PRACTICA 2 - gmr.ssr.upm.es · PDF fileElectrónica de Comunicaciones. Manual de Laboratorio (2012 -13) P.2 MODULACIONES 1 PRACTICA 2 MODULACIONES 1. INTRODUCCIÓN TEÓRICA

Electrnica de Comunicaciones. Manual de Laboratorio (2012-13) P.2 MODULACIONES
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PRACTICA 2
MODULACIONES
1. INTRODUCCIN TERICA ............................................................................................... 2
1.1. MODULACIONES LINEALES ....................................................................................................... 3 1.1.1. Modulacin en doble banda lateral (DBL) .............................................................................................. 3 1.1.2. Modulacin de amplitud (AM).................................................................................................................. 5 1.1.3. Modulacin en banda lateral nica (BLU) .............................................................................................. 8
1.2. MODULACIONES ANGULARES: MODULACIN DE FRECUENCIA Y FASE. ....................... 11 1.3. MODULACIONES DIGITALES ................................................................................................... 16
1.3.1. Modulacin ASK (Amplitude Shift Keying). ...........................................................................................18 1.3.2. Modulacin PSK (Phase Shift Keying) ...................................................................................................20 1.3.3. Modulacin QPSK. .................................................................................................................................22 1.3.4. Modulacin FSK (Frequency Shift Keying) ..........................................................................................23
2. DESCRIPCION DE LAS PLACAS ................................................................................... 24
2.1. PLACA MODULADOR I-Q ........................................................................................................... 24 2.2. PLACA OSCILADOR LOCAL FI .................................................................................................. 25 2.3. PLACA AMPLIFICADOR FI-TX ................................................................................................... 25 2.4. PLACA CON DEMODULADOR COHERENTE Y DE ENVOLVENTE ....................................... 26 2.5. MODULACIONES DIGITALES. BANDA BASE-TRANSMISIN. ....................................................... 27 2.6. PLACA CONVERSOR S/P .......................................................................................................... 27 2.7. PLACA DEMODULADOR I&Q. ................................................................................................... 28 2.8. PLACA MODULADOR DE FASE. ............................................................................................... 28
3. MONTAJES Y MEDIDAS EN EL LABORATORIO .......................................................... 30
3.1. EXPERIMENTO N 1. OBTENCIN DE UNA SEAL MODULADA EN AMPLITUD (AM) .......................... 31 3.2. EXPERIMENTO N 2. OBTENCIN DE UNA SEAL MODULADA EN DBL .......................................... 34 3.3. EXPERIMENTO NO 3. DEMODULACIN DE LAS SEALES AM Y DBL .............................................. 35 3.4. EXPERIMENTO N 4. CARACTERIZACIN DEL VCO ...................................................................... 36 3.5. EXPERIMENTO N 5. OBTENCIN DE UNA SEAL MODULADA EN FRECUENCIA............................... 38 3.6. EXPERIMENTO N 6. OBTENCIN DE UNA SEAL MODULADA EN ASK .......................................... 41 3.7. EXPERIMENTO 7. DIAGRAMAS DE OJO. ...................................................................................... 43 3.8. EXPERIMENTO 8. MODULACIN BPSK ....................................................................................... 46 3.9. EXPERIMENTO 9. MODULACIN QPSK ...................................................................................... 48 3.10. EXPERIMENTO 10. CONSTELACIN QPSK. EFECTO DEL CANAL. ................................................. 49

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1. INTRODUCCIN TERICA Como veremos a lo largo del desarrollo de esta prctica, la base (electrnica) para la
generacin de seales moduladas paso banda es la utilizacin de un dispositivo no lineal que
permite el producto analgico de seales: en concreto se pretende multiplicar la seal
informacin (seal en banda base) por una seal portadora sinusoidal de mayor frecuencia
(frecuencia intermedia) para transferir la informacin a esta nueva frecuencia (el fenmeno de
demodulacin es el dual: se realiza el producto de la seal ya modulada en frecuencia
intermedia por la misma portadora para conseguir la seal demodulada de baja frecuencia).
El producto analgico de ambas seales se puede efectuar de manera electrnica de mltiples
formas, aprovechando siempre la caracterstica no lineal de un dispositivo semiconductor. Lo
ms habitual es utilizar diodos en configuraciones simple (un solo diodo), balanceada (dos
diodos) o doblemente balanceada (anillo de cuatro diodos). Esta complejidad adicional
redunda en mejores prestaciones en cuanto al nmero y amplitud de los productos de
intermodulacin generados en el mezclador. Las estructuras balanceadas se suelen
denominar de doble banda lateral pues eliminan el trmino correspondiente a la portadora
(presente en estructuras no balanceadas).
El dispositivo que se va a utilizar en la prctica es un modulador doblemente balanceado
construido mediante un puente de diodos en anillo.
El modulador I&Q (o modulador universal), mediante la utilizacin de dos moduladores
balanceados que usan seales de portadora desfasadas 90 grados, permite obtener distintas

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seales moduladas sin ms que acondicionar convenientemente las entradas de seal
moduladora (I y Q). Es muy utilizado en modulaciones digitales.
1.1. MODULACIONES LINEALES
1.1.1. Modulacin en doble banda lateral (DBL)
La modulacin en doble banda lateral es la ms sencilla desde un punto de vista conceptual
puesto que consiste directamente en el producto de las seales moduladora y portadora. La
expresin en el dominio del tiempo de una seal DBL es:
tAx(t)=y(t) c cos
es decir, la seal DBL se obtiene multiplicando la seal moduladora por la portadora. Su
espectro vendr dado por:
[ ])f+X(f+)f-X(f2A=Y(f) cc
Para el caso que x(t)=cosmt, tendramos:
)t]+(+)t-([2A=ttA=y(t) mcmccm coscoscoscos
y su espectro:
)]f+f+(f+)f-f-(f+)f-f+(f+)f+f-(f[A=Y(f) mcmcmcmc 4
Por tanto, el espectro de la seal modulada es idntico al de la seal mensaje trasladado a fc.
En algunos casos se deja alguna pequea cantidad de portadora para facilitar el proceso de
recepcin (DBL con reinyeccin de portadora). En otros casos se pretende hacer una DBL
pura pero debido a imperfecciones del modulador queda algn residuo de dicha portadora. Se

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denomina rechazo de portadora al nivel de dicha portadora residual frente a la potencia total, y es una tpica medida de la calidad del modulador. La figura 1.1 muestra la seal modulada en
DBL cuando la moduladora es un tono de frecuencia fm.
Figura 1.1. Seal DBL en el dominio del tiempo
Modulador de DBL Para la generacin de una seal modulada en DBL se aplican ambas seales al dispositivo
modulador balanceado.
Figura 1.2. Generacin de la modulacin DBL. Variacin temporal de las seales moduladora y modulada
Demodulador de DBL Para la demodulacin de una seal DBL es necesario realizar un proceso de demodulacin
que se denomina DEMODULACIN COHERENTE. Esta forma de demodular la seal es
vlida para otras muchas tcnicas de modulacin y tiene excelentes prestaciones. Su
denominacin proviene de que los osciladores utilizados para modular (transmisor) y
demodular (receptor) deben ser coherentes, es decir, su frecuencia ha de ser exactamente la
misma, adems, han de estar enganchados en fase, (o sea, tener la misma fase o una deriva
de fase constante). Por tanto, la demodulacin DBL se obtiene volviendo a multiplicar la seal

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modulada por la portadora y sometiendo al producto a un filtro paso bajo, de acuerdo con la
figura 1.3.
Figura 1.3. Demodulador coherente DBL
1.1.2. Modulacin de amplitud (AM)
La expresin de una seal modulada en amplitud viene dada por:
tx(t)]A+A[=y(t) cmc cos
donde c(t)=Accoswct es la seal portadora, x(t) es la seal moduladora. Llamando m al ndice
de modulacin, definido por:
m= AA
|x|mc
max
la seal modulada puede expresarse como:
y(t)= A [1+ m x (t)] tc N ccos
Nx (t)=x(t)
|x|1
max
Este parmetro establece la intensidad de la modulacin y puede variar en la prctica entre 0
(ausencia de modulacin) y 1 (100% de modulacin). La figura 1.4 muestra tres ejemplos de
modulacin AM por una moduladora sinusoidal. Uno de ellos corresponde a un caso de
sobremodulacin (m>1).

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Figura 1.4 Seal modulada en AM con ndices de modulacin del 20%, 90% y 120% (sobremodulacin)
Utilizando la propiedad de modulacin de la transformada de Fourier el espectro de la seal
modulada viene dado por:
[

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