jueves, 27 de octubre de 2011

Trabajo Práctico: Líneas de Transmisión y fibra óptica


¿Qué son las líneas de transmisión?

Por definición, las líneas de transmisión son:
• Cualquier sistema de conductores, semiconductores, o la combinación de ambos, que puede emplearse para transmitir información, en la forma de energía eléctrica o electromagnética entre dos puntos.
• Circuitos en frecuencias muy altas donde las longitudes de onda son cortas, estas actúan como circuitos resonantes y aun como componentes reactivos en VHF y UHF y frecuencias microondas.

Circuito equivalente:


Tipos de líneas de transmisión

Líneas de transmisión de conductor paralelo:
Linea de transmisión de cable abierto: Consiste simplemente de dos cables paralelos, espaciados muy cerca y solo separados por aire. Los espaciadores no conductivos se colocan a intervalos periódicos para apoyarse y mantener se a la distancia, entre la constante de los conductores. La distancia entre los dos conductores generalmente está entre 2 y 6 pulgadas.
La única ventaja real de este tipo de línea de transmisión es su construcción sencilla. Ya que no hay cubiertas, las pérdidas por radiación son altas y es susceptible a recoger ruido.
Cables gemelos (doble terminal): Son esencialmente iguales que una línea de transmisión de cable abierto, excepto que los espaciadores que están entre los dos conductores se reemplazan con un dieléctrico sólido continuo. Esto asegura los espacios uniformes a lo largo de todo el cable, que es una característica deseable por razones que se explicarán posteriormente en este capítulo. Típicamente, la distancia entre los dos conductores es de 5/16 de pulgada, para el cable de transmisión de televisión. Los materiales dieléctricos más comunes son el teflón y el polietileno.
Cable de par trenzado: Un cable de par trenzado se forma doblando ("trenzando") dos conductores aislados juntos. Los pares se trenzan frecuentemente en unidades y las unidades, a su vez, están cableadas en el núcleo. Estas se cubren con varios tipos de fundas, dependiendo del uso que se les vaya a dar. Los pares vecinos se trenzan con diferente inclinación (el largo de la trenza) para poder reducir la interferencia entre los pares debido a la inducción mutua.
Par de cables protegido con armadura: Para reducir las pérdidas por radiación e interferencia, frecuentemente se encierran las líneas de transmisión de dos cables paralelos en una malla metálica conductiva, luego cubierta con una capa protectora de plástico. La malla se conecta a tierra y actúa como una protección. La malla también evita que las señales se difundan más allá de sus límites y evita que la interferencia electromagnética llegue a los conductores de señales. Consiste de dos conductores de cable paralelos separados por un material dieléctrico sólido.

Líneas de transmisión coaxial o concéntrica:
Las líneas de transmisión de conductores paralelos son apropiadas para las aplicaciones de baja frecuencia. Sin embargo, en las frecuencias altas, sus pérdidas por radiación y pérdidas dieléctricas, así como su susceptibilidad a la interferencia externa son excesivas. Por lo tanto, los conductores coaxiales se utilizan extensamente, para aplicaciones de alta frecuencia, para reducir las pérdidas y para aislar las trayectorias de transmisión. El cable coaxial básico consiste de un conductor central rodeado por un conductor exterior concéntrico. A frecuencias de operación relativamente altas, el conductor coaxial externo proporciona una excelente protección contra la interferencia externa. Sin embargo, a frecuencias de operación más bajas, el uso de la protección no es coestable.
Esencialmente, hay dos tipos de cables coaxiales: líneas rígidas llenas de aire y líneas sólidas flexibles. El material aislante es un material de polietileno sólido no conductivo que proporciona soporte, así como aislamiento eléctrico entre el conductor interno y el externo. El conductor interno es un cable de cobre flexible que puede ser sólido o hueco.
     

Los cables coaxiales rígidos llenos de aire son relativamente caros de fabricar, y el aislante de aire tiene que estar relativamente libre de humedad para minimizar las pérdidas. Los cables coaxiales sólidos tienen pérdidas menores y son más fáciles de construir, de instalar, y de dar mantenimiento. Ambos pueden operar a frecuencias más altas que sus contrapartes de cables paralelos.
Las desventajas básicas de las líneas de transmisión coaxial es que son caras y tienen que utilizarse en el modo desbalanceado, debido a que su conductor externo está generalmente unido a tierra. Para conectar un cable coaxial a una carga balanceada (como una antena por ejemplo), se una un dispositivo llamado Balun, que consta de un transformador especial con un primario desbalanceado y un bobinado secundario con conexión central.

Características de la transmisión

Impedancia característica: Para una máxima transferencia de potencia, una línea de transmisión debe terminar en una carga puramente resistiva igual a la impedancia característica de la línea de transmisión. Esta impedancia (también llamada resistencia a descarga) es una cantidad compleja que se expresa en Ohms, que idealmente es independiente de la longitud de la línea, y que no puede medirse.
La impedancia característica se define como la impedancia que se ve desde una línea infinitamente larga o la impedancia que se ve desde el largo finito de una línea que se termina en una carga totalmente resistiva igual a la impedancia característica de la línea. Una línea de transmisión almacena energía en su inductancia y capacitancia distribuida. Si la línea es infinitamente larga, puede almacenar energía indefinidamente; está entrando energía a la línea desde la fuente y ninguna se regresa. Por lo tanto, la línea actúa como un resistor que disipa toda la energía.
Constante de propagación: Esta constante, también llamada el coeficiente de propagación, se utiliza para expresar la atenuación (pérdida de la señal) y el desplazamiento de fase por unidad de longitud de una línea de transmisión. Conforme se propaga una onda, a lo largo de la línea de transmisión, su amplitud se reduce con la distancia viajada. La constante de propagación se utiliza para determinar la reducción en voltaje o corriente en la distancia conforme una onda TEM se propaga a lo largo de la línea de transmisión.
Para una línea infinitamente larga, toda la potencia incidente se disipa en la resistencia del cable, conforme la onda se propague a lo largo de la línea. Por lo tanto, con una línea infinitamente larga o una línea que se ve como infinitamente larga, como una línea finita se termina en un carga acoplada (Z = ZL), no se refleja ni se regresa energía nuevamente a la fuente. Matemáticamente, la constante de propagación es:
Cálculo de la constante de propagación:

Pérdidas en la línea de transmisión

Para propósitos de análisis se considera a las líneas de transmisión como ideales, es decir, sin pérdidas de ningún tipo, pero en realidad existen varios tipos de pérdidas, como los descriptos a continuación:
Pérdida del conductor: Como todos los materiales semiconductores tienen cierta resistencia finita, hay una pérdida de potencia inherente e inevitable.
Pérdida por radiación: Si la separación entre los conductores en una línea de transmisión es una fracción apreciable de una longitud de onda, los campos electroestáticos y electromagnéticos que rodean al conductor hacen que la línea actúe como antena y transfiera energía a cualquier material conductor cercano.
Pérdida por calentamiento del dieléctrico: Una diferencia de potencial entre dos conductores de una línea de transmisión causa la pérdida por calentamiento del dieléctrico. El calor es una forma de energía y tiene que tomarse de la energía que se propaga a lo largo de la línea. Para líneas dieléctricas de aire, la pérdida de calor es despreciable. Sin embargo, para líneas sólidas, se incrementa la pérdida por calentamiento del dieléctrico con la frecuencia.
Pérdida por acoplamiento: Ocurre cada vez que una conexión se hace de o hacia una línea de transmisión o cuando se conectan dos partes separadas de una línea de transmisión. Las conexiones mecánicas son discontinuas (lugares donde se encuentran materiales diferentes). Las discontinuidades tienden a calentarse, a radiar energía, y a disipar potencia.
Corona (descargas luminosas): Es una descarga luminosa que ocurre entre los dos conductores de una línea de transmisión, cuando la diferencia de potencial entre ellos excede el voltaje de ruptura del aislante dieléctrico. Generalmente, una vez que ocurre una corona, se puede destruir la línea de transmisión.


Fibra óptica

Los circuitos de fibra óptica son filamentos de vidrio (compuestos de cristales naturales) o plástico (cristales artificiales), del espesor de un pelo (entre 10 y 300 micrones). Llevan mensajes en forma de haces de luz que realmente pasan a través de ellos de un extremo a otro, donde quiera que el filamento vaya (incluyendo curvas y esquinas) sin interrupción.
Las fibras ópticas pueden ahora usarse como los alambres de cobre convencionales, tanto en pequeños ambientes autónomos (tales como sistemas de procesamiento de datos de aviones), como en grandes redes geográficas (como los sistemas de largas líneas urbanas mantenidos por compañías telefónicas).
El principio en que se basa la transmisión de luz por la fibra es la reflexión interna total; la luz que viaja por el centro o núcleo de la fibra incide sobre la superficie externa con un ángulo mayor que el ángulo crítico, de forma que toda la luz se refleja sin pérdidas hacia el interior de la fibra. Así, la luz puede transmitirse a larga distancia reflejándose miles de veces. Para evitar pérdidas por dispersión de luz debida a impurezas de la superficie de la fibra, el núcleo de la fibra óptica está recubierto por una capa de vidrio con un índice de refracción mucho menor; las reflexiones se producen en la superficie que separa la fibra de vidrio y el recubrimiento.
La fibra óptica consiste entonces en una guía de luz con materiales mucho mejores en varios aspectos. A esto le podemos añadir que en la fibra óptica la señal no se atenúa tanto como en el cobre, ya que en las fibras no se pierde información por refracción o dispersión de luz consiguiéndose así buenos rendimientos, en el cobre, sin embargo, las señales se ven atenuadas por la resistencia del material a la propagación de las ondas electromagnéticas de forma mayor. Además, se pueden emitir a la vez por el cable varias señales diferentes con distintas frecuencias para distinguirlas, lo que en telefonía se llama unir o multiplexar diferentes conversaciones eléctricas.

¿Cómo funciona la fibra óptica?
  En un sistema de transmisión por fibra óptica existe un transmisor que se encarga de transformar las ondas electromagnéticas en energía óptica o en luminosa, por ello se le considera el componente activo de este proceso. Una vez que es transmitida la señal luminosa por las minúsculas fibras, en otro extremo del circuito se encuentra un tercer componente al que se le denomina detector óptico o receptor, cuya misión consiste en transformar la señal luminosa en energía electromagnética, similar a la señal original. El sistema básico de transmisión se compone en este orden, de señal de entrada, amplificador, fuente de luz, corrector óptico, línea de fibra óptica (primer tramo ), empalme, línea de fibra óptica (segundo tramo), corrector óptico, receptor, amplificador y señal de salida.
En resumen, se puede decir que este proceso de comunicación, la fibra óptica funciona como medio de transportación de la señal luminosa, generado por el transmisor de led's y láser.
Los led's y los diodos láser son fuentes adecuadas para la transmisión mediante fibra óptica, debido a que su salida se puede controlar rápidamente por medio de una corriente de polarización. Además su pequeño tamaño, su luminosidad, longitud de onda y el bajo voltaje necesario para manejarlos son características atractivas.
  
Componentes de la fibra óptica
El Núcleo: En sílice, cuarzo fundido o plástico (en el cual se propagan las ondas ópticas). Diámetro: 50 o 62,5 um para la fibra multimodo y 9um para la fibra monomodo.
La Funda Óptica: Generalmente de los mismos materiales que el núcleo pero con aditivos que confinan las ondas ópticas en el núcleo.
El revestimiento de protección: por lo general esta fabricado en plástico y asegura la protección mecánica de la fibra.

Tipos de fibra óptica
Fibra Monomodo: Potencialmente, esta es la fibra que ofrece la mayor capacidad de transporte de información. Tiene una banda de paso del orden de los 100 GHz/km. Los mayores flujos se consiguen con esta fibra, pero también es la más compleja de implantar. Sólo pueden ser transmitidos los rayos que tienen una trayectoria que sigue el eje de la fibra, por lo que se ha ganado el nombre de "monomodo". Los elevados flujos que se pueden alcanzar constituyen la principal ventaja de las fibras monomodo, ya que sus pequeñas dimensiones implican un manejo delicado y entrañan dificultades de conexión que aún se dominan mal.
Fibra Multimodo de Índice Gradiante Gradual: Tiene una banda de paso que llega hasta los 500MHz por kilómetro. Su principio se basa en que el índice de refracción en el interior del núcleo no es único y decrece cuando se desplaza del núcleo hacia la cubierta. Los rayos luminosos se encuentran enfocados hacia el eje de la fibra. Estas fibras permiten reducir la dispersión entre los diferentes modos de propagación a través del núcleo de la fibra.
Fibra Multimodo de índice escalonado: Està fabricada a base de vidrio, con una atenuación de 30 dB/km, o plástico, con una atenuación de 100 dB/km. Tiene una banda de paso que llega hasta los 40 MHz por kilómetro. En estas fibras, el núcleo está constituido por un material uniforme cuyo índice de refracción es claramente superior al de la cubierta que lo rodea. El paso desde el núcleo hasta la cubierta conlleva por tanto una variación brutal del índice, de ahí su nombre de índice escalonado.

Características de la fibra óptica

Coberturas más resistentes: La cubierta especial es extruida a alta presión directamente sobre el mismo núcleo del cable, resultando en que la superficie interna de la cubierta del cable tenga aristas helicoidales que se aseguran con los subcables.
Uso Dual (interior y exterior): La resistencia al agua, hongaos y emisiones ultra violeta; la cubierta resistente; el buffer de 900 µm; y su funcionamiento ambiental extendido contribuyen a una mayor confiabilidad durante el tiempo de vida.
Mayor protección en lugares húmedos: En cables de tubo holgado rellenos de gel, el gel dentro de la cubierta se asienta dejando canales que permitan que el agua migre hacia los puntos de terminación. El agua puede acumularse en pequeñas piscinas en los vacíos, y cuando la delicada fibra óptica es expuesta, la vida útil es recortada por los efectos dañinos del agua en contacto. Combaten la intrusión de humedad con múltiples capas de protección alrededor de la fibra óptica. El resultado es una mayor vida útil, mayor confiabilidad especialmente ambientes húmedos.
Protección Anti-inflamable: Los nuevos avances en protección anti-inflamable hace que disminuya el riesgo que suponen las instalaciones antiguas de fibra óptica que contenían cubiertas de material inflamable y relleno de gel (también es inflamable).
Empaquetado de alta densidad: Con el máximo número de fibras en el menor diámetro posible se consigue una más rápida y más fácil instalación, donde el cable debe enfrentar dobleces agudos y espacios estrechos.

Comparación con el cable coaxial

Características Fibra  Óptica Coaxial
Longitud de la Bobina (mts) 2000 230
Peso (kgs/km) 190 7900
Diámetro (mm) 14 58
Radio de Curvatura (cms) 14 55
Distancia entre repetidores (Kms) 40 1.5
Atenuación (dB / km) para un Sistema de 56 Mbps 0.4 40


Aplicaciones de la fibra óptica

Internet: El servicio de conexión a Internet por fibra óptica derriba la mayor limitación del ciberespacio: su exasperante lentitud. La fibra óptica hace posible navegar por Internet a una velocidad de dos millones de bps, impensable en el sistema convencional, en el que la mayoría de usuarios se conecta a 28.000 0 33.600 bps.
Redes: La fibra óptica se emplea cada vez más en la comunicación, debido a que las ondas de luz tienen una frecuencia alta y la capacidad de una señal para transportar información aumenta con la frecuencia. En las redes de comunicaciones se emplean sistemas de láser con fibra óptica. Una ventaja de los sistemas de fibra óptica es la gran distancia que puede recorrer una señal antes de necesitar un repetidor para recuperar su intensidad. En la actualidad, los repetidores de fibra óptica están separados entre sí unos 100 km, frente a aproximadamente 1,5 km en los sistemas eléctricos. Los amplificadores de fibra óptica recientemente desarrollados pueden aumentar todavía más esta distancia.
Otra aplicación cada vez más extendida de la fibra óptica son las redes de área local. Al contrario que las comunicaciones de larga distancia, estos sistemas conectan a una serie de abonados locales con equipos centralizados como computadoras o impresoras. Este sistema aumenta el rendimiento de los equipos y permite fácilmente la incorporación a la red de nuevos usuarios.
Otras aplicaciones: Las fibras ópticas también se emplean en una amplia variedad de sensores, que van desde termómetros hasta giroscopios. Su potencial de aplicación en este campo casi no tiene límites, porque la luz transmitida a través de las fibras es sensible a numerosos cambios ambientales, entre ellos la presión, las ondas de sonido y la deformación, además del calor y movimiento. Las fibras pueden resultar especialmente útiles cuando los efectos eléctricos podrían hacer que un cable convencional resultara inútil, impreciso o incluso peligroso. También se han desarrollado fibras que transmiten rayos láser de alta potencia para cortar y taladrar materiales.
La aplicación más sencilla de las fibras ópticas es la transmisión de luz a lugares que serían difíciles de iluminar de otro modo, como la cavidad perforada por la turbina de un dentista. También pueden emplearse para transmitir imágenes; en este caso se utilizan haces de varios miles de fibras muy finas, situadas exactamente una al lado de la otra y ópticamente pulidas en sus extremos. La transmisión de imágenes se utiliza mucho en instrumentos médicos para examinar el interior del cuerpo humano y para efectuar cirugía con láser, en sistemas de reproducción mediante facsímil y fotocomposición, en gráficos de ordenador o computadora y en muchas otras aplicaciones.

miércoles, 10 de agosto de 2011

Modulación de Amplitud

Modulación :
Básicamente la modulación consiste en que un parámetro (la onda portadora) cambie el valor de acuerdo con  las variaciones de la señal moduladora, la misma es la información que queremos transmitir.


Modulación de amplitud consiste en modificar la amplitud de una señal de alta frecuencia (denominada portadora), en función de una señal de baja frecuencia (denominada moduladora), la cual es la señal que contiene la información que se desea transmitir.


Cuando hablamos de banda base nos referimos a las frecuencias que son producidas por un transductor, las cuales no requerimos adaptadas para ser enviadas a través del medio deseado, es decir, que la señal no está siendo modulada para su transmisión.


Banda base : Se dice que la señal esta en banda base cuando nos referimos a la señal del mensaje sin modular, por lo tanto el ancho de banda es de el mensaje puro.

Ancho de banda de señal : Se dice que la señal esta en ancho de banda de señal una vez modulada por lo tanto ahora el ancho de banda corresponde a la señal modulada.

Banda de paso del canal : La cual depende exclusivamente del tipo de canal de transmisor que se utiliza.

La funcion de la modulacion consiste en modificar la señal del mensaje para poder transmitirla por medio de un canal hacia el lugar del destino.
En el caso de la modulacion de amplitud se utilizan dos señales:
1° señal denominada portadora cuya frecuencia debe ser superior a la frecuencia del mensaje.
2° la señal del mensaje es la que yo deseo transmitir.
Para realizar este proceso lo que se hace es modificar la amplitud de la señal portadora utilizando la amplitud de la señal del mensaje.


Graficos de las distintas señales de modulacion AM:





Coeficiente de modulacion y porcentaje de modulacion:

El coeficiente de modulacion se utiliza para describir la cantidad de cambios de amplitud en la señal de AM se identifica con la letra de "m", se calcula como :










la em es el cambio en valor pico de la amplitud en la señal de salida de am(volts).
ec: valor pico de la amplitud portadora.












Distribución de Voltaje:












Distribución de Potencia :




























Transmisor de alto nivel :








Transmisor de bajo nivel :




Recepción de AM :




Sección de Radio Frecuencia : Es la cual se encarga de detectar, limitar y amplificar la señal que tengo en la entrada de los receptores, por lo tanto me permite recepcionar sin ningun inconveniente de a un solo canal.


Mezclador/convertidor : Su función es convertir la señal de radio frecuencia a frecuencias intermedias de dicha señal.


Seccion de frecuencia intermedia : Esta compuesta por amplificadores y filtros pasa bandas por lo que su funcion es de selectividad y amplificacion.


Detector de am : Su funcion es demodular la señal para recuperar la fuente de mensaje.


Sección de audio : Dicha sección se encarga de recomponer la señal del mensaje para que a la salida del receptor la señal del mensaje sea útil.




Fuentes de Ruido :


  • Externo - (fuera del circuito)
  • Interno - (interno al circuito)
       |___Ruido térmico.




Ruido Térmico :










K= constante de Boltzmann
T = temperatura en grados Kelvin
B = ancho de banda
R = resistencia




---> Potencia de ruido






Te = T (F - 1)
|               |___ Factor de ruido
|___________ Temperatra equivalente de ruido




Relación señal ruido


SINAD = señal + ruido + distorsión












Recepción de AM




Parámetros del Rx :


Selectividad : Es la capacidad que tiene el receptor de aceptar una determinada banda de frecuencias y despertar otras bandas de frecuencia.












|
|__________ Factor figura




Mejora del B












|
|__________ Mejora del ancho de banda




La mejora del ancho de banda es cuando se produce el ancho de banda del receptor y por lo tanto el ruido térmico y se calcula.


Mejora del Bw :


NF = 10 log BI
|______ mejora de "F"


F = figura de ruido


Sensitividad-sensibilidad : Es la capacidad que tiene el receptor de producir una señal de nivel importante teniendo en la entrada una muy pequeña señal.


Rango dinamico : Es la diferencia en decibeles (dB) entre la mínima señal que necesito a la entrada del receptor para que este la distinga y la maxima señal de salida que le puede colocar para que provoque una distorsión en la señal de salida. Dicho de otra forma es el limite entre la minima y maxima de la señal que puedo colocar a la entrada del receptor.


La fidelidad : Es la capacidad del receptor de producir a la salida una republica exacta de la señal de mensaje.


Distorsión de fase : La cual se debe a que los filtros en o cerca de la frecuencia de corte tienen distintos ángulos de fase.


Gráfico :


Distorsión de amplitud : La cual se debe a que los amplificadores que componen al receptor no tienen la misma ganancia.


Distorsión de frecuencias : La cual se debe a la presencia de frecuencias en el receptor las cuales no estaban al momento de transmitir la señal del mensaje.


TRABAJO PRÁCTICO Nº3


Objeto:


El objeto del presente trabajo práctico es :




  • Comprender y analizar el proceso de modulación.
  • Utilizando un circuito práctico de un modulador AM implementado con el circuito integrado MC 1496 analizar su funcionamiento y determinar el índice de modulación de AM utilizando el osciloscopio en modo Y-T / X-Y.
  • Analizando el contenido armónico de las señales moduladas y determinar el índice de modulación en el dominio de la frecuencia. Medir del ancho de banda del canal de transmisión.
  • Medir la señal modulada en el dominio de la frecuencia con analizador y en analizar los resultados desde el punto de vista energético del contenido armónico de la potencia.
  • Analizar los resultados obtenidos a la entrada y a la salida del sistema cuando es transmitida una señal en banda vocal modulada en amplitud.
Instrumentos a utilizar :

El alumno deberá especificar todas las características técnicas del instrumental utilizado en el desarrollo del presente trabajo práctico.


Desarrollo Práctico :


1) Armar el circuito de un modulador de AM implementado con el circuito integrado MC 1496.




2) Conectar la fuente de alimentación de VCC +12, VEE -8 y verificar la polarización del circuito complementando la siguiente tabla :



3) Introducir a l modulador AM (C4) una señal portadora vp(t) con un GRF, senoidal de amplitud 100mVpp y frecuencia 1000Hz. Graficar la señal con el osciloscopio. Completar los factores de escala del osciloscopio utilizadas en la medición.





FEV : 20mV/Div
FEH : 500nS/Div


4) Introducir al modulador AM( pata 1 (MC1496) una señal modulante vm(t) con un generador de funciones, senoidal de amplitud 200mVpp y frecuencia 200Hz. Graficar la señal con el osciloscopio. Completar los factores de escalas del osciloscopio utilizadas en la medición.






FEV : 50mV/Div
FEH : 500us/Div


Medir el índice de modulación de AM utilizando el osciloscopio en modo Y-T. Graficar la señal obtenida a la salida del modulador con el osciloscopio. Completar los factores de escalas del osciloscopio utilizadas en la medición. Calcular el índice de modulación m en porcentaje aplicando la fórmula.






Vmáx = 1.2 V
Vmín = 650 mV


Ecuación simplifcada de la señal modulada, Vam (t):
V am(t) = 50Vp sen (2π  100Hz x t)+[15 sen (2π x 200Hz x t) ]x[sen(2π x 1000Hz x t)




5) Modicar la señal modulante vm (t) del generador de funciones, senoidal de amplitud 200 mVpp y frecuencia 5000 Hz. Graficar en la cuadrícula la señal con el osciloscopio. Completar los factores de escalas del osciloscopio utilizadas en la medición.





FEV:   100  mV/Div
FEH:   100   s/Div

Medir del indice de modulación de AM utilizando el osciloscopio en modo Y-T. Gráficar la señal obtenida a la salida del modulador con el osciloscopio. Completar los factores de escalas del osciloscopio utilizadas en la medición.

Vmax = 1,2 V
Vmin = 300 mV

Ecuación simplificada de la señal modulada, Vam (t):

V am= 50 Vp sen (2π 1000 hz x t) + [ 30 sen (2π x 5000 hz x t) x [sen (2π x 1000 hz x t)]

6) En este punto analizaremos las características de la modulación AM utilizando patrones trapezoidales utilizando el osciloscopio y los mismos valores de señales utilizados en el punto 5 . Para efecturar esta medición deberá colocar en el canal X del osciloscopio la señal modulante y en el canal Y la señal modulada en amplitud, seleccione en el instrumento el modo X-Y. Varíe el preset P1 y realice por lo menos 2 mediciones del índice de modulación de AM. Completar los factores de escalas del osciloscopio utilizadas en la medición. Calcular el índice de modulación m.



Porcentaje (m): 30%


Ecuación simplificada de la señal modulada : Vam (t):
V am= 100mVp sen (2 1 MHz t)+[0.03 sen(2π x 5000Hz x t)x[sen(2π x 1MHz x t)


7)Apague el generador de la señal modulantante y conecte analizador a la salida del modulador sobre una carga normalizada. Variando P1 grafique el espectro obtenido de la portadora sin modulación. Completar las escalas utilizadas en la medición.


El espectro de am con las bandas laterales :






8) Conecte nuevamente el generador de modulante con la señal utilizada en el punto 5. Graficar el espectro obtenido a la salida del modulador con el analizador. Completar las escalas utilizadas en la medición.








La amplitud no cambia , lo que cambia es la posicion de las bandas laterales.

9) Reemplazar el GAF por el micrófono y verificar la modulación de voz sin distorsión sobre un receptor de AM comercial. Como recomendación trate de sintonizar el receptor de una frecuencia en la cual no se esté transmitiendo un programa, y calibrar la frecuencia portadora a ese valor. Analizar los resultados obtenidos a la entrada y a la salida del sistema cuando es transmitida una señal en banda vocal modulada en amplitud.






Este ejercicio sera realizado en el término de las placas, los diseños son los siguientes :


MODULADOR DE AM






PREAMPLIFICADOR 





10) Redacte las conclusiones finales del TP haciendo una síntesis sobre los resultados obtenidos en el mismo.


En esta actividad pudimos aprender a medir con el osciloscopio introduciendo la señal portadora y modulante en la entrada, medimos y observamos la señal modulada, también medimos las tensiones máximas y mínimas y la señal portadora.




sábado, 16 de abril de 2011

Trabajo Práctico Nº1 Ruido, Longitud de onda y dB

Desarrollo Práctico:

1) Analizando el espectro radioeléctrico en nuestro país:

a) Calcular la longitud de onda de las radios 1070 KHz, y 630 KHz y clasificarlas en qué banda de frecuencia opera.



Banda de frecuencia : MF


Banda de frecuencia : MF

b) De acuerdo a las reglamentaciones vigentes en nuestro país ¿cual es el rango de frecuencias de operación de la radio de AM?

El rango de frecuencia usado en AM en la argentina va desde los 550KHz hasta los 1600KHz.
c) Investigue si hay transmisiones de radio AM (radiodifusión) en otras bandas.

Banda aérea de radio: Este tipo de comunicaciones se llevan a cabo entre las aeronaves y los controladores aéreos en operaciones de aproximacion, aterrizaje, taxi y el proceso inverso desde hangares hasta despegue. Esta banda esta comprendida entre los 118 y 136 MHz y sus comunicaciones se realizan en AM.
Banda ciudadana: es la porción del espectro de frecuencias destinada a la libre comunicación entre el personal civil, por medio de la radio y sin que medien exámenes o preparación especializada. Usa la frecuencia de 27 Mhz y se puede usar en diferentes modos de transmisión como AM, FM, SSB, CW.
d) Calcular la longitud de onda para una radio de FM que transmite en 102.3 MHz clasificarlas en qué banda de frecuencia opera.


Banda de frecuencia : VHF

e) De acuerdo a las reglamentaciones vigentes en nuestro país ¿cual es el rango de frecuencias de operación de la radio de FM?

El rango de frecuencia usado en FM en la argentina va desde 88MHz hasta los 108 MHz.
2) Analizando el espectro radioeléctrico en nuestro país :

a) Averiguar la frecuencia portadora de video de canal 11, calcular la longitud de onda y clasificarla.

Canal 11 tiene una frecuencia portadora de video de 198 a 204 MHz, con una longitud de onda de 1,47 a 1,51 m/s, clasificándose dentro de la banda UHF.

b) Realice una tabla de distribución de los canales de TV por aire de acuerdo a las reglamentaciones vigentes en nuestro país.

Canal Frecuencia
2 >> 54 - 60 MHz
3 >> 60 - 66 MHz
4 >> 66 - 72 MHz
5 >> 76 - 82 MHz
6 >> 82 - 88 MHz
7 >> 174 - 180 MHz
8 >> 180- 186 MHz
9 >> 186 - 192 MHz
10 >> 192 - 198 MHz
11 >> 198 - 204 MHz
12 >> 204 - 210 MHz
13 >> 210 - 216 MHz

c) Si una emisión de un sistema de transmisión de datos tiene una longitud de onda de 29.5 mm :
d) ¿a qué frecuencia opera su transmisor?


e) ¿a qué banda de frecuencia pertenece dicha transmisión?

Banda de frecuencia = SHF

3) De acuerdo a las reglamentaciones vigentes en nuestro país determine el rango de frecuencias en que opera la telefonía móvil, a que banda del espectro radioeléctrico corresponde, y cuánto vale para cada uno de estos valores su longitud de onda (considerar para el cálculo los límites de cada banda).

La telefonía móvil opera en un rango de frecuencias tribanda de 850/1800/190 MHz.Como vemos en el cuadro de abajo, la telefonía móvil opera en las 3 bandas de espectro radioeléctrico, de la siguiente manera:















4) Un generador de tensión, provee 10Vpp entre sus terminales. Calcular los valores en dBm, dBu y dBmv cuando se coloca sobre el mismo :




a) Una resistencia de 75


dBm = dBu + Fc
dBm = 16.19 + 9.03 = 25.22

b) Una resistencia de 150


dBm = dBu + Fc
dBm = 16.19 + 6.02 = 22.21

c) Una resistencia de 600


dBm = dBu + Fc
dBm = 16.19 + 0 = 16.19
d) Una resistencia de 50


dBm = dBu + Fc
dBm = 16.19 + 10.7 =26.87

e) Una resistencia de 300

dBm = dBu + Fc
dBm = 16.19 + 3 =19.19

f) Una resistencia de 1000



dBm = dBu + Fc
dBm = 16.19 + -2.2 = 13.99

5) En un circuito sumador se introducen 2 señales con niveles de potencia de P1= 16dBm y P2= 12dBm respectivamente.
a) Indicar el nivel de potencia resultante a la salida del sistema.

*






*





*

b) Si las frecuencias de cada una de ellas es F1=2KHz y F2=5KHz, representar en el dominio del tiempo la señal resultante.




6) Indicar en cada caso si los cuadripolos de la figura son un atenuador o aun amplificador, con su correpondiente valor de ganancia en veces y dB.

a)

b)


c)


7) Indicar los valores en dBr para los puntos A, B, C y D de la siguiente figura cuando se tiene en el origen un tono de : a) -3dBm, b)4dBm

a)
* Punto A




* Punto B




* Punto C




* Punto D




b) 
* Punto A




* Punto B




* Punto C




* Punto D




8) Dado el siguiente sistema determinar:

a)






b)La potencia de salida Po en W y en dBm.

*


*



*