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TELECOMUNICACIONES

Nicson Yaya RodríguezDaniel SalazarSergio CastroMarzo 2016.

CIDCA.Bogotá D.C

Telecomunicaciones

Tabla de Contenidos

Relación señal ruido……………………………………………………………………………….1 Cómo calcular la relación señal-ruido………………………………………………….....4Espectro electromagnético…………………………………………………………………….…..5 Rayos gamma……………………………………………………………………………...6 Rayos x……………………………………………………………………………….........6 Radiación ultravioleta…………………………………………………………………......7 Luz visible……………………………………………………………………………........7 Radiación infrarroja…………………………………………………………………….....7 Ondas radioeléctricas……………………………………………………………………...7 Rayos tl……………………………………………………………………………………7 Microondas………………………………………………………………………………..8 bandas del espectro electromagnético…………………………………………………….8Análisis ruido………………………………………………………………………………….......9 ancho de banda de ruido …………………………………………………………..…...…9 Factor de ruido………………………………………………………………….……….10Modulación y demodulación……………………………………………………………….…....10 Modulación………………………………………………………………………….…...10 Demodulación……………………………………………………………………….…...11 señales de transmisión y señales de datos……………………………………………………....12 Tipos de modulación……………………………………………………………………..12 Modulación por amplitud ……………………………………………………………..…13

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Lista de tablas

Tabla 1. Bandas de espectro electromagnético………………………………………………..8-9

Tabla 2. Señales de transmisión de Datos………………………………………………..12

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Lista de figuras

Figura 1 .Grafica Relación señal. ……………………………………………………………………….1

Figura 2. espectro electromagnético……………………………………………………………..6

Figura 3. Ecuaciones en funcion del ruido………………………………………………………10

Figura 4. Proceso de demodulación……………………………………………………………..11

Figura 5. Señal portadora………………………………………………………………………..13

Figura 6. Señal Modulada(datos)……………………………………………………………….14

Figura 7. Señal modulada………………………………………………………………………..14

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RELACION SEÑAL- RUIDO

La relación señal ruido (S/N) es la diferencia entre el nivel de la señal y el nivel de

ruido. Se entiende como ruido cualquier señal no deseada, en este caso, la señal eléctrica

no deseada que circula por el interior de un equipo electrónico.

De ahí que se habla de relación señal ruido (S/N) porque el nivel de ruido es más o menos

perjudicial en función de cuál sea el nivel de la señal.

La S/N se calcula como la diferencia entre el nivel de la señal cuando el aparato funciona

a nivel nominal de trabajo y el nivel de ruido cuando, a ese mismo nivel de trabajo, no se

introduce señal. En un amplificador, cuanto más se gire el mando de potencia, más se

amplificará la señal y en la misma medida se amplificará el ruido.

Figura 1 .Grafica Relación señal.

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Por lo tanto el nivel de la señal se mide en voltios (V). Midiendo en voltios la señal (S,

signal), midiendo también en voltios el ruido (N, noise) y calculando el 20·log(S/N) se

obtiene el valor de la relación señal ruido en dB, que es como normalmente se da. La

calidad de un equipo se mide también por la relación señal ruido, cuanto mayor sea el

valor de S/N mayor calidad tendrá el mismo. La relación señal ruido se suele dar para una

frecuencia de 1KHz. Aunque también se puede dar un valor para toda la banda de

frecuencia de trabajo del aparato; en este caso se entiende que el valor de S/N es el menor

para toda la banda, es decir, el más desfavorable. En el mejor de los casos se puede

presentar la S/N como una gráfica del tipo respuesta en frecuencia, en donde se especifica

el valor de la relación para cada una de las frecuencias

En consecuencia podemos decir que se conoce como señal a todo estímulo que lleva una

información significativa para construir un mensaje y como ruido a cualquier otro

estímulo que acompaña a la señal dificultando la adecuada transmisión, almacenamiento

y comprensión de la misma. Las señales que componen los mensajes tienden a reducir el

desorden, la entropía, en tanto que el ruido tiende a incrementar el desorden y aumentar

la entropía.

Dos ejemplos claros de esta relación presentada son:

Cuando queremos percibir una señal visual que nos interesa procedemos a una serie de

operaciones: giramos la cabeza, e incluso el torso, en la dirección en que hemos

alcanzado a vislumbrar la señal, hacia donde la hemos percibido "con el rabillo del ojo";

a continuación enfocamos la señal para percibirla con nitidez y desplazamos el globo

ocular hasta situar la imagen sobre la fóvea. En ese momento alcanzamos el mayor nivel

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de precisión en la percepción visual de dicha señal. Si el cuerpo u objeto que emite, o

refleja, el estímulo luminoso es muy pequeño, procederemos a desplazarnos hasta que

dicho estímulo ocupe una parte importante del área de visión. Nos hemos concentrado en

la señal y tratamos de reducir el ruido al mínimo nivel. Dejamos de mirar, Para comenzar

a ver.

Y En el caso de un estímulo sonoro, el procedimiento es casi idéntico; giramos la cabeza

hasta orientarla hacía la fuente del estímulo y, en forma automática, determinamos su

localización estableciendo diferencias de fase, en el caso de los sonidos graves, y de

intensidad en los agudos, pero a veces añadimos dos procedimientos más. El primero

consiste en cerrar los ojos, con el fin de dejar activos los canales y redes neuronales que

atienden a la audición, sin hacer actuar los de la visión y poder así concentrarnos en el

estímulo que estamos investigando. El segundo, consiste en reforzar mecánicamente el

sonido que nos llega, formando una pantalla reflectora con la mano y colocándola

alrededor del pabellón auditivo. Buscamos así reforzar el estímulo que nos interesa y

reducir la llegada de otros estímulos que no nos interesan. Los circuitos neuronales

pueden concentrarse en la señal y reducir la percepción del ruido, pero antes necesitan

identificar aquellos rasgos de la primera que permiten, mediante la concentración

adecuada, concentrarse en ellos para prestar menos atención a los del segundo. El tono de

la voz, además del timbre, son elementos básicos de esta selección. Dejamos de escuchar,

Para comenzar a oir.

Es decir, en ambos casos buscamos concentrarnos en la señal, portadora de información,

y reducir el ruido, que obstaculiza la percepción de la información significativa. A la

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relación, o proporción, entre la intensidad de la señal y la intensidad del ruido que la

acompaña, la denominamos relación señal/ruido y se la indica y mide en dB, o decibeles.

Esta unidad es logarítmica, lo que significa que un incremento de un dB en la relación,

indica un aumento también logarítmico de la calidad. Una relación señal/ruido de 3 dB

indica que la señal es mil veces más intensa que el ruido y una relación de 4 dB indica

una señal diez mil veces más fuerte que el ruido.

Cómo calcular la relación señal-ruido

- Define la relación señal-ruido matemáticamente. La misma está definida cómo

SNR = Ps/Pn, donde Ps es la potencia media de la señal deseada y Pn es la

potencia media del ruido indeseado. Estos niveles de potencia deben medirse en

los mismos puntos y en el mismo ancho de banda del sistema.

- Estudia la media de la raíz cuadrática (RMS). Ésta es una forma de medir una

cantidad variable. Es especialmente útil para medir formas de ondas, como el

electromagnetismo o el sonido donde la cantidad varía de una manera

estadísticamente predecible.

- Calcula la SNR cuando la potencia de la señal y del ruido se midan a través de la

misma impedancia. Bajo esta condición, la relación señal-ruido puede ser

calculada cómo SNR = Ps/Pn = (Rs/Rn)^2, donde Rs es la medida de una

amplitud RMS (típicamente voltaje) de la señal y Rn es la medida de una

amplitud RMS del ruido.

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- Examina el decibel (dB). El decibel es una medida de cualquier cantidad en

relación a un nivel de referencia conocido. Es una unidad logarítmica que permite

representar fácilmente números muy pequeños o muy grandes.

- Expresa la SNR en decibeles. Esto se define cómo SNR (dB) = 10log10 (Ps/Pn),

así que SNR (dB) = 10log10(Rs/Rn)^2 = 2(10)log10(Rs/Rn) = 20log10(Rs/Rn).

ESPECTRO ELECTROMAGNETICO

Se denomina espectro electromagnético a la distribución energética del conjunto

de las ondas electromagnéticas. Referido a un objeto, el espectro electromagnético o

simplemente espectro es la radiación electromagnética que emite (espectro de emisión) o

absorbe (espectro de absorción) una sustancia cualquiera, ya sea en la Tierra o en el

espacio estelar.

Este a su vez extiende desde la radiación de menor longitud de onda, como los rayos

gamma y los rayos X, pasando por la luz ultravioleta, la luz visible y los rayos

infrarrojos, hasta las ondas electromagnéticas de mayor longitud de onda, como son las

ondas de radio.

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Figura 2. espectro electromagnético

- rayos gamma; tienen las longitudes de onda más cortas y las frecuencias más

altas conocidas. Son ondas de alta energía capaces de viajar a larga distancia a

través del aire y son las más penetrantes.

-  rayos X; tienen longitudes de onda más largas que los rayos gamma, pero

menores que la radiación ultravioleta y por lo tanto su energía es mayor que la de

estos últimos. Se utilizan en diversas aplicaciones científicas e industriales, pero

principalmente utilizan en la medicina como la radiografía. Consisten en una

forma de radiación ionizante y como tal pueden ser peligrosos. Los rayos X son

emitidos por electrones del exterior del núcleo, mientras que los rayos gamma son

emitidos por el núcleo.

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-  radiación ultravioleta (UV); se define como la porción del espectro

electromagnético que se encuentra entre los rayos X y la luz visible. Para más

información haga clic aquí.

- luz visible; (también espectro visible) es la parte de espectro electromagnético

que los ojos humanos son capaces de detectar. Cubre todos los colores del azul a

400 nm al rojo a 700 nm. La luz azul contiene más energía que la roja.

- radiación infrarroja (IR);(también radiación térmica) es la parte del espectro

electromagnético que se encuentra entre la luz visible y las microondas. La fuente

natural más importante de radiación infrarroja es el Sol.

- ondas radioeléctricas; tienen longitudes de onda largas que varían unos pocos

centímetros a miles de kilómetros de longitud. Sus principales usos son en la

televisión, los teléfonos móviles y las comunicaciones por radio.

- Rayos TL; radiación de terahertzios (o Rayos T) es una región del espectro

situada entre el infrarrojo lejano y las microondas. Hasta hace poco, este rango

estaba muy poco estudiado, ya que apenas había fuentes para la energía

microondas en el extremo alto de la banda (ondas submilimétrica o también

llamadas ondas terahertzios). Sin embargo, están apareciendo aplicaciones para

mostrar imágenes y comunicaciones. Los científicos también buscan aplicar la

tecnología de rayos T en las fuerzas armadas, donde podrían usarse para dirigirlas

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a las tropas enemigas, ya que las ondas de alta frecuencia incapacitan los equipos

electrónicos.

- Microondas; Las microondas son ondas lo suficientemente cortas como para

emplear guías de ondas metálicas tubulares de diámetro razonable. La energía de

microondas se produce con tubos klistrón y tubos magnetrón, y con diodos de estado

sólido como los dispositivos Gunn e IMPATT. Las microondas son absorbidas por la

moléculas que tienen un momento dipolar en líquidos. En un horno microondas, este

efecto se usa para calendar la comida. La radiación de microondas de baja intensidad

se utiliza en Wi-Fi. O electrodomésticos.

Bandas del espectro electromagnético

- Para su estudio, el espectro electromagnético se divide en segmentos o bandas,

aunque esta división es inexacta. Existen ondas que tienen una frecuencia, pero varios

usos, por lo que algunas frecuencias pueden quedar en ocasiones incluidas en dos rangos.

Banda Longitud de onda (m) Frecuencia (Hz) Energía (J)

Rayos gamma < 10x10−12m > 30,0x1018Hz > 20·10−15 J

Rayos X < 10x10−9m > 30,0x1015Hz > 20·10−18 J

Ultravioleta extremo < 200x10−9m > 1,5x1015Hz > 993·10−21 J

Ultravioleta cercano < 380x10−9m > 7,89x1014Hz > 523·10−21 J

Luz Visible < 780x10−9m > 384x1012Hz > 255·10−21 J

Infrarrojo cercano < 2,5x10−6m > 120x1012Hz > 79·10−21 J

Infrarrojo medio < 50x10−6m > 6,00x1012Hz > 4·10−21 J

Infrarrojo lejano/submilimétrico < 1x10−3m > 300x109Hz > 200·10−24 J

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Microondas < 10−2m > 3x108Hzn. 1 > 2·10−24 J

Ultra Alta Frecuencia - Radio < 1 m > 300x106Hz > 19.8·10−26 J

Muy Alta Frecuencia - Radio < 10 m > 30x106Hz > 19.8·10−28 J

Onda Corta - Radio < 180 m > 1,7x106Hz > 11.22·10−28 J

Onda Media - Radio < 650 m > 650x103Hz > 42.9·10−29 J

Onda Larga - Radio < 10x103m > 30x103Hz > 19.8·10−30 J

Muy Baja Frecuencia - Radio > 10x103m < 30x103Hz < 19.8·10−30 J

Tabla 1. Bandas de espectro electromagnético.

ANALISIS RUIDO

Los sistemas de comunicaciones están limitados para transmitir información por

el ancho de banda y el ruido y la interferencia. El primero habla de la velocidad del

sistema para responder a las señales eléctricas usadas para contener los mensajes, y el

otro inconveniente son perturbaciones eléctricas que se nos introducen en nuestros

receptores y nos dificultan la comunicación, ya que nos confunden y juegan con la

sensibilidad del dispositivo en discriminar las componentes útiles de las que no lo son.

Esto se mide en relación de potencia de señal respecto la de ruido e interferencia (S/N+I).

En cuanto a las señales que ingresan al receptor, cuanto más alta sea esta relación habla

de la mejor calidad de lo recibido. Pero para evaluar al dispositivo de recepción, los más

sensibles soportan relaciones más bajas, significa que con condiciones más adversas

pueden obtener o rescatar los mensajes eléctricos.

Ancho de banda de ruido

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El ancho de banda de ruido de un filtro es igual al rango de frecuencias de un

filtro “pared de ladrillo” (brick-wall) con el mismo voltaje de ruido rms que el filtro

dado, si se aplica ruido blanco en ambos casos (la ganancia máxima es la misma para

ambos filtros).

Factor de ruido

El factor de ruido proporciona una medida directa de la degradación de SNR

provocada por el circuito Se limita a situaciones en las que la impedancia de la fuente

es resistiva.

Figura 3. Ecuaciones en funcion del ruido

MODULACION Y DEMODULACION

Modulacion.

En telecomunicación el término modulación engloba el conjunto de técnicas para

transportar información sobre una onda portadora, típicamente una onda senoidal. Estas

técnicas permiten un mejor aprovechamiento del canal de comunicación lo que permitirá

transmitir más información simultánea y/o proteger la información de posibles

interferencias y ruidos. Básicamente, la modulación consiste en hacer que un parámetro

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de la onda portadora cambie de valor de acuerdo con las variaciones de la señal

moduladora, que es la información que queremos transmitir. La modulación nace de la

necesidad de transportar una información a través de un canal de comunicación a la

mayor distancia y menor costo posible. Este es un proceso mediante el cual dicha

información (onda moduladora) se inserta a un soporte de transmisión. Existen varias

razones para modular, entre ellas:

- Facilita la propagaciòn de la señal de información por cable o por el aire.

- Ordena el radioespectro, distribuyendo canales a cada información distinta.

- Disminuye dimensiones de antenas.

- Optimiza el ancho de banda de cada canal.

- Evita interferencia entre canales.

- Protege a la información de las degradaciones por ruido.

- Define la calidad de la información trasmitida

Demodulación:

Es el proceso mediante el cual es posible recuperar la señal de datos de una señal

modulada.

Figura 4. Proceso de demodulacion

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Un MODEM es un dispositivo de transmisión que contiene un modulador y un demodulador.

Señales de transmisión y señales de datos

Las señales de transmisión corresponden a la portadora, mientras que las señales de datos

correspondes a la moduladora.

De acuerdo al sistema de transmisión, se pueden tener los siguientes casos.

Señal de transmisión Señal de Datos

Analógica Analógica

Analógica Digital

Digital Analógica

Digital Digital

Tabla 2. Señales de transmisión de Datos

tipos de modulación

Existen básicamente dos tipos de modulación: la modulación ANALÓGICA, que

se realiza a partir de señales analógicas de información, por ejemplo la voz humana,

audio y video en su forma eléctrica y la modulación DIGITAL, que se lleva a cabo a

partir de señales generadas por fuentes digitales, por ejemplo una computadora.

- Modulación Analógica: AM, FM, PM

- Modulación Digital: ASK, FSK, PSK, QAM

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modulación por amplitud (am).

Un modulador AM es un dispositivo con dos señales de entrada, una señal

portadora de amplitud y frecuencia constante, y la señal de información o moduladora. El

parámetro de la señal portadora que es modificado por la señal moduladora es la

amplitud.

En otras palabras, la modulación de amplitud (AM) es un tipo de modulación lineal que

consiste en hacer variar la amplitud de la onda portadora de forma que esta cambie de

acuerdo con las variaciones de nivel de la señal moduladora, que es la información que se

va a transmitir.

Figura 5. Señal portadora

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Figura 6. Señal Modulada(datos)

Figura 7. Señal modulada

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Lista de referencias

http://datateca.unad.edu.co/contenidos/208031/MODULO_DE_ENTRENAMIENTO_AUDITIVO_ZIP/leccin_15__relacin_seal_a_ruido_sn.html.

http://www.ehowenespanol.com/calcular-relacion-senalruido-como_18285/.

http://ec.europa.eu/health/opinions/es/lamparas-bajo-consumo/glosario/def/espectro-electromagnetico.htm.

file:///C:/Users/JIMENA/Downloads/ESPECTRO-ELECTROMAGNETICO.pdf.

http://www.espectrometria.com/espectro_electromagntico.

file:///C:/Users/JIMENA/Downloads/modulacion-y-de-modulacion%20(1).pdfhttp://www-elec.inaoep.mx/~materesa/pdf/DCIAII_11/Tema4_11.pdf

file:///C:/Users/JIMENA/Downloads/modulacion-y-de-modulacion%20(1).pdf

http://azimadli.com/vibman-spanish/demodulacin1.htm

http://sistemaformatico.blogspot.com.co/2013/02/modulacion-demodulacion.html

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