aqui encontraras:
practica 1
Generador de señal RF
Spectrum Analyzer (S.A)
RF Signal generator (RF.SG)
Precios del equipo:
Advantest r3131a analizador de espectro 9khz-3ghz
MXN $52 311.75
Agilent 8648A 100 kHz - 1000 MHz Synthesized Signal Generator
MXN $15 007.47
Objetivo:
Conocer la operación del equipo de medición de frecuencia (analizador de espectro y generador de señales RF).
Material:
Cable coaxial de RF.
RG8.
Conectores tipo N.
Impedancia 50 ohm.
Procedimiento:
Conectamos la salida del generador de señales de RF al analizador de espectro verificando la adecuada conexión así como la impedancia de cada uno de las conexiones realizadas en la práctica.
Conectamos el cable coaxial.
Mandamos RF.
Activamos la modulación.
Apagamos y solo dejamos la portadora.
Activamos y aparecerán las bandas laterales.
Diagrama de Bloques.
Diagrama de bloques de un sistema de comunicación.
Con el diagrama de bloques se pueden describir los sistemas de comunicación. No importa cuál sea la aplicación particular, todos los sistemas de comunicaciones implican tres subsistemas principales: el transmisor, el canal y el receptor. En todo el módulo se utilizan los símbolos indicados en el diagrama de modo que el lector no se confunda sobre la localización de las señales en sistema completo. El mensaje proveniente de la fuente está representado por la forma de onda de entrada de información m(t). El mensaje enviado al canal está denotado por m̃(t). El [~] indica que el mensaje recibido puede no ser el mismo que el transmitido. Esto es, el mensaje en el canal, m̃(t), puede estar contaminado por ruido en el canal o puede haber otros deterioros en el sistema, tales como filtraciones o no linealidades indeseables. La información en el mensaje puede estar en forma analógica o digital, según el sistema particular, y puede representar audio, video o algún otro tipo de información. En sistemas multicanalizados puede haber varias fuentes y canales de mensajes de entrada y salida. Los espectros (o frecuencias) de m(t) y m̃(t) se concentran alrededor de
f = 0; por tanto, se dice que son señales de banda base.
El bloque procesador de señales en el transmisor condiciona a la fuente para una transmisión más eficiente. Por ejemplo, en un sistema analógico, el procesador de señales puede ser un filtro de pasa bajas analógico utilizado para limitar el ancho de banda de m(t). En un sistema híbrido, el procesador de señales puede ser un convertidor analógico a digital (ADC). Éste produce una "palabra digital" que representa muestras de la señal de entrada analógica (como se describe en el capítulo 3, en la sección sobre modulación por codificación de pulsos). En este caso, el ADC en el procesador de señales proporciona una codificación de fuente de la señal de entrada. Además, el procesador de señales también agrega bits de paridad a la palabra digital, con lo que se produce codificación de canal de tal manera que el procesador de señales pueda detectar y corregir errores en el receptor para reducir o eliminar errores en los bits provocados por ruido en el canal. La señal a la salida del procesador de señales transmisor es una señal de banda base porque sus frecuencias están concentradas en torno a f = 0.
El circuito transmisor de la portadora convierte la señal de banda base procesada en una banda de frecuencia apropiada para el medio transmisor del canal. Por ejemplo, si el canal se compone de cables de fibra óptica, los circuitos portadores convierten la entrada de banda base (es decir, frecuencias cercanas a f = 0) en frecuencias luminosas, y la señal transmitida, s (t), es luminosa. Si el canal propaga señales de banda base, no se requieren circuitos portadores, y s (t) puede ser la salida del circuito procesador en el transmisor. Se requieren circuitos portadores cuando el canal transmisor se localiza en una banda de frecuencias alrededor de fc donde fc » 0. (El subíndice denota frecuencia "portadora"). En este caso, se dice que s (t) es pasa banda porque está diseñada para tener frecuencias localizadas alrededor de fc. Por ejemplo, una estación radiodifusora de amplitud modulada (AM) con una frecuencia asignada de 850 kHz tiene una frecuencia portadora de fc = 850 kHz. El mapeo de la forma de onda de la información de entrada de banda base m (t) en la señal pasa banda s (t) se llama modulación. [M (t)] es la señal de audio en la radiodifusión de AM.] En el capítulo 4 se demostrará que cualquier señal pasa banda tiene la forma:
S(t) = R(t) cos [WC t + q(t)] (1-2)
Donde wc = 2pfc. Con R (t) = 1 y q (t) = 0, s (t) sería una senoidal pura de frecuencia f = fc con ancho de banda cero. En el proceso de modulación provisto por los circuitos portadores, la forma de onda de entrada de banda base m (t) hace que R (t) o q (t) cambien como una función de m (t). Estas fluctuaciones de R (t) y q (t) hacen que s (t) tenga un ancho de banda diferente de cero que depende de las características de m (t) y de las funciones de mapeo utilizadas para generar R (t) y q (t).
Los canales se clasifican en dos categorías: de alambre (cable) duro y alambre (cable) blando. Algunos ejemplos de canales de alambre duro son las líneas telefónicas de par trenzado, los cables coaxiales, las guías de ondas y los cables de fibra óptica. Algunos canales de alambre (cable) blando típicos son el aire, el vacío y el agua de mar. Es de tenerse en cuenta que los principios generales de la modulación digital y analógica se aplican a todos los tipos de canales, aunque las características de éstos imponen limitantes que favorecen un tipo particular de señalización. En general, el medio que conforma el canal atenúa la señal de modo que el nivel de ruido del canal o el ruido introducido por un receptor imperfecto hace que la información entregada m se deteriore en relación con la de la fuente. El ruido presente en el canal puede ser el resultado de perturbaciones eléctricas naturales (por ejemplo, relámpagos) o de fuentes artificiales, tales como líneas de transmisión de alto voltaje, sistemas de encendido de automóviles, o incluso de circuitos conmutadores de una computadora digital cercana. El canal puede contener dispositivos amplificadores activos, tales como repetidoras presentes en sistemas de telefonía o transpondedores en sistemas satelitales de comunicación. Estos dispositivos son necesarios para mantener la señal por encima del nivel de ruido. Además, el canal puede incluir múltiples trayectorias entre su entrada y salida con diferentes características de demora y atenuación. Por si fuera poco, estas características pueden variar con el tiempo. Esta variación produce desvanecimiento de la señal a la salida del canal. Probablemente usted ha observado este tipo de desvanecimiento al escuchar estaciones de onda corta lejanas.
El receptor capta la señal contaminada a la salida del canal y la convierte en una señal de banda base que puede ser manejada por el procesador de banda base del receptor. El procesador de banda base "limpia" la señal y entrega una estimación de la información original m̃ (t) a la salida del sistema de comunicación.
El objetivo del ingeniero es diseñar sistemas de comunicación de modo que la información se transmita al medio con tan poco deterioro como sea posible al mismo tiempo que se satisfacen las limitantes de diseño, como la energía transmitida, el ancho de banda de la señal y el costo permisibles. En sistemas digitales, por lo general se considera que la medida del deterioro es la probabilidad de error de bit (Pe) — conocida también como tasa de error de bit (BER, por sus siglas en inglés: bit error rate) — de los datos entregados m̃(t). En sistemas analógicos, por lo general se considera que la medida del rendimiento es la relación señal a ruido a la salida del receptor.
Conclusiones:
Luis Enrique Aldrete Magallanes:
En las actividades diarias como estudiante de la Ing. TICS, tener presente como se comportan las frecuencias en los sistemas de comunicaciones, como afectan y como benefician, así como el manejo y la operación del equipo de medición de frecuencia (analizador de espectro y generador de señales RF) nos ayuda a realizarnos como Ingenieros y llevar a cabo nuestros propios propósitos y fines.
José de Jesús Guevara Ramírez:
Se observo el funcionamiento del generador de señales y el analizador de espectros que se tiene que conectar adecuadamente para no dañar los equipos, observamos la modulación y las bandas laterales superior e inferior.
Así mismo se dio a conocer que las señales portadoras son moduladas por una señal portadora para que esta se pueda transmitir a los receptores que deben de tener un traductor de señales.
practica 2
Modulación de Amplitud
Precios del equipo:
Gw Instek gsp-827 analizador de espectro 9khz A 2.7 ghz
MXN $26 465.08
Agilent 8648A 100 kHz - 1000 MHz Synthesized Signal Generator
MXN $15 007.47
Objetivo:
Medir las características más importantes de la modulación de amplitud.
Marco Teórico:
La modulación de amplitud (AM) es una técnica utilizada en la comunicación electrónica, más comúnmente para la transmisión de información a través de una onda transversal de televisión. La modulación en amplitud (AM) funciona mediante la variación de la amplitud de la señal transmitida en relación con la información que se envía. Contrastando esta con la modulación de frecuencia, en la que se varía la frecuencia, y la modulación de fase, en la que se varía la fase. A mediados de la década de 1870, una forma de modulación de amplitud, inicialmente llamada "corrientes ondulatorias", fue el primer método para enviar con éxito audio a través de líneas telefónicas con una calidad aceptable.
Aplicaciones tecnológicas de la AM
Una gran ventaja de AM es que su demodulación es muy simple y, por consiguiente, los receptores son sencillos y baratos; un ejemplo de esto es la radio a galena. Otras formas de AM como la modulación por Banda lateral única o la Doble Banda Lateral son más eficientes en ancho de banda o potencia pero en contrapartida los receptores y transmisores son más caros y difíciles de construir, ya que además deberán reinsertar la portadora para conformar la AM nuevamente y poder de modular la señal trasmitida.
La AM es usada en la radiofonía, en las ondas medias, ondas cortas, e incluso en la VHF: es utilizada en las comunicaciones radiales entre los aviones y las torres de control de los aeropuertos. La llamada "Onda Media" (capaz de ser captada por la mayoría de los receptores de uso doméstico) abarca un rango de frecuencia que va desde 500 a 1700 kHz.
Material y equipo:
Rg8 50 ohm.
BCN a BNS, BCN hembra a N macho.
Generador de RF(Agilent 8648A 100 kHz - 1000 MHz Synthesized Signal. Generator).
Analizador de espectro.
Osciloscopio.
Procedimiento:
Conectar RF y ajustarlo para obtener una modulación de AM con las características AM carrier de 100 khz, porcentaje de modulación igual a 25%, -3 dBm.
Aplicar la señal anterior al analizador de espectro y observar los gráficos de la modulación.
Conclusiones:
Luis Enrique Aldrete Magallanes:
En las actividades diarias y cotidianas como estudiante de la Ing. TICS, tener presente como se comportan las frecuencias en los sistemas de comunicaciones, como afectan y como benefician, así como el manejo y la operación del equipo de medición de frecuencia nos ayuda a realizarnos como Ingenieros y llevar a cabo nuestros propósitos y fines individuales.
practica 3
Modulación de frecuencia (F.M)
Objetivo:
medir las características importantes de la modulación de frecuencia.
Marco Teórico:
Modulación de Frecuencia
Podemos transmitir información modulando la amplitud de una onda portadora con una onda moduladora que contenga dicha información. Otra forma muy utilizada es modular la frecuencia de la onda portadora, a este proceso se le denomina modulación en frecuencia (F.M.).
A) onda portadora. B) onda moduladora. C) onda modulada.
La modulación de amplitud o A.M. tiene varios inconvenientes. El primero de ellos es que la banda útil de la que disponemos para mandar información es bastante pequeña. El segundo es que son ondas muy sensibles al ruido exterior, que se va adicionando a la onda modulada y cuando es recogida por el receptor la información puede estar distorsionada por los ruidos.
Otro de los tipos de modulación que podemos usar para mandar una información de un sitio a otro es la modulación en frecuencia o F.M.. Al modular en frecuencia vamos a tener una onda portadora como en el caso de la modulación A.M. en la cual vamos a imprimir la información que queremos enviar. En este caso lo que varía es que la información se imprime en la frecuencia de la señal portadora. La frecuencia de la señal portadora fp va a ser variada al ritmo de la tensión de baja frecuencia, Vbf, de la onda moduladora. Si aumenta la tensión de baja frecuencia va a aumentar el valor de la frecuencia de la portadora y al disminuir la tensión de baja frecuencia la frecuencia de la portadora va a disminuir. La amplitud de las ondas va a ser constante en este proceso de modulación de baja frecuencia.
Las ventajas de la modulación en frecuencia sobre la modulación en amplitud son bastantes. Las modulaciones en frecuencia necesitan una potencia de modulación mucho menor que las de amplitud. Su mayor ventaja consiste en que las señales moduladas en frecuencia son mucho menos afectadas por los ruidos y señales externas. El motivo por el que las perturbaciones afectan mucho menos a una modulación en frecuencia es porque dichas perturbaciones afectan a la amplitud de la onda produciendo una modulación adicional en amplitud, en el caso de las modulaciones en frecuencia como la amplitud debe ser constante es bastante fácil de filtrar en el receptor la modificación de la amplitud; sin embargo, en la modulación en amplitud se confunde con la modulación de la propia onda y puede dificultar en gran medida a la hora de demodular la información ya que se puede confundir la modulación producida por la información y la producida por el ruido. Otra de las ventajas es el aumento en el ancho de banda de las señales moduladas en frecuencia como luego veremos.
Material y equipo:
generador de RF agilent 8648A
analizador de espectro marca ADVANTEST
cables de RF
radio receptor F.M
Desarrollo:
1.-conectar el generador de RF y ajustarlo para obtener una modulación de F.M con las características siguientes.
Fc=99Mhz Fmod=400Hz amplitud=-3dbm
2.-aplicar señal interior al analizador de espectro y observar los gráficos de la modulación F.M
3.-sintonizar en el radio receptor de F.M la señal portadora modulada.
conclusión (José de Jesús Guevara Ramírez):
observamos la señal F.M y sus características generamos una señal portadora en el generador RF y le aplicamos una señal moduladora para así poder escuchar dicha señal en el radio receptor F.M, asi mismo modificamos los topes de modulación para observar en el analizador de espectro como reaccionaba la señal distintos topes.
practica 4
Modulación de fase (P.M)
Objetivo:
Conocer las caracteristicas de la mosulacion de fase y las diferencias con la modulacion de frecuencia.
Marco Teórico:
Marco teórico:
Modulación BPSK
En esta modulación se tiene como resultados posibles dos fases de salida para la portadora con una sola frecuencia. Una fase de salida representa un 1 lógico y la otra un 0 lógico. Conforme la señal digital de entrada cambia de estado, la fase de la portadora de salida se desplaza entre dos ángulos que están 180° fuera de fase.
La modulación por desplazamiento de fase o PSK (Phase Shift Keying) es una forma de modulación angular que consiste en hacer variar la fase de la portadora entre un número de valores discretos. La diferencia con la modulación de fase convencional (PM) es que mientras en ésta la variación de fase es continua, en función de la señal moduladora, en la PSK la señal moduladora es una señal digital y, por tanto, con un número de estados limitado.
La modulación PSK se caracteriza porque la fase de la señal portadora representa cada símbolo de información de la señal moduladora, con un valor angular que el modulador elige entre un conjunto discreto de "n" valores posibles.
Un modulador PSK representa directamente la información mediante el valor absoluto de la fase de la señal modulada, valor que el demodulador obtiene al comparar la fase de ésta con la fase de la portadora sin modular.
Diagrama de las formas de onda en PSK
La señal modulada resultante, responde a la expresión:
Ap⋅cos [2πft+θ]
Donde:
Ap=amplitud
f=frecuencia
t=tiempo
θ=representa cada uno de los valores posibles de la fase, tantos como estados tenga la señal codificada en banda base multinivel.
Dependiendo del número de posibles fases a tomar, recibe diferentes denominaciones. Dado que lo más común es codificar un número entero de bits por cada símbolo, el número de fases a tomar es una potencia de dos. Así tendremos BPSK con 2 fases (equivalente a PAM), QPSK con 4 fases (equivalente a QAM), 8-PSK con 8 fases y así sucesivamente. A mayor número de posibles fases, mayor es la cantidad de información que se puede transmitir utilizando el mismo ancho de banda, pero mayor es también su sensibilidad frente a ruidos e interferencias.
Las modulaciones BPSK y QPSK, derivadas de la modulación por desplazamiento de fase, son óptimas desde el punto de vista de protección frente a errores. En esencia, la diferencia entre distintos símbolos asociados a cada fase es máxima para la potencia y ancho de banda utilizados. No pasa lo mismo con otras variantes tales como la PSK de 8 niveles (8-PSK), la de 16 (16-PSK) o superiores, para las cuales existen otros esquemas de modulación digital más eficientes.
La gran ventaja de las modulaciones PSK es que la potencia de todos los símbolos es la misma, por lo que se simplifica el diseño de los amplificadores y etapas receptoras lo que significa reducción de costos, dado que la potencia de la fuente es constante.
Existen 2 alternativas de modulación PSK: PSK convencional, donde se tienen en cuenta los desplazamientos de fase, y PSK diferencial (DPSK), en la cual se consideran las diferencias entre un salto de fase y el anterior.
Material y equipo:
generador de RF agilent 8648A
analizador de espectro marca ADVANTEST
cables de RF
adio receptor F.M
Desarrollo:
-ajustar el generador de señal para obtener una mosulacion de fase de frecuencias portadora cuya frecuencia portadora es de 100Mhz.
-frecuencia moduladora de 1Khz, amplitud -3dbm y modulacion de fase de 0, 5, y 20 radianes/segundos.
-observar las formas de onda y graficos de salida.
conclusión (José de Jesús Guevara Ramírez):
observamos la señal P.M y sus características generamos una señal portadora en el generador RF y le aplicamos una señal moduladora para así poder analizar la señal en el analizador de espectro.
practica 5
Objetivo:
Conocer las características de la modulación BPSK
Marco teórico:
Modulación BPSK
En esta modulación se tiene como resultados posibles dos fases de salida para la portadora con una sola frecuencia. Una fase de salida representa un 1 lógico y la otra un 0 lógico. Conforme la señal digital de entrada cambia de estado, la fase de la portadora de salida se desplaza entre dos ángulos que están 180° fuera de fase.
La modulación por desplazamiento de fase o PSK (Phase Shift Keying) es una forma de modulación angular que consiste en hacer variar la fase de la portadora entre un número de valores discretos. La diferencia con la modulación de fase convencional (PM) es que mientras en ésta la variación de fase es continua, en función de la señal moduladora, en la PSK la señal moduladora es una señal digital y, por tanto, con un número de estados limitado.
La modulación PSK se caracteriza porque la fase de la señal portadora representa cada símbolo de información de la señal moduladora, con un valor angular que el modulador elige entre un conjunto discreto de "n" valores posibles.
Un modulador PSK representa directamente la información mediante el valor absoluto de la fase de la señal modulada, valor que el demodulador obtiene al comparar la fase de ésta con la fase de la portadora sin modular.
Diagrama de las formas de onda en PSK
La señal modulada resultante, responde a la expresión:
Ap⋅cos [2πft+θ]
Donde:
Ap=amplitud
f=frecuencia
t=tiempo
θ=representa cada uno de los valores posibles de la fase, tantos como estados tenga la señal codificada en banda base multinivel.
Dependiendo del número de posibles fases a tomar, recibe diferentes denominaciones. Dado que lo más común es codificar un número entero de bits por cada símbolo, el número de fases a tomar es una potencia de dos. Así tendremos BPSK con 2 fases (equivalente a PAM), QPSK con 4 fases (equivalente a QAM), 8-PSK con 8 fases y así sucesivamente. A mayor número de posibles fases, mayor es la cantidad de información que se puede transmitir utilizando el mismo ancho de banda, pero mayor es también su sensibilidad frente a ruidos e interferencias.
Las modulaciones BPSK y QPSK, derivadas de la modulación por desplazamiento de fase, son óptimas desde el punto de vista de protección frente a errores. En esencia, la diferencia entre distintos símbolos asociados a cada fase es máxima para la potencia y ancho de banda utilizados. No pasa lo mismo con otras variantes tales como la PSK de 8 niveles (8-PSK), la de 16 (16-PSK) o superiores, para las cuales existen otros esquemas de modulación digital más eficientes.
La gran ventaja de las modulaciones PSK es que la potencia de todos los símbolos es la misma, por lo que se simplifica el diseño de los amplificadores y etapas receptoras lo que significa reducción de costos, dado que la potencia de la fuente es constante.
Existen 2 alternativas de modulación PSK: PSK convencional, donde se tienen en cuenta los desplazamientos de fase, y PSK diferencial (DPSK), en la cual se consideran las diferencias entre un salto de fase y el anterior.
Material y equipo:
Generador de señal RF
Analizador de espectro
Osciloscopio
Generador de señal funciones
Desarrollo:
Generar una señal RF de 1MHZ con una señal de modulación de fase, y una señal moduladora externa fm = 1.2KHZ señal TTL (.5 V)
Observar las gráficas de la forma de onda en el dominio de tiempo y dominio de la frecuencia.
Conclusiones:
Luis Enrique Aldrete Magallanes:
Conocer y manipular el equipo nos ayuda a estar mejor preparados para enfrentar los problemas o conflictos que se nos presenten iniciados por los distintos tipos y frecuencias de las señales vistas en la práctica realizada en el laboratorio por lo cual estas actividades tienen una gran importancia en nuestra formación como ingenieros de las TICS.
José de Jesús Guevara Ramírez:
Generamos señales y observamos las gráficas obtenidas de las mismas, asimismo reforzamos nuestro aprendizaje en clase.
Bibliografía:
· https://www.monografias.com/trabajos33/implementacion-bpsk/implementacion-bpsk.shtml
· https://es.wikipedia.org/wiki/Modulaci%C3%B3n_por_desplazamiento_de_fase
