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Universidad Nacional de San Agustín

FACULTAD ING. DE PRODUCCIÓN Y SERVICIOS

ESCUELA PROFESIONAL DEINGENIERÍA EN TELECOMUNICACIONES

Expositores:• Apaza Mamani Jhon A• Ysayaka Puma Yordan • .

MODULACIÓN DE TRANSMISIÓN Y RECEPCIÓN EN

SISTEMAS DE TV ABIERTA

I. Introducción

• la televisión es el proceso de convertir imágenes a señales eléctricas y después transformar esas señales en un receptor lejano, donde se convierten de nuevo a imágenes que se pueden percibir a simple vista. Por consiguiente, la televisión es un sistema en el cual las imágenes se transmiten desde una ubicación central y después se reciben en receptores lejanos, donde se reproducen en su forma original.

II. Clasificación de la TV

III. Arquitectura básica de los transmisores de televisión

En términos generales, la arquitectura de los transmisores, bien sean analógicos o digitales, es prácticamente la misma

III. Arquitectura básica de los transmisores de televisiónSe trata, en realidad de dos transmisores, uno modulado en amplitud para el vídeo y otro modulado en frecuencia para el audio, por lo que en este caso se habla de un excitador o modulador de vídeo y otro de audio, la frecuencia central de salida de este último es desviada 4.5 o 5.5 MHz de la frecuencia de la portadora de vídeo y enganchada a ésta. Por lo general la potencia de salida de audio es de 1/10 de la de vídeo.



• La modulación se realiza en bajo nivel, es decir, a niveles de unos cuantos mili vatios, lo que hace que hace que la eficiencia del sistema sea relativamente baja

• En el grafico no se indica, el filtro de banda lateral vestigial, que puede insertarse a la salida del modulador, en alguna etapa subsiguiente, a bajo nivel de potencia, o bien a la salida del transmisor de vídeo

• Hay algunas consideraciones que favorecen el uso del combinador en altos niveles de potencia. Entre ellas, el consumo de potencia resulta menor, la linealidad de luminancia y crominancia también es mejor y los productos de intermodulación fuera de banda se ven reducidos.



La arquitectura básica de un transmisor de televisión con amplificación común , en este caso, el excitador está constituido por el modulador, filtro de banda vestigial y conversor ascendente y no se indican en el diagrama, los amplificadores de FI a la salida del modulador o del filtro de banda vestigial.


IV. Bloques del sistema transmisor de amplificación común

La arquitectura básica de un transmisor de televisión con amplificación común , en este caso, el excitador está constituido por el modulador, filtro de banda vestigial y conversor ascendente y no se indican en el diagrama, los amplificadores de FI a la salida del modulador o del filtro de banda vestigial.

A. Equipo de entrada.La señal de entrada, suele recibir un procesado previo que consiste principalmente en restablecer el nivel correcto de cc, la forma correcta de los pulsos de sincronismo y de la subportadora de color, así como: corregir la amplitud de la señal para entregar 1 VPP (0.7 V de vídeo y 0.3 V de sincronismo) al modulador. Suele incluirse también un precorrector cuya función es compensar las no linealidades introducidas principalmente por los amplificadores de potencia, pre distorsionando la señal. La señal de audio suele pasar por un limitador, con el fin de que las señales de nivel elevado, al ser moduladas en frecuencia, no excedan el ancho de banda de audio.

B. Modulador.La función del modulador es trasladar la señal en banda base a una frecuencia superior, que puede ser el canal de radiofrecuencia (RF) o bien una frecuencia intermedia (FI) inferior a la de RF. Esta última técnica es la que se emplea en casi todos los transmisores actuales, ya que a esa frecuencia intermedia es posible realizar el control de algunos parámetros de la señal con mayor facilidad y a menor costo que a potencias grandes. La potencia de salida del modulador es muy pequeña, del orden de fracciones de watt..

C. Conversor ascendenteCuando se emplea modulación en FI, la señal modulada debe trasladarse en elespectro a la frecuencia del canal de RF, mediante un conversor ascendente. La salida de este conversor se filtra a la banda de paso de RF deseada para eliminar los componentes espurios fuera de banda y se amplifica hasta niveles de varios watts. Todo el conjunto anterior, modulador, conversor y amplificadores de baja potencia suele designarse como excitador.


Amplificadores de potenciaLa salida del excitador se aplica a uno o varios amplificadores de potencia, cuya salida final se entrega a una línea de transmisión para conducir la señal hasta la antena. Los amplificadores de potencia pueden utilizar tecnología de estado sólido o de válvulas al vacío. En general, para potencias superiores a unos 10 KW suelen preferirse éstas últimas.


V. Énfasis en el bloque del modulador

A. CONCEPTOS BÁSICOS SOBRE MODULACIÓNA.1 Señal En Banda BaseEn principio, una señal banda base es una señal en sus estado originario, según se obtiene del transductor o del generador de señal. Por ejemplo, la señal de audio, con una banda desde casi 0 Hz a 20 kHz, es una señal en banda base, por lo que hay una relación directa entre la forma de la onda de la señal eléctrica y la forma de onda del sonido que representa.La señal de vídeo de un sensor monocromo también representa la luminosidad de la imagen con una relación directa entre su forma de onda y la intensidad de cada punto de la imagen. Es también una señal banda base.


A. CONCEPTOS BÁSICOS SOBRE MODULACIÓNA.2 ¿Por Qué Modular?La modulación ofrece la posibilidad de un reparto del espectro del canal, organizando las diferentes informaciones que comparten canal en paquetes frecuenciales que no se interfieran unos a otros.Además, en casos como la radiodifusión por antenas, es necesario manejar frecuencias superiores para la correcta transmisión de potencia al aire libre.Los procesos de modulación permiten convertir la señal banda base en otra señal distinta (llamada señal modulada) con un espectro más adecuado al canal en uso y con una menor sensibilidad al ruido del canal.



A. CONCEPTOS BÁSICOS SOBRE MODULACIÓNA.3 Componentes de una modulación sobre portadora sinusoidal.

Señal Portadora: es una señal generada por el dispositivo modulador, es una señal sinusoidal de alta frecuencia. La frecuencia de la portadora es la que marca el lugar del espectro al que va a ser trasladada la información en banda base.

Señal Moduladora: es la señal con la información que queremos transmitir, la señal banda base.

Señal Modulada: es la señal resultado de la modulación.



B. MODULACIONES UTILIZADAS EN TELEVISIÓNB.1 MODULACIÓN EN AMPLITUD (AM)

Se produce cuando se modifica el nivel de la señal portadora a partir de los cambios de la señal que transmite el mensaje. Como resultado de esta modulación surgen dos bandas laterales de anchura igual a la banda original del mensaje, una por encima y otra por debajo de la frecuencia portadora. La suma de estas tres componentes (portadora y dos bandas laterales) conforma la señal modulada. Sin embargo, para ahorrar energía y mejorar el rendimiento del sistema de transmisión, se puede eliminar alguna de estas componentes, creando las siguientes variantes de modulación en amplitud:




Modulación en Banda Lateral Vestigial (BLV).

Partiendo de un modulador de amplitud, se incorpora a la salida de éste un filtro que recortará parcialmente una de las dos bandas laterales, consiguiendo así una reducción notable del ancho de banda necesario para transmitir el canal de televisión. Se mantiene la banda lateral superior íntegra (conteniendo la información), además de la portadora, y una pequeña porción de la banda lateral inferior, para facilitar la demodulación. En el vestigio o residuo que se mantiene de la banda inferior, se recorta a partir de 0,75 MHz, presentando un nivel del 50 por 100 de la amplitud en una frecuencia de 1 MHz. El espacio total reservado a esta porción de banda lateral es de 1,25 MHz.




Modulación en Doble Banda Lateral (DBL).

Con el fin de ahorrar energía durante la transmisión y no interferir con otras señales, se puede eliminar la señal portadora durante el proceso de modulación de amplitud. En este caso se transmitirán únicamente las dos bandas laterales. Este sistema se aplica a las señales diferencia de color R-Y y B-Y en los sistemas PAL y NTSC.




QAM (Quadrature Amplitude Modulation).

Esta técnica usa dos portadoras, cada una de la misma frecuencia pero separadas en fase 90°. Las señales diferencia de color modulan en amplitud a una misma portadora (la sub-portadora de color) desfasada 90º. Esto significa que una portadora sigue a la otra separada un cuarto de ciclo.



B. MODULACIONES UTILIZADAS EN TELEVISIÓNB.2 MODULACIÓN EN FRECUENCIA (FM)

Las variaciones de amplitud de la señal moduladora que contiene el mensaje se convierten en desplazamientos de frecuencia de la señal portadora. Así, cuando la señal moduladora crece desde cero, la portadora aumentará su frecuencia respecto de la de reposo. Los desplazamientos de frecuencia de la señal portadora se limitan en función de la calidad requerida en la transmisión, definiendo así el ancho de banda del canal. La modulación en frecuencia se utiliza para transmitir el sonido convencional en los sistemas de televisión analógicos. También se modulan en frecuencia las componentes cromáticas en el sistema SECAM, así como las señales de televisión por satélite analógicas y la mayoría de los sistemas de enlaces vía radio.


VI.Equipos de emisión de televisión

analógica• En la practica la totalidad de estos equipos se

presentan en formato rack de 19 pulgadas, con una estructura modular.• lo que permite su integración en sistemas

multicanal y la ampliación posterior de potencias y canales.

VI.Equipos de emisión de televisión

analógica• Esquema de bloques típico de sistema emisor para

televisión analogica• utiliza el principio de modulación en frecuencia intermedia

para audio y video, y la conversion posterior de las dos señales hasta el canal de radiofrecuencia deseado.

A. Adaptador de entrada

• Recibirá las señales de audio en banda base y video compuesto• Señal de video 1 V pico a pico sobre una impedancia de 75 ohmios• Señal de audio un valor frecuentemente utilizado es 0 dBm sobre una

impedancia de 600 ohmios• Funcion Adaptar estos niveles e impedancias de entrada a las

necesarias en el siguiente bloque (ausencia distorsiones y perdidas)

B. Preénfasis de audio

• Aplica un filtro paso alto, que elevara el nivel de las componentes de alta frecuencia de audio (mejorar sn)

• ≪preénfasis≫ emplea modulación de frecuencia, y se define con la constante de tiempo del filtro empleado [Europa 50um – FCC 75um]

• Este bloque tendrá en el receptor su complementario, el bloque de deenfasis, que devolverá a la señal de sonido su respuesta en la frecuencia original antes de ser escuchada por el usuario.

C. Modulador de audio

• Una vez corregida la amplitud y el espectro de la señal de sonido, ésta se inyecta en un modulador de frecuencia.• incorpora un circuito de bucle enclavado en fase (Phase

Locked Loop, PLL) elemnto oscilador des alta estabilidad [33,4 MHz – PAL-B y G]

D. Modulador de vídeo

• la señal de imagen procedente del adaptador de entrada sirve como señal moduladora en este bloque.• A partir de un cristal de cuarzo, una portadora de frecuencia

intermedia de video, es decir, 38,9 MHz.• Con estos dos componentes se producirá una señal

modulada de 38,9 MHz [2 bandas la terales 5 MHz]

D. Modulador de vídeo

• El sistema utiliza el principio de la modulación negativa.• Exterior sincronismo• Interior informacion

• También se suelen incorporar etapas de amplificación para dotar a la señal modulada de nivel suficiente para atacar a los bloques posteriores.

Oscilograma y espectrograma de la señal

de vídeo modulada en amplitud (barras).

E. Sumador de frecuenciaintermedia• Crea una señal única modulaciones de audio y video • acotando los niveles y frecuencias establecidas para la frecuencia

intermedia estándar (PAL/NTSC)• Sumador aportara la cantidad justa de cada señal• Después de la suma filtro paso banda, encargado de delimitar el

margen de frecuencias que formara el canal de televisión (filtro de ondas de superficie)

Curva de respuesta del filtro de F.I.

F. Conversor de subida

• colocar la señal en la frecuencia del canal de transmisión• basado en el principio de heterodinación de dos señales.• Frecuencia Intermedi + Oscilador local frecuencia de emisión.• la frecuencia de sonido es inferior a la de video, para poder transmitir

la información se debe invertir esta relacion, enviando la banda lateral superior de video y la portadora de sonido por encima de esta.

G. Filtro de canal

• A la salida del mezclador, ademas de la senal del canal de television que queremos transmitir, se presentan otros productos• Evita que señales indeseadas salgan por la antena

transmisora• mediante este filtro paso banda.

H. Etapas de amplificación

• A falta de potencia necesaria para poder radiarse adecuadamente.• Amplificación en cascada• estas etapas de amplificación son sintonizables con circuitos

resonantes

I. Control de potencia

• Mide las señales directa y reflejada que se producen entre el emisor y la antena• detectaran posibles inadaptaciones• el acoplador generara una señal de control automático de

ganancia

TV abierta en el Perú

• La televisión analógica inició en el Perú a mediados del siglo XX adoptando el formato de transmisión americano NTSC (National Television Standard Comittee) que de principio operaba con señal blanco y negro, una característica fundamental consiste en recortar la banda lateral inferior de la señal de video, a esto se le denomina transmisión en banda lateral vestigial .

• Los parámetros básicos fueron, canales de operación con un ancho de banda de 6 Mhz con dos portadoras, dos modulaciones y 525 líneas en una exploración entrelazada de 60 campos.

TV abierta en el Perú

• Para la señal de video la portadora se ubica a 1.25 Mhz del límite inferior del canal asignado y la modulación es en amplitud (AM). Para la señal de audio la portadora se encuentra ubicada a 0.25 Mhz debajo del límite superior del canal.

• La señal de video ocupa un ancho de banda de 3.5 Mhz en la banda lateral superior y 1.25 Mhz en la banda lateral inferior, ésto se logra a partir de un filtro que recorta 2.25 Mhz de la banda lateral inferior de la señal de video.

• En el caso de la señal de audio se utiliza modulación en frecuencia y el ancho de banda que ocupa con sus dos bandas laterales es de 0.4 Mhz.

Ejercicio 1

• Calcular las frecuencias intermedias de sonido e imagen para un canal de televisión con portadora de sonido de 208.75 Mhz y la de imagen es 203.25 Mhz y una frecuencia de Oscilador local 242.15 Mhz.

• Solucion

• f.i.son = 242.15-208.75 = 33.4 Mhz• f.i.im = 242.15-203.25 = 38.9 Mhz

• Portadora sonido es mayor que la portadora de imagen• Frecuencia de oscilador es mayor que frecuencias de recepción

Ejercicio 2

• Calcular la frecuencia de para un canal de televisión con portadora de sonido de 516.75 Mhz y la de imagen es 511.25 Mhz

• Solucion• Se transforma a las mismas frecuencias intermedias

calculadas de 33.4 y 38.9 Mhz resultando una frecuencia de oscilador:• O=511.25 + 38.9 = 550.15 Mhz

Propuestos

• Si deseamos transmitir en el canal 51, la frecuencia de portadora de video debera ser de Fpv = 711,25 MHz, mientras que el sonido estará Fps = 716,75 MHz.

¿Qué valor de oscilador local se usara?¿A qué rango de frecuencia el filtro de salida deberá estar ajustado, aproximadamente?• De no utilizarse sistemas de control de ganancia, si se

produjese una inadaptación de impedancias entre el emisor y la antena o el cable. ¿ la corriente reflejada por la inadaptación que consecuencias traería?

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