Manual Laboratorio 2014

INDICE Prlogo......2 Materia de Laboratorio de Comunicaciones I......3 Criterios de Evaluacin.. 4 Practica No. 1 Medicin de Decibeles......5 Practica No. 2 Resonancia en Serie y Paralelo.....10 Practica No. 3 Seales en el Tiempo y su Espectro de Frecuencia.....15 Practica No. 4 Mezclado Lineal y No Lineal.....19 Practica No. 5 Ondas Moduladas en Amplitud.......27 Practica No. 6 Receptor Superheterodino....32 Practica No. 7 Modulador Balanceado..37 Practica No. 8 Modulacin de Banda Lateral nica....41 Practica No. 9 Modulacin en Frecuencia.....45 Practica No. 10 Proyecto Final.49 BIBLIOGRAFIA51

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PRLOGO

Los autores han elaborado el presente LIBRO DE LABORATORIO DE COMUNICACIONES I como una herramienta de apoyo en la realizacin de los experimentos que permitirn al alumno descubrir por si mismo la operacin y comportamiento de los circuitos fundamentales de las Comunicaciones Electrnicas Analgicas.

Siendo la materia de Comunicaciones I la puerta de entrada al fascinante mundo de las Comunicaciones Electrnicas en general y de los sistemas de Modulacin de Amplitud y Modulacin de Fase o Frecuencia en particular, es indispensable que los conceptos bsicos de la teora sean analizados y comprobados mediante la realizacin de los circuitos fundamentales propuestos en este LIBRO DE LABORATORIO DE COMUNICACIONES I, a fin de construir una plataforma slida que permita al alumno comprender y desarrollar las habilidades necesarias para el diseo de mejores y ms eficientes sistemas de comunicacin.

Si bien las tcnicas digitales nos permiten una mayor eficiencia y un mejor aprovechamiento del ya saturado espacio radioelctrico, sern los principios bsicos de Transmisin, Recepcin, Propagacin de las seales electromagnticas, generacin de seales, relacin de seal a ruido, mezcla y heterodinacin que nos permiten la multiplicacin de frecuencia, la modulacin, el clculo, la prediccin, visualizacin e interpretacin en ambos dominios; tiempo y la frecuencia, los conceptos que al ser verdaderamente analizados y comprendidos facilitaran la operacin el diseo y las propuestas de nuevos y ms eficientes sistemas que vendrn a revolucionar los sistemas de comunicacin que actualmente utilizamos.

El LIBRO DE LABORATORIO DE COMUNICACIONES I ha sido estructurada como un complemento de la Teora de Comunicaciones I, obtenindose el mayor aprovechamiento de la misma al comprobar la funcionalidad y caractersticas de los circuitos aqu propuestos en forma simultanea con el estudio en el aula de los conceptos tericos, asimismo como la variedad de circuitos es increblemente amplia, en la mayora de los experimentos por realizarse esta abierta la posibilidad de utilizar cualesquier otro circuito que desarrolle la funcin o funciones por analizar y la ltima prctica denominada Proyecto Final est propuesta con el objetivo central de que el alumno desarrolle su creatividad y presente un circuito que sea la suma de los conocimientos adquiridos a lo largo de este semestre.

Comentarios y aportaciones al presente LIBRO DE LABORATORIO DE COMUNICACIONES I son bienvenidos de antemano.

Los Autores

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LABORATORIO DE COMUNICACIONES I

Descripcin

Esta materia trata de la comprobacin de los principios y conceptos prcticos de la teora de las comunicaciones elctricas analgicas.

Propsito General

Iniciar al estudiante en la utilizacin del mtodo experimental. Como resultado

del curso, se espera que el alumno, construya y practique los circuitos elctricos y electrnicos basados en la teora de sistemas de comunicaciones

analgicas

Objetivo Terminal.

El estudiante desarrollara la capacidad de construir y demostrar las leyes y principios fundamentales que rigen a los sistemas de Comunicaciones

analgicas en aplicaciones prcticas, as como propiciar el desarrollo de proyectos que requiere la industria.

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CRITERIOS DE EVALUACION La calificacin a obtener en el LABORATORIO DE COMUNICACIONES I se determina por la cantidad y calidad de las actividades y trabajo realizado durante el semestre, a continuacin se establecen los lineamientos generales para la evaluacin de Circuitos y Reportes: A.- SECCION PRCTICA: Cada uno de los 10 circuitos en estas prcticas deber de entregarse dentro del plazo fijado en el programa y se calificar de la siguiente forma:

a.- Circuito tablilla prealambrada funcionando perfectamente Mximo 4 puntos. b.- Circuito en Proto funcionando perfectamente 3 puntos. c.- Circuito funcionando con detalles 1 a 2 puntos. d.- Circuito no operativo o no presentado 0 puntos.

B.- REPORTE DE LA PRCTICA: Los 10 reportes debern entregarse utilizando los espacios previstos en este Manual de Practicas, con las respuestas a las interrogantes y los grficos a escala, correspondientes a los resultados obtenidos indicando claramente los valores de Frecuencia, Magnitud de Voltaje y/o Corriente, debiendo presentarse como mximo la semana siguiente a la validacin del circuito fsico. (En ningn caso se aceptara el reporte antes de validar el circuito)

a.- Reporte elaborado cumpliendo perfectamente con las respuestas y grficos correspondientes, entregado oportunamente. Mximo 4 puntos b.- Reporte elaborado con falla leve en las respuestas y grficos correspondientes, entregado oportunamente. 3 a 2 puntos c.- Reporte elaborado con falla grave en las respuestas y grficos correspondientes, entregado oportunamente. 1 punto d.- Reporte elaborado con varias fallas graves o no entregado. 0

C.- EXAMEN TEORICO: Diez circuitos y sus reportes adecuadamente presentados nos dan un total de 80 puntos, los restantes 20 puntos se obtendrn presentando por escrito un examen terico una o dos semanas antes de finalizar el semestre. NOTA IMPORTANTE: ( Si el Circuito o el Reporte no se entregan dentro del plazo fijado la calificacin se reducir en uno a ms puntos en funcin del retraso y a juicio del Profesor)

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GUIA PARA LABORATORIO NO. 1

MEDICION DE DECIBELES

- Nombre de la Practica: MEDICION DE DECIBELES FECHA DE ELABORACION: ______________________ NOMBRE DEL ALUMNO_____________________________________________________________ OBJETIVO: El alumno comprobar de forma prctica el uso de los Decibeles para la medicin de niveles de potencia, ganancia y atenuacin utilizando un voltmetro de AC. CONOCIMIENTO PREVIO: Investigar la informacin disponible sobre Decibeles, consiga las repuestas a las preguntas siguientes: 1.- Qu es el Decibel 2.- Cual es la ecuacin que nos permite calcular la Ganancia de Potencia en decibeles? 3.- Si tenemos una potencia de salida de 1W y una potencia de entrada de 5 Watts, cul ser el resultado en Decibeles? 4.- Qu significa el trmino dBm? Y cual es la ecuacin que se utiliza para calcularlo?

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5.- Qu significa el termino dBf? Y cual es la ecuacin que se utiliza para calcularlo? 6.- Qu significa el termino dBW? Y cual es la ecuacin que se utiliza para calcularlo 7.- Cuando utilizamos voltajes en lugar de potencias, cual es la forma que toma la ecuacin para el clculo de dB? 8.- Si usamos como referencia un miliwatt cual es la simbologa y la ecuacin para calcular los decibeles? 9.- Si el voltaje medido a la salida de un amplificador de audio es de 7mv, cual ser la ganancia del amplificador referidos a un miliwatt? MATERIAL Y EQUIPO REQUERIDO: UN GENERADOR DE AUDIO GENERADOR DE FUNCIONES A 1 KHz UN OSCILOSCOPIO UN VOLTIMETRO DE AC (preferentemente con escala para medicin de dBs) UN METRO DE CABLE RG58 (no cable coaxial de TV) RESISTENCIAS R1= 16 , R2= 577, R3= 35 , R4= 600 2 CONECTORES BNC TIPO T DE MACHO A DOS HEMBRAS 6 CONECTORES BNC MACHO 2 CONECTORES PARA CHASIS TIPO HEMBRA. Construccin de :

a.- DOS CABLES DE 50 CMS impedancia de 50 ohms utilizando los 4 CONECTORES BNC

c.- Un conector BNC macho para fabricar una carga de 50 ohms con

una resistencia de 50 ohms de watt. (se puede obtener una cargade 50 ohms de fabrica. )

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c.- Un conector BNC macho para fabricar una carga de 600 ohms con

una resistencia de 600 ohms de watt. d.- Utilice los Dos conectores BNC hembras para chasis a fin de

fabricar un atenuador como el mostrado en la figura:

Atenuador PROCEDIMIENTO Y DESARROLLO DE LA PRCTICA En primer termino, implemente el circuito siguiente:

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Una vez armado, ajuste el Generador de audio para que entregue una seal senoidal de 1,000 Hz con una amplitud de 2.44 volts rms (medidos con el osciloscopio y el voltmetro)

Ahora, determine cual es el valor de la potencia disipada en la carga de 50 ohms? Muestre los clculos correspondientes.________

Cual es el valor en dBs que esta entregando el Generador?____________

(Si el voltmetro que consigui tiene una escala en dB, tome nota de la lectura en dicha escala________ comprela con el resultado previamente obtenido son iguales?_______________)

Que valor de Voltaje muestra el Voltimetro?.

Cual es el valor de voltaje pico a pico que muestra el Osciloscopio?

Muestre las ecuaciones clculos que justifican la diferencia:

Quite la carga de 50 ohms y verifique los voltajes del Osciloscopio y con el voltmetro.

Cual es el nuevo valor voltaje pico a pico en el Osciloscopio?________ Cual es el nuevo valor de voltaje en el Voltmetro?_________________ Si obtuvo un voltmetro con escala en dBs cual es el nuevo valor en

dB?_____________________ Qu relacin tiene con la primera lectura?_______________________________________________

Con los resultados obtenidos, calcule el valor de la impedancia del generador.

Sin cambiar los ajustes de generador introduzca al circuito el atenuador que construy como se muestra en la figura siguiente:

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Use el voltmetro para medir el voltaje que se esta entregando en la carga de 600 ohms Asimismo anote el voltaje a la entrada del atenuador

Voltaje a la entrada del Atenuador________________________ Cual es el voltaje RMS a la salida del generador?____________ Hubo

cambios significativos? Si___ No___ Voltaje sobre la carga de 600 Ohms_________________

por que?____________________________________________ Usando la lectura de voltaje RMS a travs del resistor de 600 ohms

Ud. podr calcular la potencia en dBms en este punto____________ Cual es la salida de potencia en dBm del Generador? _______ Cual es la prdida en dBms que introduce en el circuito el atenuador

utilizado?________ Es cierta la relacin siguiente?:

Potencia de Salida en dBms = Pot. Entrada Atenuacin _______________ Las ecuaciones siguientes le servirn para calcular la potencia perdida en el atenuador utilizado:

Ap(dB) = Av(dB) + 10 Log Zi/Zo donde Zi = 50 ohms y Zo = 600 ohms

Prdida en dBs del atenuador? _________________ CONCLUSIONES:

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Resonancia Serie y Paralelo

Nombre de la Prctica: Resonancia Serie y Paralelo FECHA DE ELABORACION:______________________ NOMBRE DEL ALUMNO______________________________________________________________________ OBJETIVOS: AL FINALIZAR ESTA PRACTICA EL PARTICIPANTE SERA CAPAZ DE verificar los efectos que un sistema de ancho de banda finita causa sobre la seal senoidal pura y sobre seales complejas como diente de sierra y seal cuadrada, experimentando con los efectos producidos con circuitos resonantes serie y paralelo.

CONOCIMIENTO PREVIO

Se requiere que el participante revise los conceptos Tericos; Circuitos resonantes LC serie y paralelo, Frecuencia de Resonancia y Medicin del Ancho de Banda

Se deber encontrar y anotar las respuestas a las siguientes interrogantes: 1. - Qu es un circuito resonante?

2. - Dibuje los diagramas bsicos de los circuitos resonantes: serie y paralelo: 3. - Como se determina la frecuencia resonante?

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4.- Cul es la ecuacin que nos permite calcular los valores de la Inductancia y el capacitor? 5. - Qu es Ancho de banda? 6. - Cmo se Calcula?

7. - Cmo se mide?

8. - Cul es su importancia? MATERIAL Y EQUIPO REQUERIDO 2 Capacitores 2 Bobinas Generador de Funciones Osciloscopio. DESARROLLO:

El alumno disear un circuito LC resonante a la frecuencia de 10,000 Hz, implementndolo en ambas versiones; Serie y Paralelo DATOS De acuerdo a los clculos realizados, se requieren los siguientes valores de inductancia y capacidad:

C = 100nF L =

Los valores ms Comerciales ms cercanos para inductancia y capacidad son: C = L = (De ser necesario se deber de disear y construir la inductancia necesaria para implementar el c ircuito resonante)

Esta prctica deber de realizarse en dos secciones complementarias; 1. - SIMULACION Y 2. - CONSTRUCCION

Los circuitos se simularan en primer lugar con ayuda de un paquete de software siguiendo paso a paso los procedimientos que se describen a continuacin.

Para ambas configuraciones se requiere simular la aplicacin de seal senoidal desde 100 hasta 50,000 Hz, anotando la magnitud del voltaje de salida, llenando con los resultados obtenidos las tablas correspondientes:

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Circuito Serie:

Vin(volts) Frecuencia (hertz) SIMULACION:

V sal ida (volts) CIRCUITO FISICO:

V sal ida (volts) 10 100 10 1000 10 2,500 10 5,000 10 10,000 10 15,000 10 20,000 10 30,000 10 40,000

Circuito Paralelo:

Vin(volts) Frecuencia (hertz) SIMULACION:

V sal ida (volts) CIRCUITO FISICO:

V sal ida (volts) 10 100 10 1000 10 2,500 10 5,000 10 10,000 10 15,000 10 20,000 10 30,000 10 40,000

A continuacin deber de graficar a escala, los resultados Voltaje contra frecuencia para verificar y anotar:

a.- Frecuencia de Resonancia resultante b.- Ancho de banda del sistema.

SERIE:

Frecuencia de Resonancia = Hz Ancho de Banda = f1 = Hz, f2 = Hz, BW =

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PARALELO:

Frec. de Resonancia = Hz. Ancho de Banda = f1 = Hz, f2 = Hz, BW = Hz. MUY IMPORTANTE: Para ambos Circuitos, serie y paralelo; apl ique seales Cuadradas y seales tr iangulares de al menos Cuatro frecuencias diferentes, ( 100, 500 10,000 y 20,000 hz), y graf ique cuidadosamente la forma de onda de sal ida en los espacios que se proporcionan a continuacion:

SERIE:

PARALELO:

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RESULTADOS OBTENIDOS Concuerdan los resultados obtenidos con los resultados calculados y la simulacin real izada? No porque _______________ S porque________________ Hubo desviaciones importantes? No del todo, ya que ______________________________________________________ Expl ique y fundamente teoricamente de la forma ms ampliamente posible las respuestas a las preguntas siguientes: 1. - Cual es El or igen y causa de la deformacin en las seales observada cuando se apl ican las seales Cuadrada y Tr iangular. 2. -Porque no se observa deformacin para las seales senoidales? CONCLUSIONES:

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Seales en el tiempo y su espectro de frecuencia Nombre de la Prctica : Seales en el tiempo y su espectro de frecuencia FECHA DE ELABORACION:______________________ NOMBRE DEL ALUMNO________________________________________________________________ OBJETIVOS: AL FINALIZAR ESTA PRACTICA EL PARTICIPANTE SERA CAPAZ DE

Construir y ajustar un Oscilador Senoidal de 50,000 ciclos. Verificar y comparar las seales senoidales con las seales Cuadrada y

Triangular de por medio del Osciloscopio (Dominio del Tiempo).

Predecir el contenido espectral de las seales Senoidales, cuadradas y triangulares por medio de las series de fourier.

Medir y verificar el contenido espectral de estos tres tipos de seales en el Analizador de Espectro (Dominio de la Frecuencia)

CONOCIMIENTO PREVIO, SE DEBERAN DE RESOLVER LAS SIGUIENTES CUESTIONES:

Qu es un oscilador?

Que es un Oscilador de relajacin Qu es un oscilador de PLL?

Qu es un Sintetizador

Qu es Estabilidad de Frecuencia y cual es su importancia?

Cul es el efecto y la ventaja de utilizar cristales en la construccin de los

osciladores?

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Qu es el Coeficiente de temperatura y cual es su importancia para un oscilador a cristal?

Calcule Escriba y Dibuje la Serie de Fourier de Una Seal Senoidal para 5 volts de amplitud y 50,000 Hz. de Frecuencia ?

Calcule Escriba y Dibuje la Serie de Fourier de Una Seal Cuadrada para 5 volts de amplitud y 50,000 Hz de Frecuencia ?

Calcule Escriba y dibuje la Serie de Fourier de Una Seal Triangular 5 volts de amplitud y 50,000 Hz de Frecuencia?

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MATERIAL Y EQUIPO REQUERIDO: Un osciloscopio Un Analizador de espectro Fuente de alimentacin Componentes discretos o integrados para implementar un Oscilador de 50,000 Hz.

PROCEDIMIENTO Y DESARROLLO DE LA PRCTICA 1.- Construir en primer trmino Un Oscilador cuya frecuencia de Operacin sea de 50,000 Hz con salida senoidal Pura, sin deformaciones ni ruido. Podr Utilizar cualquier forma de Oscilador que prefiera, retroalimentado, de cristal, de CI. Etc. Etc. Quizs uno similar al mostrado en el siguiente dibujo (Si desea utilizar este diagrama; Ajuste los elementos necesarios para lograr la frecuencia de 50,000 Hz y una amplitud de 5 Vpp.) 2.- Muestre los clculos realizados para la elaboracin de su circuito y Explique detalladamente los principios de Operacin del mismo. 3.- Una vez terminado y verificado su funcionamiento (Seal senoidal, sin deformaciones, al menos de 30 dB mayor que el ruido, ) copie o dibuje las formas de onda logradas por medio de:

4.- Compare las Magnitudes obtenidas en su circuito, con respecto a los resultados en los clculos realizados previamente,

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5.- Ahora haciendo uso del Generador de audio Ajuste una seal Cuadrada de 5 volts de amplitud y 50,000 Hz de Frecuencia, Graficar y copiar del osciloscopio y del analizador.

6.- Compare los datos Obtenidos en su Circuito con respecto a los resultados obtenidos en los clculos realizados previamente.

7.- El mismo procedimiento para una seal Triangular de 5 volts de amplitud y 50,000 Hz de Frecuencia, 8. Compare los datos Obtenidos en su Circuito con respecto a los resultados obtenidos en los clculos realizados previamente. 9. - Exist ieron desviaciones Importantes? 10.- Conclusiones:

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DISPOSITIVOS LINEALES Y NO LINEALE

Nombre de la Prctica : DISPOSITIVOS LINEALES Y NO LINEALES FECHA DE ELABORACION:______________________ NOMBRE DEL ALUMNO______________________________________________________________________ OBJETIVO: AL FINALIZAR ESTA PRACTICA EL PARTICIPANTE SERA CAPAZ DE IDENTIFICAR SIN ERROR LOS RESULTADOS DE LAS MEZCLAS LINEALES RESPECTO A LAS MEZCLAS NO-LINEALES CONOCIMIENTO PREVIO

El participante revisar los conceptos presentados en el capitulo nm. 1 del texto (Wayne Tomasi) referente a la mezcla y combinacin de dos o ms seales a travs de diferentes sistemas respondiendo las siguientes interrogantes:

1.- Qu es Mezcla Lineal? 2.- Cul es el efecto y la ecuacin que describe el paso de una nica seal a travs de un amplificador Lineal? 3.- Cul es el efecto y la ecuacin que describe el comportamiento de Dos o ms seales al pasar por un Amplificador Lineal? 4.- Qu es Mezcla No-Lineal?

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5- Cual es el efecto y la ecuacin que describe el paso de una nica seal a travs de un amplificador No-Lineal? 6.- Qu nombre recibe este efecto cuando es posible aprovecharlo? 7.- Qu nombre recibe este efecto cuando es indeseable? 8.- Cul es el efecto y La ecuacin que describe el comportamiento de Dos o ms seales al pasar por un Amplificador No-Lineal? 9.- Qu nombre recibe este efecto cuando es posible aprovecharlo? 10.- Qu nombre recibe este efecto cuando es indeseable? MATERIAL Y EQUIPO REQUERIDO

Un osciloscopio Cinco resistencias de 10 Kohms Una inductancia de 2.4 mH Un Capacitor de 1 nF Dos generadores de Audio Un analizador de espectro. Un Diodo rectificador o de pequea seal.

PROCEDIMIENTO Y DESARROLLO DE LA PRCTICA

Como es costumbre, se realizar en primer trmino la simulacin en PC, registrando todos y cada uno de los datos correspondientes y los tendr a la mano para realizar el circuito fsico y para efectuar, la comparacin requerida respecto a los circuitos fsicos armados en baquelita.

1.-Clculos: 2.- Datos: 3.- Diagramas:

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MULTIPLICACION DE FRECUENCIA: Como se ha revisado en clases la aplicacin de una sola seal a travs de un circuito no-lineal genera una serie de seales que no estaba presente antes de pasar a travs de este, como inicio se implementar el siguiente circuito.

MATERIAL: R1= 1K R2= 1 k R3= 10k D1= IN914 GENERADOR DE AUDIO 1 (XFG1) A 50KHz DE 3 Vpp

Aplique una seal senoidal de 50 Khz. de

3 Vpp. Observando y copiando las

seales que se producen en la entrada a

la resistencia de 10Kohms (canal 1 del

Osciloscopio)

Observe y grafique las seales que se produce en la resistencia de Carga despus del

Diodo )Canal 2 del Osciloscopio)

Existe un Voltaje de DC en esta seal?

Por que?

Compare las formas de Onda, Cual es la

diferencia?

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Utilizando la Transformada rpida de Fourier del Osciloscopio (O por medio del Analizador

de Espectro) observe y Grafique los componentes espectrales en ambos Puntos

detallando claramente las frecuencias de cada uno.

entrada salida

Ahora modifique su circuito para insertar el Circuito Tanque elaborado con el capacitor y la inductancia como lo muestra el siguiente esquema:

MATERIAL: R1= 1 K , R2= 1 K R3= 10K D1= IN914 L1= 2.4 Mh C1= 1nF GENERADOR DE AUDIO 1(XFG1) A 50 KHz A 3 Vpp

Calcule la frecuencia del circuito resonante :

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Observe y grafique la forma de Onda que aparece a la entrada del circuito

resonante .?

Cuidadosamente suba la frecuencia del generador alrededor de los 50,000 hz,

monitoreando la entrada del circuito resonante, que pasa con la forma de onda a

la entrada del circuito tanque.?

Por qu? Es este un Doblador de Frecuencia..?

APLICACIN DE VARIAS SEALES A TRAVES DE CIRCUITOS LINEALES Y NO-LINEALES. Uti l izaremos el s iguiente circuito:

MATERIAL: R1= 1 K R2= 1 K R3= 10 K R4= 1 K D1= IN914 GENERADOR DE AUDIO 1(XFG1) A 1.50 MHz A 3 Vpp GENERADOR DE AUDIO 2(XFG2) A 1.60 MHz A 3 Vpp

Aplique una seal senoidal de 1.6Mhz de 3 Vpp. Con el Generador 1 Aplique una seal senoidal de 1.5Mhz de 3 Vpp. Con el Generador 2

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Observe las seales que se producen en la entrada del diodo (canal 1 del Osciloscopio) Observe las seales que se producen la resistencia de Carga despus del Diodo )Canal 2

del Osciloscopio)

Compare las formas de Onda, Cual es la diferenc

Utilizando la Transformada Rpida de Fourier del Osciloscopio (O por medio del Analizador de Espectro) observe y Grafique los componentes espectrales en ambos Puntos detallando claramente las frecuencias de cada uno.

Si el propsito del circuito es de generar estas frecuencias, que nombre recibe el fenmeno?

Si este fenmeno es indeseable como se le llama?

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MODIFIQUE SU CIRCUITO DE ACUERDO AL SIGUIENTE ESQUEMA:

MATERIAL: R1=R2=R4= 1 K R3= 10 K D1= IN914 C1= 1nF L1= 2.4Mh GENERADOR 1(XFG1) A 1.50 MHz A 3 Vpp GENERADOR 2(XFG2) A 1.60 MHz A 3 Vpp

Observe y grafique la forma de Onda que aparece a la entrada del circuito

resonante .??

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Cuidadosamente MODIFIQUE LA frecuencia de ambos generadores, monitoreando

la entrada del circuito resonante, qu pasa con la forma de onda a la entrada

del circuito tanque, que sucede

....?

Por

qu

..?

A que se le denomina Conversin de bajada?

Que es heterodinacin?

RESULTADOS OBTENIDOS Concuerdan los resultados obtenidos con los resultados calculados y la simulacin real izada? Hubo desviaciones importantes? CONCLUSIONES:

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ONDAS MODULADAS EN AMPLITUD

Nombre de la Practica: ONDAS MODULADAS EN AMPLITUD

FECHA DE ELABORACION:______________________ NOMBRE DEL ALUMNO _____________________________________________________ Objetivos: Al finalizar esta prctica el participante ser capaz de:

Medir e interpretar las formas de onda de una seal modulada en amplitud Medir los ndices de modulacin de las seales submoduladas, moduladas al cien por

ciento y sobremoduladas Medir e interpretar los espectros de una seal de AM Utilizar el osciloscopio para observar y medir los Patrones Trapezoidales

CONOCIMIENTO PREVIO:

El participante revisara los conceptos descritos en el Cp. 3 de Wayne Tomasi, Obtendr las hojas de datos de Internet o del manual de fabricante, para identificar las caractersticas del circuito elegido, para la realizacin de un modulador

de DSB_FC 1.- Qu es Modulacin de amplitud de Gran Portadora? 2. - Cul es la ecuacin general que describe el comportamiento de una seal de Modulacin de amplitud de portadora completa?

3. - Cul es la mxima frecuencia de audio que la SCT nos permite uti l izar para modular un sistema de AM dentro de la banda comercial ? 4. - Cul es ancho de banda que ocupa una estacin de radiodifusin comercial en AM

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MATERIAL Y EQUIPO REQUERIDO Osciloscopio. XR2206 Resistencias varias. Capacitares varios.

PROCEDIMIENTO Y DESARROLLO DE LA PRCTICA:

1. -Clculos:

La frecuencia de oscilacin de nuestro generador monoltico de funciones XR-2206 la podemos calcular mediante la siguiente ecuacin:

2. - Datos:

La seal moduladora no deber ser mayor que la marcada por normas de SCT. La seal de carrier deber ser al menos 10 veces mayor que la seal moduladora.

3. - Diagramas sugeridos: ( Se acepta la construccin de cualquier circuito o sistema de Modulacin de Amplitud de Gran Portadora)

Graficar o copiar del osciloscopio las formas de onda en el dominio del tiempo para una modulacin del 0%:

Cual es el valor de amplitud de la seal de carrier En el espectro de frecuencia, cuantas componentes de frecuencia y que valores de amplitud en dBs. tienen?

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Aplique la seal Moduladora de tal manera que Obtengamos un 50% de Modulacin.( Graficar o copiar del osciloscopio las formas de onda)

Cual es el voltaje mximo que alcanza la envolvente? Cual es el voltaje mnimo? En el espectro de frecuencia, cuantas componentes espectrales existen?, cual es su

magnitud en dBs Comparado con la seal sin modular cual es el cambio? Cual es el valor del voltaje de modulacin?

Ajuste el voltaje de la moduladora para Obtener Un 80% de Modulacin .( Graficar o copiar del osciloscopio las formas de onda)



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Ajuste el voltaje de la moduladora para Obtener Un 100% de Modulacin.( Graficar o copiar del osciloscopio las formas de onda)



Ajuste el voltaje de la moduladora para Obtener Un 200% ?? de Modulacin .( Graficar o copiar del osciloscopio las formas de onda)

Cual es el valor del voltaje de modulacin? Cual es el voltaje mximo que alcanza la envolvente? Cual es el voltaje mnimo? Que pasa con el espectro de Frecuencias? En el espectro de frecuencia, cuantas componentes espectrales existen?, cual es su

magnitud en dBs Comparado con la seal sin modular cual es el cambio?

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4. - SEALES TRAPEZOIDALES;

COLOQUE EL OSCILOSCOPIO EN EL MODO X Y CONECTE LA SEAL MODULADORA A LA ENTRADA HORIZONTAL DEL OSCILOSCOPIO CONECTE LA SEAL MODULADA A LA ENTRADA VERTICAL AJUSTE EL OSCILOSCOPIO PARA LOGRAR UNA FIGURA PERFECTAMENTE CENTRADA GRAFICAR O COPIAR DEL OSCILOSCOPIO LAS FORMAS DE ONDA EN EL DOMINIO DEL TIEMPO

PARA LAS MISMAS CONDICIONES DE MODULACIN DE LOS EJERCICIOS ANTERIORES:

50% de Modulacin 100% de Modulacin 150% DE MODULACIN CONCLUSIONES:

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RECEPTOR SUPERHETERODINO

Nombre de la Practica: RECEPTOR SUPERHETERODINO

FECHA DE ELABORACION:______________________ NOMBRE DEL ALUMNO________________________________________________________ Objetivos:

Armar un Kit receptor superheterodino de AM Medir su sensibilidad.

CONOCIMIENTO PREVIO: Como Funciona un receptor sintonizado a Radiofrecuencia? Las principales desventajas de un receptor TRF son: Que significa Heterodinar? Porque se llama Receptor Superheterodino? Quien es el Inventor de este tipo de receptores? Cual es el diagrama Bsico de Un receptor Superheterodin

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Cuales son los principales bloques de un receptor superheterodino y cual es su principio de funcionamiento%

Equipo a Utilizar

Kit de Radio Superheterodino de AM Generador de RF Voltmetro de AC (valor eficaz RMS)

Procedimiento

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Utilice el diagrama del Kit del receptor superheterodino de AM que adquiri. Ajuste el Kit para recibir adecuadamente todas las estaciones de la banda de AM . Por medio del Osciloscopio encuentre y registre las formas de onda de cada una de las etapas que constituyen el receptor. Seccin RF Oscilador local

ETAPA DE FI ETAPA DE AUDIO

Especificaciones de la Sensibilidad del Receptor Todo receptor tiene una sensibilidad especificada la cual indica al usuario cul es la ms pequea seal utilizable que puede ser recibida. Por ejemplo, la sensibilidad de un receptor puede ser citada en las hojas de especificacin como de 0.7 V para una relacin de (seal + ruido) a ruido de 10 dB. Esto nos dice que si una seal de RF de 0.7 V es recibida a la

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entrada del receptor, la relacin de salida de audio de (seal + ruido) a ruido del receptor ser de al menos 10 dB. Adjunta a esta prctica o proporcionada con el manual de instruccin con el que tu ests trabajando es una hoja de especificacin para su receptor.

1. De la hoja de especificacin diga cul es la tasa de sensibilidad A menudo algo que se deja sin definir en estas especificaciones de sensibilidad es la

potencia absoluta de audio a la salida en donde la relacin (seal + ruido) a ruido se mide. No hay razn en tener un receptor muy sensible si ste no puede ser odo. Para nuestros propsitos en esta prctica, asumiremos que se medir la sensibilidad especificada de nuestro receptor cuando la etapa de audio se encuentre operando a la mitad de la mxima potencia que se indica.

2. Cul es la potencia mxima de audio a la salida de nuestro receptor segn las

hojas de especificacin?

Un valor tpico es 3 watts. El valor que localiz en las hojas de especificacin estar probablemente acompaada con una especificacin de la distorsin de quiz 10%. Lo que el fabricante nos dice con esto es que el receptor puede entregar 3 watts y que esta salida an tendr una distorsin de 10% o menos.

3. Puede hallar una especificacin de la distorsin para que sea anexada junto con la potencia mxima de salida declarada? De ser as, Cul es ese valor?

En las siguientes medidas de la sensibilidad del receptor, mediremos la sensibilidad mientras mantenemos la potencia a la salida de la etapa de audio a la mitad de la potencia mxima de salida especificada. Mida la sensibilidad de AM como se indica a continuacin:

a) Ajuste el generador de RF al valor de sensibilidad encontrado en la pregunta 1 (tpicamente alrededor de los 0.7V) con 30% de modulacin a 1000 Hz y a la misma frecuencia en la cual est sintonizado su receptor. Si usted ajusta su receptor al canal 1410 (a 1410 KHz), entonces ajuste su generador de RF a esta frecuencia. Emplee el control vernier de frecuencia para finamente sintonizar la frecuencia de salida de su generador RF. Usted sabr que est justamente en el canal 1410 cuando la lectura en el voltmetro RMS llegue al mximo

b) Ajuste el control de ganancia (volumen) de audio frecuencia (AF) hasta que la potencia

de audio a la salida est a la mitad de la potencia que se nos especifica. Si la potencia especificada en la pregunta 2 fueron 3 watts, entonces la mitad de la potencia seran 1.5 watts. Dado a que la bocina tiene una impedancia de 8 , el voltaje observado en el voltmetro RMS real vendr dado de la siguiente manera:

c) Ahora apague la modulacin en el generador de RF. El cambio en la lectura del

voltmetro RMS deber ser de 10 dB o ms. Si el cambio es de ms de 10 dB,

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decremente el voltaje a la salida del generador RF. Es decir, cambie la seal del generador RF de 0.7 V a 0.6 y vuelva a medir el cambio en la salida de audio cuando la modulacin es aplicada y removida. Repita este paso hasta que la salida del generador de RF nos d un cambio de 10 dB cuando la modulacin se desactiva. (Nota: si el voltmetro RMS no tiene una escala en dB, use 20 log(cambio en el voltaje de audio) para medir el punto 10 dB.)

d) Cul fue la sensibilidad medida en V?

CONCLUSIONES:


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MODULADOR BALANCEADO

Nombre de la Prctica: MODULADOR BALANCEADO FECHA DE ELABORACIN: ______________________ NOMBRE DEL ALUMNO_______________________________________________________ OBJETIVO Conocer e identificar un circuito modulador de anillo balanceado de DSBSC para comprender su funcionamiento. CONOCIMIENTO PREVIO El participante investigara los circuitos moduladores de anillo balanceado de DSBSC, as como realizar la elaboracin de una simulacin de dicho circuito 1.- Cual es la funcion de un Modulador de aillo balanceado? 2.- Porque se coinsidera al modulador de Anillo Balanceado un Modulador de Circuito Lineal Variante en el Tiempo? 3.- Que caracteristicas deberan tener los diodos utilizados para implementar este circuito? 4.- Que significan las siglas DSB-SC ? MATERIAL

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Un osciloscopio digital (FFT). Dos resistencias de 1 Kohm Una resistencia de 10 kohms Dos generadores de Audio Un analizador de espectro Cuatro Diodos de pequea seal. Circuito tanque de la practica #1

PROCEDIMIENTO Y DESARROLLO DE LA PRCTICA Se sugiere el s iguiente circuito: NOTA IMPORTANTE: ES NECESARIO AISLAR LA TIERRA INDESEABLE EN EL CIRCUITO DE ENTRADA DE SEAL DE PORTADORA; consiga un transformador de 1:1 y apl ique a travs de l la seal de portadora. 1. - Qu resultados nos proporciona la Mezcla No-Lineal de dos o mas seales? 2. - Expl ique claramente la forma de operacin del c ircuito mostrado.

3. - Cul es la forma de onda que se

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observa sobre la resistencia de 10K sin haber conectado el c ircuito tanque?. Dibuje o muestre el resultado del osci loscopio digital (FFT)

4. - Qu sucede al conectar el c ircuito tanque; EXPLIIQUE claramente el resultado que muestra el osci loscopio y dibuje o muestre a continuacin lo que resulta en el osci loscopio digital .

5- Cul es el espectro de frecuencias y las magnitudes que se observan sobre la resistencia de 10K sin haber conectado el c ircuito tanque? 6. - Cul es el espectro de frecuencias y las magnitudes que se observan al conectar el c ircuito tanque?

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7. - Qu nombre recibe este efecto y que signif icado t iene?

8. - Qu sucede si se cambia la frecuencia de carr ier RESULTADOS OBTENIDOS 4. Concuerdan los resultados obtenidos con los resultados calculados y la simulacin real izada? 5. Hubo desviaciones importantes? CONCLUSIONES:


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Modulacin de Banda Lateral nica

GUIA PARA LA PRCTICA NO. 8 FECHA DE ELABORACIN: ______________________ NOMBRE DEL ALUMNO______________________________________________________ NOMBRE DE LA PRCTICA: Modulacin de Banda Lateral nica OBJETIVO Construir un Modulador de Banda lateral nica con Portadora Suprimida (SSB-SC) utilizando cualquiera de los tres mtodos disponibles. CONOCIMIENTO PREVIO El participante investigara las caractersticas principales de los moduladores de SSB-SC y contestar las siguientes preguntas: 1. Cuntos mtodos de generacin de SSB-SC o SSB-RC explica el libro de Tomasi? 2. En qu consiste cada uno de los mtodos de generacin de SSB-SC o SSB-RC que menciona su libro de Tomasi? 3. La salida de un modulador balanceado es del tipo_______________________________. 4. La forma ms comn de generar una seal de SSB-SC es el mtodo de___________________

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5. Un filtro que deja pasar la banda lateral deseada al tiempo que rechaza la otra banda lateral, debe tener buena_________________________. 6. El filtro ms comn para seleccionar la banda lateral deseada en un generador de SSB-SC usa__________ __________para la selectividad. 7. Es comn usar un circuito______________________________para demodular o recuperar una seal de SSB-SC. 8. El circuito aplicado para demodular una seal de SSB-SC en general se conoce como__________ ________________________. 9. Seleccione la respuesta correcta: Qu modulador tiene mejor supresin de portadora? a) Un modulador en celosa b) Un modulador balanceado de CI MODULADOR DE ANILLO BALANCEADO MATERIAL Un osciloscopio Dos generadores de Audio Un analizador de espectro. Cuatro Diodos de pequea seal balanceados R1= 10K R2= 51 C1= C2=910 f, C3= 430 F L1= L2= 1 .3 H

MODULADOR DE ANILLO BALANCEADO Se sugiere el s iguiente circuito para generar en primer termino las dos bandas laterales, una vez funcionando se agregara el c ircuito tanque para el iminar una de el las: 1. - Expl ique claramente los principios de operacin de este circuito

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______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 2- Cul es el espectro de frecuencias y las magnitudes que se observan a la sal ida de este circuito (R1)? ______________________________________________________________________

3. - Qu sucede si se cambia la frecuencia de carr ier ?

Para eliminar solamente una de las bandas laterales , se sugiere uti l izar un fi ltro activo como el que se muestra en la f igura siguiente: Siendo necesario la utilizacion de filtros de muy alto Q para la eliminacion de una sola de las bandas , sera necesario utilizar una cadena de filtros, ( cinco etapas han dado buenos resultados) , Investigar y justificar su propuesta, ( Circuitos Microelectronicos de Rashid) El Circuito final luciria asi:

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4. Muestre los calculos necesarios para el iminar una de las bandas. 6. Verif ique a la sal ida de la ult ima etapa en cascada que existe solamente una de las bandas laterales:

RESULTADOS OBTENIDOS 4. Concuerdan los resultados obtenidos con los resultados calculados y la simulacin real izada? 5. Hubo desviaciones importantes? CONCLUSIONES

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Modulador Demodulador de FM

Nombre de la Prctica : Modulador Demodulador de FM FECHA DE ELABORACION:______________________ NOMBRE DEL ALUMNO___________________________________________________ OBJETIVOS:

1. Comprender el proceso de modulacin y demodulacin de frecuencia 2. Construir y verif icar la operacin de un osci lador controlado por voltaje y

usarlo como modulador en frecuencia 3. Usar un lazo cerrado de fase en circuito integrado para la demodulacin de

una onda de F.M. CONOCIMIENTO PREVIO

El participante investigara las caractersticas principales del circuito o circuitos utilizados para la elaboracin de esta prctica. 1.- Qu entiende como desviacin de frecuencia y cual seal es la directamente responsable de lograrla? 2.- Explique claramente la forma de operacin del circuito utilizado.

3.- Cual es la magnitud de Desviacin de frecuencia Lograda con un voltaje de audio de 2volts, de 5 volts?

4.- Cul es la definicin de Constante de sensitividad? 5- Cul es la constante de sensitividad del circuito que esta utilizando? 6.- Cul es el espectro de frecuencias y las magnitudes que se observan en la seal modulada?

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7.- Qu sucede si se incrementa el voltaje de audio? a.- con la desviacin de frecuencia, b.- con el ancho de banda? MATERIAL:

Un osciloscopio. Un Modulador VCO CI LM566 o similar. Un Demodulador CI LM565 o similar. Resistencias varias. Generador de Audio. Capacitores.

PROCEDIMIENTO Y DESARROLLO DE LA PRCTICA

Como es costumbre, se realizar en primer trmino la simulacin en PC, registrando todos y cada uno de los datos correspondientes y los tendr a la mano para realizar el circuito fsico y para efectuar, la comparacin requerida respecto a los circuitos fsicos armados en baquelita.

1.-Clculos: 2.- Datos: 3.- Diagramas:

Se sugiere el s iguiente circuito como modulador con el c ircuito integrado VCO 566:

Cul fue la frecuencia de salida medida? La frecuencia de salida terica para el VCO LM566 est dada por la siguiente ecuacin:

En donde es el voltaje entre el pin 5 y el pin 1.

RESULTADOS OBTENIDOS:

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Desviacin de Frecuencia Mxima: Valor del Voltaje de audio para lograr un ndice de modulacin de m = 1, Grafica del Osci loscopio y Anal izador de espectro mostrando el numero y magnitud de bandas laterales generado

Valor del Voltaje de audio para lograr un ndice de modulacin de m = 2.4 Grafica del Osci loscopio y Analizador de espectro mostrando el numero y magnitud de bandas laterales generado

Y el s iguiente como Demodulador con el c ircuito integrado 565

Curvas de sal ida del Demodulador para cuando el modulador trabaja con un

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indice M= 1

Curvas de sal ida del Demodulador para cuando el modulador trabaja con un indice M= 2.4

CONCLUSIONES

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Proyecto Final

Nombre de la Prctica: Proyecto Final FECHA DE ELABORACION:______________________ NOMBRE DEL ALUMNO______________________________________________________ OBJETIVOS:

4. Verif icar la operacin de un proyecto f inal de laboratorio de comunicaciones I

5. Tener la habil idad de comunicar informacin tcnica en forma concisa y c lara.

6. Redactar un buen informe que tenga las directr ices sobre la manera ordenada de presentar un informe de un proyecto de comunicaciones electrnicas.

7. Presentar el proyecto en circuito impreso y en un contenedor apropiado para su manejo y movi l idad segura.

DIRECTRICES DEL PROYECTO FINAL ESTABLECIMIENTO DE OBJETIVOS: Se debe establecer con claridad desde el pr incipio una l ista de objetivos del proyecto f inal. Elaborar un cronograma de las activ idades real izadas durante su desarrol lo. LISTA DE EQUIPO Y MATERIAL EMPLEADO

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Listar el material empleado y los instrumentos de medicin usados en el proyecto PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL Elabore la descripcin sucinta del procedimiento experimental y de funcionalidad real izada por el proyecto, asimismo incluir los diagramas esquemticos o bloques funcionales del s istema con los nmeros de secuencia y los pies de f iguras en forma clara y ordenada. Adems se presenta una seccin de datos con los resultados obtenidos en formato de tabla ALCANCE DEL PROYECTO E INTERPRETACIN DE RESULTADOS En esta seccin la interpretacin de los resultados encontrados se mencionan, los alcances logrados y se muestran las recomendaciones que se estimen convenientes para la real izacin del proyecto.

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BIBLIOGRAFIA : 1) BLAKE, ROY

Lab Manual to accompany ELECTRONIC COMMUNICATION SYSTEMS, 2nd edition EDITORIAL: THOMPSON, 2004.

2) TOMASI, WAYNE,

SISTEMAS DE COMUNICACIONES ELECTRNICAS ( 4 EDICIN ). EDITORIAL: PRENTICE HALL, MXICO.D.F. 2000

3) FRENZEL,

ELECTRNICA APLICADA A LOS SISTEMAS DE COMUNICACIONES. EDITORIAL: ALFAOMEGA - MARCOMBO. MXICO.D.F. 2003

4) LATHI, B.P

INTRODUCCIN A LA TEORA Y SISTEMAS DE COMUNICACIN. EDITORIAL: LIMUSA. MXICO. D.F. 2002.

5) CARLSON, A. BRUCE,

SISTEMAS DE COMUNICACIN. EDITORIAL: Mac GRAW HILL. MXICO. D.F. 2000.

6) FRENZEL.

SISTEMAS ELECTRNICOS DE COMUNICACIONES. EDITORIAL: ALFAOMEGA . MARCOMBO. MXICO.D.F. 2003.

Links Relacionados: http://www.agitec.gob.mx http://www.amitra.com.mx/ http://www.arrl.org/ www.nab.org http://www.nab.org/AM/Template.cfm?Section=Radio http://www.nab.org/AM/Template.cfm?Section=Books&Template=/TaggedPage/Tagge dPageDisplay.cfm&TPLID=2&ContentID=490

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