Paper Modulacion AM

MODULACIN EN AMPLITUDMadrigal John, Ochoa Sebastin, Pillajo Andrs.Universidad de las Fuerzas Armadas - ESPEABSTRACT,- The amplitude modulation is a well-known study theory that contemplates everything related to the basic principles of waves propagation to communicate from one access point to multiple access points, this subject has a lot of variety that derives in the different types of AM modulation. For the development of this, the use of MatLab is indispensable because in this mathematical simulator all the theory can be confirmed by graphing the waves and their modulations. RESUMEN.- Con la investigacin realizada se pudo desarrollar una aplicacin en Matlab que simule la modulacin en amplitud de una onda banda base, especficamente de 20KHz. A su vez el anlisis y posterior simulacin de las modulaciones derivadas de Am que son: doble banda lateral con portadora suprimida (DSB-SC), banda lateral nica que a su vez se subdivide en: banda lateral nica superior (SSB-USB) y banda lateral nica inferior (SSBLSB). Para el desarrollo de la presente investigacin y la realizacin de la aplicacin propiamente dicha se necesitaron conocimientos de desarrollo de software en Matlab, tener claros los conceptos de modulacin de frecuencias en amplitud y manejo de frmulas respecto a transformada de Fourier. Los resultados ms significativos obtenidos de la prctica desarrollada fueron la obtencin de grficas en el dominio del tiempo y la frecuencia, mostrando las caractersticas principales de la modulacin AM como por ejemplo: la variacin de la amplitud de la onda portadora de acuerdo a la seal de informacin. Palabras Claves: Modulacin, AM, SBD-SC, SSB-USB, SSB-LSB Figura 1. Ventana de Ingreso de Datos

I.

INTRODUCCIN

La modulacin AM es un tema muy amplio, adems muy importante en el campo de las telecomunicaciones, un ejemplo particular se tiene en las radiodifusoras de AM comercial. Al desarrollar la aplicacin en Matlab con seales: de informacin de (20KHz) y portadora (1MHz), y al obtener grficos de las distintas modulaciones como AM, SBD-SC, SSB-USB, SSB-LSB, se pretende estimular un mejor anlisis de la modulacin AM y de sus modulaciones derivadas Para el desarrollo de la aplicacin se necesitan conocimientos previos de muestreo de seales, transformada de Fourier y procesamiento de seales.

II.

DESARROLLO ARTCULO

DEL

Una vez ejecutada la aplicacin y tras la pantalla de bienvenida se deber ingresar las frecuencias de la seal de informacin, seguida de la seal portadora como se muestra en la Figura 1.

[email protected], [email protected], [email protected]

ESPE. Madrigal, Ochoa, Pillajo. Modulacin en Amplitud.

Al presionar el botn de Ingresar de desbloquear los botones siguientes que tienen relacin respecto a la modulacin AM como se muestra en la Figura 2.

Dentro de la ventana mostrada en la Figura 3 se presenta la grfica de la seal de informacin con respecto al tiempo y con respecto a la frecuencia en dos aspectos: en relacin a la potencia y en relacin a la amplitud, cabe recalcar que las grficas en su eje Y han sido normalizadas. En la Figura 4, se puede observar que en la grfica del dominio de la frecuencia, el pico ms alto se encuentra en la frecuencia de la seal de informacin(20KHz).

Figura 2. Ventana de Ingreso de Datos con BotonesDesbloqueados

Al presionar el botn de seal de Informacin y Portadora se desplegar la siguiente ventana como se muestra en la Figura 3.

Figura 4. Seal de Informacin en el dominio deltiempo y de la frecuencia

Figura 3. Grficos de la Seal de Informacin yPortadora en dominio de tiempo y frecuencia

Adems dentro de la ventana de la Figura 3 se muestra la seal de portadora en dominio del

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tiempo y en dominio de la frecuencia en dos aspectos: en relacin a la potencia y en relacin a la amplitud, cabe recalcar que las grficas en su eje Y han sido normalizadas. En la Figura 5 se puede observar que en la grfica del dominio de la frecuencia, el pico ms alto se encuentra en la frecuencia de la seal portadora (1MHz).

Al dar click en el botn Seal Modulada AM se presentar la ventana mostrada en la Figura 6.

Figura 6. Ventana Seal Modulada AM Dentro de la ventana mostrada en la Figura 6 se observa la seal portadora variada en amplitud de acuerdo a la seal de informacin, es decir la seal modulada AM tanto en el dominio del tiempo como en el dominio de la frecuencia, de color azul y rojo respectivamente referidos a la Figura 6. Adicionalmente se despliegan dos grficos que muestran la seal modulada en AM normalizada tanto en trminos de Potencia como en trminos de Amplitud propiamente dicha, estos grficos estn en el dominio de la frecuencia. Los grficos mencionados se muestran en la Figura 7. Figura 5. Seal Portadora en dominio del tiempo y dela frecuencia

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Figura 8. Ventana Seal SBD-SC Dentro de la ventana mostrada en la Figura 8 se puede distinguir la seal SBD-SC en dominio del tiempo y su respectivo espectro en dominio de la frecuencia normalizada con potencia y amplitud. Claramente se distinguen los picos ms altos en las frecuencias: portadora menos informacin y portadora ms informacin en la Figura 9. Adicionalmente se despliegan dos grficos que muestran la seal doble banda lateral con portadora suprimida normalizada tanto en trminos de Potencia como en trminos de Amplitud propiamente dicha, estos grficos estn en el dominio de la frecuencia. Los grficos mencionados se muestran en la Figura 9.

Figura 7. Seal Modulada AM en dominio del tiempo yfrecuencia

Al dar click en el botn SBD-SC se presentar la ventana mostrada en la Figura 8 en donde se presenta las grficas de la seal doble banda lateral con portadora suprimida tanto en dominio del tiempo como en el dominio de la frecuencia.

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adicionalmente se presenta un botn llamado Comparar.

Figura 10. Ventana Seal SSB-USB Dentro de la ventana mostrada en la Figura 10 se puede distinguir la seal SSB-USB (banda lateral nica superior) en dominio del tiempo y su respectivo espectro en dominio de la frecuencia. Adicionalmente dentro de la seccin donde se presentan los grficos en dominio de la frecuencia se despliegan dos representaciones que muestran la seal banda lateral superior normalizada tanto en trminos de Potencia como en trminos de Amplitud propiamente dicha. Los grficos mencionados se muestran en la Figura 11. Los pico ms altos son los que cumplen con: frecuencia portadora ms la frecuencia de informacin, y se pueden notar en la Figura 11.

Figura 9. Seal SBD-SC en dominio del tiempo yfrecuencia

Al dar click en el botn SSB-USB se presentar la ventana mostrada en la Figura 10, donde se presenta las grficas de la seal banda lateral nica superior en dominio del tiempo y de la frecuencia. Las grficos con respecto al dominio de la frecuencia se encuentran normalizados en dos aspectos: en potencia y en amplitud, 5


USB en dominio del tiempo y su espectro en el dominio de la frecuencia pero generados por las funciones propias de Matlab, cabe mencionar que la grfica en dominio de la frecuencia slo se muestra la normalizada con respecto a la amplitud. Se las puede observar en la Figura 12.

Figura 12. Seal SSB-USB generada por comandospropios de Matlab

Figura 11. Seal SSB-USB en dominio del tiempo yespectro en dominio de frecuencia

Se mencion que existe un botn en la ventana mostrada en la Figura 10, llamado Comparar, al presionarlo se despliega una ventana adicional que muestra el grfico de la seal modulada SSB6

Al dar click en el botn SSB-LSB se presentar la ventana mostrada en la Figura 13, donde se presenta las grficas de la seal banda lateral nica inferior en dominio del tiempo y de la frecuencia. Las grficos con respecto al dominio de la frecuencia se encuentran normalizados en dos aspectos: en potencia y en amplitud, adicionalmente se presenta un botn llamado Comparar.


Los pico ms altos son los que cumplen con: frecuencia portadora menos la frecuencia de informacin, y se pueden notar en la Figura 14.

Figura 13. Ventana Seal SSB-LSB Dentro de la ventana mostrada en la Figura 13 se puede distinguir la seal SSB-LSB (banda lateral nica inferior) en dominio del tiempo y su respectivo espectro en dominio de la frecuencia. Adicionalmente dentro de la seccin donde se presentan los grficos en dominio de la frecuencia se despliegan dos representaciones que muestran la seal banda lateral inferior normalizada tanto en trminos de Potencia como en trminos de Amplitud propiamente dicha. Los grficos mencionados se muestran en la Figura 14.

Figura 14. Seal SSB-LSB en dominio del tiempo yespectro en dominio de frecuencia

Se mencion que existe un botn en la ventana mostrada en la Figura 13, llamado Comparar, al presionarlo se despliega una ventana adicional que muestra el grfico de la seal modulada SSBLSB en dominio del tiempo y su espectro en el 7


dominio de la frecuencia pero generados por las funciones propias de Matlab, cabe mencionar que la grfica en dominio de la frecuencia slo se muestra la normalizada con respecto a la amplitud. Se las puede observar en la Figura 15.

(SSB - USB) y la Banda Lateral nica Inferior (SSB LSB). Se realiz la comparacin de las grficas en el dominio del tiempo y en el dominio de la frecuencia de las funciones que contiene Matlab, para realizar la modulacin de Banda Lateral nica Superior e Inferior directamente con la misma modulacin realizada metdicamente, con clculos y frmulas establecidos para dicha modulacin, concluyendo los mismo resultados en ambos mtodos de modulacin. Al desarrollar las modulaciones revisadas en la materia de Sistemas de Comunicaciones, se verifico lo visto en teora por medio de MatLab, se ve que la modulacin principal AM consta de tres partes y que al variar las partes de la seal se derivan los diferentes tipos de modulacin, como DSB-SC en la cual se elimina la parte de la portadora, SSB USB en donde se elimina adems de la portadora la parte baja de la seal (WcWi) y SSB LSB donde se elimina la portadora y la parte alta de la seal (Wc+Wi).

[1] Pagina Oficial MatLab. Funciones de modulacin en: http://www.mathworks.com/help/toolbox/comm/ref/ssbmod.htm l [2] Cuthbert Nyack. Amplitude Modulation en: http://cnyack.homestead.com/files/modulation/modam.htm [3] S Sastry . Amplitude Modulation en: http://robotics.eecs.berkeley.edu/~sastry/ee20/modulation/nod e3.html [4] SMU Electrical Engineering Department (1997) en: http://members.fortunecity.com/juangallardo/dsbsc.htm

Figura 15. Seal SSB-LSB generada por comandospropios de Matlab

III.

CONCLUSIONES

Gracias a la aplicacin de modulacin en amplitud (AM) desarrollada en el software de simulacin MATLAB, se lleg a la comprensin clara y concisa de la generacin de una seal AM, a partir de una seal de informacin en banda base de frecuencia 20KHz y una seal portadora con frecuencia igual a 1MHz. Se logr visualizar gracias a las grficas simuladas, las derivaciones de la modulacin en amplitud AM, las cuales son; Doble Banda Lateral con Portadora Suprimida (DSB-SC), Banda Lateral nica (SSB) que a su vez se subdivide en Banda Lateral nica Superior

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Jhon Alexander Madrigal Ramos, naci en Ambato el 15 de noviembre del ao 1990. Curs sus estudios primarios en la Escuela Dioscesano San Pio X y la secundaria en el Colegio Dioscesano San Pio X, se gradu de Bachiller en Ciencias Bsicas. Actualmente contina sus estudios en la Escuela Politcnica del Ejrcito sede Sangolqu en la especialidad de Ingeniera Electrnica en Telecomunicaciones.

Juan Sebastin Ochoa Ramos, naci en Quito el 5 de noviembre de 1990. Curs sus estudios primarios en el Colegio Alfonso del Hierro La Salle y la secundaria en el Colegio Municipal Experimental Sebastin de Benalczar, se gradu de Fsico Matemtico. Actualmente contina sus estudios en la Escuela Politcnica del Ejrcito en la Carrera de Telecomunicaciones. Carlos Andrs Pillajo Bolagay naci en Quito el 02 de septiembre de 1990 su educacin primaria la desarroll en la Escuela Fiscal Mixta Carlos Larco Hidalgo. Curso la secundaria en el Instituto Tecnolgico Superior Central Tcnico, obteniendo el ttulo bachiller Tcnico Industrial especialidad Electrnica en el ao 2008 en Quito-Ecuador con Mencin de Honor. Su educacin superior la realiza actualmente en la Escuela Politcnica del Ejrcito sede Sangolqu, en la especialidad de Ingeniera Electrnica en Telecomunicaciones.

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