

ASKFSKPSKQAM

La transmisión por radio solo permite la propagación de portadoras analógicas.

Po

rta

do

ra

2.- Modulaciones analógicas.

Esquema de AMSeñal de información

Señal portadora

Señal AM

Señal de información

Señal portadora

Señal FM

La modulación PM produce FM. Son similares. Ambas son formas de modulación angular.

Dominio del tiempo

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La señal de información es una señal de voz o video, compuesta, según Fourier, por múltiples ondas seno de distintas frecuencias.

Esquema de FMCaso de una onda simple

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Ancho de banda de AM

Dominio de la frecuenciaEspectro de AM

La modulación AM crea un ancho de banda igual al doble que el ancho de banda de la señal moduladora, centrado alrededor de la frecuencia portadora.

Ambas bandas laterales llevan a misma información. Por esta razón, en algunas aplicaciones se descarta una banda, reduciendo el ancho de banda a la mitad.

Radiodifusión comercial

Una banda entre 530 y 1.700 kHz se asigna a la radio AM.

Cada radio AM utiliza una portadora diferente.

Cada estación necesita 10 kHz de BAM.

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Ancho de banda de FM

Dominio de la frecuenciaEspectro de FM

Radiodifusión comercial

FM tiene una banda entre 88 y 108 MHz .

Cada radio FM utiliza una portadora diferente.

A cada estación se asignan 200 kHz de BFM.

La modulación FM crea un ancho de banda difícil de determinar, pero se puede demostrar empíricamente que es varias veces la de la moduladora, dependiendo de los parámetros de modulación. 10 es un valor frecuente.

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3.- Modulaciones digitales.Dominio del tiempoEsquema de ASK

FSK

PSK

QAM Caso de 3 bits/baud

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Ancho de banda de modulaciones digitales

Dominio de la frecuenciaEspectro de ASK, PSK y QAM

Espectro de FSKEl ancho de banda necesario para una transmisión QAM es el mismo que para ASK y PSK.

La modulación digital crea un ancho de banda proporcional a la tasa de señal en baud, centrado alrededor de la frecuencia portadora.

Significa que si hay disponible un canal paso banda, se puede elegir la portadora de manera que la señal modulada ocupe el ancho de banda.

Se puede pensar en FSK como en dos señales ASK, cada una con su frecuencia portadora.

4.- Configuración del transmisor de radio.

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Son 4Requerimientos básicos del transmisor

1.- Debe generar la portadora de alta frecuencia.

2.- Debe modular

3.- Debe amplificar potencia para la distancia deseada.

4.- Debe acoplar para máxima transferencia de potencia a la antena.

El transmisor es la unidad electrónica que acepta la señal de información que se transmite y la convierte en una señal de radiofrecuencias capaz de transmitirse a grandes distancias.

A pesar de la gran variación en la potencia de salida, apariencia física y tipo de modulación, los transmisores tienen sólo unas configuraciones básicas.

El transmisor de un celular genera unos pocos mW. El de radiodifusión de onda corta del orden de MW.

5.- El espectro electromagnético.

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Es el conjunto de ondas electromagnéticas ordenadas de acuerdo a su frecuencia y longitud de onda.

Definición

Se divide en segmentos. Cuando se asignaron nombres, sólo se consideraron las bandas de bajas, medias y altas frecuencias (LF, MF y HF). Nadie esperaba rebasar los 10 MHz.

Bandas de las ondas de radio

Cuando sucedió, se asignaron nombres hacia arriba y abajo. Las más altas se denominaron bandas de muy, ultra, súper y extremadamente alta frecuencia (VHF, UHF, SHF y EHF).

Más allá de eso ya no hay nombres; sin embargo, se han sugerido las siguientes designaciones: tremendamente, increíblemente, asombrosamente y prodigiosamente alta frecuencia (THF, IHF, ASH y PHF).

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Bandas de frecuencias

FIN