UNIVERSIDAD TÉCNICA DE AMBATO FACULTAD DE INGENIERÍA EN SISTEMAS, ELECTRÓNICA E INDUSTRIAL CARRERA DE ELECTRÓNICA Y COMUNICACIONES COMUNICACIÓN DIGITAL 1. DATOS INFORMATIVOS INTEGRANTES:
Paúl Cáceres Susana Gallegos Luis Hernández Carlos Jinez David Valle
NIVEL: Séptimo Electrónica
FECHA DE REALIZACIÓN: 24 de Abril del 2012 FECHA DE ENTREGA: Lunes, 7 de Mayo del 2012
INFORME Nº: 01
2. TEMA
Técnicas de Modulación por pulso
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3. OBJETIVOS 3.1. GENERAL
Realizar las técnicas técnicas de modulación PAM - PCM 3.2. ESPECÍFICOS Implementar el circuito para Modulación PAM. Implementar el circuito que muestre el espectro en la frecuencia de la señal PAM. o
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Implementar un circuito para variar la frecuencia de muestreo de una señal PAM. Implementar el circuito para multiplexar una señal PAM.
4. RESUMEN Y ABSTRACT RESUMEN
El objetivo de esta práctica es implementar los circuitos propuestos en el manual de usuario del tablero de modulación 4280 de Systemtechnik para las técnicas de modulación por pulso.
ABSTRACT
The purpose of this lab is the performing of the circuits proposed in the user manual of 4280 modulation board of Systemtechnik for the pulse modulation techniques. MARCO TEÓRICO. Tablero de Modulación tipo 4280 de Systemtechnik
Se puede convertir en una unidad de formación portátil simplemente atornillado en una caja (tipo 4280.20) Todos los experimentos se pueden llevado a cabo directamente en la Caja. Libre de polvo y de almacenamiento protección contra daños en transporte son otras ventajas de la versión en caja.
Modulación por amplitud de pulso (PAM)
Modulación por amplitud de pulsos (PM), similar a las técnicas de modulación analógica, se compone de dos señales, que son el soporte y las señales de modulación. Sin embargo, en PM, la señal portadora tiene forma de una señal de pulso (digitales). La información o señal de modulación se modulara la señal portadora para generar una señal modulada en pulsos. Hay cuatro tipos comunes de las señales de AM: i.
Modulación por amplitud de pulso (PAM) ii. Modulación por posición de pulsos (PPM) iii. Modulación por duración de pulsos (PDM) iv. Modulación por frecuencia de pulsos (PFM)
Muestreo
El muestreo es necesario en todas las cuatro técnicas PAM. Muestreo significa tomar varias muestras de la señal de modulación (la señal de información que será transmitida).De esta señal, las muestras se tomarán varias para representar la forma de onda. Lógicamente, cuanto más las muestras tomadas, mejor será porque la señal muestreada será más parecido a la señal original. Basado en el teorema de muestreo de Shannon, fs. frecuencia mínima de muestreo debe ser el doble o más alto que la mayor frecuencia de la señal de modulación.
Desde el propio nombre de PAM, la señal de información modulara la amplitud de la señal portadora. Al igual que AM, la señal PAM se utiliza raramente en la transmisión debido a su alta sensibilidad al ruido. Se utiliza generalmente como un proceso en la generación de PDM, PPM y PCM. Un receptor de PAM se compone de las características del filtro de paso bajo. Corte adecuado de la frecuencia, fca. hará que la frecuencia por encima de la frecuencia de la información para ser eliminado. Codificación por Modulación de pulso (PCM)
Una solución para reducir las alteraciones y distorsiones en la línea de transmisión es con señales digitales para su transmisión. La información digital se puede transmitir directamente como una señal de banda base a través de un canal de filtro de paso bajo o realizado a través de canal pasa banda. La información digital se obtiene dividiendo la señal de mensaje en ciertas etapas de amplitud, los llamados intervalos de cuantificación. Cada uno de estos intervalos se le asigna un código de palabra. La más fina es la resolución de las etapas de la amplitud, mayor es el número de intervalos de cuantificación y el mayor número de posiciones de los códigos binari os. Para la transmisión, no es necesario cuantificar y dar un código a cada valor instantáneo de la señal de información. Los valores individuales de muestreo que se suministra mediante la técnica de PAM. El PAM por lo tanto, se utiliza con frecuencia como una etapa previa a la codificación de impulsos.
El principio de un modulador de código de pulso se ilustra a continuación.
Figura 1 Diagrama de bloques de un modulador por código de pulso La señal de información, BM (t) es limitada en ancho de banda por el filtro de paso bajo (requisito de el teorema de muestreo fs. min> 2fm). La señal de banda de frecuencia de la i nformación es limitada, muestrea con la frecuencia de muestreo fs. Dado que la cuantificación y la codificación no son infinitamente rápido, es aconsejable mantener la amplitud de la muestra valores constantes hasta la muestra llegue el próximo. Esto es posible gracias al circuito de espera. Muestreo y retención forman una unidad y se refieren a menudo como un muestreo y retención del circuito. Este circuito también se utiliza para demodulación de señales PAM. La codificación de 6 bits producen 2n niveles de cubanización, Por lo tanto, para n = 6, el número de niveles de cuantificación son 26= 64. Para un rango de entre 5 V y-5V, esto le dará una resolución de 10/64 o 156,25 Mb para cada nivel.
Técnica de Multiplexación por División de Tiempo
La multiplexación por división de tiempo se utiliza en los sectores de telecomunicaciones para el uso múltiple de líneas de transmisión. Desde la época de resultados grandes diferencias entre los pulsos modulada en PAM y PPM, pulsos modulados con las señales de otro tipo de información se intercalaren estas lagunas en la multiplexación por división de tiempo.
Cada una de las señales que se transmitirán se muestra con el portador mismo pulso frecuencia pero desplazada en el tiempo (véase la Figura 2 a continuación). Si la fre cuencia de muestreo es fija, el ancho de pulso determina el número de señales a transmitir. Para evitar la mutua interferencia, los pulsos de muestreo individuales deben estar separados.
Figura 2. Multiplexación por División de Tiempo
5. MATERIALES
1 Tablero de Modulación tipo 4280 de Systemtechnik
Software para utilización del Tablero
6. DESARROLLO
Implementación del circuito para Modulación PAM
Implementación del circuito para Modulación PAM bipolar usando switch análogo.
Implementación del circuito que muestre el espectro en la frecuencia de la señal PAM.
Implementación del circuito para variar la frecuencia de muestreo de una señal PAM.
Implementación del circuito para multiplexar una señal PAM
7. ANALISIS DE RESULTADOS Circuito para Modulación PAM
Señal de Información
Señal de pulsos usando el generador de onda cuadrada
Señal PAM
Señal de información
Señal de pulsos de 8 Khz
Señal PAM
La onda bipolar puede ser convertida en unipolar si a la señal PAM se la pasa a través de un diodo rectificador. Obteniendo el siguiente resultado.
Circuito que muestre el espectro en la frecuencia de la señal PAM
Señal de información
Señal de pulsos de muestreo
Espectro de frecuencia de la señal PAM
Circuito para variar la frecuencia de muestreo de una señal PAM.
Señal de información a 1Khz, 2Khz con amplitud 2 V.
Señal de pulsos de muestreo a 8Khz y a 4Khz
Espectro de frecuencia resultante con señal de información a 1Khz y señal de muestreo a 8 Khz.
Espectro de frecuencia resultante con señal de información a 2Khz y señal de muestreo a 8 Khz.
Espectro de frecuencia resultante con señal de información a 1Khz y señal de muestreo a 4 Khz.
Espectro de frecuencia resultante con señal de información a 2Khz y señal de muestreo a 4 Khz.
8. CONCLUSIONES
La señal PAM no se utiliza con frecuencia para la transmisión dada su alta sensibilidad al ruido. Para trasmitir una señal PAM se divide en intervalos de cuantización y a cada uno se le asigna un código, y se la transmite de forma digital. Las técnicas de modulación PAM bipolar puede ser convertida en PAM unipolar si se le suma una señal continua lo suficientemente positiva para tenerla la onda completamente en la parte positiva. En la codificación PCM mientras más bits se utilicen para la codificación mejor es la decodificación y la onda decodificada es lo más parecida a la original.
9. RECOMENDACIONES
Se recomienda utilizar como señal de información a una onda seno para conocer con seguridad los resultados que debemos obtener en tanto en el osciloscopio como en el analizador de espectros. Antes de la manipulación del tablero de modulación se debe tener en claro cuáles son los pasos que se deben seguir antes de energizar el circuito. Para apreciar los resultados deseados se debe considerar la frecuencia a la que esta modulada para escoger la escala de tiempo adecuada.
10. LINKOGRAFÍA
Documentos de prácticas básicas de laboratorio de : FAKULTI KEJURUTERAAN ELEKTRIK UNIVERSITI TEKNOLOGI MALAYSIA (FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA DE LA UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA MALASIA) http://www.fke.utm.my/lab2/basiccomm/file/PAMPCM.pdf http://www.fke.utm.my/lab/basiccomm/file/PAMPCM.pdf
Hojas de datos del tablero de prácticas de Modulación de hps-systemtechnik, empresa dedicada a la fabricación de tableros de entrenamiento para ingeniería electrónica y eléctrica. http://www.hps-systemtechnik.com/ http://www.hps-systemtechnik.com/ENGLISCH/PDF-FILES/BOARDLINE/pg4280.pdf http://www.hps-systemtechnik.com/ENGLISCH/PDF-FILES/BOARDLINE/con0130.pdf
