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E.T. N° 17 Brigadier Cornelio de Saavedra Sistemas de Comunicaciones Prof. Juan D. Batipalla
Estrategia Metodológica
Exposición en el aula de conceptos teóricos.
Practicas en campo y laboratorio sobre equipos y elementos de comunicaciones.
Visita a empresas, estaciones de radiocomunicaciones, de radiodifusión, exposiciones, etc. Criterios de evaluación Expectativa de logros
Evaluaciónes integradoras, de competencias adquirida. Manejo operativo de equipos, sistemas y subsistemas de comunicaciones.
Continuidad de estudios superiores en la especialidad
Adquisición de competencias que permita al alumno su incorporación laboral en trabajos con equipos y en sistemas de comunicaciones Revisión de contenidos
Diagramas en bloques de un receptor superheterodino y de un transmisor típico.
Modulación de amplitud. Análisis trigonométrico de la modulación de amplitud. Espectro y relación de potencias. Rendimiento. Banda Lateral Única, Análisis trigonométrico. El modulador balanceado. Distintos sistemas. Modulación angular. Método directo e indirecto. Modulación de fase.
Receptores. Elementos de un receptor de AM. Pautas para la elección de la FI. Doble conversión. Detectores de envolvente. Control automático de ganancia. Receptor de BLU. Detector de producto. Receptores de FM. Discriminadores. Circuitos. Aplicaciones de los PLL
U
Expectativas de logro
Abstrat
Contenidos
1
Señales, sistemas y Posea un panorama general de Se presenta un panorama Introducción a la Teoría comunicaciones los sistemas de comunicaciones. de muchos aspectos de las de la Información. comunicaciones, con cierto énfasis en la naturaleza a Adquiera el concepto de señal y pueda mostrar su relación con las formas de onda eléctricas.
gran escala de los sistemas que se tratan. Un mensaje se representa por medio de
Elementos de un sistema de comunicaciones. dB.
una señal que corresponde Adquiera el concepto de canal de comunicación y los aplique en diversas realizaciones prácticas como, por ejemplo, cables coaxiales, fibras ópticas y enlaces de radio.
a una forma de onda de tensión o de corriente. La señal, que por ejemplo puede representar voz, una imagen de televisión o datos, se muestra como puede ser transmitida a grandes distancias usando
Conozca las redes de
un canal de comunicación
comunicaciones y analice
adecuado, como un cable
diferentes topologías y
coaxial, un enlace de radio
filosofías de diseño.
o una fibra óptica. Para que la señal sea compatible con el canal disponible puede
Explique los términos red de área local (LAN), red de área amplia (WAN) y red integral de servicios integrados (RDSI)
requerirse alguna forma de procesamiento de señales como modulación o codificación - mientras que para hacer un uso efectivo de un canal de ancho de banda amplio pueden combinarse y transmitirse varias señales al mismo tiempo. Se necesitan redes con interconexiones complejas para poder establecer comunicación de múltiples mensajes entre muchos centros distintos, y existe la tendencia hacia
Señales de comunicación. Canales de comunicación. Redes de comunicación. Telecomunicaciones a nivel mundial
una red digital de servicios integrados (RDSI) que permita la transmisión digital dentro de una sola estructura de red para una amplia variedad de tipos diferentes de señales.
2
Representación y análisis de señales
Adquiera conocimientos que le Esta unidad trata de que permita
señales manera se pueden describir Dominio de la
describir
analíticamente en el dominio analíticamente diversas
Que entienda la manera en que las señales pueden estar a escala y trasladarse en el tiempo.
el
concepto
de
espectro de una señal y pueda describirla en el dominio de la
una señal complicada
Representaciones de
puede considerarse como
señales aperiódicas en
una combinación de un
el dominio de la
gran número de señales
frecuencia.
más simples, lo cual a
Transformada de
menudo resulta útil. Se
Fourier. Representación
presentan los conceptos de de señales de forma de dominio del tiempo y
pueda
significado
dominio de la frecuencia, y dominio de la
explicar de
de Fourier es un enlace
de amplitud de señales.
entre estos dos dominios.
Proceso de ruido
el En particular, se estudia la
frecuencia serie de Fourier, haciendo
negativa y espectro bilateral o hincapié en la forma de dos lados.
exponencial. Se trata la noción de frecuencia "negativa" y "positiva", y
Que describa las señales en cualquiera de los dominios y pueda establecer las relaciones entre
estas
descripciones
mediante el análisis de Fourier.
se examinan las representaciones gráficas de las señales en el dominio de la frecuencia, que abarcan frecuencias positivas y negativas. Se
Que ilustre el efecto del filtrado estudia el papel que tiene la transformada de Fourier al en el espectro de una señal. dar una descripción espectral tanto de señales Que pueda comentar como los periódicas como métodos
espectrales
pueden aperiódicas.
extenderse para abarcar señales con forma de onda arbitraria como
onda arbitraria en el
se muestra como el análisis frecuencia. Distribución
frecuencia.
Que
frecuencia. Análisis de
señales y la manera en que series de Fourier.
del tiempo.
Adquiera
Dominio del tiempo.
las
señales
de
comunicación prácticas y el
ruido.
Que tenga noción y pueda describir
probabilísticamente
las señales en términos de la distribución de amplitud.
3
Modulación de Que pueda describir la manera Se muestra que una señal Modulación de portadora senoidal en que la modulación permite de mensaje puede ser amplitud. Modulación adaptar un mensaje a un canal trasladada en el espacio de angular. Comunicación frecuencia por medio del en presencia de ruido.
pasabanda.
proceso
modulación, Multiplex por División
de
para así hacerla compatible de Frecuencia Que determine la ocupación espectral de diversas señales moduladas en amplitud (DSBSC, SSB-SC, modulación de envolvente convencional) en términos de la portadora y el espectro del mensaje.
con un canal pasabanda. El mensaje
original
puede
recuperarse mediante un proceso
relacionado,
la
demodulación. Específicamente,
se
examinan los métodos de modulación de amplitud
Que pueda explicar como un mensaje se puede recuperar a partir de una señal de AM mediante
la
detección
con cierto detalle y se hace notar
que
el
proceso
fundamental
es
el
multiplicación;
de la
modulación de amplitud se
coherente.
realiza multiplicando un mensaje por una portadora Que esté en condiciones de senoidal y, en el caso de evaluar la influencia de los SSB, filtrando la señal errores de fase en la detección resultante. coherente.
La
demodulación procesos
implica
similares,
es
decir, la multiplicación de Que pueda demostrar que la modulación
angular
(de
frecuencia o de fase) se puede usar para transmitir un mensaje por un canal pasabanda.
la señal modulada por una réplica de la portadora y el filtrado tratan
pasabajos. los
métodos
modulación
de
Se de
ángulo,
como la modulación de Que esté en condiciones de frecuencia y evaluar el desempeño de los considerando diversos
métodos
modulación
considerados
presencia de ruido.
de
fase, la
de modulación de frecuencia en con cierta profundidad. Se considera el problema de la
comunicación en presencia de ruido por medio de Que
pueda
determinar
la análisis simples de razones
ocupación espectral de una de señal a ruido para cada señal
compuesta
producida uno de los métodos de
mediante multiplex por división modulación presentados. de frecuencia. El propósito de todos los métodos de modulación es hacer que el mensaje sea compatible con el canal disponible. Esto adquiere una importancia especial cuando un gran número de mensajes
requieren
su
transmisión simultánea. Se hace el tratamiento que modulando
los
mensajes
en
diversos portadoras
diferentes
es
formar,
para
transmitida,
posible ser
una
señal
compuesta en la que los componentes se encuentren separados en el espacio de frecuencia. Este proceso, llamado
multiplex
por
división de frecuencia, se ejemplifica
su
uso
en
aplicaciones prácticas, por ejemplo telefonía de larga distancia, en la que los mensajes de acuerdo con las normas establecidas por el CCITT, y se presentan algunos
casos
menos
estructurados como los que se usan en radiodifusión.
En este nivel se supone el uso
de
una
portadora
senoidal pero se hace la aclaración que de ninguna manera es universal.
4
Sistemas de Modulación de Pulsos
Que pueda describir el principio Análisis de los métodos
Modulación de
de la modulación de amplitud más comunes de
amplitud de pulsos.
de pulsos (PAM)
Que adquiera el concepto de muestreo, su relación con la PAM y enuncie el teorema de muestreo.
transmisión de señales
Modulación de ancho
analógicas a través de
de pulsos. Modulación
portadoras de pulsos.
de posición de pulsos.
Análisis del principio de
Multiplex por División
muestreo como la base de del Tiempo todos estos métodos en los dominios del tiempo y la frecuencia. Desde la
Que
pueda
significa
explicar
que
distorsión
por
generación
de
seudocomponentes
y
como
perspectiva del dominio de la frecuencia, se hace el análisis que la frecuencia de muestreo debe ser por lo menos igual al doble de la
puede originarse.
frecuencia del componente de frecuencia máxima del Que tenga conocimientos de mensaje (es decir, dos otros métodos de modulación veces el ancho de banda de
pulsos,
modulación
de del mensaje para una señal
frecuencia de pulsos (PFM), de banda base) para que el modulación de posición de mensaje pueda ser pulsos (PPM), modulación de recuperado después sin ancho de pulsos (PWM)
distorsión mediante un filtro pasabajos.
Que asimile el concepto de multiplex
por
tiempo (TDM)
división
del Se describen en términos generales diversos métodos de modulación en los que se varía la amplitud (PAM), la frecuencia (PFM), la posición (PPM) y el ancho (PWM) de una portadora de pulsos. También se hace el análisis de que es posible combinar diversas señales mediante la modulación de pulsos y
la multiplex por división del tiempo.
5
Modulación por Codificación de Pulsos
Que pueda describir y analizar Se trata la representación Cuantificación. el proceso de cuantificación de las señales analógicas Muestreo y para ser transmitidas en codificación de pulsos.
uniforme.
forma digital mediante la Cuantificación no por uniforme. Modulación
modulación Que describa el principio de la modulación por codificación de pulsos
(PCM)
como
una
combinación de cuantificación, muestreo y codificación de pulsos.
codificación de pulsos. En por codificación ésta
tres diferencial de pulsos.
intervienen
procesos:
muestreo, Telefonía TDM-PCM
cuantificación
de
las
muestras de modo que sólo sea posible un conjunto finito de valores discretos,
Que evalúe analíticamente el desempeño en cuanto a ruido de
y codificación de pulsos por medio de la cual cada valor discreto se representa
un sistema de PCM.
con una secuencia única de pulsos digitales. Se hace Que tenga conocimiento de las hincapié que el proceso de ventajas de la cuantificación no cuantificación da lugar a uniforme o compansión para la cierta
distorsión
de
la
codificación de ciertas señales, señal, pero que esta puede como la voz.
ser pequeña si se emplea un número grande
Que adquiera conocimiento de la aplicación de la PCM a la televisión y que pueda examinar la
distorsión
subjetiva
de
formación de contornos.
suficientemente de
niveles
de
cuantificación. Además, se hace notar que para algunas aplicaciones,
como
la
codificación de voz, puede tener
ventajas
la
compansión (cuantificación Que tenga el conocimiento para no uniforme). exponer
los
métodos
de
modulación por codificación diferencial de pulsos (DPCM) y la modulación delta (DM)
Por lo general, no se utiliza la
compansión
en
la
televisión en PCM, para lo cual se ilustra la influencia
Que
pueda
describir
en del número de bits empleados para delimitar
términos
generales
los
las los niveles en la calidad de recomendaciones de la CCITT la imagen. Se indica que la diferencial para la telefonía PCM-TDM. codificación principios
y
presentar
(DPCM) puede reducir el número de bits requeridos por muestra. Se muestra como el caso límite de ésta a la modulación delta, en la que sólo se usa un bit por muestra; se hace una breve descripción de los métodos de modulación delta.
Por último, se describe el uso
combinado
de
las
técnicas de PCM y de TDM para hacer posible la transmisión
de
varias
señales a través de un sólo enlace digital.
6
Comunicaciones digitales
Que describa y pueda hacer una Se hace el tratamiento de Transmisión digital. formulación
analítica
de
la diversos aspectos de la Diagrama de ojo.
transmisión digital de banda comunicación digital. Se Diseño de señales. comienza
base.
una Probabilidad de error.
con
descripción
los Codificación para la
de
principios de la transmisión transmisión digital. Que comprenda la manera en que se produce un diagrama de ojo
y
pueda
explicar
su
importancia para la evaluación del desempeño de un sistema.
digital de banda base y se Modulación digital muestra la forma en que la señal está relacionada con la secuencia de datos que se transmite. Se describe el fenómeno no deseado de la
Que pueda explicar en que consiste el diseño de señales
interferencia
entre
símbolos y se presenta el diagrama de ojo como un
digitales.
medio conveniente y útil, desde el punto de vista Que tenga conocimiento del práctico, para evaluar la significado
del
término ISI. Se estudia brevemente
"probabilidad de error" y pueda algunos aspectos del diseño cuantificarla para un canal con de señales para obtener una ruido gaussiano.
ISI baja. Se presenta la probabilidad de error como una medida de desempeño
Que se forme concepto de modelo de canal discreto.
y se describe y cuantifica el proceso por el cual el ruido gaussiano
aditivo
puede
Que pueda explicar el principio generar errores. Se tratan de la codificación de fuente los modelos de canales como medio para reducir la discretos que permiten obtener una probabilidad redundancia en una señal. de error finita. Que asimile el concepto de codificación de canal para el
Se estudian diversas facetas
control de errores.
de la codificación para la transmisión
digital:
la
codificación de fuente tiene Que pueda mostrar la manera
por
objeto
eliminar
la
Que pueda mostrar la manera en que una inclusión adecuada redundancia no deseada de de redundancia controlada en la los
mensajes;
la
forma de bits de paridad en una codificación de control de señal digital puede permitir la
errores tiene por objeto
detección y corrección de
introducir
errores.
controlada la redundancia
en
forma
para proteger los datos de mensaje de errores en la Que adquiera concepto de codificación de línea, pueda explicar su importancia y dar ejemplos de algunos códigos de líneas prácticos.
transmisión
digital;
la
codificación de línea tiene por objeto introducir la redundancia
en
forma
controlada para adaptar la señal
digital
a
las
Que pueda describir algunas
características físicas del
formas elementales de
medio de transmisión (por
modulación digital,
ejemplo, si se requiere un
específicamente: conmutación componente cd nulo) y facilitar la sincronización de amplitud (ASK), conmutación de fase (PSK) y
del equipo terminal. Se
conmutación de frecuencia
verifica que las señales
(FSK)
digitales
pueden
transmitirse por un canal pasabanda modulando una portadora senoidal, y se describen algunos de los métodos
de
modulación
digital más elementales.
7
Propagación, líneas Que integre las técnicas y los Se hace el tratamiento de de transmisión y principios de la propagación de diversos aspectos de la Antenas las ondas, líneas de transmisión propagación de las ondas y antenas.
Que pueda describir como se propagan las ondas en un medio físico y en un medio no material.
describir
los
distintos tipos de antenas y sus
comienza con una
Parámetros de radiación
descripción de los
de una antena. Antenas
principios de las
Hertz. Antenas
ecuaciones de Maxwell y el Marconi. Antenas comportamiento según las direccionales.
manchas solares. Se conceptualiza el comportamiento de las
diagramas de radiación.
líneas de transmisión a partir de la idea de un Que tenga conocimiento de las conductor extremadamente técnicas
y
principios
de largo respecto a la longitud
programación de enlaces punto de onda de la señal. Se a punto.
describen los distintos tipos de líneas de transmisión y su impedancia
Que pueda realizar cálculos sencillos
de
antenas
monobandas.
característica. La línea de transmisión de un cuarto y media onda. Se definen los parámetros de radiación de
y una antena adquiera destreza en el uso de complementando la teoría con cálculos sencillos. Se los software de simulación. Que
tenga
smith. Zonas de campo en tono a una antena.
frecuencias de emisión. Se
pueda
Maxwell. Diagramas de
electromagnéticas. Se
describe el fenómeno de las Que
Las ecuaciones de
conocimiento
describen y analizan los distintos tipos de antenas a partir de sus configuraciones básicas. Se utiliza software de simulación para el análisis de su comportamiento, ganancia, diagramas de irradiación, impedancia,
etc.
8
Enlaces. Radiodifusión
Estudio de sistemas Que el alumno integre las Se describen varios particulares técnicas y los principios que se sistemas prácticos de
en AM. Radiodifusión en FM. Sistemas de
trataron en las unidades previas comunicación que por sí con
referencia
específicos
Videotexto. El disco
sistemas mismos son importantes,
a
compacto como sistema
importancia pero que sirven también
de
para ilustrar los principios de comunicación
práctica.
presentados con anterioridad. La Que pueda describir el sistema adoptado
en
la
República
Argentina para la radiodifusión de
sonido
monofónico
y
estereofónico en FM.
radiodifusión en FM ilustra la modulación de frecuencia, mientras que en la radiodifusión estereofónica en FM también se aplican los
Que integre los conocimientos adquiridos en esta asignatura con
los
de
Sistemas
de
principios de la modulación de doble banda lateral y portadora suprimida (DSB-SC) y la
Televisión.
multiplex por división de frecuencia (FDM). Que pueda describir algunos servicios
telemáticos
multimedia, como el videotexto (en el que se incluyen los sistemas de teletexto y de visualización de información) y
Se trata el uso combinado de técnicas de televisión, bases
de
datos
computarizadas
y
transmisión
el fax.
digital
para
hacer realidad los sistemas de videotexto teledifundido Que tenga conocimiento de las e
interactivo.
técnicas y principios del sistema ejemplos
de
de audio digital denominado telemáticos, disco
compacto
interpretándolo
como
sistema de comunicación.
Estos sistemas
es
decir
(CD), sistemas de información en un los que hay una fusión cuidadosa
de
computacionales comunicaciones. considera
otro
técnicas y
de Se
servicio
telemático, el fax. Los
sistemas de fax digitales modernos se sirven de la codificación de longitud de secuencia
para
quitar
redundancia al mensaje, lo cual es una ilustración práctica y simple de la codificación de fuente. Se analiza el sistema de disco compacto (CD) láser para audio
digital,
considerándolo como un sistema de comunicación que aprovecha mucho de los principios y técnicas presentados asignatura.
en
la
Equipos Actividades de campo y laboratorio
Ubicación en el espectro electromagnético. Marco legal. Generalidades. Equipo de recepción. Equipo de transmisión. Generalidades. Clasificación. Características.
Elementos de mediciones
Atenuadores. Roe-metro. Ondámetro. Acopladores. Carga fantasma. Aplicaciones practicas sobre una estación de radioaficionados.
Mástiles y Antenas
Características. Aplicaciones prácticas
Balizamiento. Características. Practicas de campo. Criterios de diseño de medidas en campo lejano. Seguridad en equipos de comunicaciones
Parámetros de seguridad en el trabajo con equipos de comunicaciones. Comisión Nacional de Comunicaciones. Régimen legal
Bibliografía recomendada
Apuntes de la cátedra (www.siste.com.ar)
Apuntes de la Cátedra de Electrónica aplicada III de la UTN Regional de Córdoba.
Principios de Telecomunicaciones. J. J. O’Reilly. Segunda edición. Addison-Wesley Iberoamericana. 1994
Telecomunicaciones Digitales. Roberto Ares. Editorial Hasa. 1985
Comunicaciones Electrónicas. Lloyd Temes
Teoría y Práctica del Decibel. Saul Sorín. Editorial Bell.
Sistemas de Telecomunicación y Transmisión. P.H. Smale. D. C. Green. Editorial Paraninfo. 1982
Ondas electromagnéticas. J. F. Van Oort. Editorial Paraninfo. 1972
Electrones, Ondas y Mensajes. John R. Pierce. Editorial EUDEBA. 1961
Estereofonía por recepción multiplex en FM. Algarra y Rodriguez. Editorial Hasa. 1977
Circuitos de pulsos de estado sólido. Jaime Lafulla. Editorial Bell. 1979
Sistemas de modulación en amplitud y frecuencia. María Jo ´se Sañmerón. Editorial Trillas. 1982