Circuito Generador de Señales de Baja Distorsion

El siguiente circuito electrónico esta construido a partir del XR-2206  un integrado de EXAR de excelentes prestaciones utilizado para:

  • Generación de Señales Senoidales, Triangulares o Cuadradas
  • Generación de FSK
  • VCO para circuitos de lazo enganchado
  • Generación de AM o FM
  • Conversión de tensión a frecuencia

¿Que tiene de distinto este integrado a otros que hacen lo mismo?

Podemos arrancar diciendo que tiene una muy baja distorsión al generar señales senoidales, tipicamente un 0,5%, una excelente estabilidad frente a la temperatura de 20 ppm/°C, ademas un amplio espectro de frecuencia que va desde 0,01 Hz a 1 MHz y podemos seguir:

  • Amplio rango de barrido, 2000:1
  • Baja sensibilidad de alimentación, 0,01V
  • Modulación de amplitud lineal
  • Compatible con TTL
  • Amplio rango de alimentación de 10V a 26V, con posibilidad de usar una fuente partida
  • Ciclo de trabajo ajustable desde el 1% al 99%

Diagrama del Generador de Señales

circuito generador señales

La frecuencia de la señal de salida viene determinada por el capacitor C entre los pines 5 y 6, junto al resistor conectado a masa del pin 7 como indica la formula en la imagen. Si necesitamos una señal señoidal debemos cerrar la llave S1.

Con R3 podemos ajustar la amplitud de la señal (inversamente proporcional), miestras que R4 nos brinda un ajuste más fino, Rb permite ajustar la simetría de la onda de salida.

La estabilidad frente a los cambios de temperatura es óptima para valores de R comprendidos entre 4kΩ < R < 200kΩ

 

[Concepto] Modulación de Señales

El concepto de en que consiste la modulacion de señales (am, fm, pm, etc) suele ser perdido de vista ante el estudio de las tecnicas, vamos a explicarlo de forma sencilla.

modulacion AM

La modulación de señales esta presente en todos los procesos iniciales que hacen a las telecomunicaciones, su concepto es muy simple sin embargo, suele perderse de vista al empezar a estudiar los distintos tipos de modulaciones analógicas y digitales.

El proceso de establecer una comunicación, mediante una onda acústica, implica que dicha onda necesita un medio para propagarse, lo hace a la velocidad del sonido según el medio y no puede propagarse en el vacio. Este tipo de ondas son fácilmente atenuables y no constituyen un proceso ideal para establecer vínculos a grandes distancias, además no tienen confidencialidad.

La solución a estos 2 inconvenientes radica en utilizar ondas electromagnéticas que se propagan a la velocidad de la luz, por cualquier medio y sin atenuación, lo que trae aparejado la necesidad de utilizar un transductor que transforme las ondas acústicas en electromagnéticas.

Ocurre que para que una antena funciones como tal hay 2 condiciones que deben cumplirse mínimamente, el largo debe mantener una proporcionalidad con la longitud de la onda a transmitir y que la onda sea cosenoidal y periódica.

La señal a transmitir denominada Banda Base, que podría provenir de la voz humana no es periódica, lo que implica que por la antena pasarían las componentes espectrales periódicas de dicha señal. Pero existe otro problema más grave, supongamos que transmitimos un tono promedio de voz del orden de 1kHz, la longitud de onda sera:

λ = (3 e8/ 1 e3) =  300 km

Se puede apreciar que la longitud de onda para esta frecuencia es bastante grande, lo que implicaría que la antena debería mantener proporcionalidad con ese valor. Aún tomando submultiples pequeños la longitud de la antena resultante es físicamente irrealizable. Con el agravante de que cada vez que cambia la frecuencia del tono estaría variando la longitud de la antena.

La solución pasa por mantener el concepto de la onda electromagnética con una antena reducida. Esto significa utilizar una onda periódica de alta frecuencia, lo cual daría una antena corta y en su seno colocar la banda base de baja frecuencia.

Modular se denomina al proceso que consiste en trasladar la estructura original de información a otro punto del espectro de frecuencias. De echo que para poder escuchar esta información debe ser colocada de nuevo en la posición espectral original y a es te proceso inverso se lo denomina demodulación.  La siguiente figura muestra una representación en el eje de frecuencias.

modulacion y demodulacion

El ancho de la banda base cuando se modula la señal, al compararlo con la frecuencia de la portadora es despreciable, lo que implica que la antena sigue viendo la frecuencia de portadora con pequeñas variaciones.

A partir de este concepto es posible expresar que en un proceso de modulación interviene por un lado la banda base, es decir la información a transmitir y la portadora que es la señal cosenoidal periódica que trasladará en su seno la información

¿De que manera se ingresa la Banda Base en la Portadora?

La portadora es una onda periódica cuyos parámetros de definición son la amplitud, la frecuencia y la fase. De tal manera que según el parámetro que varíe la Banda Base surge la denominación de la técnica.

  • AM: Modulación de amplitud
  • FM: Modulación de frecuencia
  • PM: Modulación de fase

A su vez la modulación de amplitud y frecuencia pueden ser realizada mediante diversas técnicas:

Amplitud Modulada

  • AMDSB: doble banda lateral con portadora.
  • AMDSBSC: doble banda lateral con portadora suprimida.
  • SSB: banda lateral única (BLU).
  • VSSB: banda lateral vestigial.
  • ISSB: banda lateral independiente.

Frecuencia Modulada

  • Mono
  • Estereo

Si la banda base es digital se da origen a alas modulaciones digitales.

ASK (amplitude-shift keying)

  • NASK: ASK con combinación de niveles de amplitud.

FSK (frequency-shift keying)


PSK (phase-shift keying)

  • DPSK: PSK diferencial.
  • QPSK: PSK con fases en cuadratura.
  • DQPSK: QPSK diferencial.
  • NPSK: PSK con combinación de niveles en fases.

NQAM (modulación de amplitud en cuadratura con combinaciones de nivel)

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Ref: Teoria de las Comunicaciones. MSc. Ing. Pedro E Danizio

Introduccion a las Telecomunicaciones 3/3

Continuamos con la ultima entrega de la serie de articulos dedicados a realizar una Introduccion a las Telecomunicaciones.

Introduccion a las Telecomunicaciones – 3ra Parte


Codificación de Señales

Tanto la información analógica como la digital pueden ser codificadas mediante señales analógicas o digitales. La elección de un tipo particular de codificación dependerá de los requisitos exigidos, del medio de transmisión, así como de los recursos disponibles para la comunicación. Los desafíos son los siguientes:

♦  Datos digitales, señales digitales: La forma más sencilla de codificar digitalmente datos digitales es asignar un nivel de tensión al uno binario y otro distinto para el cero. Para mejorar las prestaciones es posible utilizar otros códigos distintos al anterior, alterando el espectro de la señal y propor- cionando capacidad de sincronización. En términos generales, el equipamiento para la codificación digital usando señales digitales es menos complicado y menos costoso que el equipamiento necesario para transmitir datos digitales con señales analógicas mediante modulación.

♦  Datos digitales, señales analógicas: Los modems convierten los datos digitales en señales analógicas de tal manera que se puedan transmitir a través de líneas analógicas. Las técnicas básicas son desplazamiento de amplitud (ASK, Amplitude-Shift Keying), desplazamiento de frecuencia (FSK, Frecuency-Shift Keying), y desplazamiento de fase (PSK, Phase-Shift Keying). En todas ellas, para representar los datos digitales se modifican uno o más parámetros característicos de la señal portadora. algunos medios de transmisión, como, por ejemplo, la fibra óptica y los medios no guiados, sólo permiten la propagación de señales analógicas.

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