REPÚBLICA BOLIVARINA DE VENEZUELA MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA EDUCACIÓN UNIVERSITARIA INSTITUTO UNIVERSITARIO POLITÉCNICO “SANTIAGO MARIÑO”
EXTENSIÓN BARINAS
SISTEMAS DE COMUNICACIÓN DE BANDA LATERAL ÚNICA
Integrantes: Briceño Héctor CI: 20.240.628 González Jesús CI: 22.985.502 Gudiño Douglas CI: 23.577.312 Guerra Dayana CI: 21.167.975 Rincón Gustavo CI: 24.824.193
Sección: W6 Profesor: Robinson Valladares
Barinas, Junio 2014
1) Sistemas de comunicación de banda lateral única (SSB) La banda lateral única se reconoció y comprendió matemáticamente desde 1914, sin embargo no fue sino hasta 1923 que se otorgo la primera patente y se estableció un buen enlace de comunicaciones entre Estados Unidos e Inglaterra. Hay muchas clases distintas de sistemas de comunicaciones de banda lateral algunos de ellos conservan el ancho de banda otras conservan la potencia y otras más conservan ambas. Existen varios tipos de sistemas de SSB, algunos son: ‐ AM de Banda Lateral Única con Portadora Completa ‐ AM de Banda Lateral Única con Portadora Suprimida ‐ AM de Banda Lateral Única con Portadora Reducida ‐ Banda Lateral Independiente ‐ Banda Lateral Vestigial
1.1) AM de banda lateral única con portadora completa (SSBFC) Es una forma de modulación de amplitud en donde la portadora se transmite a toda potencia, pero solamente por una de las bandas laterales. Con las transmisiones de banda lateral única solo hay una banda lateral para agregar a la portadora. Cuando se quieta la mitad de ancho de banda, también se quita la mitad de la potencia de ruido. La información se encuentra en la envolvente de la señal modulada de la portadora completa. 1.2) AM de banda lateral única con portadora suprimida (SSBSC) La AM de banda lateral única con portadora suprimida es una forma de modulación de amplitud en donde la portadora se suprime totalmente y se quita una de las bandas laterales. Por lo tanto, el SSBSC requiere de la mitad del ancho de banda que la AM convencional de doble banda lateral y considerablemente menos potencia transmitida. El espectro de frecuencias y la distribución relativa de la potencia para SSBSC con transmisión de banda lateral superior se muestra en la figura 2(c). Puede verse que la potencia de la banda lateral comprende el 100% del total de la potencia transmitida. La figura 1-2 muestra una forma de onda de SSBSC para una señal modulante de frecuencia sencilla. Como puede verse la forma de onda no es una envolvente; es simplemente una onda senoidal a una frecuencia sencilla igual a la frecuencia de la portadora mas la frecuencia de la señal modulante, o la frecuencia de la portadora menos la frecuencia de la señal modulante, dependiendo de la banda lateral en que se transmita.
Figura 1-1 Forma de onda de SSBSC, 100% modulación.
Figura 1-2 Forma de onda de SSBSC
1.3) AM de Banda Lateral Única con Portadora Reducida (SSBRC) En esta forma de modulación de amplitud se elimina una banda lateral y la amplitud de la portadora es reducida (10% aprox.) La forma de onda transmitida depende si la amplitud de la onda portadora es menor a la amplitud de la banda lateral o bien son iguales. En consecuencia, tanto como el 96% de la potencia total transmitida está en la banda lateral no suprimida. Para producir un componente de portadora reducida, la portadora está totalmente suprimida durante la modulación y luego reinsertada con una amplitud reducida. Por lo tanto, el SSBRC se llama a veces una banda lateral única de portadora reinsertada. 1.4) AM de banda lateral independiente (ISB) Es una forma de modulación de amplitud en donde la frecuencia sencilla de portadora se modula de manera independiente por dos señales moduladas diferentes. Es una forma de transmisión de doble banda lateral. El trasmisor consiste en dos moduladores de banda lateral sencilla independiente con
portadora suprimida. Un modulador produce la BLS y otro la BLI. Las señales de salida de la banda lateral única se combinan para formar una señal de doble banda lateral.
Figura 1-3 Forma de onda ISB.
1.5) AM de banda lateral vestigial (VSB) La AM de banda lateral vestigial es una forma de modulación de amplitud en donde la portadora y una banda lateral completa se transmiten, pero solo se transmite parte de la segunda banda lateral. La portadora se transmite a toda potencia. En la VSB, las frecuencias inferiores de la señal modulante se transmiten en doble banda lateral y las frecuencias superiores de la señal modulante se transmiten en banda lateral única. En consecuencia, las frecuencias inferiores pueden apreciar el beneficio de la modulación al 100%, mientras que las frecuencias superiores no pueden lograr más que el efecto del 50% de modulación. Por consiguiente, se enfatizan las señales modulantes de frecuencia inferior, y producen señales de amplitud mayor en el demodulador que las frecuencias superiores. Esta modulación se utiliza en la transmisión de la componente de luminancia en los sistemas PAL, SECAM y NTSC de televisión analógica. La banda lateral que es parcialmente filtrada constituye un vestigio de la banda lateral original y lleva habitualmente del 5% al 10% de la potencia total transmitida, mejorando la relación señal a ruido en las bajas frecuencias de la señal moduladora. Las principales ventajas de este sistema son:
Ocupa menos ancho de banda que la modulación en AM de Doble Banda Lateral DSB-LC Puede ser demoduladada utilizando demodulador síncronos de AM No requiere de filtros tan abruptas (filtros más realizables en la realidad) como la modulación en Banda lateral única.
En la siguiente Figura se muestran los diferentes tipos de sistemas SSB que se han definido anteriormente, (a) AM convencional de DSBFC, (b) banda lateral única con portadora completa, (c) banda lateral única con portadora suprimida, (d) banda lateral única con portadora reducida, (e) banda lateral independiente, (f) banda lateral vestigial.
Figura 2
2) Generación de la señal BLU Para generar señales BLU hay tres métodos, el método del filtro, el método del desfase (deriva de fase) y el método Weaver [Sabin y Schoenike, 1987]. Entre ellos se selecciona el método del desfase, porque así puede generarse una señal BLU sin utilizar un filtro paso banda con caracte-rísticas de atenuación aguda, lo que introduciría una degradación importante de la señal de información. No obstante, el método del desfase exige, para lograr una señal de información con precisión razonable, utilizar un transformador Hilbert que resulta algo difícil de fabricar en la práctica. Con el fin de evitar este inconveniente, conviene fabricar un transformador Hilbert de integración a gran escala utilizando la tecnología de tratamiento digital de señales. 3) Comparación de AM de banda lateral única con AM de doble banda lateral En la discusión anterior y en la figura 2, puede verse que la conservación del ancho de banda y de la eficiencia de la potencia son ventajas obvias en la transmisión de banda lateral única, sobre la transmisión de doble banda lateral convencional. La banda lateral única requiere solo la mitad de ancho de banda y considerablemente menos del total de la potencia transmitida. La potencia total transmitida necesaria para poder producir una relación señal-a-ruido determinada a la salida del receptor es una forma conveniente y útil de comparar el requerimiento de potencia y el rendimiento relativo de una banda lateral única con los sistemas de AM convencionales. 3.1) Ventajas de la transm isión de la ban da lateral únic a
Hay cuatro ventajas predominantes de la transmisión de la banda lateral única con portadora suprimida o reducida sobre la transmisión de doble banda lateral con portadora completa. 1) Conservación del ancho de banda. La transmisión de la banda lateral única
requiere de la mitad del ancho de la banda, que la transmisión de doble banda lateral de la AM convencional. Esta ventaja es especialmente importante, hoy en día, con un espectro de frecuencias de radio que ya está saturado. 2) Conservación de potencia. Con una transmisión de banda lateral única, sólo
se transmite una banda lateral y normalmente una portadora suprimida o reducida. Como resultado, se necesita mucho menos potencia total transmitida para producir esencialmente la misma cantidad de señal que se logra con la transmisión de doble banda lateral con portadora completa. En consecuencia, se pueden utilizar transmisores más pequeños y más confiables con la banda lateral única. 3) Desvanecimiento selectivo. Con la transmisión de la doble banda lateral, las
dos bandas laterales y la portadora pueden propagarse a través del medio de transmisión por diferentes trayectorias y, por lo tanto, pueden experimentar diferentes deterioros en la transmisión. Esta condición se llama desvanecimiento selectivo. Un tipo de desvanecimiento selectivo se llama
desvanecimiento de la banda lateral. Con el desvanecimiento de la banda lateral, una banda lateral se atenúa significativamente. Esta pérdida resulta en una amplitud de la señal reducida a la salida del demodulador de receptor y consecuentemente una relación de señal o ruido reducido a -3dB. Esta pérdida causa algo de distorsión, pero no es totalmente perjudicial para la señal, porque las dos bandas laterales contienen la misma información. La forma más común y más grave de desvanecimiento selectivo es el desvanecimiento de la amplitud de la portadora. La reducción del nivel de la portadora, de una onda 100% modulada, hará que el voltaje de la portadora sea menor que la suma del vector de las dos bandas laterales. En consecuencia, la envolvente asemeja una señal sobremodulada, causando una distorsión severa de la señal demodulada. 4) Reducción de ruido. Debido a que el sistema de banda lateral única utiliza
sólo la mitad del ancho de banda que la AM convencional, la potencia de ruido térmico se reduce a la mitad del sistema de doble banda lateral. Tomando en cuenta la reducción del ancho de banda y la inmunidad al desvanecimiento selectivo, los sistemas SSB gozan de una ventaja en la relación de S/N aproximada a 12 dB sobre la AM convencional (o sea, un sistema convencional de AM tiene que transmitir una señal 12 dB más potente, para alcanzar el mismo rendimiento que un sistema comparable de banda lateral única). 3.2) Desventajas de la trans m isión de band a lateral únic a
Existen dos desventajas principales de la transmisión de banda lateral única con portadora reducida o suprimida en comparación con transmisión convencional de doble banda lateral con portadora completa. 1. Receptores complejos. Los sistemas de banda lateral única requieren de receptores más complejos y costosos que la transmisión de AM convencional. Esto se debe a que la mayoría de las transmisiones de banda lateral única incluyen una portadora reducida o suprimida; por lo tanto, no puede utilizarse la detección de envolvente a no ser que la portadora se regenere a un nivel elevado. Los receptores de la banda lateral única requieren de un circuito de sincronización y de la recuperación de la portadora, como un sintetizador de frecuencias PLL, que eleva su costo, complejidad y tamaño. 2. Dificultades de sintonización. Los receptores de banda lateral única requieren una sintonización más compleja y precisa que los receptores de AM convencionales. Esto es indeseable para el usuario normal. Esta desventaja puede superarse utilizando unos circuitos de sintonización más precisos, complejos y costosos.
