modulador FSK

Modulador y demodulador FSK, Telecomunicaciones Anlogas, mayo de 2011. Universidad de Cundinamarca

MODULADOR Y DEMODULADOR FSK

Estudiantes de ingeniera electrnica VII semestre Jhon Alexander Daz Acevedo, Freddy Enrique Muoz Barragn Universidad de Cundinamarca Colombia/Cundinamarca/Fusagasug [email protected]; [email protected].

Resumen. En este documento se encuentra el desarrollo de una prctica de laboratorio basada en la modulacin en cuanto a seales digitales, en esta ocasin se har un modulador FSK (Frequency-shift keying) el cual consiste en una modulacin que se basa en los cambios de pulsos binarios, esto quiere decir que en cada estado del puso ya sea bajo o alto (0 o 1) abra una variacin en la frecuencia, es decir en la modulacin se obtendr algo as como una onda en donde determinados fragmentos de ella estarn dados por una frecuencia diferente a la original, para as posteriormente demodular la seal y obtener la informacin que originalmente se tena. 1. INTRODUCCIN [1] mencion anteriormente y en la otra variara su frecuencia. 2. MODULADOR FSK [2]

En general, la propagacin de seales de informacin a travs de medios de transmisin es muy dependiente de las caractersticas especficas de dicho medio, de ah que sea necesario adecuar las seales de informacin a transmitir a las caractersticas del canal de comunicaciones que ser utilizado como medio de transmisin. Este proceso de adaptacin de las seales de informacin al medio que se va transmitir es lo que se conoce como Modulacin de la seal. En el extremo contrario; en la recepcin, ser necesario hacer la operacin contraria, es decir, recuperar la seal de informacin a partir de la onda modulada. Este proceso se conoce como proceso de Demodulacin de la seal. El proceso de modulacin y demodulacin de la seal es necesario desde el punto de vista de poder realizar la transmisin de seales a travs del canal de comunicaciones de forma eficiente. Este proceso de modulacin consiste en un desplazamiento de la banda base de la seal de informacin hacia frecuencias ms altas que resultan ms adecuadas para la transmisin, y en recepcin, se requiere el correspondiente desplazamiento a la banda original para la recuperacin de la seal de informacin. En los laboratorios pasados se pudo ver la modulacin AM y un PLL por la parte de FM, en este tipo de modulacin se tendrn encuentra los conceptos del PLL ya que en las frecuencias asignadas se podr obtener la seal que ya se

El FSK (Frequency-shift keying) es un tipo de modulacin de frecuencia cuya seal modulante es un flujo de pulsos binarios que vara entre valores predeterminados. En los sistemas de modulacin por salto de frecuencia, FSK, la seal moduladora hace variar la frecuencia de la portadora, de modo que la seal modulada resultante codifica la informacin asocindola a valores de frecuencia diferentes. El comportamiento tpico de este tipo de modulacin se puede ver a continuacin en la figura 1.

Figura 1. Comportamiento de un modulador FSK


La modulacin FSK se representa de la siguiente manera: S(t) = cos [(? C d? ) t + f ] Dnde: S(t) = seal transmitida. ?C = frecuencia de portadora. d? = corrimiento de frecuencia. t = tiempo. f = defase. Para un perodo de baudio t, S(t) tiene una frecuencia f 1= (fc+ df) o f 0 = (fc- df), correspondiendo a la transmisin de un uno o un cero respectivamente, por la duracin de un perodo de baudio. En algunos casos conviene representarlo como:

se puede observar que se hace uso de un PLL (el cual est basado por cada uno de los elementos que lo componen, es decir esta en cierta manera en discreto) para la parte de la demodulacin, mientras que a la entrada se tienen dos seales seno cada una de frecuencias Fc*0.9 y Fc*1.7 y un generador de seales el cual entrega una seal cuadrada la cual ser la encargada de definir los estados lgicos 1 y 0 y as lograr la modulacin FSK por medio de un switch. A continuacin en la figura 3 se puede observar los resultados de la simulacin, en donde se muestra la modulacin, demodulacin, las seales de estrada a travs de la etapa del producto y despus de la etapa del filtro.

1= c+ 0= c- Y tambin vale lo siguiente:

c= ( 1+ 0)/2 = ( 1- 0)/2Demodulacin:como ya se sabe la demodulacin es la encargada de recuperar la seal de la modulacin o la moduladora, entonces no hace falta hablar mucho acerca de esto Figura 3. Resultados de la simulacin.

3. DESARROLLO DE LA PRCTICA.Antes de empezar con la implementacin de circuitos y la realizacin de la prctica de laboratorio se hace necesario un pequeo abordaje a lo que es la modulacin y demodulacin FSK para as saber qu es lo que tiene que obtener a la salida del modulador y del demodulador, es por ello que a continuacin se muestra una simulacin realizada con el software MATLAB haciendo uso de la herramienta MULTISIM ya que esta brinda todos los elementos necesarios para la realizacin de esta y de una manera muy sencilla. En la figura 2 (ver anexo) se muestra el diagrama de conexiones realizado para la simulacin. En esta

Despus de entender un poco lo que se debe obtener en el desarrollo del laboratorio se prosigue a hacer el montaje para la verificacin y sustentacin de la simulacin. Primero que todo hay que generar un modulador FSK, este se hizo con ayuda de un generador de arbitrarias el cual ya posee esta funcin internamente y proporciona dicha seal para poderla ingresar en la entrada del demodulador. A la salida del generador de seales se deben obtener dos ondas seno similares a las del grafico 1 de la figura 3, en donde se encuentra una con mayor frecuencia que la otra. Entonces el generador de seales se configuro con ondas de frecuencias de 2 y 5 KHZ y el generador de cuadrada variable de 0 a 20 HZ (ver figura 4)


lo cual quiere decir que el circuito implementado para la demodulacin trabaja con frecuencias bajas.

Figura 4. Parmetros para el generador de seales. De esta manera se puede empezar a trabajar, ya que mediante estos valores ingresados se obtuvieron las siguientes graficas a la salida de generador (es la misma grafica solo que vista desde diferentes perspectivas) como se muestra a continuacin.

Figura 7. Ondas 1 y 2. Como se puede observar los resultados coinciden con el comportamiento de la grfica 1 de la figura 3, de esta manera se prosigue a la conexin del circuito demodulador el cual est basado en el funcionamiento de un PLL al igual a como se mencion en el proceso de la simulacin. El circuito implementado se muestra a continuacin en la figura 8.

Figura 5. Onda 1 a Frecuencia de 2KHZ

Figura 8. Circuito demodulador. Mediante la implementacin del circuito se pudo obtener una demodulacin de forma funcional solo hasta cierto punto, sin embargo fue lo suficiente para entender el funcionamiento del demodulador y comprobar los resultados de la simulacin, compararlos y analizarlo. A continuacin en la figura 9, se puede observar la onda resultante de la demodulacin, la cual va variando su estado a medida que se varia la

Figura 6. Onda 1 a Frecuencia de 5KHZ


frecuencia de la onda cuadrada que brinda el generador.

inconveniente que se acab de mencionar se presentara pero en un porcentaje de posibilidades muy bajo.

Bibliografa[1] Natalia Otlvaro Cardona, ODULADORFSK CON CIRCUITO INTEGRADO XR- 2206 Y XR-2211.

[2] COMPUVEL, Modulacin Y Multiplexacion,I Power Blogger. Figura 9. Seal demodulada.

[3] PRCTICA 11. MODULACIN FM.Documento PDF.

Como se puede ver el resultado es un tren de pulsos o una seal digital, lo cual era de esperarse ya que en uno de los estados esta una seal a una frecuencia y en el otro estado est la otra seal con diferente frecuencia, as como se puede ver en la grfica 2 de la figura 3. Como se pudo ver los resultados de la prctica tienen el mismo comportamiento de los realizados en la simulacin, lo cual indica que el procedimiento se realzo correctamente.

[4] Universidad de la laguna, practica 5. Demodulador FSK mediante PLL, documento PDF.

4. CONCLUSIONES Mediante el desarrollo de la prctica se pudo entender uno de los conceptos ms importantes acerca de la modulacin y demodulacin FM, como es el caso de la modulacin, la cual es muy til para la eliminacin o correccin del ruido que hay en el mensaje debido a los diversos factores que afectan para que se presente este fenmeno, sin embargo la informacin que se tiene en el receptor o a la salida de la demodulacin no es del todo confiable debido al ruido que se puede presentar, ya que el demodulador lo puede confundir con una seal de una frecuencia y cambiar el estado lgico en que debera estar el pulso, es decir si por alguna razn el ruido es confundido por seal, este puede cambia un estado lgico 1 a 0 o viceversa, este podra ser el nico inconveniente de este tipo de modulacin y demodulacin digital, sin embargo presenta ciertas ventajas ya que como se sabe las seales o modulaciones FM presentan un ruido muy bajo casi despreciable lo cual es muy favorable y el


ANEXOS

ANEXO A.

Figura 2. Diagrama de conexiones en simulink.

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