Muestreo
El muestreo de una señal continua, f(t), consiste en tomar sus valores a intervalos de tiempo regulares, ∆τ, obteniendo la secuencia de muestras, {fn}n=1,N, donde N es el número de muestras obtenidas. Estas muestras pueden expresarse utilizando la propiedad del muestreo de la δ(t) como:
fn = f(n∆τ)δ(t – n∆τ)
Es decir, cada muestra es la función en el punto donde se toma dicha muestra (de esto se encarga la delta). Si se estudian las propiedades de la densidad espectral de las muestras, se observa una repetición de la densidad espectral de la señal original cada 2π/∆τ. De manera que se obtiene un buen muestreo cuando no se superponen esas copias en el dominio espectral, tal como expresa el teorema del muestreo (“La frecuencia de muestreo debe ser superior al doble de la frecuencia más alta presente en la señal”).
Modulación Analógica
Banda Base (BB)
Se denomina banda base al conjunto de señales que no sufren ningún proceso de modulación a la salida de la fuente que las origina, es decir, son señales que son transmitidas en su frecuencia original. Dichas señales se pueden codificar y ello da lugar a los códigos de banda base. (Unipolares, polares y bipolares).
Modulación en Amplitud (AM)
La modulación en amplitud (AM) funciona mediante la variación de la amplitud de la señal transmitida en relación con la información enviada. Una de las aplicaciones más importantes de este tipo de modulación es la capacidad de transmitir audio a través de líneas telefónicas. Con la modulación de amplitud, la información se imprime sobre la portadora en la forma de cambios de amplitud.
Modulación en Frecuencia (FM)
A diferencia de la modulación en AM, La modulación en frecuencia (FM) permite transmitir información a través de la señal portadora variando su frecuencia. Este tipo de modulación es usada comúnmente en las radiofrecuencias en altas frecuencias, debido a la alta fidelidad de la radiodifusión de la música y la voz.
Modulación por Ancho de Pulsos (PWM)
La modulación por ancho de pulsos de una señal o fuente de energía es una técnica en la que se modifica el ciclo de trabajo de una señal periódica (una senoidal o una cuadrada, por ejemplo), ya sea para transmitir información a través de un canal de comunicaciones o para controlar la cantidad de energía que se envía a una carga.
El ciclo de trabajo describe la cantidad de tiempo que la señal está en un estado lógico alto, como un porcentaje del tiempo total que este toma para completar un ciclo completo.
Modulación en Doble Banda Lateral (DBL)
La modulación en doble banda lateral es una modulación lineal que consiste en modificar la amplitud de la señal portadora en función de las variaciones de la señal de información o moduladora. La modulación en doble banda lateral equivale a una modulación AM, pero sin reinserción de la portadora.
La portadora no transmite ninguna de las características que definen el mensaje y encima consume la mayoría de la energía de la onda modulada.
Modulación Digital
Modulación por Desplazamiento de Frecuencia (FSK)
La modulación por desplazamiento de frecuencia o FSK es una técnica de modulación para la transmisión digital de información utilizando dos o más frecuencias diferentes para cada símbolo. La señal moduladora solo varía entre dos valores de tensión discretos formando un tren de pulsos donde uno representa un»» o»marc» y el otro representa el»» o»espaci». En la demodulacion FSK se usan dos filtros para convertir la señal FSK en dos señales ASK, de manera que una contenga los unos y la otra los ceros. Detectando la envolvente en cada una de estas señales podremos regenerar la señal digital enviada. Los dos filtros son dos filtros pasabanda ideales centrados en cada una de las frecuencias.
Modulación por Desplazamiento de Amplitud (ASK)
La modulación por desplazamiento de amplitud, es una forma de modulación en la cual se representan los datos digitales como variaciones de amplitud de la onda portadora en función de los datos a enviar. La amplitud de una señal portadora analógica varía conforme a la corriente de bit (modulando la señal), manteniendo la frecuencia y la fase constante. El nivel de amplitud puede ser usado para representar los valores binarios 0s y 1s.
Modulación por Desplazamiento de Fase (PSK)
La modulación por desplazamiento de fase es una forma de modulación angular que consiste en hacer variar la fase de la portadora entre un número de valores discretos. Se caracteriza porque la fase de la señal portadora representa cada símbolo de información de la señal moduladora, con un valor angular que el modulador elige entre un conjunto discreto de»» valores posibles. Un modulador PSK representa directamente la información mediante el valor absoluto de la fase de la señal modulada, valor que el demodulador obtiene al comparar la fase de ésta con la fase de la portadora sin modular.
Tipos de Modulaciones PSK
BPSK = este esquema es la modulacion de desplazamiento de fase de 2 simbolos. Es la que presenta mayor inmunidad la ruido porque la diferencia entre simbolos es maxima (180º). Dichos simbolos suelen ser 0º para el 1 y 180º para el 0.
8PSK = Cualquier número de fases puede ser utilizado para construir una constelación de modulación PSK, pero 8-PSK, es por lo general la constelación de orden más alto PSK implementada. Con más de 8 fases, la tasa de error es demasiado alta y existen mejores modulaciones disponibles, aunque más complejas.
Modulación por Desplazamiento Diferencial de Fase (DPSK)
La modulación por desplazamiento diferencial de fase, es una forma de modulación digital, donde la información binaria de la entrada está compuesta en la diferencia entre las fases de dos elementos sucesivos de señalización, y no en la fase absoluta. Digamos que tienes los datos y esos datos desfasados, la señal dpsk sera un reloj con valor alto en los momentos en que los datos y los datos desfasados no estan en el mismo valor (alto o bajo). Esto se ve en la imagen:
Oscilador Controlado por Voltaje (VCO)
El VCO, como su nombre indica, hace referencia a un ‘Oscilador controlado por voltaje’. Se trata de un dispositivo electrónico que usa amplificación, realimentación y circuitos resonantes que da a su salida una señal de frecuencia proporcional a la tensión de entrada. Suelen aplicarse para generar señales moduladas en FM o como parte de ‘Bucles de enganche de fase’ (realimentar frecuencia y fase en un circuito)
Bucle de Enganche de Fase (PLL)
El PLL es un diagrama de bloques que consta de cuatro partes: un bloque PD (phase detector), usado como comparador, un filtro F(s), un acondicionador y la VCO. Al PLL entra una señal con su voltaje, su frecuencia y su fase característica directamente hasta el PD y éste compara la señal de entrada con la salida del VCO (que está conectado a modo de realimentación). El resultado de este bloque es un voltaje que contiene en su densidad espectral más componentes de las necesarias, de modo que se hace pasar la señal por un filtro pasa bajas F(s). A continuación hay un acondicionador que alimenta al oscilador controlado por tensión.
Transmisor Receptor Universal Asíncrono (UART)
Como indica sus siglas, la UART es un Transmisor Receptor Universal Asíncrono (básicamente, el chismito que usamos en las prácticas). Su funcionamiento es simple: modula la señal portadora (señal que queremos transmitir) mediante una señal moduladora (característica del tipo de modulación que queremos emplear) y se envía al receptor, donde se deco
difica la señal y se recupera la información. Para poder transmitir una señal es necesario modularla. Hay que tener en cuenta que para poder recuperar la señal NO PODEMOS PERDER LA FRECUENCIA DE LA SEÑAL PORTADORA. Alising: cuando se muestra una señal f(t), su densidad espectral se presenta repetida EF(w-nWm). En el caso de que los laterales de estas copias se superpongan se produce una pérdida de información contenida en esas frecuencias. Este fenómeno es conocido como aliasing.
Filtro antialiasing: un filtro antialiasing ideal permitirá el paso de todas las frecuencias apropiadas (por debajo de f1) y suprimirá todas las frecuncias no deseadas (por encima de f1). Sin embargo en la práctica solo cogeremos el rango llamado ‘banda de transición’
Filtro reconstructor: consiste en un filtrado que se ajuste al ancho de banda de la señal y que se encarga de la reconstrucción de la misma, según la teoría del muestreo.Criterio Barkhausen: el criterio de Barkhausen determina que para que la salida de un circuito oscilador sea distinto de 1 aún cuando la entrada de este sea cero, se requiere que la ganancia de bucle sea igual a 1. (en la realidad suele ser mayor que la unidad, para cuando la amplitud se recorte a la frecuencia de oscilación, se mantenga constante)
Diagrama de OJO: uno de los metodos de evaluar la calidad de un sistema de comunicaciones digitales es el diagrama de ojo, con el que se pueden apreciar algunos prolblemas con la comunicación. Basándonos en los pulsos transmitidos en banda base, sobre los que se añaden atenuaciones y ruidos, se visualizan y se interpretan varios diagramas de ojo. Se aplica para observar la calidad de los diferentes canales de comunicación del equipo.