Sin t

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Electrónica de Comunicaciones
CONTENIDO RESUMIDO 1- Introducción 2- Osciladores
3- Mezcladores. 4- Lazos enganchados en fase
(PLL). 5- Amplificadores de pequeña señal para
RF. 6- Filtros pasa-banda basados en resonadores
piezoeléctricos. 7- Amplificadores de potencia
para RF. 8- Demoduladores de amplitud (AM, DSB,
SSB y ASK). 9- Demoduladores de ángulo (FM, FSK y
PM). 10- Moduladores de amplitud (AM, DSB, SSB y
ASK). 11- Moduladores de ángulo (PM, FM, FSK y
PSK). 12- Tipos y estructuras de receptores de
RF. 13- Tipos y estructuras de transmisores de
RF. 14- Transceptores para radiocomunicaciones
ATE-UO EC dem AM 00
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7- Demoduladores de amplitud (AM, DSB, SSB y ASK).
Idea fundamental Obtener la forma de onda de la
moduladora (información) de la portadora
modulada, normalmente convertida a una frecuencia
intermedia.
ATE-UO EC dem AM 01
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Tipos de modulaciones analógicas de amplitud (I)
Modulación de amplitud, portadora completa (AM)
ATE-UO EC dem AM 02
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Tipos de modulaciones analógicas de amplitud (II)
Modulación en doble banda lateral, portadora
suprimida (DSB, DBL)
ATE-UO EC dem AM 03
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Tipos de modulaciones analógicas de amplitud (III)
Modulación en banda lateral única, portadora
suprimida (SSB, BLU). Banda Lateral Superior
(USB, BLS)
Una portadora de Banda Lateral Inferior (LSB,
BLI) tendría el mismo aspecto (cambiaría la
frecuencia)
ATE-UO EC dem AM 04
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Demodulación de AM con detector de pico (I)
ATE-UO EC dem AM 05
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Demodulación de AM con detector de pico (II)
ATE-UO EC dem AM 06
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Demodulación de AM con detector de pico (III)
Cálculo del detector de pico (I)
Ecuaciones vpAM(wmt, wpt) DvAM(wmt)cos(wpt) Dv
AM(wmt) Vp1 mcos(wmt)
Condición de diseño ½penvolvente½lt ½pRC½ Por
tanto
½-Vpwmmsen(wmt)½lt ½-Vp1 mcos(wmt)/(RC)½ ½
-RCwmmsen(wmt)½lt ½-1 mcos(wmt)½
ATE-UO EC dem AM 07
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Demodulación de AM con detector de pico (IV)
Cálculo del detector de pico (II)
Partimos de ½-RCwmmsen(wmt)½ lt ½-1
mcos(wmt)½ Por tanto RC lt 1
mcos(wmt)/wmmsen(wmt) Buscamos el mínimo
valor del término de la derecha, que corresponde
a cos(wmt) -m Sustituyendo RC lt 1
m21/2/(wmm) El peor caso será RC lt 1
mmax21/2/(wm maxmmax) Si m 1 entonces la
expresión anterior no se puede cumplir. Se toma
mmax 0,99.
vpAM(wmt, wpt)
ATE-UO EC dem AM 08
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Demodulación de AM con detector de pico (V)
Realización práctica de un detector de pico de
media onda
Filtro pasa altos
Detector de pico
ATE-UO EC dem AM 09
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Demodulación de AM con detector de pico (VI)
Realización práctica de un detector de pico de
onda completa
ATE-UO EC dem AM 10
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Demodulación de AM con detector coherente (I)
Principio de operación
Recuerdese cosAcosB 0,5cos(AB) cos(A-B)
vf
Señales de entrada vpAM(wmt, wpt) Vp1
vm(wmt)cos(wpt) vo(wot) Vocos(wot
f) Salida del mezclador
vmez k0,5Vp1 vm(wmt)Vocos(wp wo)t
f cos(wo - wp)t f Salida del
filtro vf k0,5Vp1 vm(wmt)Vocos(wo -
wp)t f Si la señal del oscilador coincide en
frecuencia y fase con la portadora, es decir, wo
wp y f 0º, entonces vf k0,5Vp1
vm(wmt)Vo que es proporcional a vm(wmt) una
componente de continua, que se elimina como en el
detector de envolvente Cómo conseguir wo wp y
f 0º?
ATE-UO EC dem AM 11
13
Demodulación de AM con detector coherente (II)
Recuperación de la portadora
vf k0,5Vp1 vm(wmt)Vo vfca
k0,5VpVovm(wmt)
ATE-UO EC dem AM 12
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Demodulación de AM con detector coherente (III)
Principales formas de onda con f 0º
Moduladora con nivel de continua
ATE-UO EC dem AM 13
15
Demodulación de AM con detector coherente (IV)
Principales formas de onda con f 90º
Como el valor medio de vmez es cero, no se
obtiene la moduladora por filtrado
ATE-UO EC dem AM 14
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Demodulación de DSB con detector coherente (I)
Principio de operación
Recuerdese cosAcosB 0,5cos(AB) cos(A-B)
Señales de entrada vpDSB(wmt, wpt)
Vpvm(wmt)cos(wpt) vo(wot) Vocos(wot
f) Salida del mezclador
vmez k0,5Vpvm(wmt)Vocos(wp wo)t f
cos(wo - wp)t f Salida del filtro vf
k0,5Vpvm(wmt)Vocos(wo - wp)t f Si la
señal del oscilador coincide en frecuencia y fase
con la portadora, es decir, wo wp y f 0º,
entonces vf k0,5VpVovm(wmt) que es
proporcional a vm(wmt) Cómo conseguir wo wp y
f 0º?
ATE-UO EC dem AM 15
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Demodulación de DSB con detector coherente (II)
Recuperación de la portadora
Si elevamos al cuadrado la portadora modulada DSB
obtenemos vpDSB(wmt, wpt)2
Vpvm(wmt)2cos(wpt)2
0,5Vpvm(wmt)21 cos(2wpt) Existe una
componente de frecuencia doble. A esta frecuencia
se engancha el PLL y su frecuencia de salida se
divide por 2
ATE-UO EC dem AM 16
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Demodulación de DSB con detector coherente (III)
Principales formas de onda con f 0º
Moduladora
ATE-UO EC dem AM 17
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Demodulación de DSB con detector coherente (IV)
Principales formas de onda con f 90º
Como el valor medio de vmez es cero, no se
obtiene la moduladora por filtrado
ATE-UO EC dem AM 18
20
Demodulación de SSB con detector coherente (I)
Principio de operación (explicado para USB)
La explicación se hace para una modulación de un
tono único, cos(wm)t . Se puede hacer para todo
el espectro con la transformada de Hilbert
cosAcosB 0,5cos(AB) cos(A-B)
Señales de entrada vpUSB(wmt, wpt) Vpcos(wp
wm)t vo(wot) Vocos(wot f) Salida del
mezclador
vmez k0,5VpVocos(wp wo wm)t f
cos(wp - wo wm)t - f Salida del filtro vf
k0,5VpVocos(wp - wo wm)t - f Si la
señal del oscilador coincide en frecuencia y fase
con la frecuencia característica (la portadora
suprimida), es decir, wo wp y f 0º,
entonces vf k0,5VpVocos(wmt) que es
proporcional al tono de modulación cos(wm)t
ATE-UO EC dem AM 19
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Demodulación de SSB con detector coherente (II)

• Preguntas
• Cómo conseguir wo wp y f 0º?
• Qué pasa si no se cumple?

• Respuestas
• Para conseguir wo wp y f 0º hay que enviar
  una señal piloto de la portadora. No siempre se
  hace esto.
• La señal demodulada vf k0,5VpVocos(wp -
  wo wm)t - f tiene otra frecuencia y está
  desfasada, pero no se cancela como en los otros
  casos Þ No es tan grave.

ATE-UO EC dem AM 20
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Demodulación de SSB con detector coherente (III)
Principales formas de onda con wo wp y f 0º
Moduladora
ATE-UO EC dem AM 21
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Demodulación de SSB con detector coherente (IV)
Principales formas de onda con wo ¹ wp y f 0º
Dependiendo de la aplicación puede o no ser
importante esta discrepancia
Señal demodulada
Moduladora
ATE-UO EC dem AM 22
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Demodulación de SSB con detector coherente (V)
Problema qué pasa si hay una señal interferente
en la frecuencia de la banda lateral no utilizada
(banda imagen)?
Señales de entrada vpUSB1(wm1t, wp1t)
Vp1cos(wp1 wm1)t vpUSB2(wm2t, wp2t)
Vp2cos(wp2 wm2)t vo(wot) Vocos(wot
f) Salida del mezclador
vmez k0,5Vp1Vocos(wp1 wo wm1)t f
cos(wp1 - wo wm1)t - f k0,5Vp2Vocos(w
p2 wo wm2)t f cos(wp2 - wo wm2)t -
f Salida del filtro vf k0,5Vp1Vocos(wp
1 - wo wm1)t - f k0,5Vp2Vocos(wp2 -
wo wm2)t - f Supongamos wo wp1 y f 0º,
entonces vf k0,5Vp1Vocos(wm1t)
k0,5Vp2Vocos((wp1 wp2 - wm2)t) Luego
existe una componente indeseada a la salida del
filtro
ATE-UO EC dem AM 23
25
Demodulación de SSB con detector coherente (VI)
Con un tono único
Con un espectro
Señal no inteligible
ATE-UO EC dem AM 24
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Demodulación de SSB con detector coherente (VII)
Como eliminar una señal interferente en la
frecuencia de la banda lateral no utilizada
(banda imagen)?

• Por filtrado de la portadora modulada
• Usando un mezclador con rechazo de banda imagen
  (estructura I/Q)

Filtrado de la portadora modulada
ATE-UO EC dem AM 25
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Demodulación de SSB con mezclador con rechazo de
banda imagen (estructura I/Q), (I)
Supongamos wo wp1 y f 0º, entonces (igual que
en ATE-UO EC dem AM 23) vf1
k0,5Vp1Vocos(wm1t) k0,5Vp2Vocos((wp1
wp2 - wm2)t) Procediendo de igual forma con el
mezclador de abajo, pero teniendo en cuenta el
desfase de 90º en la señal del oscilador,
queda vf2 k0,5Vp1Vocos(wm1t - p/2)
k0,5Vp2Vocos((wp2 wp1 wm2)t - p/2)
k0,5Vp1Vosen(wm1t) - k0,5Vp2Vosen((wp1
- wp2 - wm2)t)
ATE-UO EC dem AM 26
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Demodulación de SSB con mezclador con rechazo de
banda imagen (estructura I/Q), (II)
Retrasamos otros 90º vf2 para obtener vf2 y
queda vf2 k0,5Vp1Vosen(wm1t - p/2) -
k0,5Vp2Vosen((wp1 - wp2 - wm2)t - p/2) -
k0,5Vp1Vocos(wm1t) k0,5Vp2Vocos((wp1 -
wp2- wm2)t) - k0,5Vp1Vocos(wm1t)
k0,5Vp2Vocos((wp2 - wp1 wm2)t) Como vf1
k0,5Vp1Vocos(wm1t) k0,5Vp2Vocos((wp2 -
wp1 wm2)t), entonces vs vf1 - vf2
kVp1Vocos(wm1t) La opción de suma es para LSB
No aparece la componente de frecuencia
wp1-wp2-wm2, que es la señal interferente
ATE-UO EC dem AM 27
29
Demodulación de SSB con mezclador con rechazo de
banda imagen (estructura I/Q), (III)
ATE-UO EC dem AM 28
30
Ejemplo de esquema real de desfasadores de audio
para demodulador de SSB con mezclador con rechazo
de banda imagen (obtenidos del ARRL Handbook 2001)
ATE-UO EC dem AM 29
31
Tipos de modulaciones digitales de amplitud (I)
Modulación digital de amplitud, (Amplitude Shift
Keying, ASK). También On-off Keying, OOK y
Continuous wave, CW
ATE-UO EC dem AM 30
32
Tipos de modulaciones digitales de amplitud (II)
Modulación digital de amplitud en cuadratura,
(Quadrature Amplitude, Modulation, QAM)
ATE-UO EC dem AM 31
33
Demodulación de ASK

• Con detector de pico
• Con detector coherente

ATE-UO EC dem AM 32
34
Demodulación de radiotelegrafía al oído
Con detector coherente o detector de batido
wO wp pero wO ¹ wp
ATE-UO EC dem AM 33
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Demodulación de QAM con detector coherente I/Q
ATE-UO EC dem AM 34