2 Transmisión de señales de radio y televisión Modulación
Solucionario Actividades 1. Pon un ejemplo de comunicación en el que se utilice un elemento portador para trasladar el mensaje de un modo más eficaz. Existen múltiples ejemplos en el entorno cotidiano que utilizan elementos portadores para mejorar la comunicación. Continuando con el ejemplo de este epígrafe, encontramos otro que se utiliza en el mismo entorno: al escribir una carta, codificamos un mensaje sobre el papel, formándose así la información moduladora. Sin embargo, para mejorar su traslado hasta su destino introducimos el mensaje en un sobre, lo franqueamos e identificamos el destinatario deseado. Estos elementos no forman parte del mensaje, pero facilitan que este llegue a su destino más rápidamente, por lo que funcionan como un elemento portador. Además, el mensaje viaja introducido en la portadora, de forma similar a los sistemas de modulación electrónica. Una vez que llega a su destino, el receptor extrae la carta y desecha el sobre, puesto que su misión de garantizar el transporte del mensaje ha concluido.
Tipo
Aplicaciones
AM
Analógica
Modulación de amplitud básica
BLV
Analógica
Modulación principal de canales de televisión analógica
DBL
Analógica
Modulación de señal de color en televisión analógica
Aplicaciones
QAM
Digital
Modulación utilizada en televisión digital terrestre
FM
Analógica
Modulación de señal de sonido en radio y televisión analógica
QPSK
Digital
Modulación utilizada en radio digital DAB y televisión digital por satélite
3. Si una onda electromagnética tiene un periodo de repetición de 5 µs, ¿cuál será su frecuencia?, ¿y su longitud de onda? Los parámetros periodo y frecuencia son inversos entre sí. Por lo tanto, conociendo el periodo, podremos calcular la frecuencia mediante la siguiente fórmula: F
1 =
T
1 =
5 10
−
⋅
6
=
200.000 Hz 200 kHz =
A partir de la frecuencia, se calcula la longitud de la onda.
2. Haz una tabla en la que aparezcan todos los tipos de modulación estudiados. Explica si se trata de modulaciones analógicas o digitales y enumera las aplicaciones de cada una.
Modulación
Tipo
λ
c =
3 10
8
2 10
5
⋅
=
F
⋅
=
1500 m
4. Identifica los límites de la banda de radio comercial de FM. Escoge el modo de búsqueda de emisoras en un receptor, y fíjate en los límites inferior y superior de la frecuencia mientras realizas un ciclo de exploración completo. ¿A qué parte del espectro pertenece, según la clasificación internacional? La banda comercial de FM se extiende desde 87,5 a 108 MHz . Por consiguiente, según la denominación internacional pertenece a la banda genérica VHF, que engloba las frecuencias desde 30 a 300 MHz .
5. ¿Cuál es la anchura de un canal de radio en la banda comercial de FM?
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2 Transmisión de señales de radio y televisión Busca un receptor de radio con indicación digital de la sintonía. Rastrea paso a paso la banda y anota las frecuencias de los diferentes canales. Si vives en una zona con muchas emisoras, seguramente habrá algunas transmitiendo en canales adyacentes. En ese caso, la diferencia más pequeña entre las frecuencias de dos emisoras te indicará la anchura del canal, incluyendo el margen de seguridad entre ellas. En la banda comercial de FM, la separación mínima entre emisoras es de 200 kHz . Sin embargo, excepcionalmente se pueden recibir emisoras distantes solo 100 kHz . Esto es debido a que, para evitar intermodulaciones, en una región concreta se suelen asignar frecuencias terminadas en número par (88,0 MHz , 88,2 MHz , 88,4 MHz , etc.), mientras que en las regiones adyacentes se asignan las frecuencias impares (88,1 MHz , 88,3 MHz , etc.). En algunas zonas de recepción, puede darse la situación de que se reciban las emisoras de las dos regiones, por lo que se pueden sintonizar emisoras separadas por solo 100 KHz .
El canal 60 pertenece a la banda V de televisión, dentro de la banda genérica UHF. b) ¿Cuál es su frecuencia central? La frecuencia central del canal 60 es de 786 MHz . c) ¿Cuáles son sus límites de canal? El canal 60 se extiende desde 782 a 790 MHz .
8. A la vista del espectro de la Figura 2.22 a) del Libro del Alumno y la Figura 2.1. del Solucionario, y consultando la tabla de canales de televisión, responde a estas preguntas: a) ¿Cuáles son los límites de frecuencia aproximados de cada uno de los tres canales que aparecen en la pantalla? Como la frecuencia central es de 690 MHz , y el factor de expansión es de 10 MHz por división, los límites de los canales de la Figura 2.22 a) del Libro del Alumno son los que se muestran en la siguiente figura.
6. Localiza en la Figura 2.19 del Libro del Alumno la frecuencia de 3 GHz . Observa a continuación el gráfico y contesta las siguientes preguntas: a) ¿Cuál es su longitud de onda? La longitud de onda de una señal de 3 GHz es de 10 cm. b) ¿A qué pertenece?
denominación
internacional
Esta frecuencia es el límite entre las bandas genéricas UHF y SHF. c) ¿Qué tipo de comunicaciones encontrar a esta frecuencia?
podemos
Las comunicaciones en esta banda reciben el nombre genérico de microondas. En la figura se representan en esta frecuencia comunicaciones de radioenlaces.
7. Utilizando la tabla de los canales UIT, contesta las siguientes preguntas:
Fig. 2.1. Frecuencias límite de los canales de la figura. b) ¿A qué número de canal corresponde cada uno de ellos? A la vista de las frecuencias que ocupan, podemos afirmar que los canales visualizados son el 44 (digital), el 48 (analógico, en el centro de la pantalla) y el 52 (analógico, a la derecha).
a) ¿A qué banda pertenece el canal 60 de televisión?
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2 Transmisión de señales de radio y televisión Comprueba tu aprendizaje Conocer la estructura del espectro radioeléctrico.
a) ¿Cuál es el periodo de la señal? La señal ocupa 4,2 divisiones horizontales sobre la pantalla. Como cada división representa un tiempo de 10 ms, el periodo es de 42 ms. b) ¿Qué frecuencia tiene?
1. Define los siguientes conceptos: a) Banda genérica: llamamos banda genérica a las divisiones del espectro establecidas internacionalmente, según la frecuencia y la longitud de onda de las señales. b) Banda específica: una banda específica es una zona del espectro perfectamente delimitada, cuyas frecuencias se utilizan para establecer comunicaciones de un tipo determinado. c) Canal: llamamos canal de transmisión al conjunto de frecuencias reservado para cada una de las comunicaciones, dentro de una banda específica.
2. ¿Cuáles son las bandas de radiofrecuencia por las que se transmiten las señales que pertenecen a una televisión digital terrestre? Dentro de la banda genérica de frecuencias ultra altas (UHF) están ubicadas dos bandas específicas (denominadas IV y V) por las cuales se transmiten las señales de televisión terrestre, que se extienden desde 470 hasta 862 MHz .
3. ¿Cuál es la anchura que tiene un canal de televisión terrestre? Los canales de televisión digital terrestre tienen 8 MHz de anchura.
Identificar las características de las ondas electromagnéticas. 4. Si tenemos una señal como la Figura 2.26 del Libro del Alumno, en la que cada una de las divisiones horizontales de la cuadrícula mide 10 ms, contesta a las siguientes preguntas:
F
1 =
T
1 =
42 10 ⋅
3
−
=
23,8 Hz
c) ¿Qué distancia recorrerá esta onda tras haber completado tres ciclos? En cada ciclo, la onda recorre un espacio igual a su longitud: λ
c =
F
3 10 ⋅
=
8
23,8
=
12,6 Mm
Por lo tanto, en tres ciclos la onda habrá recorrido la siguiente distancia: Distancia recorrida = 3 · λ = 37,8 Mm. d) ¿De qué depende la polarización de una señal? La polarización de una señal depende de la posición de los campos eléctrico y magnético en el espacio a medida que esta se propaga. e) ¿Qué tipos de polarización podemos utilizar para transmitir ondas electromagnéticas? Podemos encontrar ondas polarizadas de cuatro formas distintas. Dentro de las polarizaciones lineales, podemos diferenciar los tipos vertical y horizontal. Por su parte las polarizaciones circulares pueden ser levógiras o dextrógiras. f) ¿En qué se diferencian los distintos tipos de polarización? Podemos encontrar propagaciones en las que la señal emitida mantiene su posición durante todo el trayecto, a las que llamaremos polarizaciones lineales. Por el contrario, existen también polarizaciones circulares, en las que la onda va girando a medida que avanza por el aire, por lo que en función del punto o del momento en que la midamos observaremos un ángulo diferente de polarización.
5. Explica el proceso a seguir para efectuar una medida con un analizador de espectros.
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2 Transmisión de señales de radio y televisión Para realizar las medidas fundamentales bastará con que ajustemos cuatro parámetros básicos: a) Frecuencia central: es la frecuencia que aparece en el centro de la pantalla del equipo de medida. b) Factor de expansión: define el margen de frecuencias, por encima y por debajo de la central, que aparecerá en la imagen representada. c) Nivel de referencia: es el nivel de potencia desde el que comienza la visualización. El valor seleccionado corresponderá a la línea superior de la rejilla de la pantalla, definiéndose así el resto de las líneas horizontales. d) Filtro de resolución: el ancho de banda utilizado durante el proceso de medida determinará el número de puntos que contendrá la señal representada.
6. ¿Qué frecuencias están comprendidas en la denominación internacional VHF? La banda genérica VHF abarca desde 30 a 300 MHz .
¿Cuáles son las longitudes de onda que les corresponden? Las señales de VHF tienen longitudes de onda comprendidas entre 1 y 10 m.
¿Cuántas clases de transmisiones podemos encontrar en esta banda? En VHF se transmiten, entre otros servicios, la banda de radio comercial en FM, la radio digital DAB, comunicaciones para radioaficionados, y las bandas I y III de televisión, hoy en desuso.
7. ¿Qué es un decibelio? ¿Para qué sirve? ¿Qué tipos de decibelios existen? El decibelio es una unidad de relación que se utiliza para comparar un valor medido con otro que se toma como referencia. Se puede utilizar para medir muchas cosas diferentes, entre las que
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encontramos tensiones o potencias eléctricas. Así, el decibelio milivatio (dBm) mide la potencia en un punto, relacionándola con un milivatio de potencia. También podemos utilizar los decibelios para indicar si la señal que hay al final de un proceso es mayor o menor que la que entró, es decir, si hemos tenido ganancia o atenuación en ese proceso. En tal caso se relaciona la señal de salida con la de la entrada, y su unidad será el decibelio relativo, que se expresa sin subíndices (dB).
Reconocer las señales de radio y televisión. 8. Enumera los tipos de modulación existentes en un canal de televisión analógico. Di qué señales modula cada uno de ellos. En un canal de televisión analógico, la portadora principal se modula en BLV, la información de color en DBL y el sonido principal en FM. Si se transmite sonido estéreo NICAM, podremos identificar además una señal codificada en QPSK.
9. ¿En qué consiste el sistema de transmisión COFDM? El sistema COFDM es un método de gestión del modo de transmisión, que opera con las señales ya moduladas. En los sistemas de transmisión clásicos, cada canal utiliza una frecuencia de portadora, sobre la cual se transmite toda la información. Sin embargo, en este sistema de transmisión se usa un elevado número de portadoras, como si se tratara de muchas comunicaciones independientes, colocadas una junto a la otra. La información digital se va asignando secuencialmente a cada una de estas portadoras, por lo que se produce una transmisión multiplexada en frecuencia.
¿Dónde podemos encontrarlo? El sistema COFDM se utiliza en la transmisión de televisión digital terrestre (TDT).
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2 Transmisión de señales de radio y televisión 10. Un emisor de televisión digital transmite los canales 39 y 66, cada uno con 100 W de potencia. a) ¿A qué banda pertenecen los canales? Los canales 39 y 66 pertenecen a la banda V de televisión, dentro de la banda genérica UHF.
Como los dos canales se emiten desde un mismo punto, y con la misma potencia, el único factor que modifica la potencia recibida será la atenuación del medio de propagación. Esta atenuación es mayor cuanto más grande es la frecuencia, por lo que un receptor situado a 20 km de distancia recibirá el canal 39 con mayor potencia que el 66.
b) ¿Cuáles son las frecuencias de cada canal?
Canal
39
Límites del canal
F. central del canal
614-622 MHz
618 MHz
F. portadora de vídeo analógico 615,25 MHz
Observa la imagen de la Figura 2.27 del Libro del Alumno, y contesta a las siguientes propuestas: a) ¿Cuántos canales de televisión aparecen en la pantalla? En la pantalla aparecen cuatro canales de televisión. b) ¿De qué tipo son?
66
830-838 MHz
834 MHz
831,25 MHz
Se visualizan dos canales analógicos y otros dos digitales. c) ¿Qué canales de radiofrecuencia ocupan?
c) Si recibimos la señal a 20 km de distancia, ¿cuál de los dos canales se recibirá con mayor potencia? ¿Por qué?
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Los canales digitales son el 53 y el 58, mientras que las señales analógicas están en los canales 60 y 63.
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