Receptor Discriminador Foster

8/16/2019 Receptor Discriminador Foster

1/74

INTRODUCCIÓN

Los receptor es que se utilizan para las señales de modulación angular son muy similares a los que se usan para la recepción de AM o SSA convencional, exce pto por elmétodo utilizado para extr aer la información de audio de In forma de onda de Ir corn

puesta n los receptores de rM, el volta!e a la salida del detector de audio es dir ectamente pr o porcional el la desviación de frecuencia en Sil entr ada, "on los rece ptor es de

rt-.I, el volta!e a la salida del detector de audio es directamente propor cionalH

la desvía ción de fase en Sil entr ada# $e%ido a que la modulación de frecuencia y de f ase ocurrencon cualquier a de los sistemas de modulación angular, las señales de &M puedendemodular sc por los r eceptor es de 'M y viceversa# 'or lo tanto, los circuitos usados par ademodular las señales de r(M y de 'M se descr i %en %a!o el enca%ezado de )*ece ptoresde &M#)

"on el AM convencr onal, la señal modulante se im prime en la portadora enla forma de var iaciones de am plitud# Sin em %ar go, el ruido introducido en el sistema tam%ién produce cam%ios en la amplitud de la envolvente# 'or lo tanto, el ruidono puede eliminarse de la forma de onda compuesta sin tam%ién eliminar una parlede la señal de información# "on la modulaeión angular , la infor mación se imprimeen la por tadora en la forma de variaciones de frecuencia o fase# 'or lo tanto, con losr ece ptor es de modulación angular , las variaciones de amplitud causadas por el ruido

pueden eliminarse de la for ma de onda compuesta simplemente limiumdo ( r ecortand o )los picos de la envolvente antes de la detección# "on la modulación angular, se logr a uname!or a en ++relación señal-a-millo durante el pr oceso de dernodulación. por lo tanto,el funcionamiento del sistema, en presencia de mido, se puede me!orar al limitarlo#sen cialmente, esta es la ve/l0a1a principal de 1


2/74

descri%en val ios sistem2s de comunicaciones de &M, incluycndu la +6M de dos scntidns yel radio celular ,

RECEPTORES DE FM

La figura 6-+ muestra un diagrama a %loques simplificado para un receptol de +708+supcr 9eterodino de do%le conversión, Es muy similar o un r ece ptor de I8M couvcuciounlLas etapas de * & mezclador y de Ir( son casi idénticas a las que se usan cn los receptoresde AM, aunque los receptores de fM generalmente tienen m2s amplificac ión de I l8dcm(3s, de%ido a las car acteristicas de su presión 0le r)ido in9er entes en los rece ptores tlt7

&M, los am plificador es de *& fr ecuentemente no se requieren# Sin em%argo# +(, etapa deldetector de audio en un receptor de &M es %astante diferente a los utilizudos en losr ece ptores de AM, l detector de envolvente 0pico: utilizado en los rece ptores de I8Mconvencionales se reem plaza pór un limitador ; discriminador de .rr(!CIICI/CI(l y red di' deénfosis. l circuito del limitador y red de deénfasis contri%uyen) In me!ora en larelación de SI; que se logr a en la etapa del demodulador de audio# 'ar a los rece ptores de %anda de radiodifusión de I7M, el primer L& es de una frecuencia relativamente


3/74

++++

detecto(

272

"a p#6* ece ptoresysistemas

demodulaciónde2ngulo


4/74

0

4'o

al

1

l7

I 1

+---------+11

/ !

F)D((G, 1 '234ll + ti

e

( oQíl V )=+ -+ ##o-+ ..,,1 v-1 '/Ll51

1 1

(

+ ###1

6a#vv...e(((1

N1

7!I

II5

8o-

((o==

N

Eti$Dl+=

i9

....u lc

8# -/ :!~

t!i9I3

;Ii

&&

Receptor es de FM 27


5/74

.=VO.llfldlt_ I

I

1C-L/I/M (O>++

le

a) >l

&iguPa ?-2 @etector de pendiente< 0a: diar ama esquemAtico;>) "QPva de volta 3e contra fr ecuencia.

de picos sim ple que convierte las var iaciones de amplitud a BI1 volta !e de salida que variaa una pr oporción iual a los cam>ios de entr ada de fr ecuencia y de los cuales suamplir ud es pr o por cional a la magnitud de los cam>ios de f r ecuencia#

$etector de pendiente %alanceado# La figur a 6-Ra muestra el diagrama esqucmatico para

un det ect or d e $endient e al anceado ,Qn detector de

pendientecon un solo

lado es un discr iminador de &recuencia de un cir cuito sintonizado# y un detector de pendiente %alanceado es simplemente dos detector es de pendiente con los lados sencillosconectados en paralelo y alimentados 1C/N f uera de fase# La inver sión de fase se logra alconectar el centr o de los em>o>inados secundarios sintoni(ados del tr ansf ormador DIn la figura 6-(+a, los circuitos sintoni(ados (II, ") y 1" " e,, ) realizan la conver sión tlL

D,

+)l

D~

0+:

+,

-t.FI---

T%1

--- ....... ól&igur a ?-G @etector de pendiente

%alanceado( 0a: diagr ama esque mAtico; >) curva de respuesta devolta !e contr a =r ecuencíe.

F6> "a p# 6 * eceptores y sistemas de modulación de 2ngulo


6/74

r* a * y los detectores de picos %alanceados ( *& e JI y #+, e+, +) r emueven lainf ormación de la envolvente de *. El cir cuito su perior sintonizado (" y $d) se sintoniza a una f r ecuencia !u) que est2 por arri%a#de la frecuencia central Ir !.) por a pr oximadamente +#RR x S 0pura la %anda de radiodifusión de &M, esto es, a proximadamente+#RR K 6? H( " +== l(). l cir cuito Inferior sintonizado () y C ) se sintoniza a unafrecuencia (f¡¡) que est2 por de%a!o de la frecuencia central I& por una cantidad igual#

La operación del circuito es muy sencilla# l volta!e de salida, de cada cir cuito

sintonizado, es proporcional a In f r ecuencia de entrada y cada salida se r ectifica por suIdelcctor de picos respectIvo# 'or lo tanto, entre m2s cerca esté In frecuencia do entr ada ala fr ecuencia #rcsonanr e del circuito tanque, mayor es el volta!e de salida del cir cuitotanque# La f r ecuencia centr al de I& cae exactamente a la mitad, entre las frecuenciasr esonantes y los dos cir cuitos sintonizados# 'or lo tanto, en la frecuencia central de I& losvolta!es de salida de los dos circuitos sintonizados son iguales en amplitud, per o o puestos en polaridad# "onsecuentemente, el volta!e de salida r ectificado a través de JI y Jl,cuando se suman, pr oduce un volta!e de salida difer encial BUUr.rlM " D !. "uando In P& sedesv3a por arri %a de la r esonancia, el circuito superior sintonizado produce un volta!e desalida m2s nito que el circuito tanque inferior y !..l3do se 9ace positivo# "uando la l se

desv3a por a%a!o de In r esonancia, el volta!e de salida del circuito tanque inferior es m2s

grande que el volta!e de salida del cir cuito tanque super ior , y B## lidA se 9ace negativo# Lacurva de res puesta de salida contra frecuencia se muestra en la &igur a 6-R%#

Aunque el detector de pendiente es pro%a%lemente el detector de &M m2s sencillo,tiene varias desventa!as in9erentes, las cuales incluyen, una mala función lineal, dificultad par a sintonizar y la falta de provisiones par a limitar # $e%ido a que la limitación no es

pr oporcional un detector de pendiente produce un volta!e de salida que es pro por cional ala amplitud, as3 como las variaciones de la frecuencia en la señal de entrada y, consecuentemente, de%e estar precedido por una etapa lirnitadora separada# Qn detector de

pendiente %alanceado se alinea inyectando una frecuencia igual a la frecuencia centralI& y sintonizando n e y "#7 par a o B +l la salida# ntonces las frecuencias iguales a fn y %I.se inyectan altcrnadamente, mientr as que "# y C; se sintonizan para volta!es iguales ym2ximos de salida con polaridades opuestas#

$cscr 9ninndor de &oster -Secley, Qn discriminador de Foster-Seel e/ 0a veces

llamado un dtsctiminador de des$la#amiento de la fase) es un discriminador de f r ecuencia de cir cuito sintonizado, cuya o per ación es muy similar a la de un detector de pendiente %alanceado, l diagrama esquem2tico para un discriminador de &oster -Seeley semuestra en la figur a 6->a# l valor de la ca pacitancia par a e&, "I y "F se elige para quesean circuitos cor tos para la f r ecuencia centr al I 'or lo tanto, el lado der ec9o de )' , est2en el potencial a tierra en ca, la señal de I& (V.....r .l.. ) s/#limenta directamente 0en fase:,

a tr avés de 1( V o). La I& que est2 entrando se invierte +== por el transformador I y

se divide igualmente entre " y I .)

n la f r ecuencia r cso ante del circuito tanquesecundario 0la frecuencia centr al de I&:, la corriente secundada 1.) est2 en fase, con el volta!esecundario total (V,) y +== f uera de fase con .0' Adem2s, de %ido a una conexión flo!a,el pr imario de I act5a como un inductor y la corriente pr incipal 5I' esta V== fuera de f asecon .&&..¡", y, de%ido a que la inducción magnética de pende de la cor r iente primaria, elvolta !e inducido en el secundario est2 V=E fuera de fase con &&,,&&.( )). 'or lo tanto, a

y VI./¡ est2n +== f uer a de fase, uno con otr o, y en cuadratura, o V==, fuera de fase con o.

l volta!e a través del diodo superior (V*l) es la suma vectorial ele V o y 1., y el volta!e através del diodo infer ior V*l es la suma del vector de VI.% y VI ,+' Los diagramas del vectorcorrespondientes se muestran en la figura 6 ->%# La figur a muestr a que los volta !es a

tr avés de @I y #+

son iguales# 'or lo tanto, en la r esonancia,7+

y 1+

son iguales y "I

y "F

se car gan a volta!es de magnitud iguales, excepto que con polaridades opuestas, "onsecuentemente, !'.lI,l. " V el - V ci " D B# "uando la I& su %e por arr i%a de la resonancia(23 ), In impedancia del circuito tanque secundario se convierte en inductiva y la

cor riente secundaria se atrasa al volta!e secundario por un 2ngulo *, lo cual es pr o por cional a la magnitud de la desviación de Irecuencia# l diagrama fasorialcorrespondiente se mues


7/74

* ece ptor es de FM 275


8/74

.

t

11. tI!I - ......-----.

,-------- N [email protected]...,..,.

.,.., II , M

+,

l7

ntrada de &Mc,

A,

,., c,

+,

'1' C)

B$,B))

.'

-, ..

l%:

B$,B$2

VD,B$,

ro\. +WV. V,

c) dl

Ir)

, iur a ?-O @escr iminador de oster -%eeley) diarama vectorial, f ......"..f.; e) diar ama vectorial, f .."......P d) diarama vector ial, f&& M & <

, tr a en la figura 6->c# La figur a muestr a que la suma vectorial del volta!e a tr avés de #I' I , es mayor a la suma vector ial de los volta!es a través de 4+, "onsecuentemente, "# se

car ga, mientras que eF descar a y ++,,,,,,),,se ace positivo, uando +(+ 11' %n!a la rcsounuciu( d# 'uede o%servar se que la suma vector ialde los volta !es, a través de $io es a9ora menor que la suma vectorial de los volta !es, a

I través de $l7 "onsecuentemente, "I descar ga mientr as7 que "F carga K ++7+8++)) se 9ace negativo# Qn discriminador de &oster -Secley se sintoniza inyectando una rrecuenc% igual ala frecuencia central Ir y sintonizando Ca a D B la salida#

276 "a p# 6 * ece ptor es y sistemas de modulaclón de 2ngulo


9/74* eceptores de FM 2??

n el an2lisis anterior y en la figura 6-> se muestra que el volta!e de salida de undiscr iminador de &ostcr -Seeley, es directamente pr o porcional a In magnitud y direcciónde la desviación de frecuencia# La figura 6W? muestra una t3pica curva de7, respuesto devolta!e contra frecuencia para un discriminador de &oster-Seeley, 'or razones o %vias, se

llama frecuentemente una curva S. 'uede o%servarse que In curva de desviación de volta !e contr a frecuencia de salida es m2s lineal que la de un detector de pendienfe y de%ido a

que sólo 9ay un cir cuito tanque, es m2s f2cil de sintonizar , 'ara la demo/ulación sindistorsión, la desviación de frecuencia de%e restringirse a la por ción lineal de In curva der9s puesta de la frecuencia sintonizada del cir cuito secundario# "omo el detector de pendiente, un discr iminador de &oster-Seeley responde a la amplitud, as3 como a las variaciones de la frecuencia, por lo tanto, le de%e preceder a un cir cuito limitador separ ado#

$etector de r elación# l detector de relaci5n tiene una venta!a principal, so%reel detector de pendiente y el discr iminador de oster-%eeley, par a la dcmodulación deI7M. un detector de relación es relativamente inmune a las variaciones de amplitud en suseñal de entr ada# LA, figum 6-X) muestra el diagrama esquem2tico para un-detector derelación# "omo el discriminador de &oster-Seelcy, el detector de relación tiene un circuito sintonizado sencillo en el secundario del transf ormador # 'or lo tanto, la operación de

un detector de relación es muy similar ni discr iminador de &oster-Secley, n r ealidad,los vectores de volta!e para *, y *1, son idénticos a los del circuito del discriminador de&osr er -Seclcy mostr ado en la figura 6W># Sin em%argo, con el detector de 7r elación, undiodo est2 invertido (#¡) y In corriente 0,,: puede 3luir alrededor del circuito m2s externodel ci r cu ito. Qor lo tanto, des pués de var ios ciclos de señal de entrada, el cnpaciterderivador ", se carga, aproximadamente al volta!e pico, a través del %o%inado secundariode 1',. La reactancia de es %a!a, y R " simplemente pr o porciona una trayectoria decd para la corr iente del diodo, 'or lo tanto, la constante del tiempo para , y "# es losuficientemente grande de manera que los cam%ios r2pidos en la amplitud de la señal de entr ada,de>idos al r uido t+rmico ti otras seRules-iutcrfercrucs son cortocircuitadas a tierr a y no

tienen efecto so%re el volta!e promedio a través de C s' "onsecuentemente, , y 2 cargany descar an pr oporcionalmente a los cam%ios de f r ecuencia en la señal de entr ada y sonrelativamente inmunes a las variaciones de la amplitud# Adem2s, el volta!e de salida deldetector de relación se torna con respecto a tierr a, y para las polaridades de diodo mostradas en la iura 6-X++, el volta!e promedio de salida es positivo# n resonancia, elvolta!e de salida se divide igualmente entr e ", y C, y se r edistr i %uye conf orme la f r ecuencia de entrada se desvía por Arr i %a y por a%a!o de la resonancia# 'or lo tanto, loscam%ios en B#o9dU son de%idos a la relación cam%iante del volta!e a través de e, y C +,mientr as que el volta !e total se su !eta por e,.

La figura 6-X% muestra la curva de respuesta de la frecuencia de salida par a eldetector de r elación mostr ado en la figura 6-Xa# 'uede o %ser var se que en resonancia,B)79d# no es igual a D B pero, m2s %ien, es la mitad del volta!e a través de los %o%inados

secundarios de ,. $e%ido a que el detector de relación es r elativamente inmune +l lasvariaciones de amplitud, se selecciona f r /cllentemente so%re el discriminador, 7Sin em-

.PF

V" •..a.

8#

+,

nco de >anda - I ',- I

-X+ #####-#--- f7----i M

,..,

&tgura ?-9 urva de respuestadel volta3e contr a frecuencia del


10/74* eceptores de FM 2??

discriminador.


11/74

=+

C. C+

l#1

Vulllb

"# n,

Id

,

a)

f in < lo--,------

III1

1

1

IIIIII

- - - - - - L - !o'ta 3e positrvo promediof., P 7o

--------- ~------OV

-ól -E-----Io--- t.1

l %:

&igur a 6-X $etector de relación( 0a: diagrama esquem2tico(>) curva de respuesta de volta3e contra f recuencia.

.$

..

.. 3

%argo, un discriminador produce una curva de respuesta m2s lineal de volta!e de salid)contra frecuencia#

$emodulador de ++Mde circuito de f ase cerrada, $esde el desar r ollo de los

circuitos integrados lineales L%r, la demodulación de &M puede lograrse muy f2cilmentecon un circuito de fase cerrada 0'LL:# Aunque la oper ación de un 'LL es %astante com

plicada, la operación de un demodulador de 6 de FM es, pro%a%lemente, la m2s sencilla y f2cil de entender , Qn demodulador de frecuencia de 'LL no requier e de cir cuitossintonizados y autom2ticamente compensa los cam%ios en la frecuencia de la por tadorade%ido a la esta%ilidad en el escilador de transmisión# La figura 6-6a muestr a cl diagr a

ma a %loques simplificado para un demodulador de 'Q de &M#n el cap3tulo F, fue proporcionada una descripción detallada de la operaclón de

un QLL. Se mostr ó que, después que la cerr adur a de frecuencia 9u ocurrido, el veoencontrar3a los cam%ios en In frecuencia en la señal de entrado, manteniendo un error de

fase en la -cntrada del comparador de fase# 'or lo tanto# SI la entrada de 'LL es una señalde &M desviada y la frecuencia natural del veo es igual a la f r ecuencia central de I elvolta!e de corrección se pr oduce a la salida del com parador de fase y alimenta de nuevoa la entrada de veo, es propor cional a la desviación de fr ecuencia y es, por lo tanto, Inseñal de la información demodulada# Si la amplitud de I& se limita lo suficiente untesde alcanzar la 'LL y el cir cuito se compensa correctamente, la ganancia del cir cuito de


12/74* eceptor es de &M 2?S

T.

I

..

Enuada de *@etector

!d lllr o de mplif icador VIId! %alida ded$$ f asepasa >a3as

T.Imoduladade audio

.

7scilador centro- - l' )l lado de volta3e

al

%eRal de entradade 1CM

1 I /.111

V~--~--~~--+----4----~

/11l

"% p

Entr ada del detector de fase

I ,

97I

apacitador de slncr onlzaclén .

Jesistor as de slncrcniraclór,

"%pID#lIl&

%a,Fnl de salldadeldemoUcr .N -4~

Jesistor dulador

00lIloques para un demodulador de * deQLL; >) demoduldor de * de QLL utili(ando el WJU2212 QLL.

88'LL es constante e igual a .,. 'or lo tanto# la señal dernodulndn se puede tomar dir ectamente de In salida del %5f er interno y es mntem2ticurnente dada como

!'.'BI' " 0),f . 7,r 7& Q-l)I

La f igur a 6-6% muestra un diagr arna csqucrn2tico para un demodulador dd &Mu:li(andcr el WJ-2212. u X el) son a!ustes del sistema para esta %lecer la frecuencia li %re


13/74

VV t

-,###-

C !7#

de los veo. l ,. es para la sinton3a fina, y R 0 y e esta%lecen In ganancia de volta !edel o p-arnp interno (.). La r espuesta a la f r ecuencia del circuito de 'LL cerrada de %ecorn pensarse para permitir la demodulación atenuada de todo el anc9o de %anda de laseñal de información# l op-arnp %5f er de 'LL pr o por ciona una ganancia de volta !e yesta%ili dad del excitador de corriente#

$emodulador de &M en cuadr atura# Qn demod ulador d e FM C 1/ cuad rat ura 0++veces llamado un det ector de coincidencia) extr ae la señal-de inf ormación original# de la

f orma de onda de Ir com puesta, multi plicando a dos señales en cuadratura 0V== fuer a defase:# Qn detector de cuadratur a utiliza un des plazador de fase de V=) y QIl detector de

pr oducto para demodular las señales de &M# l desplazador de f ase de V== pr oduce unaseñal que est2 en cuadratur a con +1 3 señales de I& reci%idas# l circuito sintonizadoconvierte las variaciones de f rccuer u ia a var iaciones de fase y el detector de productomulti plica las señales de I r eci%idas por la sei3nl de Ir des plazadas en fase#

La figura 6- muestra un diagrama esquem2tico simplificado, para un detector de &Men cuadratur a# "I es un ca pocitor de alta rcactancia que, cuando se coloca en serie "DII ++++

cir cuito tanque (n8 o y C o ) , produce un des plazamiento en fase de V=E con la frecuenciacentr al de l l circuito tanque se sintoniza a la fr ecuencia centr al de I& y produce undes plazamiento de fase adicional (4) que es pr o por cional a la desviación de frecuencia# Laseñal de entr ada de Ir 0+7,: se multiplica por la señal en cuadratur a I'n), en el detector de

producto, y pr oduce una señal de salida que es pr o por cional a la desviación de fr ecuencia#

A In fr ecuencia r esonante, la impedancia del circuito tanque es r esistiva# Sin em %ar go, lasvariaciones en la f r ecuencia en la señal de Ir producen un despla(amiento adicional defase

posi tiva o negativa# 'or lo tanto, el volta!e de sal ida del detector de producto es proporcionala la diferencia de fase entre las dos señales de entrada y se expr esa matem2ticamente +,.=+++=

B,,,lIdo - ' 9' &

" LB,sen09l,f I =++)) cD/Ttl:,,0:l1

Sustituyendo en la identidad trigonométrica para el pr oducto de +I+l++ onda seno y cosenode igual fr ecuencia nos da

La segunda ar mónica (2,) se filtra, de!ando

I

!alid Y $ $$.. sen 0D:F

I-7Zo7v- ---o %alldi


14/74

---------------------------------------~----------.--~------------------- --


15/74

en donde e " tarr C $ p " F670 " ; " 9 0desviación de frecuencia f r accionada: " f actor de calidad del cir cuito tanque

Qmitador es de amplitud y um%ral de FM +8

La gran mayor 3a de los sistemas de comunicación de radio de &M ter restr e utilizandomodulación no co9er ente y convencional, porque la mayor 3a de los discr iminadoresde fr ecuencia est2ndar usan detección de envolvente para r emover la penetración de la

for ma de onda ele +6M# $esafor tunadamente, los detector es de envolvente 0incluyendolos 7detectores de r elación: demodulan las variaciones de amplitud incidentales, así comovariaciones de frecuencia. El ruido tic tr ansmisión e inter fer encia se agr egan a la seRa y pr oducen variaciones de amplitud no deseadas# Adem2s, la modulación en frecuenciageneralmente se acompaña por linos cantidades pequeñas de modulación en amplitud

I

r esidual# n el rece ptor , la interfer encia de ruido deAM y aleatorio no deseado se demodula1unto con la señal y producen una distor sión no deseada en la señal de infor maciónreco %r ada# l ruido es mós per sistente en los picos de la f or ma de onda de &M y r elativa mente insignificante dur ante los cruces de cer o# Qn limitador es un circuito que pr oducelino solido de amplitud constante para todas las señales de entrada por ar ri %a de BI1 nivelmlnimo de entrada pr eesta %lecido# el cual f r ecuentemente es llamado el nivel d/7 umr al.r e $oso o nivel d e C lIp/II3I . Los limitador es se r equieren en In mnyorla de los r ece ptor esele &M puesto que muc9os ele 1os demoduladores descr itos pr eviamente en este cnp3tulodemodulan en amplitud, as3 como variaciones de frecuencia# "on los limitadores denmpliur d, In r elación de seRul a r uido 07+ lu salida del dernodutador postdeíccción) puedeme!orar se pDI 9asta 2/ d[ o m2s arri%a de la señal de entr ada predetección) a mido#

Esencialmente, ++) limitndor de amplitud es un umplificador de Ir adicional quec+t2 cam%iado# "omienza In limitación cuando la señaC de I& es lo suficientemente grande que lleva al nmpli\cador , de manero alterna, a In saturación y ni punto de corte# Lalisura 6-V muestra las f ormas de onda de entr ada y su9du para un lirnitador tlpico# n+++ figurn 6-V9, puede o %servar se que para las señales de Ir que est2n n%a!o del um%r al, elr uido de AM ++= se r educe, y par a las señales tic I, por arri %a del um%ral, 9oy unor educción grande en el nivel del ruido tic AM# l pr o pósito del limitador es r emover

todns las variucioncs de amplitud de In seRal de 11'.La figura ?- F == muestra la SAlida del rnitador cuando el ruido es mayor que

la señal 0es decir , el ruido 9n ca ptur ado /1 limitador:# Los anc9os irregular es del dientede sier ra 7son causados por los impulsos de ruido, saturando al limitndor , La figura 6-ID% muestr a In salida del 9rnitndor , cuando laseRal es suficientemente mayor que elr uido 0lo señal II9 capturado al limimdor:# Los picos de la señal tienen al limitador tansatur ado que el ruido m2s dé %il totalmente se elimina# La me !ora en la r elación de SI;se llamo umr al d e F 0X dD:# Lo r elación de r e poso para +++ 7) I es una entrada de S=> " +R dI: y pan, 4 5>, de FF d[# 7'ur a las relaciones de S=>, a%a!o del um %ral, el receptor se dice que est2capturado por el ruido, y par a las relaciones de S;, arri%a del um%ral, se dice que elr ece ptor est2 captur ado por la seRal. La figura ?-11 muestr a que las seRales de D enla entrada al limitador con +R d[ o m2s S ;, sufr en +6 dD de me!or a de S => . l r eposo

de r M comienza con una r elación de SI; de entr ada de += d[, per o no produce Inme!ora tor al de +6-dD, 9asta que 7la relación señal-a-ruido de entrado alcanza IRd#

Jeceptor es de * F+


16/74

P

Hurdo de *

--------- Bm>ra.

Juido de*#+

, + +)

. ,

------ Bm>ral

0al

l' Juido de * eliminado

--------- Bm>ral

l %:------ Bm>ral

&igur a 6-V &ormas de onda de entrada y salida del Jimitador deamplitud( 0a: forma de onda de entrada. >) f or ma de onda de salida #

M I

"ircuitos del limitador# La ligura 6-+FR muestra un diagrama esquem2tico par aun circuito limitador, de etapa sencilla, con un filtro de salida incluido# sta configura ción se llama com5nmente un limitad or am$lificad or de $asa-andas 0['L:# Qn ['L es

esencialmente /n amplificador de 1f polarizado y sintonizado y para que la limitación y

la:

l %:


17/74

'iIr

R,

*eceptorcapturado por la señal

* ece ptorca pturado por el ruido

< .

O~-----L~----L_ ~~ -L L_

+= +R F= 30 40 ?=* elación de %IY 0d[:de entrada or eder ecctón&

iur a ?-11 Bm>r al de de *.

n#,o(l

de(1

e) ..I I

L- Limitación-##l

5

v.... iur a ?-12 Llmitador sintoni(a do de eta pa sencilla 0e: di'ar amaesquemAtico; >) acción del

Ilmltador .

- .


18/74

* ece ptores de f MFXR


19/74

---r,-

A;as delilltar

@espu+s dellltrar

&igura 6W^R %alida del limilador nllrado.

el reposo de &M ocurra, r equier e una señal de entrada de ++6%astante suficiente parallevarlo a satur ación y al punto de corte# l cir cuito tanque de salida se sintoniza a laf r ecuencia central de l l filtrado r emueve la distorsión armónica y de interr uodulacióu

presente en las pulsaciones rectangulares de%ido ti la d ura limltacion, l efecto de f iltra

do se muestra en la figura 6-+R# Si el r esistor & se eliminara completamente, elamplificador ser 3a polar izado para una operación de clase "# la cual tam%ién es adecuada

par a este tipo de circuito, per o r equiere de m2s filtración# La figur a 6- i_% muestra laacción del limitador, para el circuito mostrado en la fiur a ?-12.1.'ara señales pequeñas

0a%a!o del volta !e del um%r al: no ocurre la limitaciórf "uando Benlrllrl# alcanza a B)),,,)#t# +)limitación comienza, :7 para las am plitudes de entrada ar ri %a de Bn7#/l 9ay una disrninución cn B,#lid# con incr ementos en Bentrud U# sto se de%e a que con los altos niveles deexcitación de entrada, las pulsaciones de corr iente del colector son lo suficientementeangostas que desarr ollan menos potencia al cir cuito tanque# l pro%lema de cam %iar elJimitador puede r ectificarsc incor por ando a A`" en el circuito#

"uando se usan dos etapas limitador as, se llama dole lillli (l/ i 6n.¡ tres etapas# (r i

$le l imit aci5n; y as3 sucesivamente# Lit f igura 6-+> muestra un ?imitador en cascada detres etapas# sin nitro incluido# ste ti po de cir cuito tic limilador de%e seguirse p7I /11filtro de cer2mica o cristal para remover la distor sión no lineal# l lirnitador mostradotiene tres eta pas limitantcs aco pladas de Je que est2n conectadas en serie cd par a reducir la pérdida de cor riente# Los am plificadores en cascada com %inan var ias de las venta

!as del emisor com5n y am pli ficadores de com puerta com#n, Los nmpl if icador es decascada tam%ién disminuyen el nivel de um%ral y, por lo tanto, me!oran las ca pacidadesde repsoso de la eta pa# Los erectos de la limitación do%le y tr iple se muestr an en la figura 6-+?# $e%ido a que los receptores de &M tienen In suficiente ganancia par a saturar alos lir nitador es so %r e un rango r elativamente grande de niveles de señal de entrada, elA`" nor malmente se necesita# n r ealidad, se degr ada muy seguido el A`" "Il el fun

cionamiento de un rece ptor de +6M#

I

& ndler&aMdadeP

Limitador Yo. I l#imitador Yo. F Llmitar5o YI.l. G

N--!I0'[- %a:daaltillro

l.

&igur a 6W+> Llmitador de tr es etapas en cascada#


20/74

ILtmitacl+n lriple

PLimitación do>le

&igura 6-+? "urvas dev,) r espuesta del limltador#

E5E*QL7 ?-1

'ar a un r ece ptor de &M con un anc9o de %anda 7 Y F== @A es un sistema de If de &M de %a!a potencia, monol3tico me!or ado, f a%ricado por Signetics "orporntion# l ;SAX+>A es un dis positivo de alta fr ecuencia y alta

* ece ptor es de &M de circuito Integr ado lineal 285


21/74, , ..

ganancia que ofrece un consumo %a!o de potencia 0R#R rIl0F de con lente de drena!e com5n: y una scnsitividad de entrada excelente 0+#? ++B a tr avés de sus pins de entrada: a>?? @ llz# l ;S8X+>A tiene indicad or de l a intensidad de l a seBal reciida (SS=) conuna temperatura compensada montada con una salida logar luuicc y QII r ango din2mico "IIexceso de V= dD# Piene dos salidas de audio 0una silenciada y otra no:# l ;S8X+>8requiere un n#mero %a!o de componentes externos para f uncionar , y llena las especifica ciones del radio celular# l ;S8ó +>8 puede usar se para las siguientes aplicaciones(

#+

+# *adio celular de f MF# *eceptores de comunicaciones de &M dc allo rendimientoR# Amplificación de f r ecuencia inter media y detección 9asta F? Mllz># Medidor de intensidad de la señal de * &S# Aplicaciones del analizador de espectrosX# "ircuitos de instr umentación6# Pransceptorcs de información

l diagrama a %loques par a el ;lSAX+>8 se muestra en la figura 6-+X# "omo lomuestra la figura, el ;SAX+>A incluye dos amplificadores dc frecuencia inter media

limitada, un detector de &M en cuadratura, un circuito silenciador de audio# un indicadorde intensidad de la señal reci%ida 0*SSI: logar3tmica y QII regulador de volta!e# l >=SAX+>8 es IIn sistema de procesamiento de señal de Ir adecuado para frecuencias tanaltas como F+#> M A# La sección del ampl ificador de Ir consiste de dos eta pas de am pli Jicadorlirnitador logar3tmico# La primera consiste de dos amplificadores difer enciales con Sd[ de ganancia y un anc9o de >anda en ca "DII scRnl pequeRa de >+ *l lz, cuando Fexcita desde una fuente de SDN# l resultado del primer limitador es un seguidor deemisor de %a!a impedancia con resistencia equivalente en ser ie de + 1G 12 ++ += S

.., .

2 R ? X ?

&igur a ?-18 @iar ama a >loques par a un slsterne de I de * depotencia >a3a y circuito lnteqrado ;!S8X+>A de %inetics.


22/74

s'

<

B

#

@

~B

F MM F I

t, L ,

7,7 ,

c##((

#) IW) S

viu'l5

c(l

.N:

7D

.FB

Y

'q'

+

.(#=

.li5(;D

7D

lN:

,9#V'G...'o(G#I!':c(

oa#I!

'&&;'#N

N:

7D

S0. >+ 7) ++G 2 3i' E I#L#*

too1.",

~!/ /

11.1

Ce'/

, 7D$


23/74

* /lceptores de &M de cir cuito Integr ado lineal 287


24/74

r

Las salidas de los %5fcr s con el amplificador dif erencial final en cada eta pa se alimentande nuevo a la entrada de esa etapa por medio de un resistor de >F @N# $e%ido a la ganancia tan alta, anc9o de %anda tan grande y alta im pedancia de entrada de los limitadores,la etapa del Jimitador es potencialmente inesta%le en la f recuencias de Ir- por arr i %a de>?? fl(, La esta%ilidad se puede me!orar r educiendo la ganancia# sto se logra agregando atcnuadores entre las eta pas del amplificador# Los amplificadores de Ir tam%ién tienen un des plazamiento de f ase %a!a 0normalmente solo QllDS cuantos gr ados arri %a de unr ango am plio de Irecucncias de entr ada:#

$etector en cuadr atur a# La figura 6-+ muestr a el diagrama a %loques del cir cuito equivalente par a el detector en cuadr atur a en el ;SAX+>18# Qn detector encuadratura es una celda multiplicadora similar a la etapa del mezclador, pero en vez demezclar dos frecuencias difer entes, mezcla dos seRales con las mismas frecuencias, perodiferentes fases# Qna señal de amplitud constante 0amplitud limitada: se aplica a la parle

%a!a del multiplicador# La misma señal se aplica de un solo extremo a un capacitorexterno conectado al pin V# A tiene dos salidas de audio, Am%as son convertidores de corriente a volta!e ';' con ?? @N de cargas internas nominales# La salida nosilenciada siempre se activa para permitir el uso de los tonos de señalización, "DI+l0: elradio celular # La otra salida se puede silenciar con 6= ó[ de atenuación t3pica# Las dos

salidas tienen una diferencia de fase interna de +=) y, por lo tanto, pueden aplicarse aentradas difer enciales de un amplificador de Df F @ n V

e

iur a ?.1 @iarama a >loques del detector en cuadratura.

286 ap. ? Jeceptores y sistem.,as de modulación de

2ngulo


25/74

I

I

/lstem/ de 1& de &M mezclador de alto r endimiento de %a !o volta!e

) Q,I

;SAX I X es un sistema de I& de &M monol3tico de alto rendimiento de %a!o volt/ !e,similar al ;SAX t >A, exce pto con la adición de un circuito mezclador oscilador # l ;SAX+X oper a a frecuencias 9asta +?= M? MA puede usar se par a las siguientes a plicaciones(

l# *ad3o celular port2til de &MF# Peléfonos inal2m %r icosR# Sistemas de comunicación inal2m %ricasO.1 Medidor de intensidad de la señal de *&?# Aplicaciones del analizador de espectr osX# "ircuitos de instrumentación6# Pransceptorcs de datosC. Lo mps 0am plificador es logar3tmicos:V# *eceptores de BII& de conver sión sencilla

ir..

l diagr ama a %loques para el ;SAXlX se muestr a cn la figura 6-+V#(+ ;SAXlX es similar al ;SAXl>A con la adición de un mezclador y etapa de osciladorlocal# La etapa de entrada es un mezclador de celdas ele `il%ert con un oscilador# Lascaracter3sticas t3picas de un mezclador incluyen una figura de ruido de X#F d, gananciade conversión de +6 d[ e intercepción de entrada de tercer orden -V d[m# l oscilador operar 2 en exceso de F== Mllz en una configur ación del circuito tanqueL"# Laimpedancia de salida del mezclador es un resistor de 1.9 Z, per mitiendo uno conexióndirecta a un filtr o de cer2mica de >?? @ l lz# l amplificador de 1& tiene >R d[ deganancia y un anc9ode >anda de ?#? Mllz# El lirnitador de Ir tiene X= d[ de ganancia y un anc9o de %anda tic>#? M


26/74

e ptores de &M deuito Inlegrado lineal


27/74

#########------- -

,8 ++) ,,

' .\1

&;' +(+ 3,

.,,, I I '

,,

++

configurarse como B1I %5f er de ganancia unitar ia, o par a una gaunuc in simult2nea, yfiltración y com pensación tic la temperatura de segundo or den si es necesario#

/ Sistema de radio de &M con c9i p sencillo

) A +# 3 MMl P$A 6=== es un sistema de radio de +6Mde cir cuito integrado 1I1/1l/lílico, f a%r icado

por Signeties "or poration, par a los r adios port2tiles de &M monoaurnles scncialmcutc#

el P$A 6=== es QIl receptor de r adio de &M completo, en un c9ip de circuito integrado

sencillo# l P$A6=== Liene un tamaño pequeño, carece de %o %inas de I&, es f 2cil de

+ 1 +EnFradil de J

-11C ++ 1/

órretecionaoor

#8

#7

ontrol delsilenciador

A#-,7#

..

veo

F í R X 6 V

+ + #### 1

.l'7+

e. es!Qf -OM /----------/-/-----/-------#----------/--------/----/--------/--------------)

O.9!)

)o Salida de al

&lgQr(l 6-F= $iagrama a %loques para radio de r * de cir cuitointeqrndo D@ ?/// de %lqnetics

FV= ap. ? Jeceptor es y sistemas de modulación de Anulo


28/74

.'

ensam%lar y SlI consumo de potencia es %a !o# xterno al I" est2 sólo un cir cuito tanqueC sinr oni(a>le par a el oscilador local, unos cuantos ca pacitor es de placas de cer 2mica

%aratos y un resisior# Qsando el P$A 6===, se puede 9acer un r adio de &M completo losuficientemente pequeño para que que pa dentro de una calculador a, encendedor de cigarr illos, llavero o 9asta un r elo! muy delgado# l PDA 6=== tam %ién puede usarse enequipos como los teléfonos inal2m%r icos, modelos de radio contr olado, sistemas de voceo D el canal de sonido de un receptor ele televisión#

l diagr ama a %loques par a el PDA6=== se muestr a en la figur a 6-F=# l P$A6=== !induye los siguientes %loques de funciones( etapa de entrada de *&, mezclador , osciladorlocal, de limitador de amplitud de l&, demodulador de fase, detector de silenciamiento einter ru ptor de silenciador# l I" tiene un sistema de &LL 0circuito de frecuencia cerrada:interno con una fr ecuencia intermedia de 6= M


29/74

odIfusIón de * est+r eo


30/74

'@5I

-------- --- ------------

+. #+,,7) 71 ,7S W)t# 7

\

.t , . ,

) Danol

do eudlo

...-..H--(------------------------ r ll(l

r ,r por r ador ade eanol %e

I

olel

&igura 6-F+ spectro de la %anda %ase de &M/0a: antes de 1S99;0%: antes de 1S81; 0e: desde 1S81.

mentales, r estaurantes yoficinas médicas equipadas con r ece ptor es S"A es peciales,/ta es In m5sica a In que a veces nos r ef erimos cor dialmente como )m5sica deelevador),

Driginalmente, la su%portadora de la S"A tenia un rango de F? a 6? @ llz# pero desde,+ entonces f ue estandarizado en X6 @portadora se demodula 3unto con el canal principal, per o 11/ se puede escuc9arde%ido a su alta frecuencia# l proceso de colocar dos o l++Tt/ canales independientes +I+l+7al lado dcl otr o en el dominio de frecuencia 0amontonando los canales: y después mo dulnndo una portadora sencilla de alta fr ecuencia, con In seoal com>inada, se +I.+I++ntnul ticanal i#acián $or divisi5n d efrecuencia (F* M ). "on la radiodifusión cstcreof ónicn de &M, tres canales de voz D m5sica son rnullicanalizados en división de frecuencia a la

portadora de &M sencilla# La figura 6-F+ % muestra el espectro total de la fr ecuencia de la %anda %ase para la radiodi fusión de &M antes de +VX+ 0la %anda %ase compuesta n %ar cutodo el es pectr o de la señal modulantc:# l canal de audio principal permaneció en ?=II]# a 1 ?


31/74

,


32/74

L

L

cia con canal estéreo adicional con multlcanalizadas en una señal de %anda %ase com puesta, con un piloto de +V @ llz# Los tr es canales son 0+: los canales de audio izquierdo0+: m2s el derec9o 0D: 0el canal estéreo l $:, 0F: los canales de audio izquierdo m2s el

derec9o invertidos 0el canal estéreo 1- $: K 0R: la su% portadora S"A y sus %andaslate r ales asociadas# l canal estér eo I $ ocupa el pasa-%andas de D a +? @


33/74

Jadto dlfualén de * estéreo 2#3


34/74

..

-,

l' ) !t I anales de audioanales de audio odales est+r eo

#q 8#7

,. ';n =+

I(ql,ller d^ y dereco I7el-7 11/ el 7

. lM 1F1 trensmisor de&M principal '1),

(7, ,+

Entrad canal I

.r

+----------,,I

6anda >asecompuesta

11/ Jelardo de I 7 Jed de-----i com%uvación

SD muestra el desar rollo de la forma de onda estéreo compuesta #W+ para valores no iguales, para las señales 1 y $# ;Q"B(lIll"+I", puede o%ser var se que la

I ..

1,< I 3 A

A, +I #AC

I 1&1 ,

. I

, I I d

forma de onda com puesta nunca excede de += B o una desviación de f r ecuencia de6? @ 1lz# 'ara el primer con !unto de# formas de onda, a par ece que la suma de +M for mas

de onda + $el - $ se cancelan com pletamente# n realidad, esto no es cier to.sólo a parece de esa manera, por que las formas de onda rectangulares son usadas en estee !emplo#

*ecepción de &M estéreo

.,

, 1 ' '. I

lUU

I l'

Los r eceptor es de &M estér eo son idénticos a los r ece ptor es de &M est2ndar , 9asta la

salida de la eta pa del detector de audio# La salida del discriminador es el es pectro totalde la %anda %ase que se muestr a en la figura 6-FIc#La figura 6-F? muestr a un diagr ama +l %loques simplificado para un r ece ptor dc f*

que tiene salidas de audio, mono y estér eo# n In sección inono del pr ocesador tic seña les, el canal estér eo +O $, el cual contiene toda la inf or mación original# par a los canalesde audio + y $, es simplemente filtrado, amplificado y des pués alimenta a las %ocinas I y$# n la sección estér eo del procesador de la señal, lAseñal de %anda %ase alimenta) un

demodulador estér eo en donde los canales de audio I y $ so se paran y después alimentana sus %ocinas r es pectivas# Los canales estér eo 1 lDe 1- D y el piloto de +V @


35/74

7 1/ 1- @ %e y piloto D7IIl)

o o o o 2 F

### -#

---- --------Y-- -- -

EO------

lal D

->------

--------n &l%l

0

-> -------- U U

EO------

0el D-O------

-8--------

+8------O

0di 7

-> - -----

-M------

e) - ---- --- - --- - ---- ------ i--------------- -------

0IC

-1/ ------

iur a ?U2G @esar r ollo de la seRal est+r eo compuesta para lasseRales I y @. de iual amplitud< a) seRal de audio 1; >) seRal deaudio @; 0e: canal est+r eo I ' @; d) canal est+r eo I - @; e) piloto%e ')S )anda >ase compuesta.

con QII filtr o pase->andas de < alta, se multiplica por F, se amplifica y des pués7 alimentaal demodulador I - $# l canal estéreo de 5 D se filtra por el filtr o pasa-%a !aos con unafr ecuencia superior , con punto de corte de +? @ le %anda lateral I - Dse separa con un filtro pasa-%andas ampliamente sintonizado y des pués se mezcla conla

DH6LH 1U1 !7LD H5E% @E * 7*QBE%DH

#o D > > F +=)

> -4 F 2> > o F 1/> -> o %, 2 lD

o -8 -2 -lO-4 U -> -8 o -2 -+=

&,

... Jadiodif usión de f* est+r eo 2#5


36/74

,.,!",&I --,-- N .- -


37/74

-- M.

L -

----

--

/--

---..

.-$$

$$$$

%$~~.

~.$&'

~~

(~####$

,-'--~-$$


38/74

I I

#0al

~O4--E-

-2---

-------------------------~ .

~--

-.

r ---u-- .,L ~

>) OO>~/ #.-((((( ((##(##rt# I/ ~)*-----------l

le:O> -(----,

D $1....r-

, +

d)#>------/2----

-(--+####L

->((7('-1

----------------.32

0al +2-

0------------------------------------------------------------------------------------------------------

---

0+:

1/-------

#X------- / rLrl---------,WSI .... .-----G

#UF - - - - --- - - - - - - - - - -- - - - - / L - - -- -- - -- - ---#- 7))

. I +)+' r ()

&igur a 6-F> $esar r ollo de ta señal estéreo compuesta par alas señales I y $# de amplitud desigual( 0a: señal de audio 1;>) señal de audio $. e) canal estér eo I . $. 0d: canalestér eo I - @; 0e: piloto %e ' 1S @ Olz( 0f: for ma de onda de %anda %ase compuesta #

8

portadora de R @ ( lz recuperado en un modulador %alanceado para pr oducir infor maciónde audio de 0- @, La red matr icial com%ina las señales I -3 $eL $, de tal maner a quesepara las señales de información de audio I y $, las cuales alimentan 1 sus respectivasr edes de dcénf asis y %ocinas# ##

La figura 6WFX muestra el diagrama a %loques para un decodificador matricial estér eo#l canal de audio I - $ se agr ega dir ectamente al canal de audio I $# l r esultado de lasuma es

+-O $ 1- @)

21

2#6 "ap# 6 *ece ptor es y sistemas de modulación de 2ngulo


39/74

,


40/74

,

II I

I

L

@el receptor de*

IJeceptor mono

-------------------------------, ,,-N ---''--N -, 6anda >ase' , ,@escrimlnador

1 compuesta I Jed de 1 I @ , 6ocinade f recuenola 1 I -+ de+nf asis + ,

I I

~------------------------------,anales

0+ $I

S,

portadora

,

I,,pasa->andas 1S H( mplif icaUL & 1S l( I- dor y mutu-pilote plrcador

21

&igura ?U29 Jeceptor de * est+reo y mono.

l canal ele audio I - D se invier te y des pués se agrega al canal ele audio I D# lr esultado de 1


41/74

roDt)

L

$emodulador estér eo de integr ación a gr an escala# La figura 6-F6 muestrala 9o !a d+ especi ficacioucs par a el demodulador 0dccodi ficador estéreo, WJ-1G 1n#l WJ-1G1 D, es un demodulador ele &M estér eo monol3tico que utiliza técnicas decir cuito de fase cerrada para del ivar los canales de ludio derec9o e izquierdo dela señal estér eo compuesta# l * -+R+ D utiliza un cir cuito de fase cerrada para ad9erir al piloto de +V @ aI&,Kn.'l$5 I7i' 'l2stico

Dempe.ratura do opernelón-1l/U a C9'

8

7eo'lodul,&&.Ide * est+r eo

vcc

fIgura 6-F6 $emodulador estér eo * W+R+D# 0"ortesla de la corporación EWJ.) onLil1#a n la slulel1le p>? i n@.)

2#8 "ap# 6 *eceptor es y sistemas de modulación de 2ngulo


42/74

QJb*EDJ7% . *IY. PI' *W . Q ;I$A$*AKima seRal de entrada compuesto est2ndar /.9 DH7)

,2.C ! p-p)

*AKima serial de ontr ada monoaur et 1./ DH7) I 2.C !p.p)

Impedancia de entrada,

9/ 7

%uparacl8n de cuI11e1st+reo 9/ otcs se conf ormar 1 al 5E7E Enineerln 6ullarln Yo , cuando son apllea>les.

*A;`DS MhIMDS A[SDLQPDS

D 29U al menos que sea esta%tecido de otra manera)

@lslpaclór de potencia

limitación del paquete^

829m[

!olla3e de la tueme de polder

7erudaci8n por ele D " O 2%'Demperatura de operación

9./ m[0

->= a C9U

orriente de lAmpara Janu am>iente)

ívotor nominal. lAmpara 12 !) ano de temperatura de alr noconamlento -89C 19/'

&igura 6-F6 0continuación:

7*BYIHI7YE% @E J@I7 @E * @E @7% ! H%

La comunicación de radio-de r * de dos v3as se lisa extensamente para las comunicaciones móviles de seuridad $Glica. en los de partamentos de polic3a y %om%er os yser vicios médicos de e/ler gencill# Se alo!an tr es %andas de f r ecuencia prima r ias por In &"" para las comunicaciones de radio de fM de dos v3as( +RF a +6> M?= a >6= M6 M


43/74

Pransmisor de r adio de &M de dos v3as

l# ,

l diagrama a %loqueC7 simplificado para un transmisor de r adio de 'M indirecto dedos v3as, con circuit o inte r ad o. mod ular se muestr a en la figura 6-F# La +6M indirecta gener almente se usa dc %idn n que los transmisor es de &M dir ectos no tienenla esta>ilidad de frecuencia necesar ia para llenar los estAndares de In &"", sin usar cir cuitos de e. l tr ansmisor mostrado es una unidad oc cuatro canales que o pera

en la %anda de fr ecuencia de +?= a +6>-M #? M== a X== Ilz se nitray se amplifica por & est2 up2gado y el pin de 'PP e,l5n %ivuu# des9a%ilitando al tr ansmisor y a>ilitando al receptor#

*ece ptor de radio de &M de dos v3as


44/74

1--

Qonador ano m77ulada

Qonador a de17 rneeutace

Qortadera de*& modulada

Ante)#

A,###-------- 12.9 .9 *H( --$---------------E-----19Z.1?O *H(

/-G TH(

merropior

selector de cana5

Sellalde audio

*lcr8fono

&igur a 6-F $iagrama a %loques de un transmisor de &M de dos v3as#

...,

,1


45/74

.

e

,

a,Tra&sm.sor v.;

-"

QDD ointerruptor!7W 0, flpceplor !ec

r .....

1 F.

,

iura ?-2S $laqrama esquemAtico de un rDD electrónico.

después se aplica a la %ocina Qn cir cuito de umplificacióusquclc9 de ruido tipi0#7o se(muestra en la figura 6-RF# l cir cuito de squclc9 se activa por ruido lucra-de- %anda ) lasalida del amplificador de ruido Sin señal de *& de r ece pción, el A`" ocasiona que +.+ganancia de los amplificadores de Ir incremente al m2ximo# lo cual mcr cmcutn ol ruidodel r ece ptor en la %anda de R a ? @ l lz# Siempre que esté pr esente el ruido excesivo# el

I

ll'Ip &iltlo pasa- %anda,

+I

I

I

+

J,+II

Entr oclll 1- N ---'Fi!!F-1de audio--'

Diura ?-G/ @iarama esquemAtico de !7W.

,+0Fl'I 1

M f -'! G/2 ap. ? Jeceptores y sistemas de modulación de Anulo


46/74

L -------/-

ADldll

+

i , II

IrlI/ftuplOr dul !lelt:tol

,tu lIn.11

%alido d6 @ud.oU lo %oo,,,a

#+,

I

II

I,I+

++

1

1

I

I

+

I

&igur a 6-R+ $iagr ama a %loques de QII receptor de &M de dos v3as#

am plificador de audio se apaga y el r eceptor se silencia# l filtro pasa-%andas de entrada pasa la señal de ruido de R a ? @llz, la cursi se amplifica y se rectifica# l volta!e de salidarectif icado deter mina la condición de encendidoapagado del interruptor de squelc9


47/74

&

:v

3

I

* uIdo cd G a 9 .H( cdnBII5o de %andaapaado .f uer a

Inpul-i

iltro pasa->andas

mplificador do ruido l..t7lIruplo.de sqllcld,

(P=R Interr upto7flect,lic,$dor

U A r os 0lmptl-, N- fll'rldores

0,01I7 lllr1io

3ustee1e squelc

&igura 6-RF "ircuito de squelc9#

. -

, U 1

'er spectiva 9istórica

La r adio móvil f ue usada, desde +VF+, cuando el l:e7/lrtQl++entn de 'olic3a de $cunitutili(ó un sistema de radio móvil que opera%a a una7frecueneia ce-cunn a 2 *I l(. En+V>=, la f "" dispuso lluevas fr ecuencias para +) I(ldiq móvil en la %nruln de f recuenciade R= a >= M9z# Sin em %ar go, 9asta que los investigadores desarrollaron técnicos de

modulac#ón, en fr ecuencia, para me !orar In recepción en presencia de ruido electrónico :7desvanecimiento de seRales, la radio móvil se convir tió en 5til# l pr imer sistema detelef onía móvil comer cial en los stados Qnidos se esta %leció, en +V>X, en SI# LouisMissouri, cB;lIH.IZ la e propor cionó seis canales de telef onía movil de 01D @ l L-(,enel rano de f r ecuencia de ISD Mllz# n +V>6, se esta%leció IIn sistema móvil p5%lico enla car r eter a entre la ciudad de ;ueva Kor @ y [oston que oper ó en el rango de frecuenciadeRS a >= MI lz, n +V>V, la &"" autor izó seis canales móviles adicionales a las $or t ad o ras de radio comune s , las cuales definieron corno com pañ3as que -+= propor ciouan unservicio telefónico de l3nea al2r n%r ica p5 %lica, pero si se intcrcouect##n a la red telef ónicap#>lica y propor cionan un servicio de teléfono inol ámrico cqui Bidente# La &"" des

pues incrementó el n#mero de canales, de 0: a ++, reduciendo el anco de %anda ti R= @ I l#r y es paciando los nuevos canales entre los vie!os# n +V?= la &"07 agregó +F

canales nuevos en la %anda tic >?= MI +6##, los sistemas de telefon3a móvil o per a %a) sólo I1 el 1II ;; ! * I/IIII/% /(//, un

opci ador del teléfono móvil especial mane!a%a cada Ilamada, tic y 9acia cada uuKKulI/IB%I'iI. 'En +VX>, los .,i sf C %II(1.! select ores de canalrs lf * /l/ Dfil' " .\, fuer on colocados enservicio r ara los sistemas de telefon3a móvil# sl+ eliminó ++nccesulnd de la o peracióno primir - para-9a%lar y les pcr mitia a los clientes marcar directament e sus llamada ##, sin laayuda de una operadora# La instalacion de llamada s automática s fue extendida a +)

%anda de >?= M


48/74

U

','

MPS usa los canales de r adio de &M para esta %lecer enlaces de comunicación, entr e losteléf ogos móviles y los tr ansce ptor es de es aci5n d e a se centrales, los cuales se enlazan I .'al int/rcam%io de teléf ono local por medio de las lineas telef ónicas met2licas normales#Los sis,temas de MPS sirven a un 2r ea de a proximadamente >= millas a la redonda y cadacanal o pera similarmente a una lLnea com$ar tid a. "ada canal puede asignar se a variossuscr iptor es, pero sólo un suscri ptor puede utilizarlo a la vez# Si el canal preasignadoest2 ocu pado, el suscri ptor de%e es per ar 9asta que se desocu pe, antes de 9acer o r eci%ir una llamada# ,

La #/emanda cr eciente en el es pectr o de fr ecuencia ele telefon3a móvil satur adcimpulsó a la &"" a asignar $oc@ et +FXF, la cual indagó un modo de pr opor cionar unaef iciencia del es pectr o de fr ecuencia mayor# n +V6+, APP 9izo una pr o puesta so %r e la

posi %ilidad técnica de propor cionar un uso eficiente del es pectro de fr ecuencia detelef on3a móvil# l r e porte de APP, titulado Ser vicio de t el efonL a de alt a ca $acidad,delinea%a los principios del r adio celular # ##,

n a %r il de +V+, la &"" apoyó un esquema de licencias para los mercados-delradio ce um: "ada mercado da servicio a un ár ea d e coert ura , definida de acuerdo a lashr eas stad3sticas Metr o politanas st2ndares 0SMSA: de la Dficina de "ensos modifica das en +V=# A principios de +VF, la &"" a poyó Qn plan final para ace ptar aplicaciones

par a la licencia celular, comenzando en !unio de +VF, y un plazo final de a plicaciones-enmar zo de +VR# Las %atallas de demandas legales par a las licencias celulares entre APP,M"^, `P y otras numer osas portadoras comunes van m2s all2 del enf oque de este li %r o#

!"#$O %&'U'"!

La radio celular corrige muc9os de los pr o %lemas de los servicios de telef on3a móvil dedos dir ecciones tradicionales y crea un am%iente totalmente nuevo para el servicio tele

f ónico tr adicional de llneas al2m%ricas# Los conce ptos claves le la r adio7 celular fuerondescu%iertos por los investigador es, en los La %or atorios de Peléfonos [ell, en ^ V>6# &uedeterminado que, su%dividiendo un 2r ea geogr 2f ica r elativamente grande en seccionesm2s pequeñas llamadas celd as ( o Ell/B4 ), se pod3a aplicar un conce pto de r eu so d e f r ecuencias par a incr ementar dram2ticamente la capacidad de un canal de telefon3a móvil# l reuso de frecuencias es cuando el mismo con!unto de fr ecuencias 0canales: se pueden7 asignar a m2s de una célula, siempr e y cuando las células estén a una ciertadistancia de separación# sencialmente, los sistemas de telef on3a celular permiten queun gran n5mero de usuarios compartan un n5mero limitado de canales de u so comGndis poni %les en una región# Adem2s, la tecnolog3a de circuitos integr ados y demicro $r oce sad or es 9a permitido recientemente que los cir cuitos de r adio y lógica cor n- # ple !a sean utilizados en las máuinas de conmut aci5n el ectr 5nica para almacenas los I pr ogr amas que proporcionan un procesamiento de llamadas m2s r2pido y eficiente#

n +V+>, la &"" pr o porcionó un anc9o de %anda de >= M? M


49/74

,'1,+

G/~

,

N-0 i#Ztt/I7)

r.. móvil

---- ------------/

r ecuencia 824 025 835 8~5 04.5 f*S '191 *ilI

A A 6 A D J

+ >,V M Ilz# Los r eceptores pnra cadacanal o per an) >? M


50/74

.

#,7

sión# 'or lo tanto, par a las unidades móviles, el canal + reci%e en VR?#=+F? M


51/74

I

..U A, , 7+

-- ---/

I

7

, I

r

A7, ' '

,!. , .. , )r. +,

,,+

## ,+,

, ,

l' I

+,

+ ,#

.. I )= !)

tr ans porta%les 0clase F:. teléf onos oc %olsillo 0clase 7. clases R y > pala PA"S:# tienen lacapacidad de salida de potencia m2s %a!a# Las ta%las 6-Ra y % I+lQ"SllDn las clases deteléfonos celulares y sus niveles de potencla para AM/S y PA"S# r es pectivamente#

"once pto %2sico de r adio celular

l conce pto %2sico de radio celular es muy sencillo# La &""( definió las 2r eas gcogr2ficas de co%ertur a de radio celular %as2ndose en las cantidades modi ficadas del censo de

+V=# "on el conce pto celular cada 2rea se divide en 9Oelda.t «' (;,,( .H ) eEa onal esque em%onan !untas para formar un patrón de $anal . Se cl/ió la f orma de 9ex2gono

porque pr o porciona la tr ansmisión m2s efectiva a pr oximada, un patr ón circular # mienuas eli mina es pacios pr esentes entr e los c3r culos adyacentes.'Bnn c+luln se define por sutama ño lisien y, lo m2s im por tante, por el tamaño de Su pe>lación y patrones de tnif ico# l n5mero de células por sistema no 0o define la &""# y' se de!ó para que el

proveedor lo esta%lezca de acuer do a- los patrones de tr2fico anticipados# elida 5r eagcogr2f icn del servicio móvil se distr i%uye "Il XXX canales de r adio celular# "adaírnnsceptor con un 2r ea envolvente tiene QIl su%con !unto fi !o de XXX canales de r adiodis poni %les, %asados en el flu !o de tr 2fico antici pado#

La figura 6-R? muestra un sistema de telef on3a, celular sirnplificudo que incluyelodos los componentes %2sicos necesarios rara las comunicaciones de r adio celular# +la:7una r ed de radio de &M que cu%r e un con!unto de 2r eas eorAficas 0células: dentro de

las cuales las unidades de radio móvil de dos BiM, como los teléfonos celulares, se pueden comunicar , Ln red de radio se define por un con!unto de trausce ptor es de rndiuIrccucncin, u%icados cn el centr o fisico de cada célula# Las u9icncioucs de estostransceptorcs de r adio f recuencia se llaman estoctoné s ase. Qna estación %ase sirvecomo un conuol central para todos los usuarios dentro de esa c+lula. Las unidades móvi .'

les se comunican dirccramcnr c 7Il la estación 9uxc, 11cual sirve lIIlFl Blla cslal'i&'lIlrctransmisora de alta potencia# Las unidades móviles transmiten a la "SII"ióll %ase y laestación 9ase emite esas tr ansmisiones a una potencia mayor IAI estación 9ase puedeme3orar In calidad de la transmisión, per o no puede incrementar +.+ capacidad de canales,dentr o dcl anc9o de %anda fi !o de la r ed# $e%ido a que las estaciones est2n distri%uidasso%re QII 2r ea de co%ertura del sistema y se administr an, tam%ién se controlan, por uncontrol ad or d e siti o d e cél ulas cornputnri(ado que mane 3a 1111 control lid sitio de' la

célula y funciones de conmutación# l conmutador se llanta H¡i i ll (/ d e C (I1I1I1t1(1ir j" dI'

DH6LH ?-G0F Q7DEYIH @EL DEL_7Y7 *!IL Q J H*Q%

'otencia t+c+lel/f0:n0l m5vil para i8M I7S

"lase de pulcn0in de la cKr nción lIlclvil

1 ++ 111

-- ;ivel de potencio 0IIIj mj uug tII[ ung lllj

--o 6 4DO F 1100 -2 +3+D

1 2 1100 2 I0,T:D -2 "lO

I2 2 630 -2 8'F/ -2 8.1/

R -6 250 -X 250 -6 250

4 -10 100 1/ 100 -10 1lO,

? -14 r 40 14 40 -14 40, ,

X r +# -1S,Z' iI, -18 15 -18 I 19, , ,

6 -22 X 22 0 -22 0,I

306 ap. ? Jeceptores y sistemas de modulacl8n de Anulo

..#> U


52/74

;ivel de potencio d[j

1

mj dDj

++ n'

Inj dDj

In<

mj dDj

I/ M t-

mj

630

-(C~30

630

250

100

)%

10 ID0:DD XI

4000 F 1600 -2P

1 F 160 2 1600 F 1600 ,-2 I

7F F 6300 -2 630 -2 630 -2

R -6 250 -6 250 -6 250 -6

> -10 100 -10 100 -10 100 -10

? -14 .40 -+> 40 -14 40 -14 I 40

+:

?

-1#

-22

19

X

-18

-22

15

X

-18

-22

15

X

-18

-22

,15

6

I

.

, ,

PA[LA 6-RX 'DP;"IA $L PLb&D;D MóviL 'A*A PA"S

'otencia del teléfono mXvil par a PA"S, 3 7#,+

"lase de potencia de +++estación móvil P'1 ,I P

M

't et e fonNa Movil 0MPSD:# Qna estación %ase se compone de un tr ansceptor de &M de %a!a potencia, amplificador es de potencia, unidad de contr ol y otr o 9ar dZar e, de pendiendode la conf igur ación del sistema# La radio celular utiliza varios 3r anscé ptores "=n poten cia moder ada en un 2r ea de servicio r elativamente anc9a, al contrario de MPS, el cualLisa un tr ansce ptor de alta potencia en una elevación alta# La f unción de la estación %asees una inter faz entr e los teléfonos móviles celulares y el MPSD# Se comunica con elMPSD so%r e enlaces de información dedicadas, met2licas y no met2licas, y se comunica

acilidades de !7h

.

acilidades de vo(

t3I 1,$

iura ?-G9 %istema de telefonía celular simplificado.

Jadio celular 30#


53/74

' ')'''''1)

I '

+7+, 7

I I

con las unidades móviles, so %r e las ondas de aire, t ilizando QII canal de control# I,Hfunción de MPSD es contr olar el pr ocesamiento y csta%lecimieuto de llamadas as3 comola r ealización de llamadas, lo cual incluye sei ir ¡B iJ/rt i6ll , su $orvisián , contuut arián ydistr i%ución de los canales de * l MPSN, tam %ién pr oporciona una ndr ninistrucióncentralizada yel mantenimiento cr3tico para toda la red e interfaces con la ed de @ et c f oni«

6Glica Conmut ada 0'SP;:, asimismo, acor dar las instalaciones de transmisión de vnt#con lineas al2rn %r icas y ser vicios de telefon3a con lineas al2m%ricns convencionales

Qn MPSD se conoce por dif er entes nom%r es, de pendiendo del fa%ricante y la configuración del sistema# MPSD (4ficina d e Conmutaciáu de @el efonla M 5vil ) , fue el nomlu edado por La %or atorios 6ell; M ( lnt ercamio M 6G il 9 l C fI' KIl L&'*), por *otorola EW.

por Erlcson YEW, por ;". SM" (Centro de Conmut aci5n M1'i1) y M M" (CC"(,.,, M5vil Maest ro), por ;ovatel,

"ada 2rea geogr2fica o célula eneralmente puede acomodar 9asta 1/ dif er entescanales de usuario simult2neamente# $entro de una célula, cada canal puede supnur usólo un usuai io de tel+fono móvil a la vez# Los canales est2n asignados de muucru diu2

mica y dedicados a un solo usuario, por la duración de la llamada, y cualquier usuar io puede sor asignado a cualquier canal de usuario# sto se llama r euso de fr ecuencia. y permite que un sistema de telefon3a celular# en un 2rea sencilla, mane!e considera%le mente m2s de los XXX canales dis poni %les# 'or lo tanto, la radio celular 9ace un uso m2seficiente del espectro de frecuencias disponi%le, que un servicio MPS tradicional#

"onfor me se ale!a un automóvil de un transceptor, en el centro de una célula# Inintensidad de la señal reci%ida comienza a disminuir , La m2xima potencia de salida deun trnnsceptor celular es de R? d[Ill 0R j: y puede a3ustar se a incrementos reductores ele> dD 9asta 6# dlRm 0=#6 j:# La potencia de salida de las unidades móviles se conu oln por la estación %ase, por la tr ansmisión de comandos updoZn, lo cual depende de la

intensidad de la señal que est2 reci%iendo actualmente# "uando In intensidad tic la señaldisminuye# a%a!o de un nivel de um %ral pi cdctcuninado, el centro de cunmut#u i5u clcc trónico localiza la célula en el panal que est2 r eci %ienvo la señal m2s fuerte de +(8 urudadmóvil y tr ansfier e de la unidad móvil al transccptor en la nueva célula# La tr ansf erenciaincluye convertir la llamada 0+ una frecuencia dis poni %le dentr o del su>ccn3unr o de "7+I+(+-les distr i%uidos en la nueva célula# sta Lnlllsf er enci/# se llama ent rea y es completa mente trans par ente al suscr i ptor 0el suscr i ptor no sa%e f uesu servicio 9a sido conmutado:La transferencia toma aproximadamente =,F s, lo cual es impercepti%le a los usuarios ele

teléfono de voz# Sin em%argo, este retardo puede ser destructivo para las comunicaciones de datos,Los seis "omponentes principales de un sistema de radio celular son( el centro de

conmutación electr ónico, controlador de sitio do célula, trunscc ptores de r adio, intcrconcxiones del sistema, unidades de telef on3a móvil y un protocolo de comunicaciones#

"entr o de conmutación electrónica# l centro d e conmutacián electronic« esun conmutador telef ónico digital y es el corazón del sistema celular# l conmutador realiza dos funciones esenciales( 0+: contr ola la conmutación entre la r ed telef ónica p#

%lica y los sitios de células para todas las llamadas de linea al2m %ricn a móvil, móvil alinea al2rn%rica y móvil a móvil. y 0F: pr ocesa inf or mación r eci%ida de los contr oludorcsde sitio de célula que concierne al estado de la unidad móvil, inf or mación de diagnóstico y compilación de información de facturas# l conmutador electrónico se comunica con

los controladores de sitio de célula con un enlace de datos utilizando el pr otocolo W.29 yla tasa de tr ansmisión de V#X @% ps a full-duplcx# ##

"ontr olador de sltto de célula# "ada célula contiene un con rol ad o& d e sit io il o: 9 célul a 2ue opera ba3o la dirección del ce&tr o de conmutación# El co&tr olador del sitio

de célula administra cada uno de los canales de r adio en el sitio, super visa llamadas#enciende y a paga el tr ansmisor y r ece ptor de radio, inyecta información a los canales ticcontrol y usuar io y realiza prue%as de diagnóstico cn cl equipo de sitio de la célula,

, ' 4-5 "ap# 6 * ece ptores y sistemas de modulación de 2ngulo


54/74


55/74

cualquier r ece ptor de radio que detecte la señal m2s fuerte#

Interconexiones del sistema# Las lineas telefónicas terminadas a cuatro 9ilosg'e. neralmente se utilizan para conectar los centros de conmutación a cada uno de lossitiosde la célula# xiste un cir cuito troncal de cuatro 9ilos asignado para cada uno de loscanales del usuario de la célula# Adem2s, de %e 9a %er por lo menos un cir cuito a cuatr o9ilos para conectar el conmutador a un contr olador de sitio de la célula como un canal

6e control# #+Qnidades de telef on3a móvil 0teléfonos móviles: y por t2tiles# Las Gnidad es de

t el éfonos m5vil es y $ort átil es son %2sicamente la misma cosa# La 5nica diferencia es quelas unidades port2tiles tienen uno potencia de salida m2s %a !a y una antena menos efi ciente# "ada unidad de teléfono móvil consiste de una unidad de control, un transceptor de radio, una unidad lógica y una antena móvil# La unidad de contr ol al%erga todas las


56/74

inter faces de usuario, incluyendo un auricular #, l transce ptor utiliza un sintetizador elefr ecuencia para sintonizar cualquier canal del sistema celular asignado# La unidad lógicainterrumpe las acciones del suscri ptor y los comandos del sistema y mane!a nI tr ansceptor y las unidades de contr ol# I

'r otocolo de comunicaciones# l 5ltimo componente de un sistema celular es el $rot ocolo d e comunicaciones que go%ierna la manera en que una llamada telef ónica es

esta%lecida# Los protocolos celulares difieren entr e pa3ses# n stados Qnidos se utilizael est2ndar del Servicio de Pelefon3a Móvil van(ado 0AM'S:, mientr as que en "anad2se usa el sistema A8Q*D*A ==# "ada pa3s europeo tiene su pr opio est2ndar # El Sistemade "omunicaciones de Acceso Potal 0PA"S: se usa en el * eino Qnido. Y*D o sistemanórdico, en los paises escandinavos. * "F===, en &rancia. ;P_ "->S=, en Alemania. yYID es el est2ndar !aponés para la telefonia celular #


57/74


58/74

unidad móvilautom2ticamente rastr ea

periódicamente pn/aasegur ar seque est2

utilizando elme!or canalde contr ol#

$entr o de

un sistema celular , las llamadas se pueden r ealizar entr e una l3nea com

par tida y un tel+f ono móvil o entr e dos , teléf onosmóviles#

Llamadas de l3nea a móvil# l centro de conmutación de un sistema celularreci %e una llamada de una l3nea compartida a tr avés de una linea inter conectada dedicada, desde la r ed telef ónica p5 %lica conmutada# l conmutador traslada los d3gitos marca

dos reci %idos y determina si la unidad móvil, a la cual la llamada est2 destinada, est2colgada o descolgada 0ocupada:# Si la unidad móvil esto dis poni%le, el conmutador vo cea al suscriptor móvil# Siguiendo una res$ue sta d e voceo de In unidad móvil, el conmu tador asigna un canal desocupado e instruye a la unidad móvil que se sinton3ze a ese

Jadío celular R++


59/74

o o

., ,

.'

)++7 U , U I

, ,1 ... ,(

++++ ,)

, , .

'l'

,o

...++,7

I

M 3' I I

, I

, canal# La unidad móvil envía una verificación de la sintonización del canal por mediodel controlador en el sitio de la célula, y des pués env3a un 111 de $rore so d e llamada al

.' teléfono móvil del suscriptor , causando que éste suene# l conmutador termina lostonos de progr eso, cuando reci %e la indicación positiva que el suscr iptor 9a contestadoel tclé fono y la conversación entre las dos per sonas 9a comenzado#

Llamadas de móvil a l3nea# Qn suscriptor móvil que desea llamar a una lincucompartida# primero introduce el n5mer o llamado en la memoria de la unidad, usandolos %otones de tono o de pulso en la unidad de teléfono# l suscriptor , entonces o pr ime +(+t ecla $ara enviar , la cual transmite el n5mero mar cado, as3 como el n5mer o de idcnti Iicación del suscr i ptor móvil al conmutador, Si el n5mero de identificación es v2lido# elconmutador cnruta la llamada so%re una interconexión de linea terminada a la r ed detelef onla p5%lica, lo cual termina la conexión a la linea compartida# Qsando el controlador

l' de sitio de célula, el conmutador asigna a la unidad móvil un canal de usuario desocu pado e instruye a la unidad móvil que sintonice ese canal# $espués de que el conmutadorr eci%e la verificación# que la unidad móvil est2 sintonizada al canal asignado, el suscrip

r or móvil reci%e un 1 fl * d e llamada $ro re siva, audiHlc , del conmutador # $espués que IrC persona a In que se llamó levanta el teléfono, el conmutndor termina IcIS tDIlDSde llama da progr esiva y la conver sación puede comenzar#

Llamadas de mévil a móvil# Las llamadas mitre dos unidades móviles, tam9ión

son posi%les en el sistema de radio celular , 'ara originar una +I++++lC+t++l aotraunidad móvil# el que llama introduce el n5mero marcado en l7a memoria de la unidad,

por mediodel teclado en el dispositivo de teléfono y después o prime la tecla de enviar, l "Dn+l+l+-tador r eci%e el n5mero de identi ficación del que llama y el n#mero mar cado y dc/ ptll7sdetermina si la unidad llamada est2 li%re para reVi%ir la llamada# l conmutador env3a ++++comando d e voceo a lodos los controladores de Sitio de célula y el que es lIlInodo d 07++(++

puede estar en cualquier parte del 2rea de servicio: r eci%e ++++ llamado# $es pués de ++++voceo positivo del que fue llamado, el conmutador asigna n cada ++++=# QII canal de usunrio desocupado y les instruye que se sintonicen a Sil canal r es pectivo ntonces el tcléfono del que sc est2 llamando suena# "uando el sistema r eci%e una noticia que el que f uellamado 9a contestado el teléfono, el conmutador termina el tono de llamada progresivay la conversación puede comenzar entr e las dos unidades móviles#

Si un suscriptor móvil desea iniciar una llamada y los canales de usuar io est2nocupados, el conmutador env3a un cont and o d e reint ent o dir i id o instruyendo al suscri p tor que vuelva a intentar la llamada por una célula vecina# Si el sistema no puede distri

%uir un canal de usuar io por rncdio de la célula vecina, el coiuuutador transmite un4ens@j e de interce $cion a la unidad móvil que est2 llamando por medio del canal decontrol# "ada vez que est2 llamando a un suscriptor móvil que est2 d escol ad o , el quellama r eci%e una seRal de ocuoado# Adem2s, si el n5mer o que se estA mar cando no esv2lido, el sistema env3a un mensa!e gra%ado por medio del canal de control o propor cio na un aviso de que la llamada no puede pr ocesar se#

t #,+ I

&I' M

M I

M 3i' i I

I t UI. )6

l'

.. ,

==

o,#

, , ,

M I I

"ar acter3stica de contr ol de flu!o 0entr egas:# Qna de las caracter3sticas IIISimportantes de un sistema celular es su capacidad de tr ansferir llamadas, que ya est2n en

proceso, de un controlador de sitio de célula a otro conforme las unidades móviles se

mueven, de célula a célula, dentro de la r ed celular# ste proceso de tr ansfer encia sellama C*III .rol de fl+j o ( o entreas). Las com putadoras en las estaciones del controladordel sitio de la célula tr ansfieren llamadas de célula a Slélula, con un m3nimo de intcn up ción y ninguna degradación en la calidad de transmisión# l al or itmo d e d ecisiones el econtrol d e flu%o se %asa en la7: variaciones de la in7fnsidad de la señal# "uando unallamada est2 en progreso, el centro de conmutación rnonitorea la intensidad de la señalr eci%ida de cada canal de usuar io# Si el nivel de In señal de un canal ocupado cae a%a!ode Qll nivel de um%ral predeterminado, para un intervalo de un tiempo dado, el conmuta dor realiza un contr ol de flu!o, si existe un canal vacante# La operación de control deflu!o rccnruta la llamada por uC, sitio de célula lluevo#

R+F "a p# 6 *ece ptores y sistemas de modulación de 2ngulo


60/74

'-

+,7

l proceso de control de flu!o requiere de aproximadamente F== ms# Los par 2metr os de contr ol de flu!o permiten una transf er encia optimizada %asada en una car ga de 7tr afico del sitio de#célula y el terr eno que lo r odea# l loueo ocurr e cuando el nivel de

In señal cae ti menos del nivel 5til y no existen canales utiliza %les de intercam%io# 'ar 2ayudar a evitar el %loqueo o la pérdida de una llamada, dur ante el proceso de control deflu!o, el sistema em plea un esquema de %alanceo de cargas que li %era los canales para elcontrol de flu!o y esta %lece pr ior idades de contr ol de flu !o, Los pr ogramadores en elsitio del conmutador centr al actualizan continuamente el algoritmo de conmutación par aen r ncndar R,+sistema 9asta acomodar las cargas de rr 2fico variantes,

#ia)ra*a a +loue del tel/ono elularl.

La f igur a 6-RX muestr a el diagrama a %loques par a un tr nnsce pr or de teléfono celular t3 pico# D %serve que un rransceptor de radio celular es#muy similar a un transceptor de&M est2ndar , exce pto por la adición de varios etapas# $e%ido a que un teléfono celular de%e ser ca paz de tr ansmitir en f ull-du plex, de%e diseñar se de tal maner a que el transmisor y receptor puedan estar encendidos al mismo tiempo#

l r ece ptor mostrado en la fiura 6-RX es de ti po super 9eter odino de do %le conver sión# l receptor utiliza una inyección de lado nito y un circuito oscilador local queconsiste de un sintetizador de frecuencia de c9i p sencillo con un preescalador montado yun filtr o de lazo, as3 como un veo de V+? a VR6 M? MlIz arri%a de * & que est2entrando:# l primer P& 0>? M?? @


61/74

*adio celular de cir cuito Integr ado

Aunque la r adio celular 9a estado con nosotr os por BI1 %uen tiempo el equipo anter ior cm

com ple!o, muy costoso y sólo accesi%le para el sector de negocios# Sin em%argo# ++++incr emento r 2pido en el n5mer o de usuarios, motivado por la com petencia, 9a r esultadoen una %a!a en el precio al consumidor # 'ar a mantener la competitividad# los fa%ricantesde equipo de r adio celular se 9all esforzado continuamente por r educir costos# 'ro%a%le mente In clave par a logr ar com ponentes confia %les y %uen pr ecio es el desarr ollo de

e9ips dc cir cuito integr ado par a la mayo da de las funciones celular es princi pales#Los f a %ricantes de circuitos integr ados 9an dcs/rollado c9ips que incorpor an la

mayor la de las funciones necesarias en un sistema d7/ teléfono celular# 'or e!emplo#Signetics "orpor ation, tiene un con !unto de c9i ps de7 circuito integrado que r ealizanlodas las funciones del transceptor celular , exce pto en las etapas de * l con!unto dec9i ps Signctic es adecuado par a los est2ndar es americanos 0AMI7S: y del * eino Qnido0PA"S:# Podos los le en este con!unto se conectan !untos por medio de una mini-red de2r ea local que el fa%ricante llama un canal pe icircuit o int erint e rad o ) , l e utiliza lato pologta de %us y el $r ot ocol o de mae str oesclavo, asimismo r equier e de sólo dos ca%les

para inter conectar todos los le en el tr anscc ptor, La figura 6-R6 muestr a el con!unto dec9i ps fa%ricado por Signetics "or poral ion y cómo se integran para formar casi QIltransceptor de radio celular completo#

él diseño de 9ar dZar e se divide en dos secciones principales( una sección de *& y

una sección de contr ol de datosaudio, conocido tam%ién como la sección de %anda %ase#l'

La sección de *f6 consiste de un oscilador local de r ece pción y transmisión, un circuitofrontal de r ece ptor, un duplexor y un módulo de tr ansmisión# l duplexor es un disposi tivo direccional que dirige la potencia de la señal de transmisión rclai ivarnente al3a a la

antena y, al mismo tiempo, dir ige la potencia del rece ptor, r elativamente %a!a, a la entra da del r ece plor# La sección de %anda 9ase consiste del cir cuito de lógica y control ele

programa, un cir cuito '* D"esamiento de $atos y IIn circuito '*D"esador de Audio# elcual incluye un amplificador

,de potencia de audio#

D)ccciXn0>u' de daros

nlena

l,)

81

'

I onlr oldepereocie derr ansmlslóo

tI F *>pst-----III

+#F M% ps

~+4-4--~-+~----~~-------+~_",~l ,.-/IPAl

l5us1'

I8$"

"a@3a Clepotencia

Qilas danlquet-cedmio$

iura ?-G? Dr ansceplor utili(ando un con3unto de cips de radiocelular de %inelics or poraLlon.

R+> ap. ? Jeceptores y sistemas de modulacl8o do Anulo


62/74

---------------- -- -- - -

Ar quitectur a del sistema# La sección del r ece ptor incluye un sintetizador def recuencia de %a!a potencia QMA += +> X un > S


63/74

super visión y tonos de señalización# Podas las funciones del @D* y voz de aler ta est2ncontenidas en dos dis positivos de pr ocesador ele audio( un eMDS 0;SA?6?I : y elotr o

%i polar 0 ;lSA?6?=:# La tecnolog3a de filtr o integrado de capacitor conmutado se usaen todas lu,funciones de pr ocesamiento de %anda %ase para logr ar un n5mer o m3nimo decomponentes pasivos externos# l controlador maestro del sistema es el ="??F, el cunles un der ivado del micr ocontr olador ="?F, con un convertidor analógico a digital inte

grado 0A$":, modulador de anc9o del pulso 0'jM:, canal '" e interf aces QA*P# l$'* D" 0 pr ocesador de datos para la r adio celular :. A'* D" 0 procesador de audio para lar adio celular: y LD'SK 0sintetizador de f r ecuencia de potencia %a !a par a la r adio celular: est2n interconectados por medio de un %us &e, el cual es un %us serial de dos 9ilosque puede transf erir 9asta +== @%ps#

a $art e frontal d el r ece $t or : l receptor utiliza un diseño super9etcr odino de


64/74

do%le conver sión con tina Ir primer a de >? MI Jz X una segunda D) de >?? @, con un pr eescalador montado y un filtr o de lazo,

as3 como un veo de VFX M? Mllz arri%a de la señal de r ece pción de *f7:# Qncir cuito en el c9ip se divide entre , proporciona el r elo ! de +#F M


65/74

tr ansmisión, QMA l 0:+>, para logr ar una caracter 3stica de modulación plana, ar ri%adeR==


66/74

transmisión de R== a R===


67/74


68/74

,

.

,,Vl, ,PfI,'V- ## ,.% tN .,

,,$II # t7 I,7, 7+

',ti

. t

, ,

IIn canal de voz el detector de secuencia, ni cual pr df de una r 2faga de datos, /07 usa '.II(7 %orr ar la tr ayector ia de audio, dir ectamente, par a pr8Zenir que las r 2tagasdc datos se#f cr , l microcontr olador puede dis parar una transmisión i,,mediata de los datos en el momento adecuado# La estación 9ase r egr esa el cstrul dl'lacceso de canal dentr o del flu!o ocupadoocioso# Si el flu!o de datos ocupadoocios 7++:se revierte a la condición de ocupado durante la ventana cspcci ficadn, In írunsmisión )+(a%ortar2 con la señal P))# sta secuencia ar%itrar ia 7de canal critico de tiempo se r ".+li#a

por el pr ocesador de datos de le, inde pendiente del microcontrolador,

l. Microcontrolador. l pe6J7e992, es un c9ip del micr ocontr olador que incluyeQIl micro procesador, m2s la cir ouitcr ln adicional necc/nr ia pnrn controlar Id operación lidteléfono l c9i p es, a veces, llamado el cer ero del teléfono celular # Piene puertos deentradasalida de %its, un convertidor analógico a digital de * %its 0A$":, ++++ crr cuitntem porizador para medir el tiempo que pasa, un QA*7O y un tem por izador como vigilante#

7+ 7+

'í

'l.

& ,

l BA*P 0transmisorreceptor aslncr ono univer sal: r ealiza unn conver sión de datos serial-a-paralelo y paralelo-a-serial# l Q6C/992 puede operar con un ciclo de tiempo de

instrucción de menos ef e I /lS y casi ?= de sus o peraciones se e !ecutan en un sólo ciclo dela m2quina# ste dis positivo tam%ién soporta los modos para a9orrar IIn potencial 1Il;I%extenso, dando a proximadamente 6? de a9orr o de potencia "II el modo 7de res paldo y QIImodo de %o !a potencia del micr o procesador , par a la operación de In 9ater3a de respaldo.Qn paquete de softZare utilizando los est2ndares AM'S y PA"S, escr ito totalmente en'QM?+, se desarr olló para introducir un r adio celular complcuunenr c funcional#

Rus e l %us es esencialmente una r ed

Documents

Receptor Discriminador Foster