Informe de Laboratorio Fsk

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ResumenEn esta práctica se trabajara un sistema de comunicaciones digital usando la modulación FSK, una de las tantas modulaciones digitales que existen. Una forma de modulación de señales digitales en una portadora de RF utiliza una técnica llamada ''modulación por desplazamiento de frecuencia'' (FSK). Las nuevas formas de radio-teletipo utiliza esta forma de modulación. Hoy en día, esta técnica de modulación digital es bastante obsoleta en su forma básica, aunque las principales características de la FSK se utilizan en las técnicas más avanzadas de codificación de datos. I. INTRODUCCIÓN La modulación digital consiste en variar los parámetros (Amplitud, fase, frecuencia etc) de una señal digital, para que al viajar a través de una línea de transmisión en forma analógica se recupere la información original que se entraba en forma digital. Las técnicas de modulación digital son indispensables en cualquier sistema de comunicación, gracias a ellas se pude generar una poderosa señal con un nivel alto de transmisión y con el uso de propiedades como codificación se puede generan un canal más robusto. En esta práctica se tratarán conceptos básicos de comunicaciones digitales y la modulación FSK. Se observara las diferentes características de la modulación FSK, la cual consiste en variar el parámetro de la frecuencia en la señal digital original. Mediante circuitos circuitos PLL y la implementación de los integrados XR2206 y XR2211 se obtendrá un sistema completo de comunicación digital con modulación FSK. Con el integrado XR2206 se podrá observar cómo se puede utilizar para codificar información digital en una señal FSK y con el integrado XR2211 se observara el decodificador FSK, e implementando los dos circuitos se formara la comunicación con modulación FSK. II. OBJETIVOS Para familiarizarse con los módems. Para analizar el generador de funciones XR2206 y observar cómo se puede utilizar para codificar información digital en una señal FSK. Para analizar el decodificador FSK XR2211 y observar la forma en que se puede utilizar para convertir una señal FSK de vuelta en datos digitales. III. MARCO TEORICO Una forma de modulación de señales digitales en una portadora de RF utiliza una técnica llamada ''modulación por desplazamiento de frecuencia'' (FSK). Las nuevas formas de radio-teletipo utiliza esta forma de modulación. Hoy en día, esta técnica de modulación digital es bastante obsoleta en su forma básica, aunque las principales características de la FSK se utilizan en las técnicas más avanzadas de codificación de datos. FSK (Frequency-shift keying) es una técnica de transmisión digital de información binaria (ceros y unos) utilizando dos frecuencias diferentes. La señal moduladora solo varía entre dos valores de tensión discretos formando un tren de pulsos donde un 1 representa un ―1" o "marca" y el otro representa el "0" o "espacio". Mientras que la portadora es una señal sinusoidal. Figura1. Modulacion FSK. La modulación FSK se emplea normalmente en enlaces asíncronos. (Asincronía Hace referencia al suceso que no tiene lugar en total correspondencia temporal con otro suceso.)Es el sistema ideal para operar a baja velocidad. Sin embargo, tiene una desventaja: el gran ancho de banda que consume. En FSK, los dos estados lógicos digitales, ''1'' y ''0'', se convierte en una onda sinusoidal de amplitud constante que se desplaza entre dos frecuencias posibles. Estas dos frecuencias se conocen como la ''marca'' y el ‗‘espacio‘‘ de frecuencias. Estas frecuencias son por lo general en el espectro de frecuencia de audio. Pares populares mark / space de frecuencias son 1070/1270 Hz, 2025/2225 Hz y Hz 2125/2290. Por ejemplo, la frecuencia de marca de 2025 Hz puede representar el binario'' 1'' y el espacio de frecuencia de 2225 Hz puede representar el binario'' 0''. En un transmisor de radio, si una señal FSK se alimenta a la entrada de un micrófono y la modulación de Informe de Laboratorio ―Frecuency-Shift KeyingRamírez Tavera Luis Eduardo, Gantiva Gabriel Alejandro [email protected], [email protected] Universidad Militar Nueva Granada

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Resumen— En esta práctica se trabajara un sistema de

comunicaciones digital usando la modulación FSK, una de

las tantas modulaciones digitales que existen. Una forma de

modulación de señales digitales en una portadora de RF

utiliza una técnica llamada ''modulación por desplazamiento

de frecuencia'' (FSK). Las nuevas formas de radio-teletipo

utiliza esta forma de modulación. Hoy en día, esta técnica de

modulación digital es bastante obsoleta en su forma básica,

aunque las principales características de la FSK se utilizan en

las técnicas más avanzadas de codificación de datos.

I. INTRODUCCIÓN

La modulación digital consiste en variar los parámetros

(Amplitud, fase, frecuencia etc) de una señal digital, para que

al viajar a través de una línea de transmisión en forma

analógica se recupere la información original que se entraba

en forma digital.

Las técnicas de modulación digital son indispensables en

cualquier sistema de comunicación, gracias a ellas se pude

generar una poderosa señal con un nivel alto de transmisión y

con el uso de propiedades como codificación se puede generan

un canal más robusto.

En esta práctica se tratarán conceptos básicos de

comunicaciones digitales y la modulación FSK. Se observara

las diferentes características de la modulación FSK, la cual

consiste en variar el parámetro de la frecuencia en la señal

digital original.

Mediante circuitos circuitos PLL y la implementación de los

integrados XR2206 y XR2211 se obtendrá un sistema

completo de comunicación digital con modulación FSK.

Con el integrado XR2206 se podrá observar cómo se puede

utilizar para codificar información digital en una señal FSK y

con el integrado XR2211 se observara el decodificador FSK, e

implementando los dos circuitos se formara la comunicación

con modulación FSK.

II. OBJETIVOS

Para familiarizarse con los módems.

Para analizar el generador de funciones XR2206 y

observar cómo se puede utilizar para codificar

información digital en una señal FSK.

Para analizar el decodificador FSK XR2211 y

observar la forma en que se puede utilizar para

convertir una señal FSK de vuelta en datos digitales.

III. MARCO TEORICO

Una forma de modulación de señales digitales en una

portadora de RF utiliza una técnica llamada ''modulación por

desplazamiento de frecuencia'' (FSK). Las nuevas formas de

radio-teletipo utiliza esta forma de modulación. Hoy en día,

esta técnica de modulación digital es bastante obsoleta en su

forma básica, aunque las principales características de la FSK

se utilizan en las técnicas más avanzadas de codificación de

datos.

FSK (Frequency-shift keying) es una técnica de transmisión

digital de información binaria (ceros y unos) utilizando dos

frecuencias diferentes. La señal moduladora solo varía entre

dos valores de tensión discretos formando un tren de pulsos

donde un 1 representa un ―1" o "marca" y el otro representa el

"0" o "espacio". Mientras que la portadora es una señal

sinusoidal.

Figura1. Modulacion FSK.

La modulación FSK se emplea normalmente en enlaces

asíncronos. (Asincronía Hace referencia al suceso que no

tiene lugar en total correspondencia temporal con otro

suceso.)Es el sistema ideal para operar a baja velocidad. Sin

embargo, tiene una desventaja: el gran ancho de banda que

consume.

En FSK, los dos estados lógicos digitales, ''1'' y ''0'', se

convierte en una onda sinusoidal de amplitud constante que se

desplaza entre dos frecuencias posibles. Estas dos frecuencias

se conocen como la ''marca'' y el ‗‘espacio‘‘ de frecuencias.

Estas frecuencias son por lo general en el espectro de

frecuencia de audio.

Pares populares mark / space de frecuencias son 1070/1270

Hz, 2025/2225 Hz y Hz 2125/2290. Por ejemplo, la frecuencia

de marca de 2025 Hz puede representar el binario'' 1'' y el

espacio de frecuencia de 2225 Hz puede representar el

binario'' 0''. En un transmisor de radio, si una señal FSK se

alimenta a la entrada de un micrófono y la modulación de

Informe de Laboratorio

―Frecuency-Shift Keying‖

Ramírez Tavera Luis Eduardo, Gantiva Gabriel Alejandro

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banda lateral única se utiliza, la portadora de RF en la salida

del transmisor a continuación, se desplaza entre la

correspondiente marca de RF y frecuencias espaciales.

Figura 2. Modulador FSK.

Tenga en cuenta que la señal resultante SSB salida termina

siendo una forma elemental de FM, ya que sólo una onda

sinusoidal solo en realidad modula la portadora de RF a la vez.

Al ser FM hace que sea bastante inmune a la interferencia de

ruido. Esta es la principal ventaja de usar FSK en un sistema

digital de comunicaciones. Como se ve en la figura. 21-2, el

receptor de SSB podría detectar las frecuencias de audio

original y el decodificador FSK entonces convertirlos al

formato digital original.

Figura 3. Decodificador FSK.

En algunos sistemas de comunicaciones digitales,

independientemente de si los cables de radio o teléfono se

están utilizando para enviar las señales FSK, hay una

necesidad de comunicaciones de dos vías que se produzcan

simultáneamente. Así, la codificación y decodificación de

FSK se necesitan en ambos extremos del enlace de

comunicaciones. Si esto se hace, se utilizan ‗‘Modems‘‘

(Figura 4). ‗‘Modem‘‘ es un acrónimo de un dispositivo que

contiene un codificador FSK o modulador y un decodificador

FSK o demodulador. En estos ejercicios de laboratorio, el XR-

2206 modulador FSK y el demodulador FSK XR-2211 son

investigados.

Figura 4. Comunicación digital con FSK.

MODULACIÓN FSK – XR2206

En el transmisor FSK, una frecuencia central (o de portadora)

es variada según los datos de la entrada binaria, es decir el

FSK se desplaza entre dos frecuencias una frecuencia de

marca ó de uno lógico, y una frecuencia de desplazamiento o

de ―0‖ lógico. A continuación se muestra el montaje del

modulador FSK similar al modulador de FM convencional.

Figura 5. Modulador FSK XR2206.

Se utilizó como señal de entrada un generador de señales en

modo de onda cuadrada para simular la señal digital que

vamos a modular.

Figura 6. Modulador FSK.

El anterior grafico es una muestra de una señal de entrada

binaria y modulada en FSK, en donde el ―0‖ lógico es

representado con una señal análoga de menor frecuencia que

la representada con un ―1‖ lógico.

DEMODULADOR FSK – XR2211

El XR-2211 es el dispositivo seleccionado para la

demodulación y se integra de un sistema monolítico de phase

locked loop (PLL) especialmente designado para

aplicaciones de datos en comunicaciones ya que este

integrado es capaz de detectar las dos diferentes frecuencias

que le entrega el modulador. Esta particularmente diseñado

para aplicaciones de módem de FSK.

El mismo integrado opera dentro de un rango de ancho de

suministro de voltaje de 4.5 a 20V y un rango de frecuencia

de 0.01Hz a 300 KHz.

A continuación se muestra el montaje del demodulador FSK

con el XR-2211 que se encuentra en las hojas de datos del

integrado.

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Figura 7. Modulador FSK XR2211.

La función de este demodulador es saber distinguir las 2

diferentes frecuencias de entrada para poder generar la onda

original.

XR2206 Modulador FSK.

El XR-2206 es un generador de funciones monolítico es un

circuito integrado capaz de producir señales de alta calidad

sinusoidales, cuadrado, triángulo, rampa, y pulsos de alta

estabilidad y precisión. Las formas de onda de salida pueden

ser tanto la amplitud y la frecuencia modulada por un voltaje

externo. Frecuencia de funcionamiento se puede seleccionar

externamente en un rango de 0,01 Hz a más de 1MHz.

El circuito es ideal para las comunicaciones, instrumentación,

y la función de aplicaciones del generador requiriendo tono

sinusoidal, AM, FM, o la generación de FSK. Lo tiene una

especificación deriva típica de 20 ppm C. / ° el oscilador de

frecuencia puede ser linealmente barrió una frecuencia 2000:1

rango con una tensión de control externa, mientras se

mantiene baja distorsión.

Figura 8. Diagrama XR2206.

Figura 9. Pines XR2206.

Tabla 1. Descripción de los pines del integradoXR2206.

XR2211demodulador FSK.

El XR-2211 es un bucle de enganche de fase monolítica (PLL)

sistema especialmente diseñado para comunicaciones de datos

y aplicaciones. Es especialmente adecuado para el módem de

aplicaciones FSK. Opera en un rango de tensión de

alimentación de ancho de 4,5 a 20 V y una amplia gama de

frecuencias de 0,01 Hz a 300kHz. Tiene capacidad para

señales analógicas entre 10mV y 3V, y puede interactuar con

DTL convencional, TTL, ECL y familias lógicas. El circuito

consta de una base PLL para el seguimiento de una señal de

entrada dentro de la banda de paso, un detector de fase en

cuadratura que proporciona detección de portadora, y un

comparador de tensión FSK que proporciona el demodulador

FSK. Los componentes externos se utilizan

independientemente para establecer la frecuencia central,

ancho de banda, y la producción retrasada. Una referencia de

tensión interna proporcional a la fuente de alimentación se

proporciona a un pin de salida.

El XR-2211 está disponible en 14 paquetes de PIN específico

para militares e industriales rangos de temperatura.

Figura 10. Diagrama XR2211.

Page 4: Informe de Laboratorio Fsk

Figura 11. Pines XR2211.

Tabla2. Descripción de los pines del integrado XR2211.

IV. PROCEDIMIENTOS Y ANÁLISIS DE RESULTADOS

Modulación FSK. En el circuito que se implementó se tienen

dos partes.

1. El modulador FSK identificado por medio del

integrado XR2206 es un oscilador de precisión y

PLL utilizado para modulaciones digitales el cual es

el encargado de modular las señales digitales.

2. El demodulador de señales FSK identificado por

medio del integrado XR2211 el cual recibe una señal

sinoidal la cual corresponde a los ‗1‘ y ‗0‘ , es decir

modulada en FSK y que a la salida de este salen lo

‗1‘ y ‗0‘ demodulados los cuales son la cadena de

bits para el correspondiente procesamiento de los

datos.

Para el montaje del modulador FSK (XR2106) tal y como se

ve en el diagrama 1 se encuentran especificados las siguientes

características de los pines del integrado.

Es una señal TTL que entra al XR2206. Esta corresponde a la

entrada de datos digitales correspondientes ‗1‘ y ‗0‘ en el pin

9 correspondiente a TP1, el cual tendrá a la salida una señal

FSK, es decir, una señal senoidal cuya frecuencia va a cambiar

de acuerdo a la señal de entrada dependiendo si esos son ‗1‘ o

‗0‘, la amplitud de esta señal es constante lo que cambia es la

frecuencia a medida de que va pasando el tiempo y van

cambiando los datos a la entrada.

Diagrama1. Modulador, Figura 21-4 guías de laboratorio.

Para reconocer de que son ‗1‘ o ‗0‘, se identifican por medio

de la frecuencia que se les ha asignado, como se puede

observar en la figura 21-4 de las guías de laboratorio, los

elementos como condensadores conectadas entre los pines 5 y

6 (C1) y las resistencias que se encuentran conectadas entre 7

y 8, los cuales corresponden según la gráfica a ―Timing

Capacitor” y ―Timing Resistor” respectivamente. Con a cada

una de estas componentes, más específicamente con los

potenciómetros ubicados con el nombre de R1B y R2B,

interconectadas a C1, esta asignando una frecuencia, con

esto se logra que de acuerdo a la entrada del circuito se le

asigne una frecuencia al dato ‗1‘ y otra frecuencia al dato ‗0‘,

lo anterior se aproxima como aparece en la figura12.

Figura 12. Diferencia en las frecuencias.

Page 5: Informe de Laboratorio Fsk

Como se observa que durante un determinado tiempo este en

‗1‘ lógico a la salida se debe obtener una señal con una

frecuencia f1 y cuando la entrada conmute a ‗0‘ la frecuencia a

la salida cambia.

El funcionamiento de este circuito es sencillo ya que consiste

en un oscilador VCO que depende del condensador y de la

resistencia, con lo cual se está teniendo un swich de tensión,

cuando el nivel de voltaje cambia a la entrada permite cambiar

la posición del switch, permitiendo conmutar entre dos

frecuencias, cada vez que exista un cambio a la entrada del

VCO

El circuito lo que hace es que se comparta el condensador para

el switcheo entre dos frecuencias de oscilación.

MODULADOR FSK.

1. Se construyó el circuito de la figura la figura 21-4 de las

guías de laboratorio, y se alimentó con 10 voltios y se

colocó un Jumper entre TP1 y tierra, es decir, que al pin

9 se está alimentando con 0 voltios la entrada de datos, es

decir, entra al circuito un ‗0‘ lógico. luego se monitoreo

el voltaje de salida en TP3 con un osciloscopio dando

como resultado la señal que se muestra en la figura 13, la

cual es la salida del FSK, la cual es una señal senoidal, y

lo que se realizó inicialmente es ajustar la amplitud por

medio de R4 el cual corresponde al potenciómetro

ubicado en el pin 3, el cual según la figura 21-4 dice

ajustar la ganancia, al variar este potenciómetro el voltaje

de salida debe estar sobre 1 voltio pico-pico.

Figura 13.Señal de salida modulador FSK (1Vp-p).

2. Se midió la frecuencia de la señal en TP3, ajustando R2B

hasta que la frecuencia fuera 2225 Hz, con la misma

entrada al VCO, es decir, se sigue conectando un ‗0‘

lógico. Esta frecuencia es la que está siendo asignada

para cuando exista un ‗0‘ a la entrada del circuito. Esto

se observa en la figura 14, la cual tiene un frecuencia de

más o menos 2225Hz y mantiene la amplitud de 1Vp-p.

Figura 14.Señl de salida con una frecuencia de 2225 Hz.

3. Se quitó el Jumper que estaba conectado a tierra, y se

conectó a 10 voltios, con lo cual se hace que se cambie

de estado lógico y entre ahora ‗1‘. Luego se ajusta R1B

hasta encontrar una frecuencia de 2025 Hz, la cual es la

frecuencia asignada a un ‗1‘ lógico en el circuito. Lo cual

se evidencia en la figura 15.

Figura 15.Señl de salida con una frecuencia de 2025 Hz.

4. Se aplicó 2 voltios en TP1, el cual según la figura 21-4

corresponde al pin 9 o entrada de datos. Este voltaje aun

corresponde a un ‗1‘ lógico. Luego se decremento el

voltaje observando en un osciloscopio el canal TP3 la

frecuencia de salida FSK hasta que cambia.

Lo que se está tratando de hacer es encontrar el punto o

voltaje en el que ocurra un cabio de frecuencias ubicado

entre 2 voltios y 0 voltios. Se encontró que le voltaje que

hace que conmute el circuito de ‗1‘ a ‗0‘ es de 1.568

voltios. Este voltaje se observa en la imagen 1.

Page 6: Informe de Laboratorio Fsk

Imagen 1. Voltaje cambio de frecuencia.

Al momento de realizar el cambio entre estados lógicos la

señal de salida se distorsiona ocurriendo un cambio de

frecuencias, las cuales corresponden al ‗0‘ y ‗1‘. En la figura

16 se observa la señal de salida con la frecuencia que

corresponde a un ‗0‘ lógico.

Figura16. Señal de salida con frecuencia correspondiente „0‟.

En las figuras 17, 18, 19, 20 y 21 se puede observar el

fenómeno de histéresis, que consiste en la distorsión de la

señal cuando realiza un cambio de estado lógico de ‗0‘ a ‗1‘ o

viceversa, hasta recuperar la señal con otra frecuencia.

Figura 17. Fenómeno de Histéresis.

Figura 18. Fenómeno de Histéresis.

Figura 19. Fenómeno de Histéresis.

Figura 20. Fenómeno de Histéresis.

Page 7: Informe de Laboratorio Fsk

Figura 21. Fenómeno de Histéresis.

Después de que la señal se recuperara y saliera del fenómeno

de histéresis, la señal tiene una nueva frecuencia que

corresponde a un ‗1‘ lógico, esto quiere decir que realizo el

cambio de estado lógico. Lo ocurrido se observa en la figura

22.

Figura22. Señal de salida con frecuencia correspondiente „1‟.

5. Se aplicó una onda cuadrada de 3 voltios positivos en

TP1, es decir una señal por encima de 0 voltios hasta 3

voltios con una frecuencia de 2 Hz, lo cual facilita

observar el switcheo que se realiza en el circuito y

observar a la salida el cambio de frecuencia. Con esto lo

que se quiere hacer es simular la salida de datos de un

computador. La frecuencia en TP3 es la señal FSK

codificada.

En la imagen 2 se observa la configuración en el generador de

señales para obtener la señal de entrada al modulador FSK

deseada.

Imagen 2. Configuración generador de señales.

Después de tener la señal configurada en el generador se

conectó al osciloscopio para revisar que la señal fuera la

correcta. Esto se observa en la figura 23.

Figura 23. Señal del generador visualizada en el osciloscopio.

En el canal 1 del osciloscopio se conecta la salida TP3 del

modulador FSK y se observa la señal digital modulada, en esta

imagen se observa el cambio de estado lógico en la señal azul

y la diferencia en las frecuencias de la señal modulada en la

señal amarilla, como se observa en la figura 24.

Figura 24.Comparacionde las frecuencias en el cambio de estado logico.

Page 8: Informe de Laboratorio Fsk

5.1 Se conectó el circuito a un computador por medio de

una conexión serial y un circuito MAX232, como se

observa en la imagen3, enviando datos desde esté al

montaje, teniendo como resultado la modulación de estos

datos en FSK, observando la salida como aparece en la

figura 25 y 16 donde se observa las diferentes

frecuencias dependiendo del estado lógico que tenga la

señal de entrada. Se realiza el experimento para

diferentes tasas de baudios (bajas), para ver como se

observa la señal.

Imagen 3. Modulador conectado al computador por conexión serial.

En la figura 25 se observa la frecuencia cuando la señal de

entrada tiene un estado logicó ‗0‘.

Figura 25. Frecuencia señal de salida del modulador en estado lógico „0‟

T = 460uS.

f =.1/T

f = 2137,9Hz.

En la figura 26 se observa la frecuencia cuando la señal de

entrada tiene un estado logicó ‗1‘.

Figura 26. Frecuencia señal de salida del modulador en estado lógico „1‟

T = 500uS.

f =.1/T

f = 2000Hz.

DEMODULADOR FSK.

En esta parte del laboratorio se tienen más puntos de medida

como lo son TP4 el cual es la entrada FSK, TP5 que es la

salida de los datos digitales y además están TP6, TP7 y TP8

son señales adicionales de control. Como se observa en el

diagrama 2.

A la entrada del circuito debe entrar una señal senoidal, la

cual es generada por un generador de señales, esperando que a

la salida se produzcan los ‗1‘ y ‗0‘ decodificados mediante el

cambio en las frecuencias de entrada de las señales a la

entrada del circuito.

Diagrama2. Demodulador, Figura 21-5 guías de laboratorio.

Page 9: Informe de Laboratorio Fsk

6. Se construyó el circuito de la figura 21-5 de las guías de

laboratorio, y se alimentó con 10 voltios. Al observar el

diagrama de bloques de la figura 21-5 en donde se

observan los diferentes elementos del PLL, como son el

detector de fase, un filtro, el VCO, detectores de fase, un

comparador el cual está conectado al pin data out que es

donde se hace el cambio entre ‗1‘ y ‗0‘ y las señales que

se encuentran en los pines 5 y 6, TP7 y TP8 que

corresponden al ―lock detect‖ los cuales establecen los

rangos de captura y enganche del PLL, es hay en donde se

mide si el PLL está enganchado o ha hecho la captura. El

condensador que está entre los pines 13 y 14 es el

encargado de ajustar la frecuencia interna del VCO,

además se tiene una señal en el pin 3 en donde hay un

condensador en paralelo con una resistencia; además de

unos divisores de tensión que corresponden al ajuste del

VCO, la resistencia que está en el pin 12 la cual está en

serie entre R9 y R10 la cual es llamada “Frecuencia de

ajuste del VCO”

7. Se aplicaron 10 voltios, se alimentó el circuito con una

señal senoidal de 100 mVpp a una frecuencia de 2125 Hz,

esta frecuencia corresponde al promedio entre las dos

frecuencias de switcheo observando la forma de onda en

TP6 con el canal A del osciloscopio y a la vez se observó

en el canal B del osciloscopio el voltaje continuo en TP7,

como se observa en la figura 27, notando que cuando el

PLL se engancha la forma de onda de TP6 se estabilizo y

el voltaje de continua en TP7 cambia a un estado bajo, si

se remueve la forma de onda en TP4 la forma de onda en

TP6 cambia a “free run” o frecuencia natural de

oscilación, lo anterior sirve para monitorear que el PLL

este enganchado. Cuando está en estado “free run” el

voltaje en TP7 cambia a 10 voltios.

Figura 27. Estado de enganche y free run de la señal en el demodulador.

En la figura 28 se observa la señal de entrada que inicia en una

frecuencia alta y termina en una frecuencia baja, lo que hace

que hace que la señal se encuentre en free run y comience

comprimirse hasta que llega a zona de enganche y se estabiliza

por un momento hasta que se desengancha.

Figura 28. Frecuencia de inicio 2500Hz, Frecuencia de parada 2000Hz

Lo que ocurre cuando la frecuencia de inicio 2000Hz y la

frecuencia de parada 2400Hz, es que la señal está en un estado

de free run y la señal empieza a expandirse hasta llegar a zona

de enganche donde dura un instante de tiempo hasta

desengancharse y comenzar a expandirse de nuevo.

Figura 29. Estado de enganche y free run de la señal en el demodulador.

Page 10: Informe de Laboratorio Fsk

En la figura 30 se observa l señal del demodulador

enganchada.

Figura 30. Señal del demodulador enganchada.

8. Se mira la forma de onda en TP5 con el canal B del

osciloscopio, es decir revisar la salida de datos, se

incrementa lentamente la frecuencia del generador entre 2

y 2.3 KHz, notando que se está variando la frecuencia que

hace variar a la salida los datos entre 0 y 1.

Se midió la frecuencia critica en donde el PLL detecta el

cambio para así obtener a la salida el cambio de estado

lógico, aproximadamente debe ser de 2125 Hz, ajustando

R10 hasta que la frecuencia se fijó en este valor.

Encontrando que hay una pequeña histéresis en TP5

(pequeño ruido) al momento de realizar el ajuste, dejando

como frecuencia promedio 2125 Hz de las frecuencias

críticas.

Conectando la entrada a la señal seno del generador y

midiendo en TP5 se obtiene lo observado en la figura 31.

Figura 31. Salida medida en TP5.

En la figura 32 se observa la frecuencia de la señal del

demodulador cuando está en un estado lógico ‗0‘

Figura 32. Frecuencia de la señal con estado lógico „0‟.

En la figura 33 se observa la frecuencia de la señal del

demodulador cuando está en un estado lógico ‗1‘

Figura 33. Frecuencia de la señal con estado lógico „1‟.

Se puede visualizar el momento donde se realiza el cambio de

nivel lógico notando la frecuencia donde se realiza el cambio.

9. Se decremento la amplitud en función del generador.

Determinando la sensibilidad del decodificador FSK. En

otras palabras se determinó la amplitud mínima en TP4

que garantizo el éxito del lugar donde se realizó la

decodificación. Al ser un modulador de alta calidad,

aunque se decremento la amplitud de la señal de entrada

hasta 1mV, es posible que se detecten estos cambios y lo

demodule, entregando los datos en forma binaria.

10. Se conectó TP3 de la figura 21.4 a TP4 de la figura 21.5.

La señal FSK de salida del codificador FSK es ahora

aplicada al decodificador FSK. Se aplicó 20Hz, 3V

Page 11: Informe de Laboratorio Fsk

positivo para una onda cuadrada en TP1. Se observó la

señal FSK en la salida de TP3, el cual cambia lentamente

y a la vez se ajustó el potenciómetro ubicado en R10 para

poder encontrar la frecuencia de disparo.

En la imagen 4 se observa la unión del modulador con el

demodulador FSK, para así tener un sistema de

comunicaciones digitales con modulación FSK. También se

observa la conexión serial al computador con el MAX232.

Imagen4. Sistema de comunicaciones digitales con modulación FSK.

11. Se observó el dato original (señal cuadrada) ubicada en

TP1 en el canal A del osciloscopio (Señal azul) y el dato

recreado (demodulado) en TP5 con el canal B (Señal

naranja). Esto se evidencio en la figura 34 y 35.

Figura 34. Señal original y señal recreada por modulación y demodulación

FSK.

Figura 35. Señal original y señal recreada por modulación y demodulación

FSK.

Como se observa en las anteriores gráficas, la señal

demodulada (naranja) tiene un leve desfase respecto a la señal

de entrada (Azul).

12. Se incrementó la taza de baudios de los datos a la entrada

del modulador incrementando la frecuencia del generador

de señales. Con esto se determinó la máxima frecuencia de

la onda cuadrada que se podría enviar por medio de la

comunicación serial. Por último se calibro el R10 para

aumentar el rango de la frecuencia límite del ancho del bit

y poder recuperar gran parte de la señal. Esto se hace

porque al aumentar la tasa de baudios el PLL no tenía la

capacidad de recuperar la señal, pero al calibrar el

potenciómetro del demodulador alcanzaba a recuperarla.

Esto se puede observar en las figuras 36, 37 y 38.

Figura 36. Señal original y señal recreada por modulación y demodulación

FSK con una tasa de baudios mayor.

Page 12: Informe de Laboratorio Fsk

Figura 37. Señal original y señal recreada por modulación y demodulación

FSK con una tasa de baudios mayor.

Figura 38. Señal original y señal recreada por modulación y demodulación

FSK con una tasa de baudios mayor.

Al ir variando la frecuencia del generador la señal recuperada

intentaba distorsionarse hasta el punto de desengancharse y

perderse. Para poder recuperar la señal original se comenzó a

variar el potenciómetro R10 logrando con esto enganchar la

señal y así recuperar los datos contenidos en la señal FSK

volviéndolos ‗1‘ y ‗0‘

V. CONCLUSIONES

La modulación FSK se emplea normalmente en en-

laces asíncronos. (Asincronía Hace referencia al

suceso que no tiene lugar en total correspondencia

temporal con otro suceso.)Es el sistema ideal para

operar a baja velocidad. Sin embargo, tiene una

desventaja: el gran ancho de banda que consume.

FSK coherente : esta se refiere a cuando en el

instante de asignar la frecuencia se mantiene la fase

de la señal

FSK no coherente: aquí la fase no se mantiene al

momento de asignar la frecuencia. Las frecuencias

son generadas por diferentes fuentes.

La transmisión de señales digitales nos da una mayor

precisión y mayor velocidad en el envío de datos.

Para poder realizar una transmisión inalámbrica con

datos discretos, es necesario representarlos con

señales análogas, como lo hace la modulación FSK.

Con el montaje de estos dos circuitos nos dan un

gran acercamiento a los principios de

funcionamiento de algunos modem.

Utilizando este método de modulación no son los

más apropiados para transmitir grandes volúmenes

de información.

REFERENCIAS

http://www.slideshare.net/alexlombana/modulacion-

fsk-7375299.

http://mjteleprocesos.tripod.com/monitoreo_archivos/

FSK.pdf.

http://www.jaycar.com.au/images_uploaded/XR2206

V1.PDF.

http://www.jaycar.com.au/images_uploaded/XR2211

V3.PDF.