SISTEMAS DE COMUNICACIÓN
POST-TAREA - SIMULAR Y EXPLICAR EL TRANSMISOR FM.
Presentado a: ING. GONZALO MEDINA
Entregado por: CINDY MAYERLY HERNANDEZ GUERRERO Código: 1003519539 LUIS OLMEDO FERNANDEZ MENSA Código: 83.044.722 DIEGO LEONARDO PARRA BUITRAGO JHON EVER HERNANDEZ RIVEROS DANNY ALEXANDER FORERO
Grupo: 2150504_9
UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA - UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS TECNOLOGÍA E INGENIERÍA 2018
Contenido INTRODUCCION ................................................................................3 DESARROLLO DE LA ACTIVIDAD ............. ¡Error! Marcador no definido. 1. Introducción a los sistemas de comunicación ..................................4 2. Modulación Analógica .................................................................. 4 3. Redes y Medios de Transmisión .................................................... 8 4. Se emplea un tono de audio de 5Khz para modular una portadora de del ejercicio a simular, se tiene una desviación de frecuencia de 25Khz. Determinar índice de modulación y el ancho de banda. ......................... 11 5. Desarrolle la implementación del transmisor FM. Realice el video de simulación y relacione el link en el informe de la actividad. ................... 11 CONCLUSIONES ............................................................................ 1 88 BIBLIOGRAFIA .................................... ¡Error! Marcador no definido. 9
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INTRODUCCION En este trabajo individual y colaborativos se plantean los temas y conceptos básicos y se identifican los sistemas de comunicación en el curso de comunicaciones industriales El término comunicaciones digitales abarca un área extensa de técnicas de comunicaciones, incluyendo transmisión digital y radio digital. La transmisión digital es la transmisión de pulsos digitales, entre dos o más puntos, de un sistema de comunicación.
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Desarrollo de la actividad Ejercicios teóricos 1. Introducción a los sistemas de comunicación
Realice un esquema de una emisora FM donde se relacionen mediante un ejemplo los elementos que lo componen: fuente, transmisor, canal, receptor y destino.
2. Modulación Analógica
Relacione parámetros teóricos de la modulación en FM, determine además el rango de frecuencias en Colombia usan este tipo de modulación.
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La modulación de frecuencia consiste en variar la frecuencia de la onda portadora de acuerdo con la intensidad de la onda de información. La amplitud de la onda modulada es constante e igual que la de la onda portadora. La frecuencia de la portadora oscila más o menos rápidamente, según la onda moduladora, esto es, si aplicamos una moduladora de 100 Hz , la onda modulada se desplaza arriba y abajo cien veces en un segundo respecto de su frecuencia central , que es la portadora; además el grado de esta variación dependerá del volumen con que modulemos la portadora, a lo que denominamos “índice de modulación”. Debido a que los ruidos o interferencias alteran la amplitud de la onda, no afecta a la información transmitida en FM, puesto que la información se extrae de la variación de frecuencia y no de la amplitud, que es constante. Como consecuencia de estas características de modulación podemos observar cómo la calidad de sonido o imagen es mayor cuando modulamos en frecuencia que cuando lo hacemos en amplitud. Las emisoras de FM pueden trabajar en bandas de frecuencias muy altas, en las que las interferencias en AM son importantes; las estaciones o emisoras comerciales de radio FM tienen frecuencias entre 88 y 108 Mhz. El alcance en estas bandas está limitado para
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que pueda haber emisoras de la misma frecuencia situadas a unos cientos de kilómetros sin que se interfieran entre ellas.
Relacione en el diagrama de bloques del transmisor y de recepción para FM presentado en la Tarea 2. Indique en el montaje del transmisor FM la funcionalidad de los siguientes bloques funcionales: oscilador, modulador, amplificador de potencia.
Diagrama de bloques del transmisor
Diagrama de bloques del receptor para FM
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Bloques funcionales
Funcionalidad
Oscilador
Un oscilador es un sistema capaz de crear perturbaciones o cambios periódicos o cuasiperiódicos en un medio, ya sea un medio material (sonido) o un campo electromagnético (ondas de radio, microondas, infrarrojo, luz visible, rayos X, rayos gamma, rayos cósmicos).
Modulador
El modulador es el dispositivo electrónico que varía la forma de onda de una señal (modula) de acuerdo a una técnica específica, para poder ser enviada por un canal de transmisión hasta el dispositivo o los dispositivos que incorporen un demodulador apto para dicha técnica.
Amplificador de potencia
Un amplificador de potencia es aquel cuya etapa de salida se ha diseñado para que sea capaz de generar uno rangos de tensión e intensidad más amplios de forma que tenga capacidad de transferir a la carga la potencia que se requiere.
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Indique en el esquema de simulación propuesto de simulación, al final de la guía, la función que cumplen cada uno de los dispositivos que constituyen las diferentes etapas del transmisor.
3. Redes y Medios de Transmisión Relacione los tipos de antenas usados en la transmisión FM e indique el patrón de radiación tanto para el receptor como transmisor.
Antena Monopolo vertical con plano a tierra
Entre las principales características de la antena monopolo se encuentran las siguientes: Se usan a bajas frecuencias, donde es difícil construir dipolos debido a su gran tamaño. Son antenas de hilo situadas verticalmente sobre la tierra y conectadas en su base a un generador, que tiene el otro terminal conectado a tierra. Facilidad para construcción e instalación sobre las distintas superficies.
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Irradia la mitad de la potencia de la antena dipolo. Sus propiedades y parámetros principales son:
Polarización: Vertical.
Ganancia: 4.76 dB.
Ancho de Banda: 5 a 40%
Resistencia: 37 ohms.
Longitud de Onda: ¼
Antena Dipolo vertical
El dipolo se suele encontrar en prácticamente todos los servicios que existen actualmente, principalmente en arreglos de antenas para transmisores de radio FM y también en transmisores de TV y servicios de radio móvil para servicios de despacho, seguridad como la policía y emergencias, bomberos y ambulancias. Es una antena con dos polos mirando hacia sentidos contrarios, debido a que cada polo se comporta como si fuera un tramo de línea de transmisión de ¼ de onda, por lo que la longitud más común es de ½ onda, como su
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nombre lo indica, este tipo de antena se construye y utiliza para una sola frecuencia presentando un buen compromiso entre directividad y tamaño. Esta antena puede situarse de manera horizontal o vertical con respecto a la superficie terrestre dependiendo de los requerimientos de los servicios, su patrón de radiación es omnidireccional en el plano H, utilizado para aplicaciones como comunicaciones móviles. Antena Yagi de “N” Elementos
Es una antena direccional compuesta por elementos parásitos y un elemento activo Paubicados entre ellos de forma paralela soportados por un boom o eje. Los elementos parásitos pueden ser reflectores o directores que definen la dirección de la máxima radiación, mientras que el elemento activo es un dipolo de ½ onda, la Yagi más sencilla está compuesta por 3 elementos y para bandas VHF y UHF este tipo de antenas emplean 30 o más elementos en el cual hay un reflector y varios directores.
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Ejercicios prácticos 4. Se emplea un tono de audio de 5Khz para modular una portadora de del ejercicio a simular, se tiene una desviación de frecuencia de 25Khz. Determinar índice de modulación y el ancho de banda. Calculamos el índice de modulación m de la señal de FM: =
=
∆
∗ ∗
=
Podemos calcular el ancho de banda según Carlson mediante la siguiente formula: = · · ( + ) = · · ( + ) =
Ejercicio simulado 5. Desarrolle la implementación del transmisor FM. Realice el video de simulación y relacione el link en el informe de la actividad. Simulación de la señal FM en Simulink
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Se verifica la señal a medida que aumenta la rampa
Implementación en Proteus Esquema circuital del transmisor de FM El esquema del transmisor de FM que se va a desarrollar en esta práctica se ilustra en la siguiente figura. Antena
Pto 3
Pto 4
+
Micrófono
Pto 5
Modulador, mezclador y amplificador de salida Amplificador de señal Micrófono y acondicionador de
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Modo de funcionamiento de un transmisor de FM En la siguiente figura se muestra el diagrama de bloques de un transmisor de FM. Oscilad
Oscilador 2 Anten
Mezclad Micrófon
Amplificad
Modulador
Amplificad
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Proteus
Materiales: 2 1 2 1
Transistores 2N2222 (También pueden usar los 2N3904, BC547, BC548) Micrófono Electret Condensadores Electrolíticos 10uF/25v Condensador Electrolítico de 2.2uF/25v
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2 Condensadores Cerámicos de .1uF/50v 2 Condensadores Cerámicos de 2.7pF/50v (También pueden usar de 2.5pF) 1 Condensador ajustable de 5-60pF (trimmer) 2 Resistencias 1k, 1 Resistencia 15K, 1 Resistencia 6.8k, 2 Resistencias 10K, 2 Resistencias 4.7K, 1 Resistencia 2.2K, 1 Resistencia 220 Ohm. 50 cm. Alambre para puentes de 0.51mm de diámetro (24 AWG) Tornillos varios 1 Conector + Soporte para Batería 5 Espadines o Pines (ver imagen) 1 Baquelita 1 Batería 9V Cautín Taladro Soldadura Estaño Estructura del transmisor FM
Al sintonizar, con un radio convencional, una banda libre de FM en este caso 89.4 y mediante los cálculos pertinentes, se transmite ahí el sonido de mi voz de tal forma que se logró escuchar en el radio.
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Link del video https://youtu.be/M_bb-jD5Bx4
Circuito Del Transmisor
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https://youtu.be/2UGNdzSKADE
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CONCLUSIONES
Dentro de las modulaciones se encuentra la AM y Angular (PM y FM) que son analógicas cada una con aplicaciones específicas. Dentro de la AM la señal moduladora modifica en amplitud a la portadora, mientras que en la FM modifica la frecuencia; cabe mencionar que PM no es muy común su utilización debido a su complejidad. Así mismo se dice que el ruido es uno de los enemigos de la comunicación; por lo que en la AM se usa los filtros por ejemplo la banda lateral única o portadora suprimida, lo que permite que disminuya el ruido. El conocimiento de las diferentes bandas y áreas del espectro electromagnético asociadas a las comunicaciones en nuestro país es una parte vital del desarrollo de tecnologías y estudios basados en el área de las telecomunicaciones ya que nos permite un mayor aprovechamiento sin causar afectaciones a sistemas ya establecidos. Las relaciones de potencia en el caso del dbm y los Watts es de vital importancia su dominio con el fin de establecer correcta correlación de sus valores para el adecuado manejo de los diferentes tipos de postulados y formulas en los sistemas de comunicación. La modulación FM tiene lugar a frecuencias muy altas comparando con AM. La señal transmitida en frecuencia modulada es mucho más compleja y lleva una información más detallada de la señal.
La modulación directa de frecuencia tiene lugar cuando la frecuencia de la señal modulada varía directamente con la amplitud de la señal moduladora. La modulación FM se utiliza en medios tan importantes como la televisión y la radio.
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BIBLIOGRAFIA
Blake, R. (2004). Modulación de la Amplitud. Sistemas electrónicos de comunicaciones. Cengage Learning Editores. (pp. 101- 170). Recuperado de http://bibliotecavirtual.unad.edu.co:2081/ps/retrieve.do?resultListT ype=RELATED_DOCUMENT&userGroupName=unad&inPS=true&cont entSegment=&prodId=GVRL&isETOC=true¤tPosition=1&docI d=GALE|CX4061500020&searchId=R1&tabID=T003
Suarez, F., & Vargas, F. (2012). Modulación de frecuencia: FM. Principios de sistemas de comunicaciones. Buenos Aires. (pp. 129 150). Recuperado de http://bibliotecavirtual.unad.edu.co:2077/lib/unadsp/reader.action? ppg=140&docID=10732871&tm=1497994637378
Sistemas de Comunicaciones Electrónicas, 4ta Edición - sistemas-decomunicaciones-electronicas-tomasi-4ta-edicic3b3n.pdf
