Transmisión Digital Capacidad de Información ð Número de Símbolos Independientes que pueden pasarse, a través del sistema, en una unidad de tiempo determinada. ð Existe un límite para la Capacidad de Información (C. E. Shannon, 1948): S  I = B log 2  1 +  N 

 I = Capacidad de Información (bps) S  = Relación de Potencia Señal − a − Ruido N  B = Ancho de Banda (Hz)

ð Para alcanzar este límite, se deben utilizar los sistemas de transmisión digital que tienen más de dos condiciones de salida (símbolos). FOCC FOCC -- UNET UNET

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Transmisión Digital Tasa de Bits y Tasa de Baudios ð En la modulación digital existen dos parámetros: ü La rapidez de cambio en la entrada del modulador, que se conoce como Tasa de Bits, teniendo las unidades de bits por segundo (bps). ü Igualmente, la rapidez de cambio a la salida del modulador, que se conoce como Tasa de Baudios, siendo el recíproco del tiempo de un elemento de señalización de salida (cantidad de símbolos por segundo). ü Para mejorar la tasa de bits de un sistema, manteniendo la tasa de baudios (limitación del canal), se pueden agrupar los bits antes de realizar la modulación, por ejemplo: dos a dos para duplicar la tasa de bits. FOCC FOCC -- UNET UNET

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Transmisión Digital Modulación por Desplazamiento de Frecuencia (FSK) ð Modulación digital similar a la modulación de frecuencia convencional, excepto por su señal moduladora, en este caso, pulsos que varían entre niveles de voltaje discreto. ð Características generales (FSK binario): ü La amplitud de la portadora (Vc ) permanece constante. ü Su frecuencia (ωc ) experimenta un cambio (± ∆ω⁄ 2) proporcional a la amplitud y polaridad de la señal de entrada binaria. ü La rapidez a la que cambia la frecuencia de la portadora es igual a la rapidez de cambio de la señal de entrada binaria vm(t) (tasa de bits de entrada). FOCC FOCC -- UNET UNET

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Transmisión Digital Modulación por Desplazamiento de Frecuencia (FSK) ð Su expresión es: v ( t )∆ ω    v ( t ) = Vc Cos  ω c + m t  2   

 v(t) = Forma de Onda FSK binaria  Vc = Amplitud pico de la portadora no modulada  ω = Frecuencia de la portadora en radianes  c  vm (t) = Señal modulante digital binaria  ∆ ω = Cambio en frecuencia de salida en radianes

ð Transmisor de FSK binario:

Convertidor A/D

FOCC FOCC -- UNET UNET

Salida de FSK analógica

Frecuencia

Entrada de fuente analógica

Transmisor de FSK

Entrada digital binaria

fm fs

Entrada 1 binaria

0

1

0

1

0

Tiempo

4

4

Transmisión Digital Señales en el Transmisor FSK Binario ð Señal de Entrada Binaria: 0

1

0

1

0

1

0

1

0

1

0

fm

fs

fm

fs

fm

fs

ð Señal de Salida Analógica:

fs

fm

FOCC FOCC -- UNET UNET

fs

fm

fs

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Transmisión Digital Ancho de Banda de una Señal FSK ð Por su similitud con la modulación de Entrada frecuencia convencional, muy a binaria menudo, los moduladores FSK son osciladores de voltaje controlado (VCO).

Modulador de FSK (VCO)

Salida analógica

ð La máxima frecuencia fundamental de la señal moduladora (onda cuadrada) es la mitad de la razón de bits de entrada. Entrada

0

1

T1 f=fb/2 Salida

fs

FOCC FOCC -- UNET UNET

fm

0

1

0

fm

1

1

0

1

0

fm

fs

fm

fs

2T1

Frecuencia fundamental más alta

fs

0

f=fb/4 fs

fs

fm

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Transmisión Digital Ancho de Banda de una Señal FSK ð Mientras la señal binaria de entrada cambia de 1 a 0 lógico y viceversa, la salida del VCO se desplaza o desvía de un lado a otro entre las frecuencias de marca (fm) y espacio (fs). ð En el caso del FSK binario, igualmente, es válida la fórmula para el Indice de Modulación empleada en FM: ∆f MI = fa

 MI = Indice de Modulación   ∆f = Desviación de Frecuencia (Hz)  f = Frecuencia Modulante (Hz)  a

ð El peor caso del índice de modulación (máximos de ∆f y fa) es el que provoca el ancho de banda de salida más amplio. FOCC FOCC -- UNET UNET

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Transmisión Digital Ancho de Banda de una Señal FSK ð Para FSK binario: ü La desviación de frecuencia (∆f ) es constante y corresponde a (fm– fs)/2. ü En el peor caso fa corresponde a la máxima frecuencia fundamental (unos y ceros alternos), que es igual a fb/ 2. fm − fs f − fs 2 MI = = m fb fb 2

 f = Frecuencia de marca  m  f s = Frecuencia de espacio  f = Razón de bits de entrada  b

ü Para valores del MI entre 0.5 y 1, tomando FM de banda angosta, corresponden anchos de banda mínimos entre 2fb y 3fb. FOCC FOCC -- UNET UNET

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Transmisión Digital Receptor de FSK ð El circuito más utilizado para demodular las señales de FSK binarias es el circuito de Fase Cerrada (PLL). ü Los cambios de frecuencia de la señal de entrada (fm↔ fs), ocasionan cambios de voltaje a la salida del comparador de fase. fm

fs

Comparador de Fase

Amp.

Verror

Oscilador de Voltaje Controlado PLL

ü Dos frecuencias de entrada, implican solo dos voltajes de salida.

Entrada Analógica

+V Salida Binaria

0V -V

FOCC FOCC -- UNET UNET

ü La salida es entonces la representación de dos niveles (binaria) de la entrada FSK. 9

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