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    uaderno de ejercicios del estudiante

    91582-02Edicin 2

    Telecomunicaciones digitales 2

    >{Z443091582020603

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    SEGUNDA EDICIN

    Cuarto impresin, marzo de 2006

    Copyright 2005 Lab-Volt Systems, Inc.

    Todos los derechos reservados. Ninguna parte de esta publicacin puede ser reproducida guardada en un sistema de recuperacin. Tampoco puede transmitirse de ninguna forma o medelectrnico, mecnico, fotocopiado, grabado o cualquier otro sin permiso previo por escrito Lab-Volt Systems, Inc.

    La informacin en este documento est sujeta a cambio sin notificacin y no representa ucompromiso de parte de Lab-Volt Systems Inc. El software FACET de Lab-Volt y otrosmateriales descritos en este documento estn elaborados bajo una licencia de acuerdo o uacuerdo de no revelacin. El software puede ser utilizado o copiado segn los trminos dacuerdo.

    ISBN 0-86657-276-7ISBN 978-0-86657-276-7

    Los logotipos de Lab-Volt y FACET son marcas registradas de Lab-Volt Systems Inc.

    Todas las marcas son propiedad de sus respectivos dueos. Otras marcas o nombres comercialse pueden utilizar en este documento para hacer referencia ya sea a la entidad que reclama marca y nombres o a sus productos. Lab-Volt Systems Inc. niega cualquier inters de propieda

    en las marcas comerciales y nombres comerciales distintos de las propias.

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    Licencia de acuerdo de Lab-VoltAl utilizar el software en este paquete, usted est de acuerdoen quedar ligado a los trminos de esta licencia de acuerdo, ala garanta limitada y al descargo de responsabilidad.Esta Licencia de acuerdo constituye el completo acuerdoentre usted y Lab-Volt. Si usted no est de acuerdo con los

    trminos de este acuerdo, no utilice este software.Devuelva a tiempo los multimedia de FACET (discocompacto CD-ROM) y todos los dems materiales quehacen parte del producto FACET, a Lab-Volt dentro dediez das para un tener un reembolso total o un crditopor parte de Lab-Volt.1. Concesin de la licencia. En consideracin al pago delcosto de la licencia, la cual hace parte del precio que usted pag por este producto de Lab-Volt, Lab-Volt, comoLicenciador, le concede, al Licenciado, una licencia noexclusiva e intransferible para utilizar esta copia en CD-ROMdel software con el mdulo correspondiente de la FACETLab-Volt se reserva todos los derechos no expresamenteconcedidos para la licencia.

    2. Propiedad. Como licenciado, usted tiene la propiedad delmedio fsico sobre el cual el CD-ROM es grabado o fijadooriginalmente, pero Lab-Volt retiene el ttulo de la propiedadde los programas grabados en el disco compacto original ycualquier copia o copias subsecuentes del CD-ROM, sin teneren cuenta la forma o el medio por el cual el original y las otrascopias puedan existir. Esta licencia no es una venta del programa software original del CD-ROM de Lab-Volt ocualquier parte o copia de este.3. Restricciones de copia. El CD-ROM software y losmateriales acompaantes tienen derechos de copia ycontienen informacin de la propiedad y secretos de comerciode Lab-Volt. La copia desautorizada del CD-ROM anmodificada, combinada o incluida con otro software o conmateriales escritos est prohibida explcitamente. Usted puedeadquirir responsabilidad legal por cualquier infraccin de losderechos de propiedad intelectual de Lab-Volt que seacausada o fomentada al no acatar los trminos de esteacuerdo. Usted puede hacer copias del CD-ROM slo para propsitos de respaldo dando aviso de los derechos reservadosde copia que es reproducido en su totalidad en la copia derespaldo.4. Usos permitidos. Este CD-ROM, la Gua del profesor ytoda la documentacin acompaante tienen la licencia parausted, el licenciado, y no puede ser transferida a una tercera parte por ningn perodo de tiempo sin el previoconsentimiento escrito a Lab-Volt. Usted no puede modificar,adaptar, traducir, revertir la ingeniera, descompilar,desmantelar o crear trabajos derivados basndose en el

    producto de Lab-Volt sin el previo permiso escrito de Lab-Volt. Los materiales escritos provistos para usted no puedenser modificados, adaptados, traducidos o utilizados para creartrabajos derivados sin el previo permiso escrito de Lab-Volt.5. Terminacin. Este acuerdo es efectivo hasta que setermine. Este se terminar automticamente sin la notificacinde Lab-Volt si usted no acata las provisiones contenidas aqu.Despus de la terminacin usted deber destruir los materialesescritos, el CD-ROM del software de Lab-Volt y todas lascopias de estos, en parte o en su totalidad, incluyendo lascopias modificadas, si existe alguna.

    6. Registro. Lab-Volt puede de vez en cuando actualizar elCD-ROM. Las actualizaciones pueden estar disponibles parausted nicamente si la tarjeta de registro de propiedad firmadaest archivada en Lab-Volt o donde un beneficiario autorizadode tarjeta de registro.7. Varios. Este acuerdo est regido por las leyes del estado de New Jersey.

    Garanta limitada y descargo deresponsabilidadEste CD-ROM software ha sido diseado para asegurar lacorrecta operacin cuando se utilice en la manera y dentro delos lmites descritos en la gua del mdulo. Como productosoftware altamente avanzado, es bastante complejo, por tanto,es posible que si es utilizado en configuraciones hardware concaractersticas distintas a aquellas especificadas en la gua del profesor o en ambientes con otros productos software noespecificados, inusuales o extensivos, el usuario puedeencontrar problemas. En tales casos, Lab-Volt har esfuerzosrazonables para asistir al usuario para operar correctamente elCD-ROM pero sin garantizar su funcionamiento correcto en

    cualquier hardware o ambiente software distinto que eldescrito en la Gua del mdulo.Este CD-ROM software est garantizado conforme a lasdescripciones y sus funciones como lo especifica la gua del profesor. Despus de una notificacin apropiada y dentro deun perodo de tiempo de un ao desde la fecha de instalaciny/o aceptacin del cliente, Lab-Volt, a su nica y exclusivadisposicin, reparar cualquier inconformidad o reemplazarcualquier disco compacto defectuoso sin ningn costo.Cualquier revisin substancial de este producto, hecha para propsitos de correccin de las diferencias del software dentrodel perodo de garanta, estar disponible para los propietariosregistrados y sin costo, teniendo como base la licencia. Elsoporte de garanta para este producto es limitado, en todoslos casos, a errores de software. Los errores producidos pormal funcionamiento del hardware o la utilizacin de hardwareno especificado u otro software no estn cubiertos.EL LICENCIADOR NO HACE NINGN TIPO DE OTRASGARANTAS CONCERNIENTES A ESTE PRODUCTO,INCLUYENDO GARANTAS O COMERCIABILIDAD ODE APTITUD PARA UN PROPSITO EN PARTICULAR,EL LICENCIADOR NIEGA RESPONSABILIDAD ENTODAS LAS OBLIGACIONES O RESPONSABILIDADESDE PARTE DEL LICENCIADOR POR DAOS,INCLUYENDO PERO NO LIMITADO A DAOS CON-SECUENTES O ESPECIALES QUE SURGEN DE O ENCONEXIN A LA UTILIZACIN DE ESTE PRODUCTOSOFTWARE LICENCIADO BAJO ESTE ACUERDOPreguntas concernientes a este acuerdo y a la garanta y todaslas peticiones para la reparacin del producto deben serdirigidas al respectivo representante de Lab-Volt en su rea. LAB-VOLT SYSTEMS, INC.P.O. Box 686Farmingdale, NJ 07727Atencin: Desarrollo de programaTelfono: (732) 938-2000 (800) LAB-VOLTFax: (732) 774-8573Soporte tcnico: (800) 522-4436E-mail de soporte tcnico: [email protected]

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    ndice

    Unidad 1 Familiarizacin con el tablero de circuitos ..............................................................1 Ejercicio 1 Introduccin al tablero de circuitos ......................................................................Ejercicio 2 Modelo de sistemas de comunicaciones..............................................................

    Unidad 2 Codificacin de lnea................................................................................................1 Ejercicio 1 Codificacin.........................................................................................................Ejercicio 2 Decodificacin.....................................................................................................

    Unidad 3 Conmutacin FSK (desplazamiento de frecuencia)..............................................23 Ejercicio 1 Generacin de la seal FSK.................................................................................

    Ejercicio 2 Deteccin asincrnica FSK..................................................................................3Ejercicio 3 Deteccin sincrnica FSK ...................................................................................3

    Unidad 4 Conmutacin PSK (desplazamiento de fase) .........................................................35 Ejercicio 1 Generacin de seal PSK.....................................................................................Ejercicio 2 Deteccin sincrnica............................................................................................4

    Unidad 5 Conmutacin ASK (desplazamiento de amplitud)................................................43 Ejercicio 1 Generacin de seal ASK....................................................................................4Ejercicio 2 Deteccin de seal ASK......................................................................................4

    Unidad 6 Efectos del ruido.......................................................................................................5 Ejercicio 1 Simulador de canal ..............................................................................................5Ejercicio 2 Los efectos del ruido en ASK/PSK .....................................................................6Ejercicio 3 Los efectos del ruido en FSK...............................................................................6

    Unidad 7 Mdem....................................................................................................................... Ejercicio 1 Mdem de FSK....................................................................................................Ejercicio 2 Mdem de DPSK.................................................................................................

    Apndice A Seguridad ........................................................................................................... A

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    Introduccin

    Este cuaderno de ejercicios del estudiante brinda un esquema unidad por unidad del currculo dCircuitos de fallas asistidas para la enseanza tcnica de la electrnica FACET (de las siglas eningls Fault Assisted Circuits for Electronics Training, FACET ).

    La seccin del curso incluye la siguiente informacin y espacio para tomar notas a medida queusted avanza a lo largo del currculo.

    el objetivo de la unidad fundamentos de la unidad una lista de los nuevos trminos y palabras para la unidad el equipo requerido en la unidad los objetivos del ejercicio la discusin del ejercicio notas del ejercicioEl Apndiceincluye informacin acerca de la seguridad.

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    Telecomunicaciones digitales 2 Unidad 1 Familiarizaci n con el tablero de circuitos

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    UNIDAD1 FAMILIARIZACIN CON EL TABLERO DE CIRCUITOS

    OBJETIVO DE LA UNIDADAl completar esta unidad, usted ser capaz de explicar y demostrar los principios de lamodulacin y la demodulacin digitales y los bloques de circuitos en su tablero de circuitosTELECOMUNICACIONES DIGITALES 2.

    FUNDAMENTOS DE LA UNIDAD

    En el actual mercado tecnolgico del manejo rpido de informacin, aparecen nuevosdispositivos electrnicos, casi a diario, para el entretenimiento de los consumidores, el manejo dnegocios, el control de la industria y el procesamiento de informacin. Con el fin de expandir ymejorar la operacin, versatilidad y utilidad de estos dispositivos, pueden ser vinculados entre sy clasificados como dispositivos para telecomunicaciones digitales.

    Generalmente, la comunicacin involucra un intercambio de informacin entre dos personas odos dispositivos. Este intercambio puede tomar varias formas, desde la conversacin cara a carentre dos personas, hasta la transferencia distante de datos cientficos entre una estacin terrestry un satlite espacial.

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    Telecomunicaciones digitales 2 Unidad 1 Familiarizaci n con el tablero de circuitos

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    La telecomunicacin digital es la transmisin electrnica de informacin codificada o datos deun punto a otro. El aprendizaje de la telecomunicacin digital involucra la comprensin de suselementos, incluyendo la codificacin, la decodificacin, la modulacin, la demodulacin y elmedio de transmisin.

    La figura de arriba muestra cmo una seal digital(DIGITAL SIGNAL) de entrada es procesada para la transmisin y recepcin. En el extremo transmisor la seal de entrada controla uncodificador(ENCODER), el cual cambia los datos en forma apropiada para la transmisin. Laseal codificada(ENCODED SIGNAL) es luego procesada por un modulador(MODULATOR),el cual prepara la informacin para la transmisin. La seal modulada(MODULATED SIGNAL) es transmitida sobre un medio de transmisin(TRANSMISIN MEDIUM) o canal(CHANNEL).Generalmente, el medio de transmisin incluye las ondas areas, los cables y las fibras pticas.

    La seal de salida del demodulador(DEMODULATOR) es idntica a la seal codificada, antesde ser modulada en la seccin del transmisor. La seal digital recuperada(RECOVERED DIGITAL SIGNAL) es idntica a la seal de entrada original.

    Existen diversos mtodos de transformacin o de codificacin; la informacin transferida dentrde un formato binario se muestra aqu. Las tres tcnicas ms comunes para codificar son NRZ(sin regreso a cero), RZ (regreso a cero) y MAN (Manchester). La eleccin del mtodo dependde varios criterios de transmisin, los cuales sern explicados en las siguientes unidades.

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    Esta figura muestra los diversos tipos de modulacin digital, usados en la transmisin y surelacin con una seal codificada NRZ. FSK (Conmutacin por desplazamiento de frecuencia),PSK (Conmutacin por desplazamiento de fase), as como ASK (Conmutacin pordesplazamiento de amplitud) son los 3 diferentes tipos de modulacin. Note que las sealesmoduladas cambian para algunos de los tiempos del bit (los intervalos sealados del 1 al 5).

    Examinar los tres tipos de modulacin, con detalle, en las unidades posteriores.

    Los tres tipos bsicos de comunicacin son: simplex(SIMPLEX), semidplex(HALF DUPLEX)y dplex completo(FULL DUPLEX), como se muestra aqu. El simplex implica a lacomunicacin en un sentido de un dispositivo a otro. El semidplex es la comunicacin bidireccional mediante un canal simple. Como un canal es empleado, los 2 dispositivos debencompartir el tiempo. En otras palabras, cada computadora puede transmitir a la otra, pero nosimultneamente. El dplex completo utiliza dos canales por separado para permitir latransmisin y la recepcin simultneas por los dos dispositivos.

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    Esta figura muestra un sistema de comunicacin digital tpico entre dos computadoras. Cadacomputadora est conectada a unmdem(modulador-demodulador). El mdem modula lasseales salientes(SIGNALS OUT) para la transmisin y demodula las seales entrantes(SIGNALS IN) para la recepcin. En este ejemplo, la informacin es transferida a travs de lneasde telfono. La seal transportada por medio del canal es una seal analgica, modulada con lodatos digitales codificados. La transmisin que emplea tcnicas de modulacin como en elejemplo mostrado, se llama transmisin de ancho de banda.

    Tambin es posible para dos dispositivos con una interconexin directa comunicarse sinmodulacin. sta es llamada transmisin debanda base. Una seal transmitida directamente sinser modulada, es llamada una seal de banda base. La transmisin de banda base limita elanchode banda de la transmisin y la distancia entre los dispositivos de transmisin y de recepcin.

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    NUEVOS TRMINOS Y PALABRASmdem - es un dispositivo de conversin de una seal que contiene un modulador y undemodulador.banda ancha - se relaciona a la transmisin de las seales a travs de un rango de frecuencias

    producidas por un sistema de portadora modulada.banda base - la banda de frecuencias asociada con una seal original de una fuente modulada;una seal de mensaje codificada pero sin modular.

    protocolos - son las reglas de la operacin de comunicacin que deben ser respetadas.sincrona - es la relacin de eventos que ocurren al mismo tiempo o que dependen de laocurrencia de una seal temporizadora comn; es la operacin en la misma frecuencia o en lafrecuencia derivada del sistema.asincrona - es la relacin de eventos que ocurre sin una relacin de tiempo predecible o regular para un evento especfico; es la operacin en frecuencias diferentes.bit de inicio - es un bit que precede a los bits de datos en una transmisin y seala el principio dela misma.

    bits de parada son los bits que sigues a los bits de datos en una transmisin y seala el fin de latransmisin. Tambin proporcionan el espacio entre las transmisiones.bloque de datos - un grupo de bits de datos transmitidos como una unidad.

    porcentaje de error de bit (BER) - es la cantidad de datos incorrectos recibidos en unatransmisin digital en un perodo de tiempo especfico.conmutacin on/off (OOK) - es una forma de modulacin ASK en la cual la amplitud ms pequea es 0V.

    EQUIPO REQUIERDOUnidad base de FACET

    Tablero de circuitos TELECOMUNICACIONES DIGITALES 2Fuente de alimentacin +15 VCC y -15 VCC (se requieren 2)Solamente requerida si la unidad de base FACET no contiene una fuente de potenciaOsciloscopio de doble trazo

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    Ejercicio 1 Introduccin al tablero de circuitos

    OBJETIVO DEL EJERCICIOCuando haya completado este ejercicio, usted ser capaz de explicar y demostrarlas funciones de los bloques de circuitos en el tablero de circuitos TELECOMUNICACIONESDIGITALES 2.

    DISCUSIN DEL EJERCICIO Los bloques de circuitos tienen puntos de prueba y diagramas de bloques en modo

    esquemtico del circuito apropiado. El sistema de circuitos por s mismo est contenido en el rea de componentes en el centro

    del tablero de circuitos. Siempre utilice el terminal de tierra ms cercano para medir el punto de mejor inmunidad alruido. Los pares de terminales tienen una lnea punteada entre ellos, indicando que tiene la opcin

    de usar un conector de dos postes. Algunas seales comnmente usadas aparecen en ms de un punto en el tablero de circuitos El bloque codificador codifica el byte de datos para ser transmitido en tres formatos de

    codificacin: RZ (regreso a cero), NRZ (sin regreso a cero), y MAN (Manchester). La seal CLK generada por el tablero de circuitos pulsa una vez por cada intervalo de bit. La seal SINC se genera cada vez que un byte completo es generado. Los circuitos XOR, flip flop-D, y decodificador sincrnico son proporcionados. El tablero de circuitos puede generar las seales moduladas FSK, PSK, y ASK. Los detectores asincrnico y sincrnico son proporcionados para recuperar datos de las

    seales moduladas FSK, PSK, y ASK. El bloque de circuitos simulador de canal permite la simulacin de las condiciones de ruido. El contador BER (porcentaje de error de bit) muestra el nmero de bits incorrectos recibidos

    durante su perodo de prueba.

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    Ejercicio 2 Modelo de sistemas de comunicaciones

    OBJETIVO DEL EJERCICIOEn este ejercicio, usted emplear el tablero de circuitos TELECOMUNICACIONESDIGITALES 2 para demostrar la operacin de un sistema de comunicacin etapa por etapa.

    DISCUSIN DEL EJERCICIO El tablero de circuitos TELECOMUNICACIONES DIGITALES 2 tiene bloques de circuito

    que desarrollan las funciones de todos los elementos del modelo de comunicaciones El bloque codificador genera las seales que son codificadas con datos digitales. En el bloque de circuitos moduladores, las seales codificadas modulan una seal portadora El bloque de circuitos simulador de canal, simula el medio de transmisin sobre el cual la

    seal modulada es portada. La demodulacin es realizada usando los detectores. El bloque decodificador MAN SINC recupera las seales NRZ y de reloj.

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    Telecomunicaciones digitales 2 Unidad 2 Codificaci n en lnea

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    Hay varios tipos de cdigos de lnea en uso tal como AMI, RZ, NRZ y Manchester. La seleccide un cdigo de lnea se ajusta a los requisitos de la respuesta de frecuencia, el ancho de banda,el capacidad de sincronizar relojes y el desarrollo de CC a la deriva.

    Un cdigo de lnea que es usado en el sistema de transmisin digital T1 se llama inversin demarca alterna o AMI ( Alternate Mark Inversion). Una marca o 1, es representada por un pulsosimtrico positivo o negativo alrededor de 0V. Aprecie cmo las marcas alternas estn invertiday tienen un valor caracterstico de +3V o -3V.

    La seal codificada no puede ser transferida de un lugar a otro sin una sincronizacin de sealentre las dos posiciones. En un sistema de sincrona, los relojes del transmisor(TRANSMITTER) y receptor(RECEIVER) deben ser sincronizados.

    En la prctica, la seal de reloj del transmisor puede ser enviada usando una lnea de reloj(CLOCK) separada.

    Muchos tipos de seales codificadas transmitidas contiene informacin del reloj parcial ocompleta. Esto permite al receptor extraer la informacin de reloj de las seales transmitidas.

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    NUEVOS TRMINOS Y PALABRAStransmisin de datos de banda base - cuando una seal se transmite sin modificacin; no hayseal portadora.codificacin de lnea - son las tcnicas de codificacin usadas para la transmisin de datos.

    espectro de frecuencia - es la distribucin de la amplitud (energa) de una seal como unafuncin de frecuencia.seales unipolares - las seales que tienen una polaridad (negativa o positiva) con respecto alcomn del circuito (cero).seal polar - son las seales que poseen polaridad negativa o positiva con respecto al comn delcircuito (cero).baudio - es una unidad de velocidad de transmisin de seales igual al recproco de la duracindel elemento ms corto, medido en segundos.codificacin - tcnica para expresar informacin en trminos de un cdigo.decodificacin tcnica para reproducir informacin clara de datos previamente codificados.bps (bits por segundo) es la velocidad con la cual los bits o dgitos binarios son transmitidos.

    EQUIPO REQUIERDOUnidad base de FACETTablero de circuitos TELECOMUNICACIONES DIGITALES 2MultmetroOsciloscopio de doble trazoGenerador de onda senoidalFuente de alimentacin, 15 Vcc (se requieren 2)

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    Ejercicio 1 Codificacin

    OBJETIVO DEL EJERCICIOCuando haya completado este ejercicio, usted ser capaz de describir tres tcnicas comunes decodificacin de datos, utilizadas dentro de las telecomunicaciones digitales y explicar los beneficios de cada una. Verificar sus resultados, empleando los diagramas de temporizacin yun osciloscopio.

    DISCUSIN DEL EJERCICIO Cuando se estn transmitiendo datos, las caractersticas de la seal de mensaje deben

    adaptarse a las del canal de transmisin. Las diferentes tcnicas de codificacin de seal ofrecen un intercambio completo entre el

    ancho de banda, el contenido de informacion de reloj y el desarrollo de CC. Los niveles binarios de los datos NRZ permanecen fijos por la duracin de un intervalo de bdeterminado.

    En la codificacin RZ, los niveles binarios son representados durante la primera mitad delintervalo de bit y la segunda mitad siempre es cero.

    Los unos y los ceros en los datos codificados Manchester son representados en la primeramitad del intervalo de bit y la segunda mitad del intervalo de bit est siempre en el nivelopuesto.

    Los cdigos RZ y Manchester combinan la informacin de reloj con los datos. Cuando el Manchester es usado, la informacin de reloj puede ser recuperada independiente

    del patrn de datos. Las seales unipolares comnmente cambian entre 0 y +5V. Las seales polares cambian entre un voltaje negativo y positivo (-5 y +5V). Muchos canales de comunicacin son de acople CA y por lo tanto, actan como un filtro

    paso banda. La codificacin Manchester puede necesitar mayor ancho de banda, la cual iguala la

    capacidad de un canal de acople CA.

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    Ejercicio 2 Decodificacin

    OBJETIVO DEL EJERCICIOCuando haya completado este ejercicio, usted ser capaz de describir tres mtodos comunesutilizados para descodificar seales RZ y Manchester a seales NRZ. Verificar sus resultados,empleando diagramas de tiempo y un osciloscopio.

    DISCUSIN DEL EJERCICIO Algunas veces las seales de datos y de reloj son enviadas en lneas separadas. Los datos codificados con seales RZ y Manchester pueden ser decodificados usando un fli

    flop tipo D. Una compuerta XOR puede ser usada para descodificar un dato codificado Manchester.

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    Telecomunicaciones digitales 2 Unidad 2 Codificaci n en lnea

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    NOTAS

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    Telecomunicaciones digitales 2 Unidad 3 Conmutaci n FSK (Desplazamiento de frecuencia)

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    UNIDAD3 CONMUTACINFSK (DESPLAZAMIENTO DE FRECUENCIA)

    OBJETIVO DE LA UNIDADAl completar esta unidad, usted ser capaz de describir la conmutacin por desplazamiento defrecuencia (FSK) y utilizar los circuitos en el tablero de circuitos TELECOMUNICACIONESDIGITALES 2 para generar y detectar seales FSK.

    FUNDAMENTOS DE LA UNIDAD

    La mayora de loscanales analgicostienen unancho de bandaque es inadecuado paratransportar las seales digitales debanda base. La seal recibida ya no contiene los datostransmitidos.

    Las limitaciones de ancho de banda del canal distorsionan las seales que contienen frecuenciafuera de labanda de paso del canal(CHANNEL`S PASSBAND). Note que la mayora de loscomponentes de la frecuencia de banda base estn por debajo de la banda de paso del canal.

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    Telecomunicaciones digitales 2 Unidad 3 Conmutaci n FSK (Desplazamiento de frecuencia)

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    Con la suma de unmodulador y undemodulador, unaseal portadora puede ser usada a finde que sea compatible con la banda de paso del canal. El modulador para la conmutacin pordesplazamiento de frecuencia (FSK) transmite una seal portadora que representa la seal de banda base.

    La seal portadora modulada permanece dentro de la banda de paso del canal y esatenuada. Eldemodulador recibe la seal portadora del canal y recupera la seal digital de banda base.

    FSK es un tipo demodulacin de frecuencia (FM). El modulador FSK genera una seal portadora que cambia en frecuencia. La seal de modulacin controla la frecuencia de salida. Adiferencia de la FM analgica, la FSK utiliza una seal de modulacin digital. La seal portadode FSK es conmutada entre 2 frecuencias especficas, por la seal de modulacin digital.

    Las frecuencias portadoras utilizadas para representar los estados digitales son seleccionadas para que sean compatibles con la banda de paso del canal deseado. Las transmisiones va satli

    generalmente usan seales portadoras de microondas en frecuencias arriba de 1 gigahertz. Latransmisin telefnica utiliza seales portadoras de audio en frecuencias entre 300 Hz y 3 kHz.

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    Telecomunicaciones digitales 2 Unidad 3 Conmutaci n FSK (Desplazamiento de frecuencia)

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    Si la banda de paso del canal es suficientemente ancha, dos seales portadoras pueden serutilizadas para proporcionar operacin dplex completa. La norma BELL 103 define un mdemFSK dplex completo de 300 baudios, empleando dos seales portadoras de audio. La estacinque origina la llamada transmite 1070 Hz para un bajo lgico y 1270 Hz para un lgico alto. La

    estacin que responde la llamada transmite 2025 Hz para un bajo lgico y 2225 Hz para unlgico alto. Cada cambio en la seal de banda base genera un cambio en la frecuencia portadoraFSK de BELL 103 de 300 baudios.

    Los demoduladores FSK estn dentro de dos categoras bsicas:sincrnicos y asincrnicos. Losdemoduladores asincrnicos filtran la seal portadora antes de usar undetector de envolvente para recuperar la seal de banda base. Los demoduladores sincrnicos sincronizan una seal dereferencia con una seal portadora para detectar cambios en la frecuencia de la portadora yrecuperar la seal de la banda base.

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    NUEVOS TRMINOS Y PALABRAS canales analgicos - son las vas de comunicacin destinadas para las seales de mensajeanalgicas. Estos canales estn caracterizados por un ancho de banda limitado y una respuesta frecuencia baja de mala calidad.

    ancho de banda - es la diferencia entre las frecuencias de corte superior e inferior de un circuito.banda base - es la banda de frecuencias asociada con una seal original de una fuente pero sinmodular. Una seal de mensaje codificada pero no modulada.banda de paso - es el rango de frecuencias que pasa a travs de un circuito.modulador - es un circuito que usa un mensaje para variar algunas caractersticas de una seal portadora.demodulador - es un circuito que recupera la seal de mensaje, detectando algunascaractersticas de variacin de la seal portadora.seal portadora - es una seal que puede ser modulada por una seal de mensaje.atenuada - reducida en amplitud.modulacin de frecuencia (FM) - el proceso de combinacin de la seal de mensaje con la seal

    portadora para variar la frecuencia de la seal portadora.sincrnico - es la relacin de eventos que ocurren al mismo tiempo o que dependen de laocurrencia de una seal temporizada comn. Es la operacin en la misma frecuencia o en unafrecuencia derivada del sistema.asincrnico - es la relacin de eventos que ocurre sin una relacin de tiempo predecible o regularOpera en frecuencias independientes.detector de envolvente - es un circuito que detecta cambios en la amplitud de una seal. Es uncircuito que contiene un rectificador y un filtro, los que utiliza para desarrollar demodulacin.bucle de enganche de fase (PLL) - es un circuito que compara su salida con una seal de entrada para producir una salida alineada en fase.acoplado en directo - es un circuito electrnico o componente que es usado para enviar la seal

    portadora al canal.oscilador controlado por voltaje (VCO) - es un oscilador que utiliza un voltaje de entrada paracontrolar su frecuencia de salida.multiplexor analgico (MUX) - es un circuito que pasa una de varias seales analgicasseleccionadas por seales de control.interruptores analgicos - son interruptores controlados electrnicamente, destinados para usarcon seales analgicas.discontinuidades - son las porciones de una forma de onda que no son continuas. Son cambiosabruptos en el voltaje de la seal.

    EQUIPO REQUIERDOUnidad base de FACETTablero de circuitos TELECOMUNICACIONES DIGITALES 2Osciloscopio de doble trazoFuente de alimentacin, +15 Vcc y -15 Vcc (se requieren 2)

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    Ejercicio 1 Generacin de la seal FSK

    OBJETIVO DEL EJERCICIOCuando haya completado este ejercicio, usted ser capaz de:

    describir la relacin entre FSK y la seal de modulacin digital de banda base describir cmo un multiplexor analgico puede ser usado como un modulador de FSK describir el espectro de frecuencia de una seal FSK

    DISCUSIN DEL EJERCICIO FSK es una tcnica simple de modulacin de bajo costo. El modulador FSK puede ser acoplado acsticamente o en directo. Un VCO puede ser usado como un modulador FSK. El tablero de circuitos utiliza en multiplexor analgico como un modulador FSK.

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    NOTAS

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    Telecomunicaciones digitales 2 Unidad 3 Conmutaci n FSK (Desplazamiento de frecuencia)

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    Ejercicio 3 Deteccin sincrnica FSK

    OBJETIVO DEL EJERCICIOAl completar este ejercicio, usted ser capaz de:

    recuperar la seal digital de una seal FSK, usando un detector sincrnico demostrar cmo un bucle de enganche de fase puede ser usado para detectar la seal digital

    de banda base en una seal portadora FSK describir la operacin de un bucle de enganche de fase configurado como un convertidor de

    frecuencia a voltaje

    DISCUSIN DEL EJERCICIO El demodulador FSK recupera la seal digital de banda base, detectando los cambios defrecuencia en la seal portadora FSK.

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    Telecomunicaciones digitales 2 Unidad 4 Conmutaci n PSK (Desplazamiento de fase)

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    UNIDAD4 CONMUTACINPSK (DESPLAZAMIENTO DE FASE)

    OBJETIVO DE LA UNIDADAl completar esta unidad, usted ser capaz de explicar y demostrar los principios de lageneracin de la seal PSK, la sincronizacin de la portadora y la deteccin sincrnica.

    FUNDAMENTOS DE LA UNIDAD

    La conmutacin por desplazamiento de fase (PSK = PHASE-SHIFT KEYING) es una forma demodulacin en la que la fase de la seal portadora(CARRIER SIGNAL) se desplaza cada vez quela seal inteligente digital cambia de estado. La figura muestra cmo justo despus de que laseal NRZ(NRZ SIGNAL)cambia de alto a bajo, la seal PSK(PSK SIGNAL) est en 0 y enfase con la seal portadora.

    Con relacin a la seal portadora, sucede que el desplazamiento de la fase de la seal PSK es 0 para estados NRZ bajos y 180 para los estados NRZ altos.

    Esta figura muestra cmo la seal inteligente es modulada en PSK en su tablero de circuitos. Laseal de entrada digital tiene niveles lgicos de 0V y +5V. Un desplazador de nivel ( LEVELSHIFTER) cambia los niveles lgicos a -5V y +5V. La seal con desbalance CC (SIGNAL WITH DC OFFSET ) se multiplica luego por la seal portadora en un modulador balanceado(BALANCED MODULATOR) para producir la seal PSK.

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    Las seales PSK deben ser detectadas sincrnicamente, puesto que la deteccin asincrnica noreconoce los desplazamientos de fase. En una demodulacin de seal PSK, es indispensableregenerar la seal portadora en el extremo receptor. Esto se realiza por derivacin de la seal portadora de la seal PSK recibida con un sincronizador de portadora(CARRIERSYNCHRONIZER), el cual consta de un doblador de frecuencia(FREQUENCY DOUBLER),PLL, un divisor por 2 y un sistema de circuitos con 90 de desplazamiento de fase.

    La seal portadora regenerada es luego combinada con la seal PSK en un detector de producto(PRODUCT DETECTOR). La salida del detector de producto es filtrada en paso bajo(LOW-

    PASS FILTER) y los pulsos resultantes son formados por un comparador de voltaje(VOLTCOMP) para recuperar la seal inteligente digital original de la seal recibida.

    NUEVOS TRMINOS Y PALABRAS Ningunos

    EQUIPO REQUIERDOUnidad base de FACETTablero de circuitos TELECOMUNICACIONES DIGITALES 2

    Osciloscopio de doble trazoFuente de alimentacin 15 VCC (se requieren 2), solamente requeridas si la unidad base deFACET no contiene una fuente de potencia

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    Telecomunicaciones digitales 2 Unidad 4 Conmutaci n PSK (Desplazamiento de fase)

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    Telecomunicaciones digitales 2 Unidad 4 Conmutaci n PSK (Desplazamiento de fase)

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    Ejercicio 1 Generacin de seal PSK

    OBJETIVO DEL EJERCICIOCuando haya completado este ejercicio, usted ser capaz de explicar y demostrar cmo lageneracin de la seal PSK es efectuada en su tablero de circuitos.

    DISCUSIN DEL EJERCICIO La seal original se desplaza de los niveles lgicos de 0 y +5V a los niveles lgicos polares

    de 5V y +5V. La seal digital polar es entonces multiplicada con la seal portadora en un modulador

    balanceado. Multiplicando por un voltaje positivo produce un desplazamiento de 0. Multiplicando por un voltaje negativo produce un desplazamiento de 180. PSK puede ser usada con cualquier tipo de codificacin.

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    Telecomunicaciones digitales 2 Unidad 4 Conmutaci n PSK (Desplazamiento de fase)

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    Telecomunicaciones digitales 2 Unidad 4 Conmutaci n PSK (Desplazamiento de fase)

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    Ejercicio 2 Deteccin sincrnica

    OBJETIVO DEL EJERCICIOCuando haya completado este ejercicio, usted ser capaz de explicar y demostrar la deteccinsincrnica de una seal PSK. Verificar sus resultados con un osciloscopio.

    DISCUSIN DEL EJERCICIO La sincronizacin de la portadora regenera una seal portadora de la seal PSK recibida. La frecuencia de salida del VCO en un bucle de enganche de fase (PLL) debe duplicar

    tambin la frecuencia de seal PSK. El doblador es un rectificador de onda completa y un filtro paso banda, los cuales remueven

    la inteligencia de la PSK y duplica su frecuencia. La etapa final divide la frecuencia de salida del VCO entre 2 y la desplaza por 90, para producir la seal portadora regenerada. La seal portadora regenerada es mezclada con la PSK para demodular la seal. El filtro paso bajo y el comparador de voltaje llevan a cabo la formacin final de los pulsos.

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    Telecomunicaciones digitales 2 Unidad 4 Conmutaci n PSK (Desplazamiento de fase)

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    Telecomunicaciones digitales 2 Unidad 5 Conmutaci n ASK (Desplazamiento de amplitud)

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    Un interruptor electrnico unipolar de doble vano (SPDTSingle-Pole Double-Throw),controlado por la seal de modulacin digital puede ser utilizado para ilustrar la modulacinASK. La portadora mayor(LARGE CARRIER) se conecta (por el interruptor superior) a la salida para un 1 binario. La portadora menor(SMALL CARRIER) se conecta (por el interruptor inferior)a la salida para un 0 binario.

    Un interruptor electrnico unipolar y univanal (SPST =Single-Pole Single-Throw) puede serusado para ilustrar un tipo ms simple de modulacin ASK. La portadora se conecta (interruptocerrado) a la salida para un 1 binario.

    La portadora se desconecta (interruptor abierto) para la salida de un 0 binario. Esta tcnicaespecial de modulacin de amplitud se llamaconmutacin on/off (OOK =ON-OFF KEYING ).Los cambios abruptos de "on" y "off", entre elementos de sealizacin, requieren un ancho de

    banda de canal mayor que la ASK estndar.

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    Telecomunicaciones digitales 2 Unidad 5 Conmutaci n ASK (Desplazamiento de amplitud)

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    Los demoduladores ASK (detectores) pueden ser ya sea sincrnicos o asincrnicos. Un detectoasincrnicono utiliza una portadora de referencia para recuperar los cambios de amplitud ASK.Un detectorsincrnico recupera los cambios de amplitud ASK, usando una portadora dereferencia que concuerde en frecuencia y en fase con la seal portadora de ASK original.

    NUEVOS TRMINOS Y PALABRAS conmutacin on/off (OOK) - es una forma de ASK en la cual la portadora est activada paratransmitir un 1 binario y desactivada para transmitir un 0 binario.sumador escalador - es un amplificador operacional de inversin que permite escalar cadaentrada antes su adicin.

    filtro paso-bajo con capacitor conmutado - es un filtro activo cuyo elemento resistivo esreemplazado por un capacitor conmutado que permite una frecuencia de corte que es sintonizab por un reloj de sincronizacin.

    EQUIPO REQUIERDOUnidad base de FACETTablero de circuitos TELECOMUNICACIONES DIGITALES 2MultmetroOsciloscopio de doble trazoGenerador de onda senoidalFuente de alimentacin, 15 Vcc (se requieren 2)

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    Telecomunicaciones digitales 2 Unidad 5 Conmutaci n ASK (Desplazamiento de amplitud)

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    Telecomunicaciones digitales 2 Unidad 5 Conmutaci n ASK (Desplazamiento de amplitud)

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    Ejercicio 1 Generacin de seal ASK

    OBJETIVO DEL EJERCICIOCuando haya completado este ejercicio, ser capaz de explicar y demostrar cmo la generacinde ASK se efecta en su tablero de circuitos.

    DISCUSIN DEL EJERCICIO En la conmutacin por deslazamiento de amplitud (ASK), la amplitud de una portadora es

    cambiada entre dos niveles en respuesta a la seal binaria de modulacin. El primer paso desarrollado por el tablero de circuitos de TELECOMUNICACIONES

    DIGITALES 2 es un desplazamiento o desbalance de la seal NRZ. El sumador aade un voltaje CC positivo para la seal NRZ. En la salida del sumador, el bajo lgico de la seal NRZ est arriba del nivel de 0V. El modulador balanceado funciona como un modulador de conmutacin por desplazamiento

    de amplitud. La seal de salida del modulador balanceado desplaza la seal portadora entre dos niveles e

    respuesta a los niveles lgicos NRZ. Cuando la seal NRZ es un 1 lgico, la ganancia del modulador balanceado es fija. Como puede observar, un 1 lgico aparece como la porcin mayor de la seal ASK. Cuando la seal NRZ es 0 lgico, la ganancia del modulador balanceado es una funcin de

    las amplitudes de la seal portadora y de la NRZ. Como resultado, un 0 lgico aparece como la porcin de amplitud menor de la seal de salid

    ASK. Como el voltaje de desnivel se reduce, un 0 lgico aparece en la seal ASK como una

    amplitud de portadora ms pequea. Cuando el desnivel se ajusta a 0VCC, el nivel de la portadora de amplitud mxima del

    modulador balanceado representa un 1 lgico; la ausencia de portadora representa un 0lgico.

    Este caso especial de modulacin de amplitud se llama conmutacin on/off (OOK). La modulacin ASK puede ser usada con otros tipos de codificadores, como un RZ y un

    Manchester.

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    Telecomunicaciones digitales 2 Unidad 5 Conmutaci n ASK (Desplazamiento de amplitud)

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    Telecomunicaciones digitales 2 Unidad 5 Conmutaci n ASK (Desplazamiento de amplitud)

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    Ejercicio 2 Deteccin de seal ASK

    OBJETIVO DEL EJERCICIOCuando haya completado este ejercicio, usted ser capaz de explicar y demostrar cmo ladeteccin ASK se efecta en su tablero de circuitos.

    DISCUSIN DEL EJERCICIO La deteccin o demodulacin, es el proceso de recuperacin de la parte de inteligencia digit

    transmitida de una seal modulada. Los cambios de amplitud en la seal de entrada ASK son detectados para recuperar la seal

    NRZ original. Las seales ASK pueden ser demoduladas asincrnica o sincrnicamente. La demodulacin asincrnica no recupera la portadora no modulada original. Un circuito detector asincrnico utiliza un rectificador de onda completa para rectificar la

    seal ASK, un filtro paso bajo para filtrar la salida del rectificador y un comparador devoltaje para restaurar la seal de salida NRZ del filtro paso bajo a los niveles lgicosapropiados.

    Un detector sincrnico recupera la parte de inteligencia digital transmitida usando una portadora de referencia que concuerda en frecuencia y fase con la seal portadora ASKoriginal.

    Un detector sincrnico reproduce una copia de la seal portadora original. La seal portadora regenerada y la seal modulada ASK son introducidas al mezclador. La salida del mezclador tiene picos positivos variables, dos veces la frecuencia portadora,

    que siguen a las variaciones de amplitud de la seal ASK. Los dos ltimos bloques de circuitos, filtro paso bajo y comparador de voltaje, son los

    mismos que en el circuito detector asincrnico. El filtro paso bajo filtra la salida del mezclador. El comparador de voltaje restaura la seal de salida NRZ del filtro paso bajo a niveles lgico

    apropiados.

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    Telecomunicaciones digitales 2 Unidad 5 Conmutaci n ASK (Desplazamiento de amplitud)

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    Telecomunicaciones digitales 2 Unidad 6 Efectos del ruido

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    UNIDAD6 EFECTOS DEL RUIDO

    OBJETIVO DE LA UNIDADAl completar esta unidad, usted conseguir explicar y demostrar los efectos del ruido en larecepcin de una seal digital.

    FUNDAMENTOS DE LA UNIDAD

    El ruido es una energa elctrica aleatoria indeseable que puede interferir con el mensajetransmitido en un sistema de telecomunicacin.

    El ruido externo(fuera del sistema) puede ser artificial o puede ocurrir naturalmente y puedeentrar al sistema a travs del canal.

    El ruido interno (dentro de un circuito o componente) puede ser producido en el transmisor oreceptor.

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    Telecomunicaciones digitales 2 Unidad 6 Efectos del ruido

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    Existen algunas fuentes posibles de ruido externo. Los disturbios atmosfricos como unrelmpago pueden causar esttica. Varios tipos de radiacin emitida por el sol y otras estrellas pueden interferir con las comunicaciones.

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    Telecomunicaciones digitales 2 Unidad 6 Efectos del ruido

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    Las fuentes de ruido artificial que generan problemas incluyen: lneas de potencia, sistemas deencendido automotriz

    motores elctricos y lmparas fluorescentes.

    Algunos componentes electrnicos generan ruido interno debido a la agitacin trmica de lostomos. Puesto que el nivel de ruido est relacionado con la temperatura, se llamaruidotrmico. El ruido trmico es una forma deruido blanco, el cual tiene la misma cantidad deenerga sobre un rango amplio de frecuencias.

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    Otro tipo de ruido es elruido de disparo, el cual es un ruido aleatorio producido por la corrientea travs de la unin de un semiconductor. El nivel de ruido de disparo es proporcional a lacorriente de polarizacin de la unin.

    El ruido de paso bajo (LOW-PASS NOISE) tiene un rango desde CC hasta una frecuencia decorte fija. En este ejemplo, la frecuencia de corte est cercana a 300 kHz.

    El ruido de paso banda (BANDPASS NOISE) ocurre sobre una banda de frecuenciasespecficas, pero no fuera de stas.

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    En las telecomunicaciones analgicas, donde la seal inteligente puede ser voz o msica, se pueden detectar efectos de ruido como esttica o distorsin de audio.

    En las telecomunicaciones digitales, el ruido(NOISE) excesivo puede cambiar el valor de los bits de datos individuales, dando como resultado la recepcin de datos errneos o invlidos.

    La mayora de las seales incluyen tambin algo de ruido. El ruido excesivo puede ocasionar quse pierda parcial o totalmente la informacin de seal. Para minimizar los efectos del ruido, sunivel debera conservarse pequeo en relacin a la seal actual.

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    La seal superior en esta figura muestra un pulso digital tpico. La seal de abajo es el mismo pulso con el ruido agregado. El ruido casi oculta la seal original.

    Por esta razn es importante mantener unarelacin seal-ruido(SNR =Signal-to-Noise Ratio)favorable. La SNR es la relacin de la amplitud de seal vlida, usualmente empleando valores

    rms:SNR = Vrms (seal) / Vrms (ruido)

    La SNR frecuentemente se expresa en decibeles del siguiente modo:

    SNR (dB) = 20 x log[Vrms(seal)/Vrms(ruido)].

    Idealmente, la relacin seal-ruido ms alta posible debe ser mantenida para asegurar la

    deteccin de la seal error-libre en un receptor.El ruido puede afectar la amplitud o la fase de una seal. El ruido de fase es debido a retardosinherentes a los circuitos y componentes.

    El ruido de amplitud puede ser medido, determinando elporcentaje de error de bit (BER).

    Hay varias formas de medir el BER. Este diagrama de bloques muestra el mtodo usado por el bloque CONTADOR BER en su tablero de circuitos.

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    Los datos transmitidos y recibidos son comparados bit por bit.

    Si los bits no concuerdan, un pulso de error se genera.

    Los errores son totalizados en un contador sobre un perodo de tiempo fijo generado por un

    circuito monoestable (ONE-SHOT CIRCUIT ).Una pantalla indica cuntos errores ocurren en el intervalo de tiempo.

    NUEVOS TRMINOS Y PALABRAS ruido - es una energa elctrica aleatoria indeseable que puede interferir con el mensajetransmitido en un sistema de comunicaciones.ruido externo - ruido originado fuera de un sistema de comunicaciones que se puede introduciral sistema a travs del canal.ruido interno - ruido originado dentro de un circuito o componente en un transmisor o receptor.

    ruido trmico - es el ruido interno generado por la agitacin trmica de los tomos.ruido blanco - es un tipo de ruido que tiene la misma cantidad de energa sobre un amplio rangode frecuencias.ruido de disparo - es el ruido introducido aleatoriamente por el flujo de corriente en una uninsemiconductora.ruido de paso-bajo - es el ruido que tiene un rango de CC hasta cierta frecuencia de corte.ruido de paso-banda - es el ruido que ocurre dentro una banda de frecuencias, pero no fuera deestas frecuencias.relacin seal-ruido - es la relacin de la amplitud de seal con la amplitud de ruido.

    porcentaje de error de bit (BER) - es el nmero de bits incorrectos recibidos en relacin alnmero total de bits transmitidos.

    EQUIPO REQUIERDOUnidad base de FACETTablero de circuitos TELECOMUNICACIONES DIGITALES 2Osciloscopio de doble trazoFuente de alimentacin 15 VCC (se requieren 2)solamente requeridas si la unidad de base FACET no contiene una fuente de alimentacin

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    Ejercicio 1 Simulador de canal

    OBJETIVO DEL EJERCICIOCuando haya completado este ejercicio, usted ser capaz de demostrar los efectos del ruidoexterno en un canal de telecomunicaciones digital. Verificar sus resultados con un osciloscopioy con el bloque de circuitos SIMULADOR DE CANAL en su tablero de circuitos.

    DISCUSIN DEL EJERCICIO El bloque CANAL en su tablero de circuitos simula el medio de transmisin sobre el cual

    una telecomunicacin digital tiene lugar. Un circuito generador de ruido, dentro de este bloque, le permite inyectar una cantidad

    variable de ruido dentro de la seal de entrada y ver los resultados en la terminal receptor. La cantidad de ruido inyectado est controlada por el potencimetro RUIDO. La amplitud de los pulsos del bloque de circuitos CANAL es controlada por el potencimetr

    RUIDO. El amplificador sumador U16A agrega la seal de ruido a la seal de entrada. La salida

    resultante impulsa al op amp U16B, el cual es configurado como un filtro paso bajo. La salida del filtro es amplificada por el U17A antes de ser enviada a uno de los circuitos

    demoduladores. Los tres circuitos amplificador operacional funcionan juntos como un filtro paso banda con

    un rango de frecuencia de alrededor de 160 Hz a 70 kHz. Las seales de ruido dentro de la banda de paso pueden provocar errores de recepcin. Las seales de ruido fuera de la banda de paso del canal no presentan un problema. El generador de ruido en su tablero de circuitos tiene frecuencias en el rango de los 75 Hz a

    los 600 Hz, la cual puede causar errores de datos en su sistema de telecomunicacin. En el bloque de circuitos CONTADOR BER, las seales transmitidas y recibidas se

    establecen como entradas de la compuerta XOR. La salida de la compuerta XOR conmuta a alto slo cuando los datos transmitidos y recibido

    son diferentes. Una compuerta XOR se usa porque un error puede ser definido como una condicin donde

    los datos recibidos no son los mismos que los datos transmitidos. Cada vez que presiona y suelta el botn de presin REPOS, el circuito de control

    simultneamente reinicializa el contador y genera un disparo a 106 ms. En su circuito, 106ms es el tiempo requerido para 128 bits de datos.

    Los pulsos de error de la compuerta XOR son totalizados por un contador solamente durantela ventana 106 ms.

    Si presiona y suelta REPOS por segunda ocasin, solamente el nmero de pulsos de error enel segundo intervalo se visualiza.

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    Ejercicio 2 Los efectos del ruido en ASK/PSK

    OBJETIVO DEL EJERCICIOCuando haya completado este ejercicio, usted ser capaz de explicar y de demostrar los efectosdel ruido en las seales moduladas ASK y PSK.

    DISCUSIN DEL EJERCICIO El ruido puede causar errores en la transmisin digital, ocasionando que los niveles lgicos

    sean ledos incorrectamente. Una amplitud de cero voltios es mucho ms pequea que la amplitud de una seal ASK

    normal, de manera que el ruido no es suficiente para afectar a la seal digital recuperada. La condicin de amplitud baja del estado cero permite una mayor inmunidad de ruido. Puesto que la seal PSK tiene una amplitud constante, no es sensible al ruido de amplitud. La inteligencia en una seal PSK est en funcin de la fase, la cual se afecta muy poco por e

    ruido de amplitud. La seal digital recuperada, por lo tanto, tiene menos errores que losrecuperados de una seal ASK.

    Algunos de los ruidos pueden ser filtrados de un sistema de comunicacin, dependiendo delas frecuencias de ruido y el tipo de circuitos de deteccin empleados.

    En su tablero de circuitos, el rango de las frecuencias de ruido es 75-600 Hz. El detector asincrnico es frecuentemente precedido por un filtro paso banda para la

    modulacin ASK y PSK. El filtro en su tablero tiene una banda de paso de 1.2 kHz a 4.6kHz.

    El filtro paso banda est diseado para atenuar el ruido y dejar pasar la portadora. Las entradas al mezclador del bloque de circuitos DETECTOR SINCRNICO son la

    portadora original y una portadora regenerada de la misma frecuencia. Las salidas delmezclador son la suma (el doble de la frecuencia de portadora) y la diferencia (cero) de lasdos frecuencias.

    Si las frecuencias de ruido de 75-600 Hz estn presentes en la entrada, las frecuencias deruido de 150-1200 Hz estn en la salida del mezclador.

    Si una seal de ruido de 600 Hz est presente, las salidas del mezclador tambin emiten lasuma y la diferencia de la frecuencia de ruido y portadora de 2400 Hz.

    El rango de frecuencia de una seal en la salida del mezclador es 1800-3000 Hz.

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    Ejercicio 3 Los efectos del ruido en FSK

    OBJETIVO DEL EJERCICIOLuego de haber completado este ejercicio, usted ser capaz de explicar y de demostrar los efectdel ruido en las seales moduladas FSK.

    DISCUSIN DEL EJERCICIO El ruido puede cambiar la amplitud de una seal FSK, la cual tambin afecta a la amplitud d

    la salida del filtro paso banda. Los cambios de amplitud pasan en el detector de envolvente, el cual da como resultado

    errores en la seal digital recuperada. Las seales FSK pueden detectarse sincrnicamente o asincrnicamente. La deteccin sincrnica proporciona la mejor respuesta de ruido de amplitud ya que elcomparador de fase percibe cambios de fase independientes de la amplitud de seal. En el caso de la deteccin asincrnica, la respuesta de ruido es mejorada por el filtro de paso

    banda. Cualquier frecuencia de ruido fuera de la banda de paso es atenuada por el filtro. Las frecuencias de ruido arriba de la frecuencia de corte ms alta y debajo de la frecuencia d

    corte ms baja sern rechazadas por el canal. Los circuitos de telfono estn diseados para pasar un ancho de banda limitado entre 300 y

    3000 Hz, que incluye las frecuencias portadoras FSK alta y baja. Cualquier frecuencia fuerade la banda de paso es atenuada.

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    UNIDAD7 MDEM

    OBJETIVO DE LA UNIDADCuando haya completado esta unidad, usted ser capaz de explicar y demostrar la operacin deun mdem.

    FUNDAMENTOS DE LA UNIDAD

    La vasta red de lneas telefnicas a lo largo del mundo se ha convertido en el medio msconveniente y econmico para la comunicacin masiva. Aunque la voz es la primera seal portada por el sistema telefnico, esta red es ahora ampliamente usada para transportar tambininformacin digital.

    Cuando es necesario que dos computadoras se comuniquen, las lneas telefnicas(TELEPHONE LINES) de voz pueden servir como medio de comunicacin. En cada extremo del enlace decomunicacin, los mdems son utilizados para convertir las seales digitales de banda base a la

    seales analgicas requeridas para la transmisin telefnica.

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    El mdem es un dispositivo que acta ya sea como un receptor o como un transmisor; contienetanto circuitos de modulacin como de demodulacin. Los mdems pueden ser ajustados paraoperar en elmodo de origen (ORIGINATE MODEM) o enmodo de respuesta(ANSWER MODEM), dependiendo de cul de ellos inicia o recibe la llamada, respectivamente.

    En la terminologa de comunicaciones, los mdems son denominadosDCE (equipo decomunicacin de datos). Los dispositivos con los cuales los mdems se comunican, como lascomputadoras, son llamadosDTE (equipo terminal de datos).

    La comunicacin entre DCE y DTE es frecuentemente regulada por una norma llamadaRS232de la Asociacin de Industrias Electrnicas (EIA).

    Esta figura muestra las seales bsicas en una interfaz RS232. Aqu tambin podran estarincluidas algunas otras seales, dependiendo de la aplicacin. El DTE enva datos por medio desu salida TXD (transmisin de datos)(TX TRANSMIT DATA) y los recibe a travs de su entradaRXD (recepcin de datos)(RXD RECEIVE DATA). Las siguientes 5 lneas son seales de controldigital que permiten la transferencia de datos eficiente. El DTE emite una seal DTR (terminalde datos lista)(DTE DATA TERMINAL READY) cuando se enciende y est listo para operar.

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    De modo similar, el DTE recibe una seal DSR (equipo de datos listo)(DATA SET READY)cuando DCE se enciende y est listo para operar. El DTE emite una seal RTS (solicitar paraenviar)(RTS REQUEST TO SEND) cuando est listo para el intercambio de datos. Cuando unarespuesta CTS (listo para enviar)(CTS CLEAR TO SEND) es recibida del DCE, el DTE empiezaa transmitir sus datos. La seal DCD (detector de portadora de datos)(DATA CARRIER DETECT) es empleada por el DCE para informarle al DTE cundo una seal portadora vlidaest presente.

    Estas figuras muestran los voltajes del nivel lgico, especificados por la norma RS232 para lasseales de salida (figura superior) y de entrada (figura de abajo). Una salida de 0 lgico (espacirequiere un voltaje en el rango de los +5 a los +15V. Una salida de 1 lgico (marca) requiere unvoltaje en el rango de los -5 a -15V. El rango de los -5 a los +5V es una regin de transicin

    (TRANSITION REGION) para la cual un nivel lgico no est definido.

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    El mdem debe ser capaz de transferir datos en proporciones eficientes, dentro de laslimitaciones del ancho de banda telefnico, el cual est alrededor de los 300 a los 3000 Hz. Estafigura ilustra una tcnica FSK, utilizando cuatro frecuencias separadas para la operacin dplexcompleta (transmisin simultnea en ambas direcciones).

    Hay dos sub-bandas asignadas dentro de la banda de paso del telfono: el canal de origen y elcanal de respuesta. El mdem de origen enva una frecuencia de 1070 Hz para poder representaun 0 lgico y de 1270 Hz para representar un 1 lgico.

    Las frecuencias de origen estn suficientemente apartadas de las frecuencias de respuesta, paser seleccionadas por filtracin.

    Este diagrama de bloques muestra cmo las cuatro frecuencias son manejadas por dos mdemsEl mdem A transmite los tonos de 1070 y 1270 Hz a travs del canal al mdem B. Un filtro paso banda deja pasar estas frecuencias a travs del demodulador del mdem B.

    Si el mdem B transmite, sus tonos 2025 y 2225 Hz son filtrados por otro filtro paso banda en emdem A. Para poder simplificar el diagrama, slo un filtro paso banda se muestra para cadamdem.

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    Dependiendo del estado de origen y respuesta, cada mdem selecciona 1 de 2 filtros paso bandasi el mdem B ha originado la llamada al mdem A, entonces el mdem A debe seleccionar elfiltro paso banda de 1000-1350 Hz y el mdem B debe seleccionar el filtro paso banda de 19502300 Hz.

    PSK es otro tipo de modulacin usado con los mdems. En la unidad 4, demostr el mtodo PSde dos fases, mostrado aqu. Esta es una forma absoluta de PSK, puesto que el estado de cada bde datos determina si el desplazamiento de fase es 0 (bit = 1) o 180 (bit = 0).

    En laDPSK (conmutacin por desplazamiento de fase diferencial), el cambio de fase paracualquier bit dado depende de la fase del bit previo. El tipo de DPSK empleado por el mdem esu tablero de circuitos, con una velocidad de bit ms alta, se llamaDPSK dibit.

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    En la DPSK dibit, dos bits de datos (undibit) son empleados para especificar uno de los cuatrocambios de paso que observa en la tabla. Codificando ms de un bit por cada cambio de fase, laDPSK dibit permite aumentar la velocidad de datos binarios sin aumentar el ancho de banda.

    Una operacin de mdem debe concordar con una de las varias normas industriales, para poderasegurar la compatibilidad con otros dispositivos. El mdem CI TS7515 en su tablero decircuitos puede operar de acuerdo a las normas Bell 103 o 212A, tan bien como con larecomendacin V.22 del comit de telecomunicaciones internacional conocido comoCCITT(Comit Consultivo Internacional de Telegrafa y Telefona).

    Esta tabla muestra una comparacin bsica entre las dos normas que observar en los siguienteejercicios. Cada norma tiene a la vez una velocidad de transferencia de datos alto y bajo. La altavelocidad para ambas normas es de 1200 bps y las dos utilizan modulacin DPSK dibit en estavelocidad. La velocidad baja para V.22 es de 600 bps y la modulacin DPSK de dos fases seemplea. La norma 212A posee una velocidad baja de 300 bps, con un tipo de modulacin FSK.

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    Esta figura muestra cmo un mdem comunica entre DTE y la red telefnica. El mdem tienetres secciones bsicas, todas con su propio ajuste de las seales de entrada y salida. La seccin dtransmitir(TRANSMIT) recibe comandos y datos de DTE y emite una seal ATO (transmisinanalgica de datos) a la red telefnica.

    La seccin de recibir(RECEIVE) ingresa una seal RAI (recepcin entrada analgica) de la redtelefnica y enva los datos y comandos a DTE. La seccin de control(CONTROL) permite queconfigure el mdem por varios modos de operacin y parmetros requeridos para diferentesaplicaciones.

    Las seales de entrada y de salida sern explicadas en los siguientes ejercicios as como laaplicacin de las operaciones FSK (ejercicio 1) y DPSK dibit (ejercicio 2).

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    NUEVOS TRMINOS Y PALABRAS modo de origen - es un modo de operacin asignado a un mdem que inicia una solicitud deconexin (marcaciones del telfono).modo de respuesta - modo de operacin asignado a un mdem que responda a una solicitud de

    conexin (contestar el telfono). DTE (equipo terminal de datos) ( Data Terminating Equipment ) es un dispositivo, tal comouna computadora o terminal, que intercambia datos de banda base con un mdem.

    RS232 - es un estndar industrial que controla las conexiones, las seales y temporiza un tipo desistema de comunicacin serial.

    DPSK (conmutacin por desplazamiento de fase diferencial) - es una forma de PSK cuyo datose recupera, midiendo la diferencia de fase de un estado lgico al siguiente.

    DPSK dibit - es una forma de DPSK en la cual una de cuatro fases es representada por un valor binario de dos bits (un dibit).dibit - un grupo de dos bits.CCITT (Comit Consultivo Internacional de Telegrafa y Telefona) es un comit

    internacional establecido por las Naciones Unidas para recomendar a las telecomunicacionesinternacionales los estndares de transmisin con la Unin Internacional de TelecomunicacioneQAM (modulacin de amplitud en cuadratura) (Quadrature Amplitude Modulation) es unaforma de modulacin en la cual la amplitud y la fase de la seal portadora pueden variar con eldat