FSC

FUNDAMENTOS DE SISTEMAS DE COMUNICACIONESMODULACION POR PULSOS CODIFICACION DIGITAL TRANSMICION EN BANDA BASE LABORATORIOS Gustavo Difranco 2004

FUNDAMENTOS SOBRE LA MODULACION DE PULSOS PAM

LOS FUNDAMENTOS

La idea bsica de la modulacin por pulsos se fundamenta en el concepto de que es posible recuperar completamente una seal analgica desde algunas muestras de ella. Esto sucede siempre y cuando la cantidad de muestras sea la suficiente para la cantidad de informacin que se desea recuperar. Estos conceptos se fundamentan en el Teorema del Muestreo de Nyquist que permite determinar la cantiad de muestras o velocidad de muestreo para cualquier seal que se pretenda recuperar.Los beneficios de aplicar estos principios estn bsicamente en la transmisin. Transmitir muestras en lugar de seales analgicas completas nos lleva a pensar el proceso como la transmisin de impulsos de amplitud variable; la informacin esta contenida en la amplitud del impulso sin que la duracin del impulso tenga importancia. Del prrafo anterior se desprende que la relacin seal / ruido tiende a mejorar debido a que ,en trminos estadsticos, el ruido afectara menos al tren de pulsos que a la seal completa. Otra de las ventajas importantes de la transmisin de Impulsos, es que entre pulso y pulso de una misma seal analgica existe tiempo ocioso del canal de transmisin; esto indica que por un mismo canal fsico podrn enviarse varias seales diferentes: A este ultimo concepto so lo llama TDM (Time Divisin Mltiplex)La figura muestra una secuencia de seal original muestreada y recuperada

TIPOS DE MUESTREO EN PAM

Se utilizan bsicamente dos tipos de muestreo diferente, Muestreo Natural y Muestreo de Cspide Plana. En las figuras pueden verse ambos tipos de muestreo y los esquemas circuitales asociados

ANLISIS ESPECTRAL DE LA SEAL PAM

En condiciones ideales de muestreo, es decir con pulsos infinitesimalmente estrechos y a la velocidad de Nyquist , el muestreo de una seal de mensaje contenida en la banda base dar como resultado espectral la replica exacta del mensaje. Cada replica estar centrada en la la componente fundamental de la frecuencia de muestreo fs y tambin alrededor de cada una de sus armnicas 2fs , 3fs , 4fs , etc.Esta situacin se observa en la figura.Cuando las condiciones son reales y el muestreo se efecta con pulsos que no son infinitesimalmente estrechos, sino de ancho t y a la velocidad de Nyquist o superior , el muestreo de una seal de mensaje contenida en la banda base dar como resultado espectral la replica no exacta del mensaje. Cada replica, tambin estar centrada en la la componente fundamental de la frecuencia de muestreo fs y de cada una de sus armnicas 2fs , 3fs , 4fs , etc.Las replicas irn atenuandose en amplitud, con la forma de una Sinc cuyo cruce por cero esta en 1/ t . Uno de los efectos no deseables de esta situacin es la perdida de informacin. Tal como se muestra en la prxima figura para sendos casos de cspide natural y cspide plana.

CONDICIONES DE LA MODULACION PAM

En el proceso de modulacin PAM la seleccin de la frecuencia de muestreo juega un papel fundamental. Debido a la existencia de replicas del espectro de la seal de mensaje, es necesario tener en cuenta una banda de guarda entre dos replicas adyacentes; esto significa que la frecuencia de muestreo debe ser mayor que 2 veces la frecuencia mxima de la sal de mensaje. Tener en cuenta este detalle evitara la presencia de Aliases. En la figura se pueden ver dos casos extremos.CONDICIONES DE LA DEMODULACION PAM

En el proceso de demodulacion PAM debe tenerse en cuenta el proceso de filtrado para la recuperacin de la seal del mensaje original. La calidad del filtro de recuperacin tiene que ver con el orden del filtro, es decir, un filtro de alto orden tendr una pollera de corte mas abrupto que un filtro de orden bajo. En los esquemas de la prxima figura puede verse que la calidad del filtro de recuperacin y la eleccin de la frecuencia de muestreo son de fundamental importancia para la modulacin PAM

Seal recuperada con el filtro de la figura C Seal recuperada con el filtro de la figura B

FUNDAMENTOS SOBRE LA MODULACION DE PULSOS CODIFICADOS PCM

LOS FUNDAMENTOS

Tal como fue tratado en el sistema de Modulacin por Pulsos PAM, el sistema PCM es bsicamente el mismo procedimiento de muestreo, con la posterior codificacin digital de cada muestra.En lneas generales el proceso PAM , como se indica en la figura, de por resultado una serie de muestras que contienen la informacin necesaria para que la seal del mensaje pueda ser recuperada.En trminos de transmisin de la informacin, la seal muestreada que sale del troceador, es una serie de pulsos analgicos que formaran parte de algn procesamiento propio de las comunicaciones.La idea de Codificar los pulsos, es simplemente transformar las muestras que salen del troceador en una seal digital. Esto pauta la idea PCM, simplemente transformar el nmeros binarios las muestras PAM.En estos trminos se pueden manejar los mismos conceptos de muestreo que se utilizan en PAM y agregar conversores Analgicos / Digitales para codificar de algn modod las muestras.LA CONVERSION A / D

En los conversores analgicos / digitales del equipamiento que usaremos, la seal de clock es directamente la seal de muestreo. El clock dispara por flanco ascendente el inicio del proceso de conversin y por flanco decendente el final. Por cada ciclo de clock existe un proceso de muestreo y digitalizacin en 8 bits, que estar disponible en los buffers de salida del conversor. La disponibilidad de la informacin binaria esta relacionada con la estabilidad de las seales elctricas de la etapa de salida; cuando la conversin de haya completado, la salida de sincronismo EOC pone nivel alto indicando que las salidas digitales estn disponibles. La disponibilidad de salidas digitales estables termina cuando el clock pasa por su flanco descendente. La figura muestra las entradas y salidas del conversor

La necesidad de codificar seales analgicas positivas y negativas, se resuelve identificando con 0 en el Bit mas significativo para los valores positivos y un 1 en el Bit menos significativo para los negativosEn la figura puede observarse un ejemplo de codificacin en funcin de los voltajes de entrada para 3 bits. En este grfico puede verse que el cdigo no tiene valor asignado para una seal analgica nula, esto significa que el sistema estar oscilando entre 100 y 001 permanentemente , cada vez que la entrada analgica sea nula.Un sistema binario normalizado trabaja en 8 bits, esto determina 128 niveles positivos y 128 niveles negativos. LA CONVERSION D / A

En la figura puede verse un esquema circuital de conversor Digital / Analgico de 4 Bits. El principio de funcionamiento puede deducirse de la observacin.

La Figura muestra el nivel de decisin de la salida analgica para un conversor de 3 bitsRECUPERACION DE LA SEAL EN SISTEMAS PCM

En las figuras puede verse la recuperacin de seales con diferentes palabras de cdigo, desde 6 bits hasta 1 bit

RUIDO EN SISTEMAS PCM

Debido al procesamiento digital el sistema PCM tiene dos alternativas de ruido posibles para considerar.El Ruido de Sobrecarga y el Ruido de CuantizacionEl ruido de sobrecarga depende fuertemente de las caracteristicas de la seal de entrada y tiene que ver con los picos de amplitud que saturan al sistema, es decir que las muestras de esos picos extremos tendrn siempre el valor mximo de cdigo posible debido a que el sistema sa ha saturado.El ruido de cuantizacion esta siempre presente y se debe a que en el proceso de cuantizacion hay un numero finito de niveles posibles para ponderar las muestras de la seal analgica.En la figura se muestra la seal analgica comparada con la cuantificada y tambin el error resultante.

Todos los sistemas PCM sufren de ruido de cuantizacion y sobrecarga. La relacin de Ruido de Cuantizacion con respecto a la seal del mensaje depende fuertemente de la amplitud de la seal del mensaje. El sistema es mas hbil para seguir a las seales de amplitud baja que a las de amplitud alta, es decir que la SNqR (relacin saal a ruido de cuantizacion) crece con la amplitud de la seal.Para todos los sistemas PCM estndar se han desarrollado Companders es decir sistemas dedicados a la compresin y expansin de las seales de mensaje, que permiten mantener la SNqR en valor constante en todo el rango de seales.

LEYES TIPICAS DE COMPANDER EN SISTEMAS PCM

Hay dos leyes tpicas de compander, Ley A o ley Europea y Ley m o ley Norteamericana. Se las presenta de modo grfico y/o de modo tabla.En las figuras se ve la Ley A.

FUNDAMENTOS SOBRE LA MODULACION DE AMPLITUD DIGITAL ASK

LOS FUNDAMENTOS

Entre todos los tipos de modulacin existentes, tambin estn los procesos de modulacin de portadoras con seales netamente digitales, es decir que los bits son la seal modulante.Dentro de las variantes de la modulacin con seales digitales esta la modulacin de amplitud. Esto es la modulacin de amplitud de la portadora con los 1 y 0 propios de la seal digital.En el esquema puede verse la idea bsica del procesoEste proceso de modulacin da por resultado seales como las de la figura

El proceso de deteccin de ASK se resume en el siguiente grfico FUNDAMENTOS SOBRE LA MODULACION DE FASE DIGITAL BPSK

LOS FUNDAMENTOS

Como en el caso anterior, dentro de las variantes de la modulacin con seales digitales esta la modulacin de fase. Esto es la modulacin de fase de la portadora con los 1 y 0 propios de la seal digital.En el esquema puede verse la idea bsica del procesoEste proceso de modulacin da por resultado seales como las de la figura

El proceso de deteccin de BPSK se resume en el siguiente grfico

Tambin existen otras formas de modulacin... En la figura siguiente se comparan ASK - BPSK y FSK

LABORATORIO Nro 1

GENERACION Y RECEPCION DE SEALES TIPO PAM En este ensayo se observara el comportamiento espectral y temporal de seales muestreadas de modo natural y de modo cspide plana. Se observaran los efectos de aliasing cuando se modifican las frecuencias de muestreo o la frecuencia del mensaje. La recepcin de la seal PAM se realizara de distintos modos y se comparara la seal recibida con el mensaje original. Se recibir la informacin en presencia de ruido y se ensayara la transmisin de voz en PAM.

Predisposicin del Analizador EspectralRango de Frecuencias 0-30 MHzImpedancia de entrada 1 M WAtenuacin de entrada 20dBm (depende del nivel de seal)Amplitud de frecuencia acorde a la observacinMarcadores en Off ( O )Escala = LOGNivel de salida = CALModo = VIVO

Predisposicin de los generadores de funcinUtilizar generadores de onda senoidal en mnimo nivel de salida (adecuado a la observacin)en frecuencias entre 20 Hz y 15 KHz.

Predisposicin del generador de seales de relojSeleccionar la salida A del generador de seal de reloj, con frecuencia VAR (variable) y divisin de frecuencia n =2. Debe disponerse de una salida para inyectar clock en el generador PAM y en el disparo externo del osciloscopio (de ser necesario)

Predisposicin del OsciloscopioPredisponer un canal para visualizar la seal del mensaje, un canal para visualizar la seal PAM y otro para visualizar le seal de clock.

Predisposicin del generador PAM Inyectar la seal del mensaje en la entrada del generador PAM e inyectar el clock en la entrada de reloj. Se debe acomodar la ganancia de salida de acuerdo a las condiciones de observacin. El modo de muestreo arrancara en la posicin de muestreo natural y se operara segn el requerimiento.

Predisposicin del receptor PAM Inyectar la seal transmitida en PAM en la entrada del receptor PAM e inyectar el clock en la entrada de reloj. Se debe acomodar la ganancia de salida de acuerdo a las condiciones de observacin

Procedimiento

1 ) Se trata de observar la seal original en trminos temporales y frecuenciales, comparandola con las seales recuperadas. Observando el comportamiento temporal y espectral de la seal PAM.

Inyectar una seal sinusoidal de 3,2 KHz , muestrear de modo natural con frecuencia de muestreo de 32 KHz y observar la seal de salida. Inyectar la seal PAM en el filtro paso bajo de frecuencia de corte variable (en caso de existir) y observar la recuperacin del mensaje que es capaz de efectuar el filtro.Observar como recupera la seal el receptor PAM. Cambiar el modo de muestreo a cspide plana y repetir el evento. (se debe prestar atencin en la forma espectral del PAM transmitido en estas condiciones)Disminuir la frecuencia de muestreo a la mitad y repetir el punto anteriorDisminuir la frecuencia de muestreo hasta que la seal sea irrecuperable.Repetir los ensayos para una seal triangular y para una seal cuadradaEvaluar el fenmeno de aliasing visto en el analizador

2 ) Se trata de observar en detalle el comportamiento espectral de una seal PAM y que influencia tiene el modo de muestreo sobre el espectro.

Inyectar una seal sinusoidal de 8 KHz , muestrear de modo natural con frecuencia de muestreo de 64 KHz y observando el espectro reconocer la distorsin de apertura producida por el Sinc de un pulso de ancho finito. Observar y explicar la repeticin espectral.Cambiar el modo de muestreo a cspide plana y repetir el evento anterior.Cambiando alternativamente los modos de muestreo, observar las diferencias espectrales entre ambos.Recuperar la seal el receptor PAM y observarla en el osciloscopio. Producir el fenmeno de aliasing variando la frecuencia de muestreo. Obteniendodo un aliasing que altere la informacin, observar con el analizador el espectro de la informacin enviada y el espectro de la informacin recibida con aliasing, compararlas y explicar la presencia de las componentes espectrales agregadas. Repetir los ltimos dos puntos con pasando previamente la seal de informacin por un filtro paso bajo

3) Se trata de observar el espectro y la seal recibida en presencia de ruido

Repetir el ensayo del punto 2 con inyeccin de ruido blanco en el canal, para diferentes intensidades.

4 ) Se trata de observar una seal de voz original en trminos temporales y frecuenciales, comparandola con las seal recuperada. Operar la frecuencia de muestreo y observar el comportamiento temporal y espectral de la seal PAM en audio real. Se escucharan las seales transmitidas y recibidas en los amplificadores de audio.

Obtener una seal de audio y pasarla previamente por un filtro pasa bajos de frecuencia de corte variable e Inyectarla en un amplificador de audio y en el modulador PAM, muestrear de modo natural con frecuencia de muestreo adecuada a la tasa de Nyquist y observar la seal de salida del modulador. Observar, adems, como recupera la seal el receptor PAM e inyectar tambin esta seal en un amplificador de audio. Cambiar el modo de muestreo a cspide plana y repetir el evento. (se debe prestar atencin en la forma espectral del PAM transmitido en estas condiciones )Disminuir la frecuencia de muestreo a la mitad y repetir el punto anteriorDisminuir la frecuencia de muestreo hasta que la seal sea irrecuperable.Evaluar el fenmeno de aliasing visto en el analizador y observar su relacin con la perdida de informacin que se escucha en el mensaje.

GENERACION Y RECEPCION DE SEALES TIPO PCM En este ensayo se observara el comportamiento espectral y temporal de seales muestreadas de modo natural y de modo cspide plana. Se observaran los efectos de aliasing cuando se modifican las frecuencias de muestreo o la frecuencia del mensaje. La recepcin de la seal PCM se realizara de distintos modos y se comparara la seal recibida con el mensaje original. Se recibir la informacin en presencia de ruido y se ensayara la transmisin de voz en PCM.

Predisposicin del Analizador EspectralRango de Frecuencias 0-30 MHzImpedancia de entrada 1 M WAtenuacin de entrada 20dBm (depende del nivel de seal)Amplitud de frecuencia acorde a la observacinMarcadores en Off ( O )Escala = LOGNivel de salida = CALModo = VIVO

Predisposicin de los generadores de funcinUtilizar generadores de onda senoidal en mnimo nivel de salida (adecuado a la observacin)en frecuencias entre 20 Hz y 15 KHz.

Predisposicin del generador de seales de relojSeleccionar la salida A del generador de seal de reloj, con frecuencia VAR (variable) y divisin de frecuencia n =2. Debe disponerse de una salida para inyectar clock en el encoder PCM y en el disparo externo del osciloscopio (de ser necesario)

Predisposicin del OsciloscopioPredisponer un canal para visualizar la seal del mensaje, un canal para visualizar la seal PCM y otro para visualizar le seal de clock.

Predisposicin del encoder PCM Inyectar la seal del mensaje en la entrada del encoder PCM e inyectar el clock en la entrada de reloj. Se debe acomodar la ganancia de salida de acuerdo a las condiciones de observacin.Predisponer en la opcin DIRECTO

Predisposicin del decoder PCM Inyectar la seal transmitida en PCM en la entrada del decoder PCM e inyectar el clock en la entrada de reloj. Se debe acomodar la ganancia de salida de acuerdo a las condiciones de observacin y debe seleccionarse la opcin OFFSETConectar entre encoder y decoder la seal EOC

Procedimiento

1 ) Se trata de observar la seal original en trminos temporales y frecuenciales, comparandola con las seales recuperadas. Observando el comportamiento temporal y espectral de la seal PCM.

Inyectar una seal sinusoidal de 4 KHz , muestrear de modo natural con frecuencia de muestreo de 40 KHz y observar la seal de salida. Inyectar la seal PCM en el decoder atraves del BUS paralelo y observar como se recupera la seal . Cambiar el modo de transmisin al BUS serie y observar si se producen modificaciones.Disminuir la frecuencia de muestreo a la mitad y repetir el punto anteriorDisminuir la frecuencia de muestreo hasta que la seal sea irrecuperable.Repetir los ensayos para una seal triangular y para una seal cuadradaEvaluar el fenmeno de aliasing visto en el analizador

2 ) Se trata de observar en detalle el comportamiento espectral de una seal PCM y que influencia tiene el modo de muestreo sobre el espectro.

Inyectar una seal sinusoidal de 4 KHz , muestrear de modo natural con frecuencia de muestreo de 8 KHz y observando el espectro reconocer la distorsin de apertura producida por el Sinc de un pulso de ancho finito. Observar y explicar la repeticin espectral a la salida del decoder PCRecuperar la seal el decoder PCM y observarla en el osciloscopio. Producir el fenmeno de aliasing variando la frecuencia de muestreo. Obtenido un aliasing que altere la informacin, observar con el analizador el espectro de la informacin enviada y el espectro de la informacin recibida con aliasing, compararlas y explicar la presencia de las componentes espectrales agregadas. Repetir los ltimos dos puntos pasando previamente el canal de salida serie del encoder PCM por un filtro paso bajo de frecuencia de corte variable, con el fin de deformar los datos transmitidos

3) Se trata de observar el espectro y la seal recibida en presencia de ruido

Repetir el ensayo del punto 2 con inyeccin de ruido blanco en el canal, para diferentes intensidades.

4 ) Se trata de observar una seal de voz original en trminos temporales y frecuenciales, comparandola con las seal recuperada. Operar la frecuencia de muestreo y observar el comportamiento temporal y espectral de la seal PCM en audio real. Se escucharan las seales transmitidas y recibidas en los amplificadores de audio.

Obtener una seal de audio e Inyectarla en un amplificador de audio y en el encoder PCM, muestrear de modo natural con frecuencia de muestreo adecuada a la tasa de Nyquist y observar como recupera la seal el decoder PCM e inyectar tambin esta seal en un amplificador de audio. filtro pasa bajos de frecuencia de corte variable e Pasar la seal de salida del BUS serie por un filtro pasa bajos de frecuencia de corte variable y observar como se recupera la seal.Disminuir la frecuencia de muestreo a la mitad y repetir el punto anteriorDisminuir la frecuencia de muestreo hasta que la seal sea irrecuperable.Evaluar el fenmeno de aliasing visto en el analizador y observar su relacin con la perdida de informacin que se escucha en el mensaje.

CARACTERISTICAS DEL RUIDO DE CUANTIFICACION EN PCM En este ensayo se observara el comportamiento espectral y temporal del ruido de cuantizacion propio de los sistemas PCM. Se observaran los efectos sobre el ruido de cuantizacion cuando se modifican los intervalos de cuantizacion y como se modifica el ruido con la intervencin de filtros pasa bajos.En todos los casos se escuchara la informacin con ayuda de los amplificadores de audio.

Predisposicin del Analizador EspectralRango de Frecuencias 0-30 MHzImpedancia de entrada 1 M WAtenuacin de entrada 20dBm (depende del nivel de seal)Amplitud de frecuencia acorde a la observacinMarcadores en Off ( O )Escala = LOGNivel de salida = CALModo = VIVO

Predisposicin de los generadores de funcinUtilizar generadores de onda senoidal en mnimo nivel de salida (adecuado a la observacin)en frecuencias entre 20 Hz y 15 KHz.

Predisposicin del generador de seales de relojSeleccionar la salida A del generador de seal de reloj, con frecuencia VAR (variable). Debe disponerse de una salida para inyectar clock en el encoder PCM y en el disparo externo del osciloscopio (de ser necesario)

Predisposicin del OsciloscopioPredisponer un canal para visualizar la seal del mensaje enviado , un canal para visualizar la seal del mensaje recibido y un canal para visualizar la resta de ambos canales.

Predisposicin del encoder PCM Inyectar la seal del mensaje en la entrada del encoder PCM e inyectar el clock en la entrada de reloj. Se debe acomodar la ganancia de salida de acuerdo a las condiciones de observacin.Predisponer en la opcin DIRECTO

Predisposicin del decoder PCM Inyectar la seal transmitida en PCM en la entrada del decoder PCM e inyectar el clock en la entrada de reloj. Se debe acomodar la ganancia de salida de acuerdo a las condiciones de observacin y debe seleccionarse la opcin OFFSET

Predisposicin del interruptor de sealesInyectar la seal transmitida en PCM en la entrada DB9 del interruptor de seales y la salida DB9 del mismo conectarla a la entrada del decoder PCM. Predisponer todos los interruptores en OFF ( posicin O ).Los interruptores de seal representan a los bits B0 a B7 de las palabras de cdigo en los respectivos botones 1 a 8 , esto quiere decir que liberar el botn 1 significa que la palabra de cdigo pierde un bit y la cantidad de intervalos de cuantizacion pasa de 256 a 128, liberar el que sigue nos lleva a 64 y as sucesivamente.

Procedimiento

1 ) Se trata de observar la seal original en trminos temporales y frecuenciales, comparandola con la seal recuperada. Observando el comportamiento del error de cuantizacion en el osciloscopio , en el analizador y en el audio

Inyectar una seal sinusoidal de 4 KHz muestrear con frecuencia de muestreo de 8 KHz y observar la seal original en el osciloscopio. Inyectar la seal PCM del encoder atraves del BUS paralelo en la entrada DB9 del interruptor de seales y la salida DB9 del mismo conectarla a la entrada del decoder PCM. y observar como se recupera la seal.Observar la resta de ambos canales en el osciloscopio, este es el error de cuantizacion.Observar el espectro de la seal original y el de la seal recuperada, compararlosDisminuir la frecuencia de muestreo a la mitad y repetir el punto anteriorDisminuir la frecuencia de muestreo hasta que la seal sea irrecuperable.y observar.Volver a la situacin original y comenzar a cambiar el numero de intervalos de cuantizacion,uno a uno hasta que la seal sea irrecuperable y/o el error sea inadmisible para una transmisin inteligible.

RESISTENCIA DEL PCM AL RUIDO Y LA DISTORSION En este ensayo se observara el temporal de la seal digital codificada por el sistema PCM. Se observaran los efectos de ruido y limitacin de banda del canal. Bsicamente se observara una seal de canal PCM estndar y se ponderara la calidad del sistema.

Predisposicin de los generadores de funcinUtilizar generadores de onda senoidal en mnimo nivel de salida (adecuado a la observacin)en frecuencias entre 20 Hz y 15 KHz.

Predisposicin del generador de seales de relojSeleccionar la salida A del generador de seal de reloj, con frecuencia VAR (variable). Debe disponerse de una salida para inyectar clock en el encoder PCM y en el disparo externo del osciloscopio

Predisposicin del OsciloscopioPredisponer un canal para visualizar la seal de la seal codificada en PCM a la salida del encoder, disparar con el clock y predisponer la pantalla para obtener un diagrama de ojo similar al de la figura anterior.

Predisposicin del encoder PCM Inyectar la seal del mensaje en la entrada del encoder PCM e inyectar el clock en la entrada de reloj. Se debe acomodar la ganancia de salida de acuerdo a las condiciones de observacin.Predisponer en la opcin DIRECTO

Predisposicin del decoder PCM Inyectar la seal transmitida en PCM en la entrada del decoder PCM e inyectar el clock en la entrada de reloj. Se debe acomodar la ganancia de salida de acuerdo a las condiciones de observacin y debe seleccionarse la opcin OFFSET

Procedimiento

1 ) Se trata de observar el diagrama de ojo de la seal codificada en PCM y observar que efecto tienen en ella el ruido en el canal y la distorsin debida a las modificaciones en el ancho de banda del canal.

Inyectar una seal sinusoidal de 1 KHz muestrear con frecuencia de muestreo de 8 KHz y observar la seal de salida serie del encoder en el diagrama de ojo del osciloscopio. Inyectar la seal PCM del encoder atraves del BUS paralelo en la entrada del decoder y obtener el audio con el amplificador. Inyectar distintas potencias de ruido en el canal y observar el comportamiento del diagrama de ojo y la respuesta que el sistema tiene para la recuperacin de la seal.Quitar la intervencin del ruido e insertar en el canal el filtro paso bajo de frecuencia de corte variable de forma tal que podamos acotar severamente y en forma gradual el ancho de banda del canal. Observar la distorsin en el diagrama de ojo y la respuesta que el sistema tiene para la recuperacin de la seal.Volver a inyectar ruido y repetir el evento anterior

LABORATORIO Nro 2

GENERACION Y RECEPCION DE SEALES ASK En este ensayo se observara el comportamiento espectral y temporal de seales transmitidas en ASK.Se observara que la seal de ASK consiste en choppear una portadora senoidal al ritmo de los datos que son transmitidos. Se vera que el proceso de modulacin desplaza el espectro de la seal de datos en banda base hasta la frecuencia de la portadora y tambin se observara que el ancho de banda utilizado ser dos veces el de la seal en banda base. Se observara el comportamiento de ASK con presencia de ruido en el canal.

Predisposicin del Analizador EspectralRango de Frecuencias 0-30 MHzImpedancia de entrada 1 M WAtenuacin de entrada 20dBm (depende del nivel de seal)Amplitud de frecuencia acorde a la observacinMarcadores en Off ( O )Escala = LOGNivel de salida = CALModo = VIVO

Predisposicin del generador de funcinUtilizar onda senoidal en nivel de salida de adecuado a la observacin en frecuencia de 1, 2 KHz.

Predisposicin del generador de seales de relojSeleccionar la predisposicin EXT del generador de seal de reloj e inyectar seal TTL de la misma frecuencia de la portadora que genera el generador de funcin ( 1 , 2 KHz ). Utilizar como divisin de frecuencia n = 0 y la salida K = 4 .

Predisposicin del OsciloscopioPredisponer un canal para visualizar la seal del mensaje, un canal para visualizar la seal ASK y otro para visualizar la seal de los datos transmitidos. Usar como disparo externo la salida sincrnica del generador de secuencia pseudoaleatoria.

Predisposicin del generador ASK Inyectar la seal portadora en la entrada del generador PAM / ASK en el modo ASK. Inyectar los datos modulantes en la entrada de reloj.

Predisposicin del Generador de Secuencia Binaria Pseudoaleatoria Bits por secuencia n = 2 , periodos de reloj integrales = 00 (oprima el botn load) , Periodos de reloj fraccional = Fino y Grueso todo a la izquierda.

Predisposicin del interruptor de sealSalida por Selector 1 con la seal 7

Procedimiento

1 ) Se trata de observar la seal original en trminos temporales y frecuenciales de la transmisin ASKInyectar la seal sinusoidal de 1,2 KHz en la entrada de portadora del generador de ASK, inyectar la seal TTL sincrnica con la portadora en la entrada EXT del generador de reloj y reinyectar la salida de este en la entrada de clock del GSBP , usar la salida de este ultimo como generador de los datos que deben ser inyectados en la entrada de datos del generador ASK.Conectar atraves de la salida DB9 test point del generador ASK con la entrada DB9 del interruptor / generador de seales y observar en el canal 1 del osciloscopio la salida del selector 1 predispuesto en la seal 7. Conectar la salida de datos del GSBP ( entrada al ASK) al canal 2 del osciloscopio y dispararlo con la salida sincrnica del GSBP.

Seleccionar las seales 1 y 7 en el interruptor de seales para poder ver portadora y ASK . Conectar la salida retardada del GSBP en lugar de la salida normal para eliminar las discontinuidades de la portadora en ASK . Efectuar cambios sobre el n del GSBP y observar el comportamiento, Efectuar adems cambios en el k de la salida del generador de clockDesconecte la entrada EXT del generador de clock y trabaje con el mismo clock anterior, pero ahora no sincrnico y trate de observar las seales. Volver a la condicin de sincronismo anterior antes de continuar el ensayo.Desconectar la salida DB9 test point del generador ASK y conectar el mismo cable al conector DB9 del receptor ASK. Conectar al canal 2 del osciloscopio a la salida del selector 2 del interruptor de seales y seleccione la seal 5. En este punto observara la seal de entrada ASK por el selector 1, seal 4 en canal 1 del osciloscopio y la seal rectificada en el receptor ASK por el selector 2 , seal 5 en canal 2 del osciloscopio. Seleccionando ahora la seal 5 del selector 1 y la seal 6 del selector 2 se podr ver la seal rectificada y la salida del filtro del receptor respectivamente. Esto permite ver como se va reconstruyendo la seal digital.Seleccionando ahora la seal 6 del selector 1 y la seal 7 del selector 2 se podr ver la salida del filtro del receptor y la salida del receptor con la seal reconstruidaConectando al canal 1 del osciloscopio la seal de entrada de datos original se podr comparar lo transmitido con lo recuperado por el receptorVolver a la situacin del primer punto de los anteriores con una portadora de 12 KHz , tratar por todos los medios posibles de eliminar las discontinuidades de la seal ASK y observar el espectro.Volver a la situacin del cuarto punto e inyectar ruido en el canal. En estas condiciones repetir todos los puntos que involucran la recepcin de ASK y la recuperacin de la seal.

GENERACION Y RECEPCION DE SEALES BPSK En este ensayo se observara el comportamiento espectral y temporal de seales transmitidas en BPSK.Se observara que las seales de BPSK son generadas usando un mezclador balanceado para invertir la fase de una seal de portadora senoidal, siempre y cuando la seal de datos cambie de estado. El espectro de una seal BPSK se asemeja al de una seal ASK, excepto en que la componente de frecuencia de portadora esta ausente en el espectro. Un demodulador de Bucle Costas, regenera la seal portadora. Esta seal regenerada es mezclada con la seal BPSK para recuperar los datos.

Predisposicin del Analizador EspectralRango de Frecuencias 0-30 MHzImpedancia de entrada 1 M WAtenuacin de entrada 20dBm (depende del nivel de seal)Amplitud de frecuencia acorde a la observacinMarcadores en Off ( O )Escala = LOGNivel de salida = CALModo = VIVO Predisposicin del generador de seales de relojSeleccionar la predisposicin VAR del generador de seal de reloj con n = 1 y ajustar la frecuencia en 180 KHz.en la salida B . Obtener adems una seal de reloj que sea 1/200 de B.

Predisposicin del OsciloscopioPredisponer dos canales en DC para ver diversas seales desde el interruptor de seales.Usar como disparo externo la salida sincrnica del generador de secuencia pseudoaleatoria.

Predisposicin del demodulador BPSK Frecuencia 1/100 de B = 1,8 KHz y INVERSOR en OUT

Procedimiento

1 ) Se trata de observar la seal original en trminos temporales y frecuenciales de la transmisin BPSKInyectar la seal del generador de reloj de la salida B en la entrada de clock del modulador BPSK y reinyectar la salida de 1/200 de B en la entrada de clock del GSBP , usar la salida de este ultimo como generador de los datos que deben ser inyectados en la entrada de datos del modulador BPSK .Conectar la salida del modulador BPSK con la entrada del demodulador BPSK. Atraves de la salida DB9 test point del modulador BPSK con la entrada DB9 del interruptor / generador de seales. Conectar el canal 1 del osciloscopio la salida del selector 1 del interruptor y conectar el canal 2 del osciloscopio la salida del selector 2. Disparar el osciloscopio con la salida sincrnica del GSBP.

Seleccionar la seal 4 del selector 1 y seleccionar la seal 5 del selector 2 en el interruptor de seales para poder ver la salida del divisor de frecuencia y la portadora.

Seleccionar la seal 1 del selector 1 y seleccionar la seal 3 del selector 2 en el interruptor de seales para poder ver los datos de entrada y el nivel de salida del conversor de nivel.

Seleccionar la seal 6 del selector 1 para poder ver la salida del modulador de faseSeleccionar la seal 8 del selector 1 para poder ver la seal de BPSK.Desconectar la salida DB9 test point del modulador BPSK y conectar el mismo cable al conector DB9 del demodulador BPSK.Seleccionando ahora la seal 1 del selector 1 y la seal 3 del selector 2 se podr ver la seal no modulada de BPSK si previamente quito la seal del GSBP y podr ver la salida del VCO. Pruebe la capacidad de enganche que tiene el sistema. Practica de USOArmar el sistema de modulacin PCM del laboratorio anterior y utilizando el receptor de FM armar una trama PCM con info de radio y transmitirla en BPSK. Demodular , decodificar y finalmente escuchar los resultados. Repetir el evento con ruido en el canal de BPSK y agregar Crosstalk en el PCM