UNIVERSIDAD NACIONAL PEDRO RUIZ GALLO FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL SISTEMAS Y ARQUITECTURA
TEMA: MODULACIÓN ASK INTEGRANTES: Alarcón Sánchez Juan José Barrantes Pérez Juan Alonso Cueva Hernández Lizet del Pilar Guevara Ramírez Cristian Merino Córdova Katherin CURSO: Sistemas de Comunicación de Datos
Lambayeque, octubre del 2017
INTRODUCCIÓN
La comunicación hoy en día es uno de los aspectos más importantes en la vida para el ser humano, estar comunicado en cualquier momento y lugar con nuestros conocidos es una parte importante de nuestras vidas. La electrónica permite enviar información al interior de una señal portadora análoga en donde podemos enviar datos d atos análogos o digitales que permiten su envió inalámbrico, en esta ocasión hablaremos de el envío de datos digitales.
1. MODULACION ASK (Amplitude-Shift Keying) La modulación ASK o modulación por desplazamiento de amplitud consiste en variar la amplitud de una portadora análoga respecto de una señal moduladora (mensaje) digital, este tipo de modulación tiene su homologo análogo que es AM. La modulación ASK, se basa en representar variaciones de amplitud inmersos en una secuencia de datos digitales como variaciones de amplitud en una onda portadora. En otras palabras, la alternancia de amplitud de la señal portadora dependerá directamente de los niveles de amplitud de la señal a modular manteniendo la frecuencia y la fase constante. La variación de amplitud es usada para representar valores binario de “0” y “1”, de esta manera se puede representar la señal portadora como un interruptor ON/OFF. Por otra parte, el circuito consta de un interruptor el cual dependiendo de la información de la señal a modular (“1” y “0”) elige la portadora correspondiente para ese valor.
En esta técnica los dos valores binarios de los datos de entrada, son representados por dos diferentes amplitudes de la frecuencia portadora. La técnica ASK se emplea para trasmitir sobre fibra óptica con tecnología LED. Para un valor de ‘0’, la señal portadora tiene una amplitud de cero, para un valor de ‘1’, la portadora presenta una amplitud máxima constante: ‘0’ = Amplitud cero de la la portadora ‘1’ = Acos (2πfc t) – Amplitud Amplitud máxima constante de la portadora
En la figura se muestran los ‘Desplazamientos’ máximo y mínimo en amplitud de la frecuencia portadora de la l a señal modulada, de acuerdo a los valores de los datos digitales de entrada.
La señal moduladora vale:
El valor de la señal de transmisión (señal portadora) es dado por:
() = (2 ) Donde es el valor pico de la señal portadora y es la frecuencia de la señal portadora. Como es una modulación de amplitud, la señal modulada tiene la siguiente expresión:
() = () (2 )
Modulador ASK:
2. DEMODULACIÓN: La demodulación puede ser de tipo coherente o no coherente; en el primer caso, más complejo circuitalmente pero más eficaz contra los efectos del ruido, un demodulador de producto multiplica la señal ASK por la portadora regenerada localmente, mientras que en el segundo caso la envolvente de la señal ASK se detecta a través del diodo. En ambos casos el detector sigue un filtro paso bajo que elimina las componentes residuales de la portadora y un circuito de umbral que conforma la señal de los datos.
Los principales factores que caracterizan a la ASK son: • Requiere circuitos poco complejos • Muy sensibles a las interferencias (probabilidad de error elevada) • Siendo Fb la velocidad de transmisión de los bits, el espectro mínimo Bw de la señal modulada resulta mayor que Fb • La eficiencia de transmisión, definida como la relación entre Fb y Bw resulta menor que 1 • El Baudio, definido como la velocidad de modulación o velocidad de símbolo, es igual a la velocidad de transmisión Fb.
DEMODULADOR DEMODULADOR ASK: El demodulador ASK consta de las secciones representadas en la siguiente figura: • Un detector de envolvente de onda completa (ASK DEM) • Un filtro pasa bajo • Un circuito de umbral (con salida en TP29), en caso de datos asíncronos que no se re temporizan • Un circuito de extracción de reloj y retemporización de los datos, en caso de datos síncronos (salida de datos en TP31, reloj en TP32)
El filtro, el circuito de extracción del reloj y el de retemporización de los datos se utiliza para remodular también otros tipos de señales.
3. SIMULACIÓN: Para desarrollar la práctica planteamos un modulador que actúa como un multiplicador entre la señal portadora y la moduladora digital y una demodulación no coherente para recuperar la señal moduladora digital.
a. CIRCUITO DE MODULACIÓN ASK EN PROTEUS:
4. ANCHO DE BANDA El ancho de banda de una señal es el rango total de frecuencias ocupadas por esa señal. Cuando se descompone una señal modulada con ASK, se obtiene un espectro de muchas frecuencias simples. Sin embargo, las más significativas son aquellas entre −
Y +
con la frecuencia de la portadora, fc en el centro.
Los requisitos de ancho de banda para ASK se calculan usando la fórmula: ( + ) = (
Donde: -
BW es el ancho de banda Nbaudio es la tasa de baudios ba udios d es un factor relacionado con la condición de la línea (con un valor mínimo de 0).
Como se puede ver, el ancho de banda mínimo necesario para la transmisión es igual a la tasa de baudios. Aunque hay únicamente una frecuencia portadora, el proceso de modulación produce una señal compleja que es una combinación de muchas señales sencillas, cada una de las cuales tiene una frecuencia distinta.
Ejemplos: -
Dado un ancho de banda de 5,000 Hz para una señal ASK, ¿cuál es la tasa de baudios y la tasa de bits? Solución. En ASK la tasa de baudios es la misma que el ancho de banda, lo que significa que la tasa de baudios es 5,000. Pero, debido a que la tasa de baudios y la tasa de bits son también la misma en ASK, la tasa de bits es 5,000 bps.
-
Encontrar el ancho de banda mínimo para una señal ASK que transmite 2,000 bps. El modo de transmisión es semidúplex. Solución. En ASK la tasa de baudios y la tasa de bits son la misma. La tasa de baudios, por tanto, es 2,000. Una señal ASK necesita un ancho de banda mínimo igual a la tasa de baudios. Por tanto, el ancho de banda mínimo es 2,000 Hz.
5. RELACIÓN TASA DE BIT Y TASA DE BAUDIOS EN ASK
La tasa de bit es el número de bits transmitidos durante un segundo.
La tasa de baudios indica el número de unidades de señal por segundo necesarias para representar estos bits.
La tasa de bits es igual a la tasa de baudios por el número de bits representados para cada unidad de señal.
La tasa de baudios es igual a la tasa de bits dividida por el número de bits representados por cada desplazamiento de la señal.
La tasa de bits siempre es mayor o igual que la tasa de baudios.
6. DOMINIO DEL TIEMPO: Debido a que la señal moduladora es una secuencia periódica de pulsos, su espectro de frecuencias obtenido por medio del desarrollo en serie compleja de Fourier tiene la característica de la función sen x/x.
7. DOMINIO DE LA FRECUENCIA:
Este caso es similar a la modulación de amplitud para señales analógicas, o sea que se produce un desplazamiento de frecuencias, que en este caso traslada todo el espectro de frecuencias representativo de la secuencia de pulsos periódicos.
Por lo tanto concluimos c oncluimos que el ancho de banda necesario para esta transmisión es mayor que el requerido para modulación de amplitud, debido a que la cantidad de señales de frecuencias significativas (las del primer tramo) que contiene el espectro, dependiendo dicha cantidad de la relación entre el período y el tiempo de duración de los pulsos.
8. SEMEJANZA ENTRE MODULACIÓN DESPLAZAMIENTO DESPLAZAMIENTO DE AMPLITUD (ASK)
DE
AMPLITUD
(AM)
Y
POR
Tipo de modulación: de modulación: lineal lineal Sensible al ruido al ruido atmosférico y distorsiones Amplitud de banda excesiva conllevando a un gasto de d e energía. Los procesos de modulación y demodulación son relativamente baratos
9. CODIFICACIÓN La forma más simple y común de ASK funciona como un interruptor que apaga/enciende la portadora, de tal forma que la presencia de portadora indica un 1 binario y su ausencia un 0. Este tipo de modulación por desplazamiento on-off es el utilizado para la transmisión de código Morse por radiofrecuencia, siendo conocido el método como operación en onda continua. Otros procedimientos más sofisticados de codificación operan sobre la base de utilizar distintos niveles de amplitud, de forma que cada nivel representa un grupo de datos determinado. Por ejemplo, un esquema de codificación que utilice cuatro niveles puede representar dos bits con cada cambio de amplitud; uno con ocho niveles puede representar tres bits y así sucesivamente. sucesivamente. Esta forma de operación requiere una alta relación señal/ruido en el medio de transmisión para una correcta recuperación de la información en recepción, por cuanto gran parte de la señal es transmitida a baja potencia.
10. APLICACIONES:
Transmisiones con fibra con fibra óptica, ya óptica, ya que es muy fácil "encender" y "apagar" el haz de luz; de luz; además la fibra soporta las desventajas de los métodos de modulación de modulación de amplitud ya que posee poca atenuación. Transmisión por Cable Cable transoceánico.
11. VENTAJAS:
La modulación en ASK no es otra cosa que una variante de la modulación en AM en AM que se adapta perfectamente a las condiciones de los sistemas digitales.
Además de que les permite trabajar sobre una sola frecuencia de transmisión en vez de tener que lidiar con pulsos cuadrados que contienen componentes en todas las frecuencias del espectro.
Su recuperación también resulta ser más sencilla, dado que sólo depende de sincronizar la frecuencia de las señales sinusoidales que sirven de portadoras y regeneradoras dependiendo si se hallan en el modulador o el demodulador.
Los procesos de modulación y demodulación son relativamente baratos.
12. DESVENTAJAS:
El ASK por sí sólo, a pesar de todas estas consideraciones, no es uno de los métodos más utilizados debido a que para cada frecuencia cada frecuencia es necesario realizar un circuito independiente, además de que sólo puede transmitirse un solo bit al mismo tiempo en una determinada frecuencia.
Otro de los inconvenientes es que los múltiplos de una frecuencia fundamental son inutilizables y que este tipo de sistemas son susceptibles al ruido.
Sensible a cambios repentinos de la ganancia.
Al ser similar a la modulación AM, es también lineal y sensible al ruido atmosférico, distorsiones, requiere una amplitud de banda excesiva debido a que la cantidad de señales de frecuencia significativas que contiene el espectro, depende directamente de la relación entre el período y el tiempo de duración de los l os pulsos.
REFERENCIAS:
http://scielo.sld.cu/pdf/eac/v33n3/e http://scielo.sld.cu/pdf/ eac/v33n3/eac06312.pdf ac06312.pdf http://webdiee.cem.itesm.mx/web/servicios/archi http://webdiee.cem.itesm.mx/web/s ervicios/archivo/trabajos/comuni vo/trabajos/comunicaciones caciones /ask/introduccion.html https://www.ecured.cu/Modulaci%C3%B3n_ASK#Semejanza_ent https://www.ecured.cu/Modulaci%C3%B3n_ ASK#Semejanza_entre_modulaci. re_modulaci. C3.B3n_de_amplitud_.28AM.29_y_por_des C3.B3n_de_amplitud_.2 8AM.29_y_por_desplazamiento_de_amp plazamiento_de_amplitud_.28ASK.2 litud_.28ASK.29 9 https://www.ele.uva.es/~jesman/EAV/Teoria.pdf http://www.udb.edu.sv/udb/archivo/guia/electronica-ingenieria/si http://www.udb.edu.sv/udb/archivo/guia/el ectronica-ingenieria/sistemas-destemas-decomunicacion-ii/2013/ii/guia-5.pdf.Sistemas de comunicación II. Guía 5. Universidad Don Bosco. El Salvador. https://www.youtube.com/results?search_query=modulaci% https://www.youtube.com/results?se arch_query=modulaci%C3%B3n+ask++prot C3%B3n+ask++prot eus https://www.youtube.com/watch?v=l_vy-U1f5Bo
