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• Camilo Rubiano

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Diego Alejandro Romero: 1020805799

Código de grupo: 2150504_10

Curso: sistemas de comunicaciones

Universidad Nacional y a Distancia (UNAD) CEAD José Acevedo y Gómez Bogotá D.C

Ruido eléctrico y mezclado de señales  Defina que es el ruido eléctrico, que es ruido correlacionado, ruido no correlacionado, relación señal a ruido y factor de ruido Ruido eléctrico. Se define como ruido eléctrico a una interferencia en una señal que transporta información, generando distorsiones en la recepción, se puede producir por el procesamiento de la señal en los sistemas embebidos o por condiciones del ambiente. [ CITATION Jos05 \l 2058 ] Ruido no correlacionado este es el que no viaja junto a la señal que lleva la información, esta perturbación puede ser interna o externa, diferenciándose en que una va a ser generada por factores ambientales, como radiación solar, interferencia por maquinaria industrial o satelitales. Y la interna puede ser generada por semiconductores en el tratamiento de la señal o por agitación térmica. (Pinto García, R, 2015) Ruido correlacionado. Este es el que produce la interferencia que viaja junto con la onda de la señal. Se diferencia en dos tipos de señal, la distorsión armónica y ruido por la intermodulación. Distorsión armónica: Esta se produce por la mezcla de las señales, la señal de información y la que se mezcla con una de armónicos, aumentando su amplitud, y en caso de amplificadores no lineales, también amplifica los armónicos no deseados, puede ser entre dos o tres señales. Distorsión por intermodulación: se produce cuando la señal de información se interfiere con otra la cual le afecta su frecuencia, al ser diferentes en las dos señales, va a haber suma y resta entre el valor de las dos. (Pinto García, R, 2015) Relación señal a ruido (signal to noise ratio) Esta relación es un cociente entre la potencia de la señal y la potencia de la señal de ruido, esta distorsión va a ser medida en decibelios (dB) Factor de ruido En la vida practica todo elemento electrónico introduce ruido, el factor de ruido es el cociente de la entrada con la salida, y se va a expresar en números escalares. Si el factor se expresa en decibelios, se va a hacer una sustracción, en la señal de entrada menos la de salida. (Pinto García, R, 2015)

2. Modulación analógica  Explique con sus palabras en que consiste la modulación analógica e indique su clasificación de acuerdo con el tipo de señal de información usada y con el parámetro que se module en la portadora. La modulación analógica es la técnica que se usa para la transmisión de señales, ya que por lo general la información viene en frecuencias muy pequeñas tendiendo a “0 Hz”, se genera mucha interferencia, y no alcanza a llegar a su modulo receptor, entonces se hace esta acción para sobreponer una señal de información sobre una de alta frecuencia, permitiendo que pueda viajar la información de mejor manera, teniendo en cuenta que en el receptor tiene que haber una sección inversa que sería demodulación analógica, para entregar solamente la información. [ CITATION Pin15 \l 2058 ] AM (amplitude module) Este tipo de modulación va a cambiar la amplitud de la portadora, según la información que presente la señal de información. FM (frequency module) En esta se va a cambiar la frecuencia de la señal portadora, aumentando su valor o reduciéndolo según el control de la de la señal de información. PM (phase module) En este tipo va a haber una variación en el desfase de la onda portadora, cambiando simplemente el ángulo de la señal. QAM (Quadrature amplitude module) Se va a modificar simultáneamente la fase y la amplitud de la señal portadora  Realice un aporte teórico donde defina que es modulación de amplitud y presente la representación gráfica de las señales en el proceso de modulación AM en función del tiempo y en función de la frecuencia. La modulación de amplitud AM vamos a encontrar que la señal de información va a controlar la amplitud de una señal portadora usando las transformadas de Fourier, teniendo en cuenta que debe estar en un rango de frecuencias, y si se va a hacer el calculo con una frecuencia fuera de dicha banda la salida siempre será “0”.[ CITATION Pin15 \l 2058 ]

imagen de [ CITATION Pin15 \l 2058 ] De esta foto podemos analizar en la de función del tiempo, que en el semiciclo positivo de m(t) (información) se va a modificar la salida aumentando su amplitud, y en el semiciclo negativo, lo va a reducir. Y en la de dominio de la frecuencia, se verifican los rangos (ancho de banda) en los cuales va a haber transmisión analizando las dos partes de la onda LSB (banda lateral inferior) y USB (banda lateral superior)[ CITATION Pin15 \l 2058 ]  Presente el diagrama de bloques de un modulador SSBSC por desplazamiento de fase

Banda lateral única con portadora suprimida Esta transmisión se va a hacer eliminando una banda lateral, permitiendo que se use menos espectro y que el ruido de transmisión sea menor, dándole una mejor relación (S/N), reduciéndolo en hasta 3dB.

imagen de [ CITATION Pin15 \l 2058 ]

3. Demodulación analógica

 Con base en la siguiente tabla describa los parámetros para evaluar la habilidad de un receptor al demodular una señal de radio.

Parámetro selectividad

Sensibilidad Fidelidad Perdidas de inserción

Descripción La sensibilidad va a definir el rango en el cual, el receptor va a recibir la señal con una reproducción aceptable, es decir, este parámetro va a definir el voltaje mínimo que va a aceptar el receptor. Este parámetro va a darle al receptor de definir la frecuencia que necesita, atenuando las que sean similares no deseadas. Se verifica al hacer una prueba de respuesta a la frecuencia. Este parámetro es el que nos indica la similitud de la transmisión de audio o video con la señal original, es decir reduciendo ruido, interferencias o distorsión. En la trasmisión de señales, va a haber una pérdida de energía en el trayecto, este va a ser medido en dB, dándonos la resistencia a la transmisión del cable por el que se este dando la comunicación.

4. Plan Nacional de Radio fusión Sonora AM  Identificar los parámetros de potencia de las estaciones de radio en AM clase A, clase B y clase C, de acuerdo con el ministerio de Tecnologías de la Información y las Comunicaciones, cuya información la encuentran en el Plan Nacional de Radio fusión Sonora amplitud modulada. ESTACIÓN CLASE A

“Aquella que de conformidad con los parámetros técnicos establecidos en este plan está destinada a cubrir áreas más o menos extensas de servicio primario y secundaria que contienen el municipio o distrito para el cual se otorga la concesión y uno o varios municipios o distritos, y que está protegida, por lo tanto, contra interferencias objetables en el área de servicio autorizada. “[ CITATION MIN19 \l 9226 ]

ESTACIÓN CLASE B “Aquella que de conformidad con los parámetros técnicos establecidos en este plan está destinada a cubrir áreas más o menos extensas de servicio primario que contiene el municipio o distrito para el cual se otorga la concesión y uno varios municipios o distritos, y que está protegida, por lo tanto, contra interferencias objetables en el área de servicio autorizada.”[ CITATION MIN19 \l 9226 ]

ESTACIÓN CLASE C “Aquella que de conformidad con los parámetros técnicos establecidos en este plan está destinada principalmente a cubrir dentro de su área de servicio primaria, el municipio o distrito para el cual se otorga la concesión, sin perjuicio que la señal pueda ser captada en las áreas rurales y centros poblados de otros municipios, y que está protegida, por lo tanto, contra interferencias objetables en el área de servicio autorizada.”[ CITATION MIN19 \l 9226 ]

Para entender estos conceptos debemos definir también, que significa servicio primario y servicio secundario. El primario significa que cubre un área delimitada y calculada según la intensidad de campo de la onda, va a estar autorizada y protegida contra interferencia objetable. Y el secundario, significa que en su área delimitada por la intensidad de la onda ionosférica, va a estar protegida el 50% del tiempo contra interferencia objetable.[ CITATION MIN19 \l 9226 ]

 Seleccione una emisora AM de su localidad, indique la frecuencia con la que trabaja, calcule la longitud de onda y clasifíquela según las clases del punto anterior. Caracol Radio: Frecuencia 810 KHz

c velocidad de la luz 3 x 108 m/s λ= = = =370 m f frecuencia 810 x 103 1/s Clase de estación “A” 60KW

5. Ejercicios matemáticos  Un receptor de radio acoplado a una antena de 75Ω puede sintonizarse sin degradación de la señal entre 100+A MHz y 150+A MHz y trabaja a una temperatura ambiente de B°C. Indique la potencia total del ruido y el voltaje de ruido medido sobre la impedancia de entrada del receptor.

A=75Ω Fmin=100+ A MHz=109 MHzFmax=150+ A MHz=159 MHz T ° C=B=99 ° C Primero debemos pasar la temperatura a grados kelvin

° C+273=° K 99 ° C+273=372° K Ahora calculamos el ancho de banda restando la frecuencia mínima de la máxima

B=Fmax−FminB=159 MHz−109 MHz=50 MHz Hallamos la potencia de ruido en vatios

N ( w )=° K∗T∗B −23

° K=temperatura en kelvinT =constante de Boltzmann=1.38∗10 J ∗( 50 MHz ) ( K) w∗s 1 ∗ 50∗10 ) K ) ( s w∗s 1 ∗ 50∗10 )=2.566∗10 K ) ( s

−23 N ( w )=° K∗T∗B N ( w )=( 372° K )∗ 1.38∗10

( N ( w )=( 372° K )∗( 1.38∗10

N ( w )=( 372° K )∗ 1.38∗10−23 −23

Para pasarla a dBm usamos la siguiente formula

N ( dBm ) =10 log

(w) ( N0.001 )

N ( dBm ) =10 log ( 2.566∗10−13 w ¿ ¿ ¿ 0.001 ) N ( dBm ) =10 log ( 2.566∗10−10 w ) N ( dBm ) =10∗(−9.59 )=−95.9 dBm Ahora buscamos al voltaje de ruido medio

Vn(RL) =√ R∗N (w)

6

6

−13

w

J B=ancho de banda K

Vn(RL) =√ (99 Ω)∗( 2.566∗10−13 w ) Vn(RL) =√¿ ¿ Vn( RL )=5.04∗10−6 V Vn(RL) =5.04 uV

 En un receptor de radio determine el ancho de banda en Hz y el nivel umbral de recepción en dBm (nivel mínimo de potencia de la señal para garantizar una información legible), si la relación S/N debe ser de 30+A dB, para cuando la temperatura ambiente a la cual trabaja es de 35ºC y el ruido total es de 4,305x10-14 watios. Si la potencia de ruido calculada, es la que entrega una antena conectada al receptor, ¿cuál será el voltaje de ruido sobre la impedancia de entrada del receptor que es de 75 Ω?

s =30+ A=39 dBm n T ° C=35 ° C N ( w )=4.305∗10−14 w R=75ΩT =constante de Boltzmann=1.38∗10 T ° C+273=° K 35 ° C +273=308° K Debemos pasar la relación de ruido de dB a watts.

S Pwatt → =10 N

PdB 10

39

S Pwatt → =10 10 N Pwatt →

S =103.9 N

Pwatt →

S =103.9 N

Pwatt =7943.28 w Ahora hallamos la potencia de Ps(w)

Ps ( w )=P ( w )∗N (w) Ps ( w )=7943.28 w∗4.305∗10−14 w Ps ( w )=7943.28 w∗4.305∗10−14 w Ps ( w )=3.419∗10−10 w

−23

J K

Ps ( w ) s ( w )= n k∗t∗B(w)

B(w)=

B(w)=

B(w)=

B (w)=

Ps ( w ) k∗t∗s ( w) n

Ps ( w ) k∗t∗s ( w) n 3.419∗10−10 w J ( 308 ° K )∗ 1.38∗10−23 ∗(7943.28 w ) K

(

)

3.419∗10−10 w 3.3762∗10−17 s∗dBm

B(w)=

3.419∗10−10 3.3762∗10−17 s∗dBm

B ( w ) =10.126∗106 Hz(ancho de banda) Vn(RL) =√ R∗N (w) Vn(RL) =√ (75 Ω)∗( 4.305∗10−14 w ) Vn(RL) =√ (3.228∗10−12) Vn( RL )=1.797∗10−6 V Vn(RL) =1.797uV

Si se tiene una señal portadora de B voltios pico a pico a 300kHz, modulada en amplitud por una señal senoidal de 20kHz con índice de modulación de 0,4. La resistencia de la antena es de 50 Ω. Encuentre la función para la señal modulada en amplitud.

señal portadora de 99 Vpp−300 KHz fm→ 20 KHz indice de modulacionm=0.4

R=50Ω funcion para la señal en amplitud

Vpp=99V Vp=

Vpp 2

Vp=49.5 V

V ( t ) =V p ( 2 π (fp∗t)t ) +

mV p mV p cos [ 2 π∗( fp−fm)t ] − cos [ 2 π∗( fp+ fm)t ] 2 2

V ( t ) =49.5 ( 2 π (300 kHz∗t) t ) + 49.5 cos [ 2 π∗(300 KHz−20 KHz )t ] −49.5 cos [ 2 π∗(300 KHz+ 20 KHz ) t ]

V ( t ) =49.5 ¿

V ( t ) =49.5 ¿

Referencias Moyano, J. M. (2005). INSTRUMENTACIÓN ELECTRÓNICA DE COMUNICACIONES. Obtenido de INSTRUMENTACIÓN ELECTRÓNICA DE COMUNICACIONES: https://www.ctr.unican.es/asignaturas/instrumentacion_5_IT/IEC_4.pdf Pinto García, R. (2015). Fundamentos de sistemas de comunicaciones analógicas. Universidad Piloto de Colombia. Obtenido de Fundamentos de sistemas de comunicaciones analógicas. Universidad Piloto de Colombia: https://bibliotecavirtual.unad.edu.co/login? url=http://search.ebscohost.com/login.aspx? direct=true&db=nlebk&AN=1593380&lang=es&site=eds-live&scope=site