Examen de Telecomunicaciones 1 Resuelto 2017

EXAMEN DE TELEC OMU OMUNICACIONES NICACIONES 1 PREGUNTAS

1. Explique analíticamente, analíticamente, en el dominio dominio del tiempo y de la frecuencia, frecuencia, el Teorema de la Modulación. Por qué es necesario modular? El ingeniero sueco Harry Nyquist formuló el siguiente teorema para obtener una grabación digital de calidad: “La frecuencia de muestreo mínima requerida para

realizar una grabación digital de calidad, debe ser igual al doble de la frecuencia de audio de la señal analógica que se pretenda digitalizar y grabar”.

Es decir, que la tasa de muestreo se debe realizar, al menos, al doble de la frecuencia de los sonidos más agudos que puede captar el oído humano que son 20 mil Hertz por segundo (20 kHz). Por ese motivo se escogió la frecuencia de 44,1kHz como tasa de muestreo para obtener “calidad de CD”,pues al ser un poco

más del doble de 20kHz, incluye las frecuencias f recuencias más altas que el sentido del oído puede captar. El teorema trata con el muestreo, que no debe ser confundido o asociado con la cuantificación, proceso que sigue al de muestreo en la digitalización de una señal y que, al contrario del muestreo, no es reversible (se produce una pérdida de información en el proceso de cuantificación, incluso en el caso ideal teórico, que se traduce en una distorsión conocida como error o ruido r uido de cuantificación y que establece un límite teórico superior a la relación señal-ruido). Relación tiempo  – frecuencia

Modulación engloba el conjunto de técnicas que se usan para transportar información sobre una onda portadora, típicamente una onda sinusoidal. Estas técnicas permiten un mejor aprovechamiento del canal de comunicación lo que posibilita transmitir más información de forma simultánea además de mejorar la resistencia contra posibles ruidos e interferencias. Según la American National Standard for Telecommunications, la modulación es el proceso, o el resultado del proceso, de variar una característica de una onda portadora de acuerdo con una señal que transporta información. El propósito de la modulación es sobreponer señales en las ondas portadoras. Básicamente, la modulación consiste en hacer que un parámetro de la onda portadora cambie de valor de acuerdo con las variaciones de la señal moduladora, que es la información que queremos transmitir. 2. Por qué el espectro de una señal periódica se denomina discreto y de líneas. Por qué el espectro de una señal no periódica se denomina continuo. Una señal no periódica se puede representar como una suma continua (integral) de señales exponenciales, en contraste con las señales periódicas, las cuales como hemos estudiado pueden representarse como una suma discreta de señales exponenciales. Una señal no periódica el espectro continuo tiene continuidad en su dominio y recorrido pero en un espectro discreto periódico solo tiene continuidad en el dominio más no en el recorrido. 3. Haga un esquema de un Sistema de Telecomunicaciones Moderno. Explique la función de cada uno de sus tres componentes básicos. El objetivo fundamental de un sistema electrónico de comunicaciones, es transferir información de un lugar a otro. Por consiguiente, se puede decir que las comunicaciones electrónicas son la transmisión, recepción y procesamiento de información entre dos o más lugares, mediante circuitos electrónicos. La fuente original de información puede estar en forma analógica (continua), como por ejemplo la voz humana o la música, o en forma digital (discreta), como por ejemplo los números codificados binariamente o los códigos alfanuméricos. Sin embargo, todas las formas de información se deben convertir a energía electromagnética antes de ser propagadas a través de un sistema electrónico de comunicaciones

La muestra un diagrama de bloques simplificado de un sistema electrónico de comunicaciones, que comprende un transmisor, un medio de transmisión y un receptor. Transmisor:  Es un conjunto de uno o más dispositivos o circuitos electrónicos que convierte la información de la fuente original en una señal que se presta más a su transmisión a través de determinado medio de transmisión.  Medio de trans mis ión:   Transporta las señales desde el transmisor hasta el

receptor, y puede ser tan sencillo como un par de conductores de cobre que propaguen las señales en forma de flujo de corriente eléctrica. También se puede convertir la información a ondas electromagnéticas luminosas, propagarlas a través de cables de fibra óptica hechas de vidrio o de plástico, o bien se puede usar el espacio libre para transmitir ondas electromagnéticas de radio, a grandes distancias o sobre terreno donde sea difícil o costoso instalar un cable físico. Receptor:   Es un conjunto de dispositivos y circuitos electrónicos que acepta del

medio de transmisión las señales transmitidas y las reconvierte a su forma original. 4. El sistema AM DBL SP se usa en radiodifusión? Por que ?

La modulación en doble banda lateral (DBL), en inglés Double Side Band (DSB), 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. El ancho de banda necesario para la transmisión de información es el doble de la frecuencia de la señal moduladora, causando una pérdida de ancho de banda en el espectro. 5. Como es un transmisor básico de AM Doble Banda Lateral con portadora suprimida. Cuáles son sus ventajas y desventajas  Aunque la AM de portadora completa es simple, no es una forma de modulación particularmente eficiente en términos del ancho de banda o de la relación señal a ruido. Se ha visto que el ancho de banda de la transmisión es dos veces la frecuencia modulante más alta, porque hay dos bandas laterales que contienen la misma información. También observamos que dos tercios o más de la potencia transmitida se encuentran en la portadora, que no contiene información y sólo sirve como ayuda para la demodulación. Eliminar la portadora antes que tenga lugar la amplificación de potencia permitiría que toda la potencia del transmisor se destine a las bandas laterales, dando como resultado un incremento sustancial en la potencia de la banda lateral. Eliminar la portadora de una señal de AM completamente modulada (modulación del 100%), cambiaría la potencia disponible para las bandas laterales

de un tercio al total de ella. El incremento de potencia en las bandas laterales sería la potencia disponible total dividida entre la potencia en las bandas laterales con la portadora completa:

El aumento de potencia de casi 5 dB dado por la ecuación anterior es un valor mínimo, puesto que un sistema de AM, práctico por lo común, opera a menos de 100% de modulación. En la figura 5.2 se observa el efecto de eliminar la portadora de una señal de AM completamente modulada (modulación del 100%), tanto en el dominio del tiempo como de la frecuencia. En la figura 5.2(a) se ilustra una portadora de 1 MHz modulada al 100% por una onda seno de 1 KHz y aplicada a una carga de 50 ohm. La potencia de la portadora es 1 W (30 dBm). Cada banda lateral tiene un cuarto de la potencia de la portadora, o 24 dBm. En la figura 5.2(b), se ve el resultado de usar la misma potencia total de la señal (1.5 W) para producir una señal doble de banda lateral con portadora suprimida (DSBSC). Puesto que no hay portadora, cada banda lateral tiene la mitad de la potencia total: 0.75 W (28.8 dBm).

Es evidente que la envolvente de la señal ya no es una representación fiel de la señal moduladora. De hecho, es sólo la suma de las señales de las bandas laterales inferior y superior. Cuando se suman estas dos ondas seno (una a 0.999 MHz y la otra a 1.001 MHz), hay aumento cuando las dos señales están en fase y cancelación cuando están desfasadas. El resultado es una envolvente con una frecuencia igual a la diferencia entre las frecuencias de las dos bandas laterales; es decir, la frecuencia de la envolvente es dos veces la frecuencia moduladora. La amplitud máxima de esta señal se determina como sigue. Cada banda lateral tiene una potencia de 0.75 W. En una carga de 50 ohms, el voltaje RMS que corresponde a una banda lateral se determina a partir de

Se necesita el voltaje máximo o de pico. Puesto que una sola banda lateral es una onda seno, ésta se determina por;

Cuando las dos señales están en fase, el voltaje de pico de la envolvente será la suma de los voltajes de pico individuales,o bien;

6. Por qué es importante la señal impulso y la señal cosenoidal en la teoría de las telecomunicaciones..? las señales utilizadas son de distinta naturaleza: en acústica se trata de señales generadas por fuentes de sonido como la voz, la música o cualquier clase de ruido; en control de procesos pueden ser señales de tipo térmico, mecánico o eléctrico generadas por los procesos mismos; en medicina pueden ser señales eléctricas o magnéticas generadas por el organismo humano; en sismología se trata de señales mecánicas, es decir, movimientos de la corteza terrestre. Sin embargo, todas ellas tienen algo en común: cada señal tiene una o más características que reflejan el comportamiento de uno o varios fenómenos físicos; es decir, que en alguna de sus características contiene información acerca de los fenómenos físicos que entran en  juego.

7. Analice el par de transformadas de Fourier desde el punto de vista de las Telecomunicaciones Muchas formas de onda que se manejan en los sistemas normales de comunicaciones no se pueden definir en forma satisfactoria con ecuaciones matemáticas; sin embargo, es de interés primordial su comportamiento en el dominio de la frecuencia. Con frecuencia hay necesidad de obtener este comportamiento de señales que se captan en el dominio del tiempo, es decir, en tiempo real. Ésta es la razón por la que se desarrolló la transformada discreta de Fourier. En esa transformación se muestrea una señal en el dominio del tiempo, en tiempos discretos. Se utiliza para señales periódicas y no periódicas.

8. Cuál es la dificultad en el receptor de AM DBL SP Una gran ventaja de AM es que su demodulación es muy simple y, por consiguiente, los receptores son sencillos y baratos; un ejemplo de esto es la radio a galena. Otras formas de AM como la modulación por Banda lateral única o la Doble Banda Lateral son más eficientes en ancho de banda o potencia pero en contrapartida los receptores y transmisores son más caros y difíciles de construir, ya que además deberán reinsertar la onda portadora para conformar la AM nuevamente y poder demodular la señal trasmitida. La AM es usada en la radiofonía, en las ondas medias, ondas cortas, e incluso en la VHF: es utilizada en las comunicaciones radiales entre los aviones y las torres de control de los aeropuertos. La llamada "Onda Media" (capaz de ser captada por la mayoría de los receptores de uso doméstico) abarca un rango de frecuencia que va desde 500 a 1700 kHz.