Tema 03 - Grupo 1 - Modulacion Digital, Ecuacion de Transmision, Ruido Electrico y Cifra de Ruido, Ecuacion de Margen y Desvanecimiento

¡La universidad de todos!
TEMA
MODULACIÓN DIGITAL, ECUACIÓN DE TRANSMISIÓN, RUIDO ELÉCTRICO Y
FACTOR DE RUIDO, ECUACIÓN DE MARGEN DE DESVANECIMIENTO
CURSO: SISTEMAS DE TELECOMUNICACIONES
DOCENTE: PhD. Ing. TORRES MEZA, WILYAM DAVID
INTEGRANTES: CHAVEZ VELARDE, JOSE SANTOS HUGO

CLAUSSEN CABRERA, JULIO CESAR
PIMINCHUMO RICALDY SOLORZANO, LUIS GENARO
Escuela Profesional PERIODO ACADEMICO: 2020-2

INGENIERÍA ELECTRÓNICA Y TELECOMUNICACIONES CICLO: IX
ÍNDICE
 Modulación Digital
 Ecuación de Transmisión
 Ruido Eléctrico
 Factor de Ruido
 Ecuación de margen de desvanecimiento.
MODULACIÓN DIGITAL
• El término comunicaciones digitales abarca un área extensa de técnicas de
comunicaciones, incluyendo transmisión digital y radio digital.
• La transmisión digital es la transmisión de pulsos digitales, entre dos o más
puntos, de un sistema de comunicación.
• En un sistema de transmisión digital, la información de la fuente original
puede ser en forma digital o analógica.
• Si está en forma analógica, tiene que convertirse a pulsos digitales, antes de
la transmisión y convertirse de nuevo a la forma analógica, en el extremo de
recepción.
• En un sistema de radio digital, la señal de entrada modulada y la señal de
salida demodulada, son pulsos digitales.
Radio digital
• Los elementos que distinguen un sistema de radio digital de un sistema de
radio AM, FM, o PM, es que en un sistema de radio digital, las señales de
modulación y demodulación son pulsos digitales, en lugar de formas de
ondas analógicas.
• En esencia, hay tres técnicas de modulación digital que se suelen utilizar en
sistemas de radio digital: modulación por desplazamiento de frecuencia
(FSK), modulación por desplazamiento de fase (PSK), y modulación de
amplitud en cuadratura (QAM).
MODULACIÓN POR DESPLAZAMIENTO DE FRECUENCIA (FSK)
• El FSK binario es una Forma de modulación angular de
amplitud constante, similar a la modulación en
frecuencia convencional, excepto que la señal modulante
es un flujo de pulsos binarios que varía, entre dos niveles
de voltaje discreto, en lugar de una forma de onda
analógica que cambia de manera continua.
• La expresión general para una señal FSK binaria es:
v(t) = Vc cos[(wc+vm(t) Dw/2)t ]

donde:
v(t) = forma de onda FSK binaria
Vc = amplitud pico de la portadora no modulada
wc = frecuencia de la portadora en radianes
vm(t) = señal modulante digital binaria
Dw = cambio en frecuencia de salida en radianes
MODULACIÓN DE DESPLAZAMIENTO DE FASE (PSK)
• Transmitir por desplazamiento en fase (PSK) es otra forma
de modulación angular, modulación digital de amplitud
constante. El PSK es similar a la modulación en fase
convencional, excepto que con PSK la señal de entrada es
una señal digital binaria y son posibles un número limitado
de fases de salida.
• Con la transmisión por desplazamiento de fase binaria
(BPSK), son posibles dos fases de salida para una sola
frecuencia de portadora. Una fase de salida representa un 1
lógico y la otra un 0 lógico. Conforme la señal digital de
entrada cambia de estado, la fase de la portadora de salida
se desplaza entre dos ángulos que están 180° fuera de fase.
• El BPSK es una forma de modulación de onda cuadrada de
portadora suprimida de una señal de onda continua.
MODULACIÓN POR DESPLAZAMIENTO DE FASE CUATERNARIA (QPSK)
• La modulación por desplazamiento de fase cuaternaria (QPSK), es otra forma de modulación digital de
modulación angular de amplitud constante.
• Con QPSK son posibles cuatro fases de salida, para una sola frecuencia de la portadora.
• Hay cuatro fases de salida diferentes, por lo que tiene que haber cuatro condiciones de entrada diferentes.
• La entrada digital a un modulador de QPSK es una señal binaria (base 2), para producir cuatro condiciones
diferentes de entrada, se necesita más de un solo bit de entrada. Con 2 bits, hay cuatro posibles
condiciones: 00, 01, 10 y 11. En consecuencia, con QPSK, los datos de entrada binarios se combinan en
grupos de 2 bits llamados dibits. Cada código dibit genera una de las cuatro fases de entrada posibles.
MODULACIÓN POR DESPLAZAMIENTO DE AMPLITUD (ASK)
• La modulación por desplazamiento de amplitud, en
inglés Amplitude-shift keying (ASK), es una forma de
modulación en la cual se representan los datos
digitales como variaciones de amplitud de la onda
portadora en función de los datos a enviar.
• La amplitud de una señal portadora analógica varía
conforme a la corriente de bit (modulando la señal),
manteniendo la frecuencia y la fase constante. El
nivel de amplitud puede ser usado para representar
los valores binarios 0 y 1. Podemos pensar en la
señal portadora como un interruptor ON/OFF. En la
señal modulada, el valor lógico 0 es representado
por la ausencia de una portadora, así que da ON/OFF
la operación de pulsación y de ahí el nombre dado.
ECUACIÓN DE TRANSMISIÓN
Consideremos un enlace de comunicaciones entre dos puntos, con dos antenas

separadas una distancia r. Si la antena transmisora fuera isotrópica, es decir si la
potencia transmitida se repartiera por igual en todas las direcciones del espacio, la
densidad de potencia en cualquier punto sería:
• En un caso real la antena transmisora es directiva, por lo que para calcular la
densidad de potencia hay que tener en cuenta la definición de directividad.
• La potencia recibida en una antena, en el caso de tener adaptación será:
• Si las antenas transmisora y receptora están orientadas en la dirección de los

máximos de los diagramas de radiación, la expresión final será:
• La relación entre el área efectiva y la directividad de cualquier antena, tal y
como se demostrará posteriormente es:
• La ecuación de transmisión queda finalmente como:

• En el caso, como en la figura que las antenas no estén orientadas en la
dirección de máxima radiación, y además haya desadaptaciones por
polarización, la ecuación de transmisión sería:
El Ruido Eléctrico
• El ruido eléctrico es una señal de interferencia eléctrica no deseada,

que se añade o se suma a nuestra señal principal, de manera que la
puede alterar produciendo efectos que pueden ser perjudiciales.
• En muchas ocasiones esos problemas no son graves, por ejemplo
molestias en receptores de radio y TV debidas a la cercanía de una
PC o al utilizar un teléfono celular.
• Sin embargo, existen situaciones en las que las consecuencias
pueden ser muy graves. Tal es el caso de interferencias
electromagnéticas producidas por algunos equipos de
comunicación inalámbrica en equipos médicos utilizados para
monitorear o mantener la vida de un paciente.
CAUSAS DEL RUIDO ELECTRICO
• La principal fuente de ruido es la red que suministra la energía eléctrica, y lo
es porque alrededor de los conductores se produce un campo magnético a
la frecuencia de entre 50 a 60 Hz.
• Existen algunas perturbaciones, como las descargas atmosféricas (rayos) que
son capaces de actuar desde una gran distancia del lugar en el que se
producen.
• De todas formas las perturbaciones más perjudiciales son las que se
producen interiormente o muy cerca de la instalación.
• Normalmente son picos y oscilaciones de tensión causados por bruscas
variaciones de intensidad en el proceso de conexión y desconexión de los
dispositivos de mayor consumo.
FUENTES DE RUIDO EN LOS SISTEMAS ELÉCTRICOS
• Para poder atacar de raíz las perturbaciones en la señal útil es necesario

conocer las fuentes de ruido.
• En ocasiones no es posible eliminar completamente el ruido eléctrico por lo
que hay que convivir con estas interferencias.
• Dependiendo de su origen, los diferentes tipos de ruido electrónico pueden
clasificarse en dos grandes grupos:
1) Ruído interno o inherente.
2) Ruído externo o interferencias
RUIDO INTERNO O INHERENTE
• Este ruido es producido en el interior de los dispositivos electrónicos como
consecuencia de su naturaleza física, es de hecho la interferencia eléctrica
generada dentro de un diseño o circuito.
• Existen tres formas principales de generar el ruido interno:
a) Ruido Térmico: Se asocia con el movimiento rápido y aleatorio de los electrones en un
conductor producido por la agitación térmica.
b) Ruido de Disparo: Se genera por las fluctuaciones aleatorias de la corriente eléctrica a
través de un conductor.
c) Ruido de Tránsito: Está producido, en los transistores por su naturaleza física. Esto
produce variaciones irregulares y aleatorias, no tiene un patrón definido. Influirá, en
mayor o menor medida, en todos nuestros proyectos como consecuencia de la
utilización de componentes electrónicos como conductores, cables, resistencias,
protoboard, etc…
RUIDO EXTERNO O INTERFERENCIAS
• A diferencia del ruido interno, éste se produce fuera de los dispositivos.
• Son interferencias producidas por acoplamiento eléctrico y/o magnético.
• El ruido externo se divide a su vez en dos categorías:
a) Ruido Generado Por Sistemas Creados por el hombre: Son todos los aparatos
eléctricos fabricados por los seres humanos. Estos producen interferencias que
pueden afectar nuestra señal.
b) Ruido Generado Por Sistemas Naturales: Éste ruido es más difícil de controlar ya que
es complicado predecir su comportamiento y su aparición.
• El ruido externo puede ser periódico, intermitente o aleatorio, haciendo
difícil eliminarlo. En muchos casos no hay una conexión directa con la
fuente. Incluso puede estar a cientos de metros y propagarse a través del
tendido eléctrico.
• En resumen, para poder ser capaces de eliminar el ruido eléctrico, es
necesario conocer las fuentes de ruido.
• Al ruido interno siempre lo tendremos presente por la naturaleza física de
los componentes que utilizamos, y al ruido externo nos será más difícil de
controlar debido a que en ocasiones no sabremos a ciencia cierta qué está
introduciendo ruido en nuestro sistema.
• El ruido es un fenómeno parásito y generalmente aleatorio que produce
confusión en los sistemas de detección de las señales, lo que puede llegar a
ocasionar que la información transmitida se deteriore o se pierda.
• Ésto significa la disminución de la calidad de imágenes o video, hasta llegar
incluso a caída de llamadas en telefonía celular.
PROBLEMAS QUE PRODUCE
1) Problemas de vídeo en pantallas, como rayas y barras.
2) Problemas de zumbidos en el audio.
3) Mal funcionamiento de la PC.
4) Problemas de calidad de energía con equipos electrónicos como caídas de
voltaje, fallas de equipo, reinicios, etc.
5) Errores y quemaduras del regulador de CA.
PREVENIR EL RUIDO ELECTRICO
• A pesar de que algunos ruidos son inevitables, aún se puede proteger las
instalaciones eléctricas de los ruidos evitables.
• El ruido se puede abordar desde dos puntos de vista:
1) Mediante métodos que tratan de reducir el ruido en sus fuentes y en su propagación,
como son las técnicas de cableado, blindaje, o diseño de dispositivos de bajo ruido.
2) Mediante métodos de filtrado y promediado de la señal, para amortiguar el nivel de
ruido frente a la señal que se procesa.
EL FACTOR DE RUIDO
• Supóngase un amplificador de ganancia Ga, que genera una potencia de
ruido interno Na como se indica en la figura:
Donde:
• Si = potencia de la señal de entrada.
• Ni = potencia de ruido a la entrada.
• S0 = potencia de la señal de salida.
• N0 = potencia de ruido a la salida.
• Na = ruido generado por el propio amplificador.
• Se define el factor de ruido como la relación entre la relación señal a ruido a
la entrada y la relación señal a ruido a la salida, como se muestra en la
figura:
MARGEN DE DESVANECIMIENTO
• En cualquier tipo de comunicación a larga distancia ya sea aquí mismo en
nuestro planeta tierra o de la tierra a satélites en el espacio, se necesitan de
la propagación de señales electromagnéticas.
• Los humanos nos hemos encargado desde hace mucho tiempo de propagar
ondas electromagnéticas por la atmosfera terrestre y como todos sabemos
todo ese conjunto tan grande de señales van a sufrir de perdidas. Estas
pérdidas se deben a distintos fenómenos que tienen efectos tanto a corto
como a largo plazo. Esta variación de pérdida de señal se le llama
desvanecimiento, a su vez esta pérdida se debe a un sin número de
fenómenos naturales como la lluvia, la nieve, el granizo, etc.
ECUACIÓN DE MARGEN DE DESVANECIMIENTO
• Si definimos la señal en los bordes del receptor y la sensibilidad del
mismo, podemos definir el margen de desvanecimiento como la
diferencia entre éstos.
• En un caso ideal, no hay obstrucciones, la atmosfera se mantiene en los
valores ideales previstos, no hay lluvia o granizo, polvo, arena ni hay
tormentas eléctricas ni otros factores climáticos que perturben al enlace.
• Pero realmente esto no se da y además existen otro tipo de estaciones
que nos producen interferencia, tanto en nuestro canal, como en los
canales adyacentes y que tienden a enmascarar nuestra señal.
• Es por esto que una señal nunca llega igual a como la enviamos por todos
estos factores que nombramos, de todo esto es necesario establecer un
Margen de Desvanecimiento que permita hacer frente a estos factores.
• Matemáticamente se define como:
Fuentes de Información
 https://en.wikipedia.org/wiki/Modulation
 https://es.slideshare.net/oferrero/modulaciondigital
 http://www.upv.es/antenas/Tema_1/ecuacion_de_transmision.htm
 https://proinex.net/ruido-electrico-conoce-las-posibles-causas-y-soluciones/
 https://es.wikipedia.org/wiki/Factor_de_ruido
 http://
propagaciondeondascom1.blogspot.com/2012/11/margen-de-desvanecimie
nto.html
 https://www.youtube.com/watch?v=0a2JF9np4YA
 https://www.youtube.com/watch?v=YUsEbos0U34
¡Gracias!

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• Si las antenas transmisora y receptora están orientadas en la dirección de los

• La ecuación de transmisión queda finalmente como:

• El ruido eléctrico es una señal de interferencia eléctrica no deseada,

• Para poder atacar de raíz las perturbaciones en la señal útil es necesario

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