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INDICE Prólogo…………………………...……………………………………………...2 Materia de Laboratorio de Comunicaciones I...……………………………...3 Criterios de Evaluación…………..…………………………………………… 4 Practica No. 1 Medición de Decibeles….…….………………………………...……………….5 Practica No. 2 Resonancia en Serie y Paralelo…………………………………..…………...10 Practica No. 3 Señales en el Tiempo y su Espectro de Frecuencia……...……….…….……15 Practica No. 4 Mezclado Lineal y No Lineal………………...………………………………..19 Practica No. 5 Ondas Moduladas en Amplitud...……………………….………………..….27 Practica No. 6 Receptor Superheterodino.…………………………..……………………….32 Practica No. 7 Modulador Balanceado…………………….…………………………….……37 Practica No. 8 Modulación de Banda Lateral Única.……………………..………………….41 Practica No. 9 Modulación en Frecuencia……...………………………….………………….45 Practica No. 10 Proyecto Final………………………………………………………………….49 BIBLIOGRAFIA………………………………………………………………51

PRÓLOGO Los autores han elaborado el presente LIBRO DE LABORATORIO DE COMUNICACIONES I como una herramienta de apoyo en la realización de los experimentos que permitirán al alumno descubrir por si mismo la operación y comportamiento de los circuitos fundamentales de las Comunicaciones Electrónicas Analógicas. Siendo la materia de Comunicaciones I la puerta de entrada al fascinante mundo de las Comunicaciones Electrónicas en general y de los sistemas de Modulación de Amplitud y Modulación de Fase o Frecuencia en particular, es indispensable que los conceptos básicos de la teoría sean analizados y comprobados mediante la realización de los circuitos fundamentales propuestos en este LIBRO DE LABORATORIO DE COMUNICACIONES I, a fin de construir una plataforma sólida que permita al alumno comprender y desarrollar las habilidades necesarias para el diseño de mejores y más eficientes sistemas de comunicación. Si bien las técnicas digitales nos permiten una mayor eficiencia y un mejor aprovechamiento del ya saturado espacio radioeléctrico, serán los principios básicos de Transmisión, Recepción, Propagación de las señales electromagnéticas, generación de señales, relación de señal a ruido, mezcla y heterodinación que nos permiten la multiplicación de frecuencia, la modulación, el cálculo, la predicción, visualización e interpretación en ambos dominios; tiempo y la frecuencia, los conceptos que al ser verdaderamente analizados y comprendidos facilitaran la operación el diseño y las propuestas de nuevos y más eficientes sistemas que vendrán a revolucionar los sistemas de comunicación que actualmente utilizamos. El LIBRO DE LABORATORIO DE COMUNICACIONES I ha sido estructurada como un complemento de la Teoría de Comunicaciones I, obteniéndose el mayor aprovechamiento de la misma al comprobar la funcionalidad y características de los circuitos aquí propuestos en forma simultanea con el estudio en el aula de los conceptos teóricos, asimismo como la variedad de circuitos es increíblemente amplia, en la mayoría de los experimentos por realizarse esta abierta la posibilidad de utilizar cualesquier otro circuito que desarrolle la función o funciones por analizar y la última práctica denominada Proyecto Final está propuesta con el objetivo central de que el alumno desarrolle su creatividad y presente un circuito que sea la suma de los conocimientos adquiridos a lo largo de este semestre. Comentarios y aportaciones al presente LIBRO DE LABORATORIO DE COMUNICACIONES I son bienvenidos de antemano.

Los Autores

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LABORATORIO DE COMUNICACIONES I

Descripción Esta materia trata de la comprobación de los principios y conceptos prácticos de la teoría de las comunicaciones eléctricas analógicas.

Propósito General

Iniciar al estudiante en la utilización del método experimental. Como resultado del curso, se espera que el alumno, construya y practique los circuitos eléctricos y electrónicos basados en la teoría de sistemas de comunicaciones analógicas

Objetivo Terminal. El estudiante desarrollara la capacidad de construir y demostrar las leyes y principios fundamentales que rigen a los sistemas de Comunicaciones analógicas en aplicaciones prácticas, así como propiciar el desarrollo de proyectos que requiere la industria.

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CRITERIOS DE EVALUACION La calificación a obtener en el LABORATORIO DE COMUNICACIONES I se determina por la cantidad y calidad de las actividades y trabajo realizado durante el semestre, a continuación se establecen los lineamientos generales para la evaluación de Circuitos y Reportes: A.- SECCION PRÁCTICA: Cada uno de los 10 circuitos en estas prácticas deberá de entregarse dentro del plazo fijado en el programa y se calificará de la siguiente forma: a.- Circuito tablilla prealambrada funcionando perfectamente Máximo 4 puntos. b.- Circuito en Proto funcionando perfectamente 3 puntos. c.- Circuito funcionando con detalles 1 a 2 puntos. d.- Circuito no operativo o no presentado 0 puntos. B.- REPORTE DE LA PRÁCTICA: Los 10 reportes deberán entregarse utilizando los espacios previstos en este Manual de Practicas, con las respuestas a las interrogantes y los gráficos a escala, correspondientes a los resultados obtenidos indicando claramente los valores de Frecuencia, Magnitud de Voltaje y/o Corriente, debiendo presentarse como máximo la semana siguiente a la validación del circuito físico. (En ningún caso se aceptara el reporte antes de validar el circuito) a.- Reporte elaborado cumpliendo perfectamente con las respuestas y gráficos correspondientes, entregado oportunamente. Máximo 4 puntos b.- Reporte elaborado con falla leve en las respuestas y gráficos correspondientes, entregado oportunamente. 3 a 2 puntos c.- Reporte elaborado con falla grave en las respuestas y gráficos correspondientes, entregado oportunamente. 1 punto d.- Reporte elaborado con varias fallas graves o no entregado. 0 C.- EXAMEN TEORICO: Diez circuitos y sus reportes adecuadamente presentados nos dan un total de 80 puntos, los restantes 20 puntos se obtendrán presentando por escrito un examen teórico una o dos semanas antes de finalizar el semestre. NOTA IMPORTANTE: ( Si el Circuito o el Reporte no se entregan dentro del plazo fijado la calificación se reducirá en uno a más puntos en función del retraso y a juicio del Profesor)

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LABORATORIO DE COMUNICACIONES I

GUIA PARA LABORATORIO N O . 1 MEDICION DE DECIBELES

Nombre de la Practica:

MEDICION DE DECIBELES

FECHA DE ELABORACION : ______________________ NOMBRE DEL ALUMNO _____________________________________________________________

OBJETIVO: El alumno comprobará de forma práctica el uso de los Decibeles para la medición de niveles de potencia, ganancia y atenuación utilizando un voltímetro de AC.

CONOCIMIENTO PREVIO: Investigar la información disponible sobre Decibeles, consiga las repuestas a las preguntas siguientes: 1.- Qué es el Decibel 2.- Cual es la ecuación que nos permite calcular la Ganancia de Potencia en decibeles? 3.- Si tenemos una potencia de salida de 1W y una potencia de entrada de 5 Watts, cuál será el resultado en Decibeles? 4.- Qué significa el término dBm? Y cual es la ecuación que se utiliza para calcularlo? 5

5.- Qué significa el termino dBf? Y cual es la ecuación que se utiliza para calcularlo? 6.- Qué significa el termino dBW? Y cual es la ecuación que se utiliza para calcularlo 7.- Cuando utilizamos voltajes en lugar de potencias, cual es la forma que toma la ecuación para el cálculo de dB? 8.- Si usamos como referencia un miliwatt cual es la simbología y la ecuación para calcular los decibeles?

9.- Si el voltaje medido a la salida de un amplificador de audio es de 7mv, cual será la ganancia del amplificador referidos a un miliwatt?

MATERIAL Y EQUIPO REQUERIDO: UN GENERADOR DE AUDIO GENERADOR DE FUNCIONES A 1 KHz UN OSCILOSCOPIO UN VOLTIMETRO DE AC (preferentemente con escala para medición de dBs) UN METRO DE CABLE RG58 (no cable coaxial de TV) RESISTENCIAS R1= 16 Ω, R2= 577Ω, R3= 35 Ω, R4= 600 Ω 2 CONECTORES BNC TIPO T DE MACHO A DOS HEMBRAS 6 CONECTORES BNC MACHO 2 CONECTORES PARA CHASIS TIPO HEMBRA.

Construcción de : a.- DOS CABLES DE 50 CMS impedancia de 50 ohms utilizando los 4 CONECTORES BNC c.- Un conector BNC macho para fabricar una carga de 50 ohms con una resistencia de 50 ohms de ½ watt. (se puede obtener una “carga”de 50 ohms de fabrica. )

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c.- Un conector BNC macho para fabricar una carga de 600 ohms con una resistencia de 600 ohms de ½ watt. d.- Utilice los Dos conectores BNC hembras para chasis a fin de fabricar un atenuador como el mostrado en la figura:

Atenuador

PROCEDIMIENTO Y DESARROLLO DE LA PRÁCTICA En primer termino, implemente el circuito siguiente:

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Una vez armado, ajuste el Generador de audio para que entregue una señal senoidal de 1,000 Hz con una amplitud de 2.44 volts rms (medidos con el osciloscopio y el voltímetro) Ahora, determine cual es el valor de la potencia disipada en la carga de 50 ohms? Muestre los cálculos correspondientes.________ Cual es el valor en dBs que esta entregando el Generador?____________ (Si el voltímetro que consiguió tiene una escala en dB, tome nota de la lectura en dicha escala________ compárela con el resultado previamente obtenido ¿son iguales?_______________) Que valor de Voltaje muestra el Voltimetro?. Cual es el valor de voltaje pico a pico que muestra el Osciloscopio? Muestre las ecuaciones ó cálculos que justifican la diferencia: Quite la carga de 50 ohms y verifique los voltajes del Osciloscopio y con el voltímetro. Cual es el nuevo valor voltaje pico a pico en el Osciloscopio?________ Cual es el nuevo valor de voltaje en el Voltímetro?_________________ Si obtuvo un voltímetro con escala en dBs cual es el nuevo valor en dB?_____________________ ¿Qué relación tiene con la primera lectura?_______________________________________________ Con los resultados obtenidos, calcule el valor de la impedancia del generador. Sin cambiar los ajustes de generador introduzca al circuito el atenuador que construyó como se muestra en la figura siguiente:

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Use el voltímetro para medir el voltaje que se esta entregando en la carga de 600 ohms Asimismo anote el voltaje a la entrada del atenuador Voltaje a la entrada del Atenuador________________________ Cual es el voltaje RMS a la salida del generador?____________ Hubo cambios significativos? Si___ No___ Voltaje sobre la carga de 600 Ohms_________________ ¿por que?____________________________________________ Usando la lectura de voltaje RMS a través del resistor de 600 ohms Ud. podrá calcular la potencia en dBms en este punto____________ Cual es la salida de potencia en dBm del Generador? _______ Cual es la pérdida en dBms que introduce en el circuito el atenuador utilizado?________ Es cierta la relación siguiente?: Potencia de Salida en dBms = Pot. Entrada – Atenuación

_______________

Las ecuaciones siguientes le servirán para calcular la potencia perdida en el atenuador utilizado: Ap(dB) = Av(dB) + 10 Log Zi/Zo donde Zi = 50 ohms y Zo = 600 ohms Pérdida en dBs del atenuador? _________________

CONCLUSIONES:

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LABORATORIO DE COMUNICACIONES I

GUIA PARA LABORATORIO N O . 2 Resonancia Serie y Paralelo

Nombre de la Práctica:

Resonancia Serie y Paralelo

FECHA DE ELABORACION :______________________ NOMBRE DEL ALUMNO _________________________________________________________________

_____

O BJETIVOS : A L FINALIZAR ESTA PRACTICA EL PARTICIPANTE SERA CAPAZ DE verificar los efectos que un sistema de ancho de banda finita causa sobre la señal senoidal pura y sobre señales complejas como diente de sierra y señal cuadrada, experimentando con los efectos producidos con circuitos resonantes serie y paralelo. C ONOCIMIENTO P REVIO Se requiere que el participante revise los conceptos Teóricos; Circuitos resonantes LC serie y paralelo, Frecuencia de Resonancia y Medición del Ancho de Banda Se deberá encontrar y anotar las respuestas a las siguientes interrogantes: 1.- ¿Qué es un circuito resonante? 2.- Dibuje los diagramas básicos de los circuitos resonantes: serie y paralelo:

3.- ¿Como se determ ina la frecuencia resonante?

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4.- ¿Cuál es la ecuación que nos perm ite calcular los valores de la Inductancia y el capacitor? 5.- ¿Qué es Ancho de banda? 6.- ¿Cóm o se Calcula? 7.- ¿Cómo se mide? 8.- ¿Cuál es su im portancia?

M ATERIAL

Y

E QUIPO

REQUERIDO

2 Capacitores 2 Bobinas Generador de Funciones Osciloscopio.

D ESARROLLO : El alumno diseñará un circuito LC resonante a la frecuencia de 10,000 Hz, implementándolo en ambas versiones; Serie y Paralelo DATOS De acuerdo a los cálculos realizados, se requieren los siguientes valores de inductancia y capacidad: C = 100nF L= Los valores más Comerciales más cercanos para inductancia y capacidad son: C

=

L

=

(De ser necesario se deberá de diseñar y construir la inductancia necesaria para implementar el circuito resonante) Esta práctica deberá de realizarse en dos secciones complementarias; 1.- SIMULACION

Y

2.- CONSTRUCCION

Los circuitos se simularan en primer lugar con ayuda de un paquete de software siguiendo paso a paso los procedimientos que se describen a continuación. Para ambas configuraciones se requiere simular la aplicación de señal senoidal desde 100 hasta 50,000 Hz, anotando la magnitud del voltaje de salida, llenando con los resultados obtenidos las tablas correspondientes:

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Circuito Serie: Vin(volts) 10 10 10 10 10 10 10 10 10

Frecuencia (hertz) 100 1000 2,500 5,000 10,000 15,000 20,000 30,000 40,000

SIMULACION: V salida (volts)

CIRCUITO FISICO: V salida (volts)

SIMULACION: V salida (volts)

CIRCUITO FISICO: V salida (volts)

Circuito Paralelo: Vin(volts) 10 10 10 10 10 10 10 10 10

Frecuencia (hertz) 100 1000 2,500 5,000 10,000 15,000 20,000 30,000 40,000

A continuación deberá de graficar a escala, los resultados Voltaje contra frecuencia para verificar y anotar: a.- Frecuencia de Resonancia resultante b.- Ancho de banda del sistema. SERIE:

Frecuencia de Resonancia =

Hz

Ancho de Banda = f1 =

Hz, f2 =

Hz,

BW =

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PARALELO:

Frec. de Resonancia =

Hz.

Ancho de Banda = f1 =

Hz, f2 =

Hz, BW =

Hz.

M UY IM PORTANTE: Para am bos Circuitos, serie y paralelo; aplique señales Cuadradas y señales triangulares de al menos Cuatro frecuencias diferentes, ( 100, 500 10,000 y 20,000 hz), y grafique cuidadosam ente la form a de onda de salida en los espacios que se propor cionan a continuacion: SERIE:

PARALELO:

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R ESULTADOS O BTENIDOS ¿Concuerdan los resultados obtenidos con los resultados calculados y la sim ulación realizada? No porque _______________ Sí porque________________ ¿Hubo desviaciones im portantes? No del todo, ya que ______________________________________________________

Explique y fundamente teoricamente de la forma más ampliamente posible las respuestas a las preguntas siguientes: 1.- Cual es El origen y causa de la deform ación en las señales observada cuando se aplican las señales Cuadrada y Triangular.

2.-¿Porque no se observa deform ación para las señales senoidales?

CONCLUSIONES:

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LABORATORIO DE COMUNICACIONES I

GUIA PARA LABORATORIO N O . 3 Señales en el tiempo y su espectro de frecuencia

Nombre de la Práctica :

Señales en el tiempo y su espectro de frecuencia

FECHA DE ELABORACION :______________________ NOMBRE DEL ALUMNO ________________________________________________________________

O BJETIVOS :

A L FINALIZAR ESTA PRACTICA EL PARTICIPANTE SERA CAPAZ DE

Construir y ajustar un Oscilador Senoidal de 50,000 ciclos. Verificar y comparar las señales senoidales con las señales Cuadrada y Triangular de por medio del Osciloscopio (Dominio del Tiempo). Predecir el contenido espectral de las señales Senoidales, cuadradas y triangulares por medio de las series de fourier. Medir y verificar el contenido espectral de estos tres tipos de señales en el Analizador de Espectro (Dominio de la Frecuencia) C ONOCIMIENTO P REVIO , SE DEBERAN DE RESOLVER LAS SIGUIENTES CUESTIONES :

¿Qué es un oscilador? Que es un Oscilador de relajación ¿Qué es un oscilador de PLL? ¿Qué es un Sintetizador ¿Qué es Estabilidad de Frecuencia y cual es su importancia? ¿Cuál es el efecto y la ventaja de utilizar cristales en la construcción de los osciladores? 15

¿Qué es el Coeficiente de temperatura y cual es su importancia para un oscilador a cristal? ¿Calcule Escriba y Dibuje la Serie de Fourier de Una Señal Senoidal para 5 volts de amplitud y 50,000 Hz. de Frecuencia ?

¿Calcule Escriba y Dibuje la Serie de Fourier de Una Señal Cuadrada para 5 volts de amplitud y 50,000 Hz de Frecuencia ?

¿Calcule Escriba y dibuje la Serie de Fourier de Una Señal Triangular 5 volts de amplitud y 50,000 Hz de Frecuencia?

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M ATERIAL    

Y EQUIPO REQUERIDO :

Un osciloscopio Un Analizador de espectro Fuente de alimentación Componentes discretos o integrados para implementar un Oscilador de 50,000 Hz.

P ROCEDIMIENTO Y DESARROLLO DE LA PRÁCTICA 1.- Construir en primer término Un Oscilador cuya frecuencia de Operación sea de 50,000 Hz con salida senoidal Pura, sin deformaciones ni ruido. Podrá Utilizar cualquier forma de Oscilador que prefiera, retroalimentado, de cristal, de CI. Etc. Etc.

Quizás uno similar al mostrado en el dibujo

siguiente

(Si desea utilizar este diagrama; Ajuste los elementos necesarios para lograr la frecuencia de 50,000 Hz y una amplitud de 5 Vpp.)

2.- Muestre los cálculos realizados para la elaboración de su circuito y Explique detalladamente los principios de Operación del mismo.

3.- Una vez terminado y verificado su funcionamiento (Señal senoidal, sin deformaciones, al menos de 30 dB mayor que el ruido, ) copie o dibuje las formas de onda logradas por medio de:

4.- Compare las Magnitudes obtenidas en su circuito, con respecto a los resultados en los cálculos realizados previamente,

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5.- Ahora haciendo uso del Generador de audio Ajuste una señal Cuadrada de 5 volts de amplitud y 50,000 Hz de Frecuencia, Graficar y copiar del osciloscopio y del analizador.

6.- Compare los datos Obtenidos en su Circuito con respecto a los resultados obtenidos en los cálculos realizados previamente.

7.- El mismo procedimiento para una señal Triangular de 5 volts de amplitud y 50,000 Hz de

Frecuencia, 8. Compare los datos Obtenidos en su Circuito con respecto a los resultados obtenidos en los cálculos realizados previamente. 9.- Existieron desviaciones Im portantes?

10.- Conclusiones:

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LABORATORIO DE COMUNICACIONES I

GUIA PARA LABORATORIO N O . 4 DISPO SITIVO S LIN EALES Y N O LIN EALE

Nombre de la Práctica :

DISPO SITIVO S

LIN EALES Y N O LIN EALES

FECHA DE ELABORACION :______________________ NOMBRE DEL ALUMNO _________________________________________________________________

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O BJETIVO : A L FINALIZAR ESTA PRACTICA EL PARTICIPANTE SERA CAPAZ DE IDENTIFICAR SIN ERROR LOS RESULTADOS DE LAS MEZCLAS LINEALES RESPECTO A LAS MEZCLAS NO - LINEALES C ONOCIMIENTO P REVIO El participante revisará los conceptos presentados en el capitulo núm. 1 del texto (Wayne Tomasi) referente a la mezcla y combinación de dos o más señales a través de diferentes sistemas respondiendo las siguientes interrogantes: 1.- ¿Qué es Mezcla Lineal? 2.- ¿Cuál es el efecto y la ecuación que describe el paso de una Única señal a través de un amplificador Lineal? 3.- ¿Cuál es el efecto y la ecuación que describe el comportamiento de Dos o más señales al pasar por un Amplificador Lineal?

4.- ¿Qué es Mezcla No-Lineal?

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5- ¿Cual es el efecto y la ecuación que describe el paso de una Única señal a través de un amplificador No-Lineal? 6.- ¿Qué nombre recibe este efecto cuando es posible aprovecharlo? 7.- ¿Qué nombre recibe este efecto cuando es indeseable?

8.- ¿Cuál es el efecto y La ecuación que describe el comportamiento de Dos o más señales al pasar por un Amplificador No-Lineal? 9.- ¿Qué nombre recibe este efecto cuando es posible aprovecharlo? 10.- ¿Qué nombre recibe este efecto cuando es indeseable? M ATERIAL Y E QUIPO REQUERIDO       

Un osciloscopio Cinco resistencias de 10 Kohms Una inductancia de 2.4 mH Un Capacitor de 1 nF Dos generadores de Audio Un analizador de espectro. Un Diodo rectificador o de pequeña señal.

P ROCEDIMIENTO Y DESARROLLO DE LA PRÁCTICA Como es costumbre, se realizará en primer término la simulación en PC, registrando todos y cada uno de los datos correspondientes y los tendrá a la mano para realizar el circuito físico y para efectuar, la comparación requerida respecto a los circuitos físicos armados en baquelita. 1.-Cálculos: 2.- Datos: 3.- Diagramas:

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M ULTIPLICACION DE FRECUENCIA: Como se ha revisado en clases la aplicación de una sola señal a través de un circuito no-lineal genera una serie de señales que no estaba presente antes de pasar a través de este, como inicio se implementará el siguiente circuito.

M ATERIAL: R1= 1KΩ R2= 1 kΩ R3= 10kΩ D1= IN914 GENERADOR DE AUDIO 1 (XFG1) A 50KHz DE 3 Vpp Aplique una señal senoidal de 50 Khz. de 3 Vpp. Observando y copiando las señales que se producen en la entrada a la resistencia de 10Kohms (canal 1 del Osciloscopio)

Observe y grafique las señales que se produce en la resistencia de Carga después del Diodo )Canal 2 del Osciloscopio)

Existe un Voltaje de DC en esta señal?

Por que?

Compare las formas de Onda, Cual es la diferencia?

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Utilizando la Transformada rápida de Fourier del Osciloscopio (O por medio del Analizador de Espectro) observe y Grafique los componentes espectrales en ambos Puntos detallando claramente las frecuencias de cada uno.

entrada

salida

Ahora modifique su circuito para insertar el Circuito Tanque elaborado con el capacitor y la inductancia como lo muestra el siguiente esquema:

M ATERIAL: R1= 1 KΩ, R2= 1 KΩ R3= 10KΩ D1= IN914 L1= 2.4 Mh C1= 1nF GENERADOR DE AUDIO 1(XFG1) A 50 KHz A 3 Vpp Calcule la frecuencia del circuito resonante :

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Observe y grafique la forma de Onda que aparece a la entrada del circuito resonante …….?

Cuidadosamente suba la frecuencia del generador alrededor de los 50,000 hz, monitoreando la entrada del circuito resonante, que pasa con la forma de onda a la entrada del circuito tanque….? Por qué………………? Es este un Doblador de Frecuencia………..?

APLICACIÓN DE VARIAS SEÑALES A TRAVES DE CIRCUITOS LINEALES.

LINEALES

Y NO-

Utilizarem os el siguiente circuito: M ATERIAL: R1= 1 KΩ R2= 1 KΩ R3= 10 KΩ R4= 1 KΩ D1= IN914 GENERADOR DE AUDIO 1(XFG1) A 1.50 M Hz A 3 Vpp GENERADOR DE AUDIO 2(XFG2) A 1.60 MHz A 3 Vpp

Aplique una señal senoidal de 1.6Mhz de 3 Vpp. Con el Generador 1 Aplique una señal senoidal de 1.5Mhz de 3 Vpp. Con el Generador 2

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Observe las señales que se producen en la entrada del diodo (canal 1 del Osciloscopio) Observe las señales que se producen la resistencia de Carga después del Diodo )Canal 2 del Osciloscopio)

Compare las formas de Onda, Cual es la diferenc

Utilizando la Transformada Rápida de Fourier del Osciloscopio (O por medio del Analizador de Espectro) observe y Grafique los componentes espectrales en ambos Puntos detallando claramente las frecuencias de cada uno.

Si el propósito del circuito es de generar estas frecuencias, que nombre recibe el fenómeno? Si este fenómeno es indeseable como se le llama?

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M ODIFIQUE SU CIRCUITO DE ACUERDO AL SIGUIENTE ESQUEM A:

M ATERIAL: R1=R2=R4= 1 KΩ R3= 10 KΩ D1= IN914 C1= 1nF L1= 2.4Mh GENERADOR 1(XFG1) A 1.50 M Hz A 3 Vpp GENERADOR 2(XFG2) A 1.60 M Hz A 3 Vpp Observe y grafique la forma de Onda que aparece a la entrada del circuito resonante …….??

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Cuidadosamente MODIFIQUE LA frecuencia de ambos generadores, monitoreando la entrada del circuito resonante, ¿qué pasa con la forma de onda a la entrada del circuito tanque, que sucede …………………………………………..…………………………………………………………………………..? Por qué…………………………………………………………………………………………………………………… ……..…?

¿A que se le denomina Conversión de bajada? ¿Que es heterodinación?

RESULTADOS OBTENIDOS ¿Concuerdan los resultados obtenidos con los resultados calculados y la sim ulación realizada?

¿Hubo desviaciones importantes?

C ONCLUSIONES :

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LABORATORIO DE COMUNICACIONES I

GUIA PARA LABORATORIO N O . 5 ONDAS MODULADAS EN AMPLITUD

Nombre de la Practica:

ONDAS MODULADAS EN AMPLITUD

FECHA DE ELABORACION :______________________ NOMBRE DEL ALUMNO _____________________________________________________

Objetivos: Al finalizar esta práctica el participante será capaz de: Medir e interpretar las formas de onda de una señal modulada en amplitud Medir los índices de modulación de las señales submoduladas, moduladas al cien por ciento y sobremoduladas

Medir e interpretar los espectros de una señal de AM Utilizar el osciloscopio para observar y medir los Patrones Trapezoidales C ONOCIMIENTO PREVIO : El participante revisara los conceptos descritos en el Cáp. 3 de Wayne Tomasi, Obtendrá las hojas de datos de Internet o del manual de fabricante, para identificar las características del circuito elegido, para la realización de un modulador de DSB_FC 1.- ¿Qué es Modulación de amplitud de Gran Portadora?

2.- ¿Cuál es la ecuación general que describe el com portam iento de una señal de M odulación de am plitud de portadora com pleta?

3.- ¿Cuál es la m áxim a frecuencia de audio que la SCT nos perm ite utilizar para m odular un sistem a de AM dentro de la banda com ercial ?

4.- ¿Cuál es ancho de banda que ocupa una estación de radiodifusión com ercial en AM

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M ATERIAL Y EQUIPO REQUERIDO Osciloscopio. XR2206 Resistencias varias. Capacitares varios. P ROCEDIMIENTO Y DESARROLLO DE LA PRÁCTICA : 1.-Cálculos: La frecuencia de oscilación de nuestro generador monolítico de funciones XR-2206 la podemos calcular mediante la siguiente ecuación: 2.- Datos: La señal moduladora no deberá ser mayor que la marcada por normas de SCT. La señal de carrier deberá ser al menos 10 veces mayor que la señal moduladora. 3.- Diagramas sugeridos: ( Se acepta la construcción de cualquier circuito o sistema de Modulación de Amplitud de Gran Portadora)

Graficar o copiar del osciloscopio las formas de onda en el dominio del tiempo para una modulación del 0%:

Cual es el valor de amplitud de la señal de carrier En el espectro de frecuencia, cuantas componentes de frecuencia y que valores de amplitud en dBs. tienen?

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Aplique la señal Moduladora de tal manera que Obtengamos un 50% de Modulación.( Graficar o copiar del osciloscopio las formas de onda) Cual es el voltaje máximo que alcanza la envolvente? Cual es el voltaje mínimo? En el espectro de frecuencia, cuantas componentes espectrales existen?, cual es su magnitud en dBs Comparado con la señal sin modular cual es el cambio? Cual es el valor del voltaje de modulación?

Ajuste el voltaje de la moduladora para Obtener Un 80% de Modulación .( Graficar o copiar del osciloscopio las formas de onda) Cual es el voltaje máximo que alcanza la envolvente? Cual es el voltaje mínimo? En el espectro de frecuencia, cuantas componentes espectrales existen?, cual es su magnitud en dBs Comparado con la señal sin modular cual es el cambio? Cual es el valor del voltaje de modulación?

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Ajuste el voltaje de la moduladora para Obtener Un 100% de Modulación.( Graficar o copiar del osciloscopio las formas de onda) Cual es el voltaje máximo que alcanza la envolvente? Cual es el voltaje mínimo? En el espectro de frecuencia, cuantas componentes espectrales existen?, cual es su magnitud en dBs Comparado con la señal sin modular cual es el cambio? Cual es el valor del voltaje de modulación?

Ajuste el voltaje de la moduladora para Obtener Un 200% ?? de Modulación .( Graficar o copiar del osciloscopio las formas de onda) Cual es el valor del voltaje de modulación? Cual es el voltaje máximo que alcanza la envolvente? Cual es el voltaje mínimo? Que pasa con el espectro de Frecuencias? En el espectro de frecuencia, cuantas componentes espectrales existen?, cual es su magnitud en dBs Comparado con la señal sin modular cual es el cambio?´

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4.-

SEÑALES TRAPEZOIDALES; C OLOQUE EL O SCILOSCOPIO EN EL MODO X Y C ONECTE LA SEÑAL MODULADORA A LA ENTRADA HORIZONTAL DEL OSCILOSCOPIO C ONECTE LA S EÑAL M ODULADA A LA ENTRADA VERTICAL A JUSTE EL OSCILOSCOPIO PARA LOGRAR UNA FIGURA PERFECTAMENTE CENTRADA G RAFICAR O COPIAR DEL OSCILOSCOPIO LAS FORMAS DE ONDA EN EL DOMINIO DEL TIEMPO PARA LAS MISMAS CONDICIONES DE M ODULACIÓN DE LOS EJERCICIOS ANTERIORES :

50% de Modulación

100% de Modulación

150% DE M ODULACIÓN

CONCLUSIONES:

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LABORATORIO DE COMUNICACIONES I

GUIA PARA LABORATORIO N O . 6 RECEPTOR SUPERHETERODINO

Nombre de la Practica: RECEPTOR SUPERHETERODINO FECHA DE ELABORACION :______________________ NOMBRE DEL ALUMNO ________________________________________________________

Objetivos: Armar un Kit receptor superheterodino de AM Medir su sensibilidad. C ONOCIMIENTO PREVIO :

Como Funciona un receptor sintonizado a Radiofrecuencia? Las principales desventajas de un receptor TRF son: Que significa Heterodinar? Porque se llama Receptor Superheterodino? Quien es el Inventor de este tipo de receptores? Cual es el diagrama Básico de Un receptor Superheterodin

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Cuales son los principales bloques de un receptor superheterodino y cual es su principio de funcionamiento%

 

  Equipo  a  Utilizar   Kit de Radio Superheterodino de AM Generador de RF Voltímetro de AC (valor eficaz RMS)

Procedimiento   ´ 33

Utilice el diagrama del Kit del receptor superheterodino de AM que adquirió. Ajuste el Kit para recibir adecuadamente todas las estaciones de la banda de AM . Por medio del Osciloscopio encuentre y registre las formas de onda de cada una de las etapas que constituyen el receptor. Oscilador local

Sección RF

ETAPA DE FI

ETAPA DE AUDIO

    Especificaciones  de  la  Sensibilidad  del  Receptor   Todo receptor tiene una sensibilidad especificada la cual indica al usuario cuál es la más pequeña señal utilizable que puede ser recibida. Por ejemplo, la sensibilidad de un receptor puede ser citada en las hojas de especificación como de 0.7 V para una relación de (señal + ruido) a ruido de 10 dB. Esto nos dice que si una señal de RF de 0.7 V es recibida a la

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entrada del receptor, la relación de salida de audio de (señal + ruido) a ruido del receptor será de al menos 10 dB. Adjunta a esta práctica o proporcionada con el manual de instrucción con el que tu estás trabajando es una hoja de especificación para su receptor. 1. De la hoja de especificación diga cuál es la tasa de sensibilidad A menudo algo que se deja sin definir en estas especificaciones de sensibilidad es la potencia absoluta de audio a la salida en donde la relación (señal + ruido) a ruido se mide. No hay razón en tener un receptor muy sensible si éste no puede ser oído. Para nuestros propósitos en esta práctica, asumiremos que se medirá la sensibilidad especificada de nuestro receptor cuando la etapa de audio se encuentre operando a la mitad de la máxima potencia que se indica. 2. ¿Cuál es la potencia máxima de audio a la salida de nuestro receptor según las hojas de especificación? Un valor típico es 3 watts. El valor que localizó en las hojas de especificación estará probablemente acompañada con una especificación de la distorsión de quizá 10%. Lo que el fabricante nos dice con esto es que el receptor puede entregar 3 watts y que esta salida aún tendrá una distorsión de 10% o menos. 3. ¿Puede hallar una especificación de la distorsión para que sea anexada junto con la potencia máxima de salida declarada? De ser así, ¿Cuál es ese valor? En las siguientes medidas de la sensibilidad del receptor, mediremos la sensibilidad mientras mantenemos la potencia a la salida de la etapa de audio a la mitad de la potencia máxima de salida especificada. Mida la sensibilidad de AM como se indica a continuación: a) Ajuste el generador de RF al valor de sensibilidad encontrado en la pregunta 1 (típicamente alrededor de los 0.7 V) con 30% de modulación a 1000 Hz y a la misma frecuencia en la cual está sintonizado su receptor. Si usted ajusta su receptor al canal 1410 (a 1410 KHz), entonces ajuste su generador de RF a esta frecuencia. Emplee el control vernier de frecuencia para finamente sintonizar la frecuencia de salida de su generador RF. Usted sabrá que está justamente en el canal 1410 cuando la lectura en el voltímetro RMS llegue al máximo b) Ajuste el control de ganancia (volumen) de audio frecuencia (AF) hasta que la potencia de audio a la salida esté a la mitad de la potencia que se nos especifica. Si la potencia especificada en la pregunta 2 fueron 3 watts, entonces la mitad de la potencia serían 1.5 watts. Dado a que la bocina tiene una impedancia de 8 , el voltaje observado en el voltímetro RMS real vendrá dado de la siguiente manera: c) Ahora apague la modulación en el generador de RF. El cambio en la lectura del voltímetro RMS deberá ser de 10 dB o más. Si el cambio es de más de 10 dB, 35

decremente el voltaje a la salida del generador RF. Es decir, cambie la señal del generador RF de 0.7 V a 0.6 y vuelva a medir el cambio en la salida de audio cuando la modulación es aplicada y removida. Repita este paso hasta que la salida del generador de RF nos dé un cambio de 10 dB cuando la modulación se desactiva. (Nota: si el voltímetro RMS no tiene una escala en dB, use 20 log(cambio en el voltaje de audio) para medir el punto 10 dB.) d) ¿Cuál fue la sensibilidad medida en V?

CONCLUSIONES:

LABORATORIO DE COMUNICACIONES I

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GUIA PARA LABORATORIO N O . 7 MODULADOR BALANCEADO

Nombre de la Práctica: MODULADOR

BALANCEADO

FECHA DE ELABORACIÓN : ______________________ NOMBRE DEL ALUMNO _______________________________________________________

O BJETIVO Conocer e identificar un circuito modulador de anillo balanceado de DSBSC para comprender su funcionamiento. C ONOCIMIENTO PREVIO El participante investigara los circuitos moduladores de anillo balanceado de DSBSC, así como realizará la elaboración de una simulación de dicho circuito

1.- Cual es la funcion de un Modulador de añillo balanceado?

2.- Porque se coinsidera al modulador de Anillo Balanceado un Modulador de Circuito Lineal Variante en el Tiempo?

3.- Que caracteristicas deberan tener los diodos utilizados para implementar este circuito? 4.- ¿Que significan las siglas

DSB-SC ?

M ATERIAL

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      

Un osciloscopio digital (FFT). Dos resistencias de 1 Kohm Una resistencia de 10 kohms Dos generadores de Audio Un analizador de espectro Cuatro Diodos de pequeña señal. Circuito tanque de la practica #1

P ROCEDIMIENTO Y DESARROLLO DE LA PRÁCTICA Se sugiere el siguiente circuito:

NOTA IM PORTANTE: ES NECESARIO AISLAR LA TIERRA INDESEABLE EN EL CIRCUITO DE ENTRADA DE SEÑAL DE PORTADORA; consiga un transformador de 1:1 y aplique a través de él la señal de portadora. 1.- ¿Qué resultados nos proporciona la Mezcla No-Lineal de dos o mas señales?

2.- Explique claramente la forma de operación del circuito mostrado.

3.- ¿Cuál es la form a

de onda que se

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observa sobre la resistencia de 10K sin haber conectado el circuito tanque ?. Dibuje o muestre el resultado del osciloscopio digital (FFT)

4.- ¿Qué sucede al conectar el circuito tanque; EXPLIIQUE claramente el resultado que muestra el osciloscopio y dibuje o muestre a continuación lo que resulta en el osciloscopio digital.

5- ¿Cuál es el espectro de frecuencias y las m agnitudes que se observan sobre la resistencia de 10K sin haber conectado el circuito tanque?

6.- ¿Cuál es el espectro de frecuencias y las magnitudes que se observan al conectar el circuito tanque?

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7.- ¿Qué nombre recibe este efecto y que significado tiene?

8.- ¿Qué sucede si se cambia la frecuencia de carrier

RESULTADOS OBTENIDOS 4. ¿Concuerdan los resultados obtenidos con los resultados calculados y la sim ulación realizada?

5. ¿Hubo desviaciones importantes?

C ONCLUSIONES :

LABORATORIO DE COMUNICACIONES I

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GUIA PARA LABORATORIO N O . 8 Modulación de Banda Lateral Única

GUIA PARA LA PRÁCTICA N O . FECHA DE ELABORACIÓN :

8

______________________

NOMBRE DEL ALUMNO ______________________________________________________ NOMBRE DE LA PRÁCTICA :

Modulación de Banda Lateral Única

O BJETIVO Construir un Modulador de Banda lateral Única con Portadora Suprimida (SSB-SC) utilizando cualquiera de los tres métodos disponibles. C ONOCIMIENTO PREVIO El participante investigara las características principales de los moduladores de SSB-SC y contestará las siguientes preguntas: 1. ¿Cuántos métodos de generación de SSB-SC o SSB-RC explica el libro de Tomasi?

2. ¿En qué consiste cada uno de los métodos de generación de SSB-SC o SSB-RC que menciona su libro de Tomasi?

3. La salida de un modulador balanceado es del tipo_______________________________. 4. La forma más común de generar una señal de SSB-SC es el método de___________________

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5. Un filtro que deja pasar la banda lateral deseada al tiempo que rechaza la otra banda lateral, debe tener buena_________________________. 6. El filtro más común para seleccionar la banda lateral deseada en un generador de SSB-SC usa__________ __________para la selectividad. 7. Es común usar un circuito______________________________para demodular o recuperar una señal de SSB-SC. 8. El circuito aplicado para demodular una señal de SSB-SC en general se conoce como__________ ________________________. 9. Seleccione la respuesta correcta: ¿Qué modulador tiene mejor supresión de portadora? a) Un modulador en celosía

b) Un modulador balanceado de CI

M ODULADOR DE ANILLO BALANCEADO M ATERIAL  Un osciloscopio  Dos generadores de Audio  Un analizador de espectro.  Cuatro Diodos de pequeña señal balanceados  R1= 10KΩ R2= 51Ω  C1= C2=910 Ρf, C3= 430 ρF  L1= L2= 1 .3 µH

M ODULADOR

DE ANILLO BALANCEADO

Se sugiere el siguiente circuito para generar en primer termino las dos bandas laterales, una vez funcionando se agregara el circuito tanque p ara elim inar una de ellas:

1.claram ente los principios de operación de este circuito

Explique

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_______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ ________________ 2- ¿Cuál es el espectro de frecuencias y las m agnitudes que se observan a la salida de este circuito (R1)? ______________________________________________________________________

3.- ¿Qué sucede si se cambia la frecuencia de carrier ?

Para eliminar solamente una de las bandas laterales , se sugiere utilizar un filtro activo como el que se muestra en la figura siguiente:

Siendo necesario la utilizacion de filtros de muy alto Q para la eliminacion de una sola de las bandas , sera necesario utilizar una cadena de filtros, ( cinco etapas han dado buenos resultados) , Investigar y justificar su propuesta, ( Circuitos Microelectronicos de Rashid) El Circuito final luciria asi:

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4. M uestre los calculos necesarios para elim inar una de las bandas…….

6. Verifique a la salida de la ultim a etapa en cascada que existe solam ente una de las bandas laterales:

RESULTADOS OBTENIDOS 4. ¿Concuerdan los resultados obtenidos con los resultados calculados y la sim ulación realizada? 5. ¿Hubo desviaciones importantes?

C ONCLUSIONES

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LABORATORIO DE COMUNICACIONES I

GUIA PARA LABORATORIO N O . 9 Modulador Demodulador de FM

Nombre de la Práctica :

Modulador Demodulador de FM

FECHA DE ELABORACION :______________________ NOMBRE DEL ALUMNO ___________________________________________________

O BJETIVOS : 1. Comprender el proceso de modulación y demodulación de frecuencia 2. Construir y verificar la operación de un oscilador controlado por voltaje y usarlo com o m odulador en frecuencia 3. Usar un lazo cerrado de fase en circuito integrado para la demodulación de una onda de F.M . C ONOCIMIENTO P REVIO El participante investigara las características principales del circuito o circuitos utilizados para la elaboración de esta práctica. 1.- ¿Qué entiende como desviación de frecuencia y cual señal es la directamente responsable de lograrla?

2.- Explique claramente la forma de operación del circuito utilizado.

3.- Cual es la magnitud de Desviación de frecuencia Lograda con un voltaje de audio de 2volts, de 5 volts?

4.- ¿Cuál es la definición de Constante de sensitividad?

5- ¿Cuál es la constante de sensitividad del circuito que esta utilizando? 6.- ¿Cuál es el espectro de frecuencias y las magnitudes que se observan en la señal modulada?

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7.- ¿Qué sucede si se incrementa el voltaje de audio? a.- con la desviación de frecuencia,

b.- con el ancho de banda?

M ATERIAL :  Un osciloscopio.  Un Modulador VCO CI LM566 o similar.  Un Demodulador CI LM565 o similar.  Resistencias varias.  Generador de Audio.  Capacitores. P ROCEDIMIENTO Y DESARROLLO DE LA PRÁCTICA Como es costumbre, se realizará en primer término la simulación en PC, registrando todos y cada uno de los datos correspondientes y los tendrá a la mano para realizar el circuito físico y para efectuar, la comparación requerida respecto a los circuitos físicos armados en baquelita. 1.-Cálculos: 2.- Datos: 3.- Diagramas: Se sugiere el siguiente circuito como modulador con el circuito integrado VCO 566:

¿Cuál fue la frecuencia de salida medida? La frecuencia de salida teórica para el VCO LM566 está dada por la siguiente ecuación:

En donde

es el voltaje entre el pin 5 y el pin 1.

R ESULTADOS OBTENIDOS : 46

Desviación de Frecuencia M áxim a: Valor del Voltaje de audio para lograr un índice de m odulación de m = 1, Grafica del Osciloscopio y Analizador de espectro m ostrando el num ero y m agnitud de bandas laterales generado

Valor del Voltaje de audio para lograr un índice de m odulación de

m = 2.4

Grafica del Osciloscopio y Analizador de espectro m ostrando el numero y m agnitud de bandas laterales generado

Y el siguiente como Dem odulador con el circuito integrado 565

Curvas de salida del Demodulador para cuando el modulador trabaja con un

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indice M= 1

Curvas de salida del Demodulador para cuando el modulador trabaja con un indice M= 2.4

C ONCLUSIONES

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LABORATORIO DE COMUNICACIONES I

GUIA PARA LABORATORIO N O . 10 Proyecto Final

Nombre de la Práctica:

Proyecto Final

FECHA DE ELABORACION :______________________ NOMBRE DEL ALUMNO ______________________________________________________

O BJETIVOS : 4. Verificar la operación de un proyecto final de laboratorio de com unicaciones I 5. Tener la habilidad de com unicar inform ación técnica en form a concisa y clara. 6. Redactar un buen inform e que tenga las directrices sobre la m anera ordenada de presentar un inform e de un proyecto de com unicaciones electrónicas. 7. Presentar el proyecto en circuito im preso y en un contenedor apropiado para su m anejo y m ovilidad segura.

DIRECTRICES DEL PROYECTO FINAL ESTABLECIM IENTO DE OBJETIVOS: Se debe establecer con claridad desde el principio una lista de objetivos del proyecto final. Elaborar un cronogram a de las actividades realizadas durante su desarrollo. LISTA DE EQUIPO Y MATERIAL EMPLEADO

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Listar el material empleado y los instrum entos de m edición usados en el proyecto

PROCEDIM IENTO EXPERIM ENTAL Elabore la descripción sucinta del procedim iento experimental y de funcionalidad realizada por el proyecto, asimismo incluir los diagramas esquemáticos o bloques funcionales del sistem a con los núm eros de secuencia y los pies de figuras en form a clara y ordenada. Adem ás se presenta una sección de datos con los resultados obtenidos en form ato de tabla

ALCANCE DEL PROYECTO E INTERPRETACIÓN DE RESULTADOS En esta sección la interpretación de los resultados encontrados se m encionan, los alcances logrados y se m uestran las recom endaciones que se estim en convenientes para la realización del proyecto.

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BIBLIOGRAFIA : 1) BLAKE, ROY Lab Manual to accompany ELECTRONIC COMMUNICATION SYSTEMS, 2nd edition EDITORIAL: THOMPSON, 2004. 2) TOMASI, WAYNE, SISTEMAS DE COMUNICACIONES ELECTRÓNICAS ( 4ª EDICIÓN ). EDITORIAL: PRENTICE HALL, MÉXICO.D.F. 2000 3) FRENZEL, ELECTRÓNICA APLICADA A LOS SISTEMAS DE COMUNICACIONES. EDITORIAL: ALFAOMEGA - MARCOMBO. MÉXICO.D.F. 2003 4) LATHI, B.P INTRODUCCIÓN A LA TEORÍA Y SISTEMAS DE COMUNICACIÓN. EDITORIAL: LIMUSA. MÉXICO. D.F. 2002. 5) CARLSON, A. BRUCE, SISTEMAS DE COMUNICACIÓN. EDITORIAL: Mac GRAW HILL. MÉXICO. D.F. 2000. 6) FRENZEL. SISTEMAS ELECTRÓNICOS DE COMUNICACIONES. EDITORIAL: ALFAOMEGA . MARCOMBO. MÉXICO.D.F. 2003.

Links Relacionados: http://www.agitec.gob.mx http://www.amitra.com.mx/ http://www.arrl.org/ www.nab.org http://www.nab.org/AM/Template.cfm?Section=Radio http://www.nab.org/AM/Template.cfm?Section=Books&Template=/TaggedPage/Tagge dPageDisplay.cfm&TPLID=2&ContentID=490

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