UNIVERSIDAD NACIONAL EL ALTIPLANO

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA

TECNOLOGÍAS AVANZADAS DE TELECOMUNICACIONES

PRIMERA PRÁCTICA CALIFICADA DE MATLAB: MODULACIÓN ANALÓGICA

ESTUDIANTE:

BEDELMIR CHOQUEHUANCA GALVEZ 104807

DOCENTE:

ING. JOSÉ RONALD CONDORI PAREDES

PUNO, SEPTIEMBRE DEL 2015

I. TÍTULO

MODULACIÓN ANALÓGICA EN MATLAB

II. RESUMEN

En el presente informe sobre la Primera Práctica de la modulación analógica mediante el programa Matlab, nosotros como Estudiantes de Ingeniería Electrónica, haremos uso del programa ya mencionado para poder generar señales analógicas en amplitud, frecuencia o fase, el “toolbox” así como también el uso de diferentes comandos y herramientas que tiene el Matlab

III. ABSTRACT

This report on the first practice of the analog modulation using Matlab , we as students of Electronic Engineering, we use the aforementioned program to generate analog signals in amplitude , frequency or phase, the " toolbox " as well as the using different commands and tools that have the Matlab

IV. INTRODUCCIÓN

En esta práctica veremos algunas de las aplicaciones de Matlab sobre el estudio de sistemas de modulación y demodulación. Se presentan especialmente ejemplos de uso de las funciones de simulación de métodos de modulación AM, FM y PM. Por ´ultimo, veremos algunos ejemplos de sistemas de modulación-demodulación con el Simulink.

V. MARCO TEÓRICO

MATLAB es un lenguaje de alto nivel para realizar cálculos cientifico-técnicos. Integra las herramientas de cálculo necesarias con otras de visualización así como, un entorno de programación de fácil uso. Aplicaciones típicas Cálculo matemático Desarrollo de algoritmos Adquisición de datos Modelado, simulación y prototipado Análisis de datos y visualización Gráficos Desarrollo de aplicaciones e interfaces gráficas de usuario (GUI) MatLab significa “MATrix LABoratory” El tipo básico de datos es el vector que no requiere ser dimensionado. Proporciona unos paquetes de extensión (“toolboxes”) para aplicaciones específicas Estos paquetes incluyen librerías de funciones MatLab (M-files) que extienden las posibilidades de MatLab para resolver problemas específicos

ENTORNO DE MATLAB

FIGURA 1: ENTORNO DE MATLAB

DESCRIPCIÓN: Se muestra el entorno que nos proporciona el programa Matlab, con los datos incluídos

MATLAB (abreviatura de MATrix LABoratory, "laboratorio de matrices") es una

herramienta de software matemático que ofrece un entorno de desarrollo

integrado (IDE) con un lenguaje de programación propio (lenguaje M). Está disponible

para las plataformas Unix, Windows, Mac OS Xy GNU/Linux .

Entre sus prestaciones básicas se hallan: la manipulación de matrices, la representación

de datos y funciones, la implementación de algoritmos, la creación de interfaces de

usuario (GUI) y la comunicación con programas en otros lenguajes y con otros

dispositivos hardware. El paquete MATLAB dispone de dos herramientas adicionales

que expanden sus prestaciones, a saber, Simulink (plataforma de simulación

multidominio) y GUIDE (editor de interfaces de usuario - GUI). Además, se pueden

ampliar las capacidades de MATLAB con las cajas de herramientas (toolboxes); y las

de Simulink con los paquetes de bloques (blocksets).

Es un software muy usado en universidades y centros de investigación y desarrollo. En

los últimos años ha aumentado el número de prestaciones, como la de programar

directamente procesadores digitales de señal o crear código VHDL.

Fue creado por el matemático y programador de computadoras Cleve Moler en 1984,

surgiendo la primera versión con la idea de emplear paquetes de subrutinas escritas

en Fortran en los cursos de álgebra lineal y análisis numérico, sin necesidad de escribir

programas en dicho lenguaje. El lenguaje de programación M fue creado en 1970 para

proporcionar un sencillo acceso al software de matrices LINPACK y EISPACK sin tener

que usar Fortran.

En 2004, se estimaba que MATLAB era empleado por más de un millón de personas en

ámbitos académicos y empresariales

CARACTERÍSTICAS:

Lenguaje:

MATLAB

Desarrollador(es)

MathWorks

http://www.mathworks.com/help/matlab/index.html

Información general

Extensiones comunes .m

Paradigma Multiparadigma

Apareció en Finales de 1970

Diseñado por Cleve Moler

Última versión

estable

R2015b (3 de septiembre de

2015; hace 16 días)

Tipo de dato Débilmente tipado, dinámico

Sistema operativo Multiplataforma

Licencia Propietaria

[editar datos en Wikidata]

Las aplicaciones de MATLAB se desarrollan en un lenguaje de programación propio.

Este lenguaje es interpretado, y puede ejecutarse tanto en el entorno interactvo, como a

través de un archivo de script (archivos *.m). Este lenguaje permite operaciones de

vectores y matrices, funciones, cálculo lambda, y programación orientada a objetos.

Gráficos e interfaces gráficas

MATLAB provee funciones para visualizar datos en 2D y 3D.

Simulink

Simulink es un módulo que permite la simulación de sistemas dinámicos a través de una

interfaz basada en bloques.

Toolboxes

Las funcionalidades de Matlab se agrupan en más de 35 toolboxes y paquetes de

bloques (para Simulink), clasificadas en las siguientes categorías:

MATLAB

Parallel Computing

Math, Statistics, and Optimization

Control Systems

Signal Processing and Communications

Image Processing and Computer Vision

Test and Measurement

Computational Finance

Computational Biology

Code Generation and Verification

Application Deployment

Database Connectivity and Reporting

MATLAB Report Generator

Simulink

Event-Based Modeling

Physical Modeling

Control Systems

Signal Processing and Communications

Code Generation

Real-Time Simulation and Testing

Verification, Validation, and Test

Simulation Graphics and Reporting

Limitaciones y alternativas

Durante mucho tiempo hubo críticas porque MATLAB es un producto propietario de

The Mathworks, y los usuarios están sujetos y bloqueados al vendedor. Recientemente

se ha proporcionado una herramienta adicional llamada MATLAB Builder bajo la

sección de herramientas "Application Deployment" para utilizar funciones MATLAB

como archivos de biblioteca que pueden ser usados con ambientes de construcción de

aplicación .NET o Java. Pero la desventaja es que el computador donde la aplicación

tiene que ser utilizada necesita MCR(MATLAB Component Runtime) para que los

archivos MATLAB funcionen correctamente. MCR se puede distribuir libremente con

los archivos de biblioteca generados por el compilador MATLAB.

Interfaz con otros lenguajes de programación

MATLAB puede llamar funciones y subrutinas escritas en C o Fortran. Se crea una

función envoltorio que permite que sean pasados y devueltos tipos de datos de

MATLAB. Los archivos objeto dinámicamente cargables creados compilando esas

funciones se denominan "MEX-files", aunque la extensión de nombre de archivo

depende del sistema operativo y del procesador.

function [fa,dfa]=funcion_y_derivada(x)fa=0;n=1;h=1;dfa=0;while (n <= (10*(x-(1/2))^2) + 10) fa=fa+(((-x^2)^n)/factorial(2*n)); h=h/2; dfa=dfa+(((((-(x+h)^2)^n)/factorial(2*n))-(((-x^2)^n)/factorial(2*n)))/h); n=n+1;end

function v=aproxima_derivada2(funci,a)syms x;i=1;h=1;v(i)=(subs(funci,a+h)+subs(funci,a-h)-(2*subs(funci,a)))/(h^2);error=1;while(error>1e-10) h=h/2; i=i+1; v(i)=(subs(funci,a+h)+subs(funci,a-h)-(2*subs(funci,a)))/(h^2); error= abs(v(i)-v(i-1));end

REQUISITOS DEL SISTEMA:

Los requisitos del sistema para la versión R2015b son los siguientes:

Sistema operativo:

Windows: Windows 7 SP1 en adelante, Windows Server 2008 SP2 en

adelante.

Mac: OS X 10.9.5 - 10.10

Linux: Kernel 2.6 o superior, glibc 2.11 o superior.

Procesador: Intel o AMD x86 con soporte de instrucciones SSE2.

Disco: 1 GB solo para MATLAB, 3-4 GB para una instalación típica.

RAM: 2 GB mínimo, 4 GB recomendado.

Tarjeta gráfica: Soporte para OpenGL 3.3 recomendado.

VI. DESARROLLO

MODULACIÓN ANALÓGICA:

TEXTO INGRESADO FUE EL SIGUIENTE

% Ejemplo de modulación en amplitud de un tono de prueba% Frecuencia de la señal portadora:f_c=100;% Señal mensaje (tono):f_s=1000;t=0:1/f_s:2;f_tono=10w_tono=2*pi*f_tono;m_tono=5*cos(w_tono*t);% Se~nal modulada (AM)g = amod(m_tono,f_c,f_s,’am’);subplot(211)plot(t,m_tono)subplot(212)plot(t,g)

MODULACIÓN Y DEMODULACIÓN EN AMPLITUD , SEÑAL PORTADORA

EL TEXTO INGRESADO FUE EL SIGUIENTE

% Ejemplo de modulaci ,on-demodulaci ,on en amplitud de un tono de prueba% Se~nal portadora:f_c=100;% Se~nal mensaje (tono):f_s=1000;t=0:1/f_s:2;

f_tono=10;w_tono=2*pi*f_tono;m_tono=5*cos(w_tono*t);% Se~nal modulada (AM)g = amod(m_tono,f_c,f_s,’am’);subplot(211)plot(t,m_tono)subplot(212)plot(t,g)pause% Demodulaci ,on (AM)m_reconst = ademod(g,f_c,f_s,’am’);subplot(211)plot(t,m_tono)subplot(212)plot(t,m_reconst)

MODULACIÓN (FM, PM) CUADRADA

ONDA CUADRADA EN MATLAB

TEXTO TECLEADO EN MATLAB

% Ejemplo de modulaci ,on en frecuencia y fase de una se~nal cuadrada% Se~nal portadoraf_c=50;% Se~nal mensajef_s=1e3;t=0:1/f_s:1;f_cuadrada=2.5;m_cuadrada=30*square(2*pi*f_cuadrada*t);% Se~nal modulada (FM)g_fm = amod(m_cuadrada,f_c,f_s,’fm’);g_pm = amod(m_cuadrada,f_c,f_s,’pm’);% Representaci ,onsubplot(311)plot(t,m_cuadrada)subplot(312)plot(t,g_fm)subplot(313)plot(t,g_pm)

MODULACIÓN ANALÓGICA CON EL SIMULINK

TEXTO INTRODUCIDO

% Modulación AM, ruido, demodulación AM% Portadoraf_c = 50;% Se~nal mensajef_s=1e4;t=0:1/f_s:1;m=15*sin(4*pi*t)+10*sin(6*pi*t);% Se~nal moduladag=amod(m,f_c,f_s,’am’);% Ruido (randn por si no se dispone de wgn/awgn)g_ruido=g+10*randn(1,length(g));% Se~nal reconstruidam_reconst=ademod(g,f_c,f_s,’am’);subplot(311)plot(t,m)subplot(312)hold onplot(t,g_ruido)plot(t,g,’Color’,’red’)hold offsubplot(313)plot(t,m_reconst);

RESPUESTAS DEL CUESTIONARIO

1. Comparar visual y numéricamente las señales m_tono y m_reconst y distinguir “tipos” de diferencias.

- La diferencia entre ambos tonos es que en un tono la señal se vé mas saturada (superpuesta) ,mientras que en el otro tono la señal no está tan superpuesta (no tan saturada)

- % Señal mensaje (tono):f_s=1000;t=0:1/f_s:2;f_tono=10w_tono=2*pi*f_tono;m_tono=5*cos(w_tono*t);

- m_reconst = ademod(g,f_c,f_s,’am’);isequal(m_tono,m_reconst) (señal reconst)

2. ¿Que se puede deducir sobre los valores de las constantes de la ecuación anterior? ¿Cómo se podrían realizar las funciones amod y demod para modulación demodulación AM?

- gAMs(t) = Ac [1 + kam(t)] cos(2_fct),

- De las ecuaciones anteriores se puede deducir de que las constantes variaran de acuerdo al tono, y la señal que corresponda

- Las funciones amod y demod se puede realizar cambiando las variabes tanto de los tonos de las señales como también los valores de las incógnitas, para poder así obtener la modulación y demodulación AM a través de las funciones.

3. ¿Cómo se reconstruirían las señales originales a partir de las moduladas?

- Se puede reconstruir a partir de un parámetro muy importante que tiene el Matlab es de “dibuja armónicos” que permite dibujar los armónicos de dicha señal y así poder reconstruir la señal original

4. ¿Cómo se podría analizar el efecto en el dominio de la frecuencia?

- Se puede analizar a través de diversas Operaciones matemáticas que podemos realizar para determinar en que parte de la frecuencia empieza a variar, como por ejemplo la transformada de Fourier

5. ¿Cómo se añadiría ruido u otros tipos de alteraciones a las señales moduladas?

- Se puede añadir cualquier tipo de cambio y/o alteración a través de los parámetros de las distintas señales, tono, frecuencia y demás variables que pueda tener

VII. CONCLUSIONES:

- Tener en cuenta cada una de las funciones del programa Matlab, para que así no

podamos tener inconvenientes en el uso

- Para Realizar una correcta modulación analógica en el matlab, debemos de

introducir los correctos comandos en el matlab

VIII. BIBLIOGRAFÍA:

- http://www.wikipedia.org

- http://www.rincondelvago.com