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UNIVERSIDAD NACIONAL DEL ALTIPLANO

FACULTAD DE ING. MECANICA ELECTRICA, ELECTRONICA Y SISTEMAS

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA ELECTRONICA

DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE UN MODULADOR Y DE DEMODULADOR ASK,PARA LA TRANSMISON DE DATOS EN LA SALA DE JUEGOS EN RED

INTEGRANTES: COAQUIRA GOMEZ SAMIR R. MIRANDA LUQUE MAURICIO SAGUA MAMANI WILMER VILCA MAMANI RICK K.

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GAMER’S`` Junio del 2012 C.U.

Telecomunicaciones digitales

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INTRODUCCION El presente proyecto, está dirigido en dar un aporte en la construcción de un modulador y demodulador ASK (Modulación por desplazamiento de amplitud) para la transmisión de datos para dos PC’s, concretamente, el proyecto consiste en el diseño e implementación de dicho sistema de comunicación. Hay tres formas básicas para modular una onda sinusoidal portadora, la modificación de la amplitud, frecuencia o fase. Métodos más sofisticados combinar dos o más de estas variaciones para mejorar la eficiencia espectral. Estas formas de modulación básica todavía se utilizan hoy en día con las señales digitales.

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MODULADOR ASK (AMPLITUDE SHIFT KEYING)

El modulador ASK tiene el propósito de trasladar la banda base de la señal original (señal cifrada), a una frecuencia más alta para su transmisión a través de un canal como puede ser un cable, radio, fibra óptica, etc. En este caso, al tratarse de modulación ASK, se modifica la amplitud de la portadora en función de la secuencia de bits transmitida.El sistema de modulación que presentamos se compone de las siguientes etapas: generador de señal moduladora, generador de señal portadora, circuito modulador, amplificador y sistema de transmisión. A partir de los datos básicos del proceso de modulación en ASK, tenemos que producir una señal de salida que se encuentre en función de ello. En principio, podemos observar que de la ecuación 1, la relación es lineal, y si contamos con una señal digital que varíe entre n estados (para el análisis matemático hemos recurrido a una señal de dos estados) la amplitud de la señal a transmitir de igual forma será proporcional de tal manera que una simple convolución entre ambos será más que suficiente para cumplir con las condiciones totales del sistema de forma que gráficamente podemos representarlo como:

Circuito modulador de ASK generada la portadora en el 555 con una frecuencia de 349kHZ que vendría siendo la portadora como se estuvo manejando en las modulaciones anteriores posteriormente entra a una etapa de modulación en donde el ancho de pulso del 555 será el ancho que tenga la senoidal tal y como se ilustra en la figura de arriba una vez armado el presente circuito se tendrá su circuito modulador de ASK.

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ASK puede ser definido como un sistema banda base con una señal para el "1" igual a s1(t) y una señal para el cero igual a s0(t) = 0.

Definamos una señal b(t) que toma el valor de 1 cuando el bit enviado es un UNO y –1 cuando el bit enviado es un CERO. La señal ASK puede expresarse como:

Como se observa b(t) es una onda NRZ polar, por lo tanto su espectro, que es infinito, quedará trasladado a fc . Como el espectro de b(t) es un Sinc2 con cortes cada fb=1/tb, y como siempre se elige fc mucho mayor quefb, entonces el espectro de la señal ASK quedará:

Se observa que el ancho de banda práctico es 2fb el cual es el doble del requerido en transmisión banda base. Otro parámetro que será muy útil sobre todo en modulación multinivel es la constelación que a continuación definiremos: La constelación consiste en representar la señal modulada en función de una o varias funciones ortonormales (ortogonales de energía unitaria).

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La distancia entre los posibles valores de la señal es muy importante, ya que representará la fortaleza que tiene la modulación frente al ruido. Observe que si los símbolos están más distanciados, será mas difícil que uno se convierta en otro por efectos del ruido añadido en el sistema.

CARACTERISTICAS DE FORMAS DE MODULACIÓN

Tres formatos básicos de modulación digital siguen siendo muy populares con una baja tasa de datos de corto alcance aplicaciones inalámbricas: modulación por desplazamiento de amplitud (a), de encendido-apagado de codificación (b), y la codificación por desplazamiento de frecuencia (c). Estas formas de onda son coherentes ya que el cambio se produce en el estado binario de transporte cero puntos de cruce.

La fig. Muestra una base de la señal digital en serie de ceros y unos binarios para ser transmitidos y la correspondiente de AM y FM señales resultantes de la modulación. Hay dos tipos de señales de AM: on-off keying (OOK) y la amplitud de cambio de claves(ASK). En la Figura a viene a ser la amplitud de la portadora se desplaza entre dos niveles de amplitud para producir ASK. En la Figura b viene a ser la señal binaria se convierte el portador de vez en cuando para crear OOK. AM produce bandas laterales por encima y por debajo de la portadora igual al contenido de frecuencia más alta de la señal de modulación. El ancho de banda requerido es dos veces el contenido de frecuencia más alta, incluyendo cualquier armónicos para señales de impulsos modulación binarios. 4

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Ventajas de la modulación ASK 1. La fuerza de la señal portadora varia para representar valores binarios (1 o O). 2. Frecuencia y fase permanecen constar mientras la amplitud cambia. 3. La amplitud pico de la señal durante la duración de cada bit es constante y su valor depende del estado del bit (1 o O).

Desventajas de la modulación ASK 1. La velocidad de transmisión usando ASK esta limitada por las características físicas del medio de transmisión. 2. La transmisión ASK es altamente susceptible a la interferencia del ruido. Es quizás el método más afectado por el ruido. La técnica ASK se utiliza para la transmisión de datos digitales en fibras ópticas, en los transmisores con LED, la expresión de la señal modulada sigue siendo válida. Es decir, un elemento de señal se representa mediante un pulso de luz, mientras que el otro se representa mediante la ausencia de luz. Los transmisores láser tienen normalmente un valor de desplazamiento, "vías", que hace que el dispositivo emita una señal de alta intensidad para representar un elemento y una señal de menor amplitud para representar al otro.

DEMODULADOR ASK El demodulador ASK se encarga de extraer la señal de datos en banda base a partir de la portadora modulada que llega desde el emisor (señal DAT). Dicha señal está compuesta por ráfagas de señal sinusoidal con 200 KHz de frecuencia cuando se transmiten valores digitales“1”, e intervalos de tensión 0 cuando se transmiten valores digitales “0”. TEORÍA DE LA DEMODULACIÓN DE SEÑALES ASK: En las siguientes figuras se representa una secuencia binaria de 8 bits (01010010) antes y después de la modulación ASK. Se representa también su espectro en frecuencia en ambos casos.

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Secuencia temporal de bits 01010010 y su espectro en frecuencia

Secuencia de bits de la figura anterior tras la modulación ASK. El espectro en banda base se encuentra ahora desplazado, centrado en la frecuencia de la portadora.

Se puede observar que la secuencia de bits, posee un espectro paso bajo con componentes periódicas. A partir de los 125 KHz aproximadamente las componentes tienen intensidad muy baja respecto a la fundamental y pueden considerarse despreciables. Tras la modulación ASK, dicho espectro se desplaza quedando centrado en la frecuencia de la portadora (200 KHz). Para recuperar la señal original, es necesario devolver el espectro a la banda base, de tal modo que puedan recuperarse los bits. Para ello se empleará un rectificador de onda completa, el cual producirá a su salida una señal como la que se muestra en la Fig. Siguiente.

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Forma de onda obtenida tras la rectificación de onda completa y espectro en frecuencia correspondiente.

Esta señal ya posee componentes en banda de base correspondientes a los bits, además de armónicos correspondientes al doble de la frecuencia de modulación. Para recuperar dichos bits es necesario atenuar todas las componentes de alta frecuencia, quedándose exclusivamente con la parte paso bajo del espectro. Esto se realiza mediante un filtro paso bajo que atenúe las componentes por encima del ancho de banda original de la señal banda base. No obstante, no será posible eliminar completamente todas las componentes de frecuencia superior a la de corte, por lo que la señal recuperada tendrá flancos exponenciales y un rizado adicional. En concreto, utilizando un filtro RC se obtienen las señales que se muestran a continuación.

Forma de onda de la señal tras el filtro pasa bajo y espectro en frecuencia correspondiente.

DEMODULACIÓN DE LA SEÑAL RECIBIDA: El procesado descrito en el apartado anterior se conoce como demodulación ASK. En nuestro caso, tal como se ha detallado, vamos a construir un demodulador de amplitud muy sencillo basado en un filtro paso bajo y un comparador, ver figura:

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Conexión Directa entre dos computadoras Luego de realizar la parte física del proyecto, implementamos las configuraciones que se realizara, primero para comprobar la correcta transmisión de datos, utilizamos el puerto COM (RS232), para ello usamos el software HyperTerminal. HyperTerminal es un programa que se puede utilizar para conectar con otros equipos, sitios Telnet, sistemas de boletines electrónicos, servicios en línea y equipos host, mediante un módem, un cable de módem nulo o Ethernet. Configuracion De Hyperterminal

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Realizamos el mismo proceso para ambos equipos. Ahora, como la conexión existe utilizamos el asistente de configuración de nuevas redes de Windows Xp, como se muestra:

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Configuramos el protocolo que usaremos para la conexión de red, entre ambos equipos, en este caso PPP Internet, el primer equipo lo configuramos como Host, y el segundo como User, podemos usar DHCP para la configuración automática de las direcciones IP, luego comprobamos la conexión realizando ping de la aplicación Command Prompt: >Inicio+R >cmd >c:\ping 10.7.7.1 >c:\ping 10.7.7.2

|De User a Host |De Host a User

Se vera como:

CONCLUSIONES La palabra "módem" es una contracción demodulador. ¿Qué significa esto? Bueno, un módem toma la salida digital de su computadora, en forma de pulsos binarios, y convierte esta salida en una señal analógica que puede ser llevado por la línea telefónica u otro medio. Esto se llama modulación. De hecho, la modulación es un poco más complicada que solo el concepto anterior. Resulta que los datos pueden ser reproducidos en distancias más largas si es en forma de una señal oscilante continua. Por esta razón, en lugar de simplemente convertir la señal digital a analógica. Cuando un módem recibe datos, sólo lo hace en sentido inverso. Es decir que convierte la señal analógica en datos digitales demodulación.

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Bibliografía: Understanding Modern Digital Modulation Techniques- electronic desing Otras referencias.

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