Modulación Binaria ASK y FSK

Ingrid Núñeze-mail: ingridcng@gmail.com

José Díaze-mail: jose90_89@hotmail.com

María Fernándeze-mail: mariasfd17@hotmail.com

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PALABRAS CLAVE: Cuantificación, demodulación, modulación, muestreo.

1. INTRODUCCIÓN

-introducion

2.OBJETIVOS DE LA PRÁCTICA

OJETIVO GENERAL

.

OBJETIVO ESPECIFICO

Evaluar la señal de entrada en los diferentes puntos del módulo a través del osciloscopio.

Analizar la calidad de transmisión al variar el canal.

Comparar la señal de transmisión y la señal del receptor demodulada.

3.MARCO TEORICO

Modulación Binaria FSK

Consiste en el corrimiento de la frecuencia de una portadora senoidal desde una frecuencia de marca 1correspondiente, por ejemplo, al envió de un 1 binario2 a una frecuencia de espacio 1correspondiente al envío de un 0 binario2, de acuerdo con la señal digital de banda base. La FSK es idéntica a la modulación de una portadora de FM mediante una señal digital binaria.

En la conmutación de frecuencia, la frecuencia instantánea de la señal portadora se conmuta entre dos(o más) valores en respuesta al código PCM, la figura 1(a) muestra una señal FSK ideal correspondiente al código PCM binario.

Esto sugiere que se puede considerar a la señal FSK como si estuviera compuesta de dos señales ASK con diferentes frecuencias portadoras, como se muestra en la figura 1(b).

Figura 1. (a) señal FSK ideal y (b) Descomposición en dos señales ASK.

El sistema de modulación binaria FSK se modula la frecuencia de una portadora sinusoidal al fin de aumentar la relación S/N en el sistema.

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4.DESARROLLO EXPERIMENTAL

4.1. Materiales utilizados

Cables BNC Osciloscopio Módulo MCM31

4.2. Desarrollo de la Práctica

4.2.2. Modulación Binaria FSK

La entrada digital se dispone de 24 bits con secuencias de datos 00/11 alternadas, activada por el sw3 del módulo, se conectan las puntas del osciloscopio en los puntos Tp6 y Tp16 como se ilustra en la figura 2, el punto Tp6 que es la salida PCM representada por la señal amarilla en osciloscopio y el punto Tp16 muestra la señal de salida cuando es modulada a través de la portadora sinusoidal como se muestra en la figura 3, la cual está compuesta por dos frecuencia fo y f1, se ajusta el potenciómetro para que ambas frecuencias coincidan y forme la señal portadora de la modulación.

En la figura 3 se puede observar que cuando la secuencia de bits tiene valor de 0, la frecuencia de la señal modulada es menor debido a la cantidad de picos que tiene la señal, comparada con la frecuencia cuando la secuencia de bits tiene el valor de 1,el cual se nota mayores picos en la señal modulada.

Lo cual se concluye que para secuencia de 0 la señal modulada se conmuta con valores bajo de frecuencia y cuando es 1, se conmuta con altas frecuencias.

Figura 2. Modulo conexión Tp6 y Tp16

Figura 3. Señal Digital y Señal Modulada

Luego se conecta las puntas del osciloscopio en los puntos Tp14, Tp15 y Tp16 del módulo como se muestra en la figura 4,

Figura 4. Conexión de Tp6,Tp15 y Tp16

Se analiza en la figura 5 que la técnica de modulación de la señal binaria es el método en el cual la frecuencia instantánea de la señal portadora se conmuta entre dos valores de respuesta de la señal de entrada, se observa que la señal modulada se descompone en dos frecuencias, a través de la figura 5 se puede observar que para valores diferentes símbolos, se selecciona entre dos portadoras de frecuencia f0 y f1, donde f1= 1200 Hz y la f0=1800 Hz, el cual se encuentre ubicado en los bloque de balanced modulator 1 y 2,en la figura 5 se observa que la gráfica de color azul es de mayor frecuencia y la señal de color rosado es la de baja frecuencia, y que la suma de ambas señales es la portadora, aunque en la práctica se interceptaron las 2 obteniendo la señal mudada.

Según la secuencia de bist en la figura 5 se puede observar la señal tiene elevada frecuencias para valores de 1 y para bajas frecuencias 0.

Figura 5.señales Resusltantes .

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Se procede a conectar las puntas Tp16 y Tp20 y se analiza el efecto del canal sobre la señal transmitida, y se observa en la figura 6 que la señal antes de ser transmitida por el canal en la parte superior, y la parte inferior la señal transmitida presenta distorsiones bajas y un ruido mayor.

Figura 6. Señal Modulada y señal transmida.

Ahora se procede analizar el receptor para analizar el comportamiento de la onda a través de la demodulación FSK.

Se conecta la sonda en las puntas del módulo del Tp6 y la sonda 2 se conectara en los siguientes puntos Tp23, Tp24, Tp31.

La comparación entre Tp6 (entrada digital de 24 bits) y el punto Tp23 que es la salida de la demodulación FSK el cual consta de filtros pasabanda y la sincronización de la portadora, luego un filtro pasabaja y un comparador que mantiene los valores de la señal si son 0 o 1, el cual la detección de FSK es detección coherente, en la figura 7 se puede observar que en el punto Tp3 se recupera la señal digital que es transmitida a través de la portadora, donde se puede ver que cada magnitud de la señal binaria es representado por la portadora.

Figura 7, Demodulación FSK

Luego se compara la señal digital de entrada con el Tp24, y como se muestra en la figura 8, la señal pasa por unos filtros pasabanda para eliminar la portadora, la señal llega con distorsión en sus valores, luego esta

señal se descompone para las diferentes frecuencias, obteniendo así dos señales ASK, el cual se pasan por el detector envolvente y el temporizador de sincronización, y por el órgano de decisión para definir la transmisión de si es 1 o 0, para así recuperar la señal digital como se muestra en la figura 9.

Figura 8. Señal Demodulada FSK

Figura 9. Señal Recuperada.

La señal recuperada en comparacion con la señal de entrada,se puede observar que en el receptor se nota bajo ruido y distorsion de la señal.

4.2.3 Variacion del Canal

Se analiza el caso cuando el canal tiene variacion de ruido y atenuacion y como afecta la señal,para una atenuacion y ruido minimo,se presental el caso de la figura 9,el cual se pudo recuperar la señal digital,aunque se presenta un poco de ruido en la señal,sobre todo en los picos.

Para un ruido y atenuacion media,se puede observar en la figura 10,que se presenta errores en la recuperacion de señales,debido aque se presenta mayor ruido y distorsio de la señal y cuando se demodula la señal en el receptor se presenta errores ,

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Figura 10. Señal con 50% Ruido y Atenuación del canal

Cuando el ruido y la atenuación es máxima, se puede observar en la figura 11 que en el receptor no se puede recuperar la señal original, ya que a la hora de realizad la demodulación se presentan errores en la detección de las señales descompuestas en ASK, permitiendo que en la sincronización y decisión de valor no sea la indicada.

Figura 11. Señal con atenuación y ruido máximo

5.Resultado y Discusión

En la práctica realizada a través de la modulación FSK, se logró observar que la señal digital es transmitida a través de una señal portadora sinusoidal, en el cual el modelo FSK se puede realizar a través de la composición de dos portadoras con frecuencias diferentes moduladas a través de ASK, el donde f0=1800 Hz y f1=1200 Hz en donde la portadora de mayor frecuencia solo tiene los impulsos modulados de marca 1,y espacio 0,a diferencia de la portadora de menor frecuencia que tendrá los impulsos de maca 0 y espacio 1,como se ha mostrado anteriormente en la figura 5.Donde | f0 – f1|=2fd, donde fd es la desviación de frecuencia respecto a fc, entonces fd=300 Hz y 2fd es la separación entre las dos frecuencias de transmisión, la cual es de 600 Hz.

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6.TIPOS DE LETRA

Cualquier tipo de letra Arial es aceptada, Arial Narrow o Arial Unicode MS pueden ser utilizadas. Si no cuenta con éstas en su procesador de textos, utilice por favor el tipo de letra más cercano en apariencia a Arial.

Nota: Por favor evite hacer uso de tipos de letra del mapa de caracteres que no sean los autorizados.

7.TEXTO PRINCIPAL

Escriba su texto en Arial de 9 Pts, espacio simple. No utilice el doble espaciamiento. Todos los párrafos deberán iniciar con una sangría de 0.75 cm en el primer renglón y justificados. Por favor deje un espacio en blanco entre párrafos.

Los títulos de la figura y de las tablas deben ser en Arial de 9 Pts (o un tipo de letra semejante), en cursiva. Use mayúsculas sólo en la primer palabra de cada título de las figuras y de las Tablas. Las figuras y las tablas se deben numerar separadamente. Por ejemplo: “Figura 1. Los títulos de la figura deberán estar centrados debajo de las figuras. Los títulos de las tablas deberán estar centrados arriba de las tablas.

Utilice explícitamente la notación exponencial en lugar de la letra “e”, es decir 5.6x10-3, en vez de 5.6e-3.

8.TITULO DE PRIMER NIVEL

Por ejemplo, “1 INTRODUCCION”, en Arial, negrita de 12 pts, mayúsculas, justificado, con un espacio en blanco antes y un espacio en blanco después.

8.1 TITULO DE SEGUNDO NIVEL

Cuando sea necesario este título, deben ser en Arial, negrita, de 11 pts, en mayúsculas, justificado, con un espacio en blanco antes, y un espacio en blanco después.

8.1.1 TITULO DE TERCER NIVEL

Los títulos de tercer orden no son recomendables pero si es necesario, deben ser en Arial de 9 pts, en negritas, mayúsculas, justificado con un espacio en blanco antes, y un espacio en blanco después.

9.PAGINACIÓN

Cuando copie su manuscrito a la plantilla, las páginas se numerarán automáticamente. Por favor no quite los números de página.

10. GRAFICOS, FOTOGRAFÍAS Y TABLAS

Todos los gráficos, fotografías y tablas se deben centrar. Todo debe de incluirse en el artículo. Recuerde que la calidad de los gráficos, fotografías y tablas debe ser mejor que los originales de origen.

Es deseable colocar las tablas o figuras al principio o al final de la columna.

Las tablas o figuras muy grandes pueden ponerse abarcando las dos columnas de preferencia en la parte baja de la página.

No colocar figuras antes de su primera mención en el texto. Los ejes de las figuras deberán tener nombres y no símbolos.

Está permitido si es necesario que sus figuras, diagramas y tablas sean de página completa.

Enmarque las figuras con líneas de 1 punto de grosor.

El título de las tablas se coloca sobre ellas, mientras que el de las figuras se coloca debajo.

Ejemplos:Tabla 1.

Figura 2. Configuración de emisor común.

10.1 IMÁGENES A COLOR

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Esta permitido el uso de imágenes a color.

Las citas, referencias y ecuaciones deberán de seguir los siguientes criterios:

10.1.1 ECUACIONES

Por favor utilice símbolos que estén disponibles en inglés y en español, en las versiones de procesadores de textos.

Las ecuaciones deberán estar numeradas con el número entre paréntesis y al margen derecho del texto, Ej.

(2)

Para su mención utilice la abreviatura Ec. (2), a menos que se mencione al inicio de la oración.

10.1.2 CITAS Y/O REFERENCIAS

Las citas y/o referencias se colocarán al final del manuscrito. Utilice Arial, 8 pts, espacio simple. Para ayudar a los lectores, evite notas a pie de página que incluyen las observaciones periféricas necesarias en el texto (dentro de paréntesis, si usted prefiere, como en esta oración). Las citas deberán de respetar el orden de aparición en las referencias.

Se colocarán entre corchetes Ej. [2].

Si es preciso mencionar los nombres de los autores deberán de aparecer todos los nombres exceptuando si el numero de éstos es más de cuatro, en tal caso se pondrá el nombre del primer autor y la leyenda ‘et al’.

Si la frase inicia citando la referencia entonces puede utilizar el formato Ref. [4], en otro caso utilice solo [4].

Las referencias electrónicas (URL) deben seguir el formato mostrado en [6].

11. REFERENCIAS

[1] G. Obregón-Pulido, B. Castillo-Toledo and A. Loukianov, “A globally convergent estimator for n frequencies”, IEEE Trans. On Aut. Control. Vol. 47. No 5. pp 857-863. May 2002.

[2] H. Khalil, ”Nonlinear Systems”, 2nd. ed., Prentice Hall, NJ, pp. 50-56, 1996.

[3] Francis. B. A. and W. M. Wonham, “The internal model principle of control theory”, Automatica. Vol. 12. pp. 457-465. 1976.

[4] E. H. Miller, “A note on reflector arrays”, IEEE Trans. Antennas Propagat., Aceptado para su publicación.

[5] Control Toolbox (6.0), User´s Guide, The Math Works, 2001, pp. 2-10-2-35.

[6] J. Jones. (2007, Febrero 6). Networks (2nd ed.) [En línea]. Disponible en: http://www.atm.com.

Notas:

1.En general una referencia debe de contener el nombre del autor(es), el Nombre del articulo o libro en itálicas, Edición y editorial ó nombre de la revista, volumen y número, paginas y finalmente el mes y año o solo el año si es un libro o comunicado.

2. Observe el formato del encabezado: Nombre Institución. Apellido Autor1, Apellido Autor2, etc. Título abreviado del artículo.

3. Es permitido utilizar tipo de letra Times New Roman en lugar de tipo Arial, pero debe utilizarse el mismo tipo de letra en todo el documento y aumentar en 1 punto el tamaño respecto de los que se señalan en el presente documento.

Adaptado por: Ing. William Marín, para los cursos de laboratorio.Escuela de Ingeniería Electrónica Instituto Tecnológico de Costa Rica2007

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