Capítulo 3. Amplificación de las señales Capítulo 3 (original) (raw)

Propagación de señales

Durante lasúltimas décadas, la transmisión de señales ha sido tema de investigación experimental y teórica. Esto es debido a la vertiginosa demanda de movilidad y portabilidad en las telecomunicaciones modernas, en especial los sistemas que involucran la transmisión de ondas de radio a través de la atmósfera, o radiopropagación. Al igual que las ondas de luz, las ondas de radio también son afectadas por los fenómenos de reflexión, refracción, difracción, absorción, polarización y dispersión. Sin embargo, a diferencia de las ondas luminosas, las ondas de radio son sensibles al contenido de vapor de agua en la atmósfera, fluctuaciones térmicas, etc. En la práctica, todos estos fenómenos abundan en limitaciones del canal, a nivel de la capa física del canal, tales como, perdida de la señal, fluctuaciones en el ancho de bandaútil, propagación de errores, etc. Entonces, cómo seleccionar las frecuencias de transmisión para el diseño de sistemas confiables para telefonía móvil, radio propagación, radar, etc. Por otro lado, debido a que la atmósfera es un canal esencialmente continuo, y la información es discreta, surge la siguiente interrogante: ¿Cómo utilizar un canal continuo para transmitir información discreta de manera confiable? Desde el punto de vista teórico, un canal de comunicación es simulado mediante modelos estadísticos y físicos. Estadísticamente, el canal es discreto como un conjunto de símbolos transmitidos y recibidos, y de una probabilidad de transición. Semánticamente, la probabilidad de transición representa la probabilidad de que un símbolo determinado sea transmitido a través del canal. La probabilidad de transición dependerá del tipo de servicio de telecomunicaciones involucrado. Físicamente, un modelo de canal debe considerar los fenómenos que afectan la propagación de la señal.

Apunte 2 -Procesamiento de señales

Este apunte está constituido por extractos de algunos textos sobre procesamiento de señales, principalmente, aunque no exclusivamente, el de Proakis y Manolakis. Para simplificar la lectura se eliminó el formato convencional de las citas bibliográficas y en algunos casos se las adaptó libremente. La intención fundamental del apunte es complementar el capítulo correspondiente de Huang con algunos conocimientos previos y síntesis de algunos temas. Se sigue el orden de presentación de los temas de Huang, manteniéndose incluso los títulos principales y su numeración. 5.1 Señales digitales y sistemas Definiciones preliminares Una señal se define como una cantidad física que varía con el tiempo, el espacio o cualquier otra variable o variables independientes. Matemáticamente, describimos una señal como una función de una o más variables independientes. Por ejemplo, las funciones (1) s 1 (t) = 5t (2) s 2 (t) = 20t 2 describen dos señales, una que varía linealmente con la variable independiente t (tiempo) y una segunda que varía cuadráticamente con t. Las señales descritas en (1) y (2) pertenecen a las clases de señales que quedan perfectamente definidas especificando la dependencia funcional con la variable independiente. Sin embargo, existen casos en los que dicha relación funcional es desconocida o demasiado complicada como para tener utilidad práctica. Por ejemplo, una señal de voz no se puede describir funcionalmente mediante expresiones como (1). En general, un segmento de voz puede representarse con un alto grado de exactitud como la suma de varias sinusoides de diferentes amplitudes y frecuencias, esto es, como (3) ∑ = N i 1 A i (t) sen[2π F i (t)t + θ i (t)] donde {A i (t)}, {F i (t)} y {θ i (t)} son los conjuntos (probablemente variables en el tiempo) de amplitudes, frecuencias y fases, respectivamente de las sinusoides. De hecho, una manera de interpretar la información o el mensaje contenido en un segmento corto de una señal de voz es medir las amplitudes, frecuencias y fases contenidas en el segmento corto de señal. Otros ejemplos de señales naturales son los electrocardiogramas y los electroencefalogramas. Las señales de voz, los electrocardiogramas y los electroencefalogramas son ejemplos de señales que portan información y que varían como funciones de una única variable independiente, el tiempo. Una imagen constituye un ejemplo de señal que varía en dos variables independientes. Las dos variables independientes en este caso son las coordenadas espaciales. Estos son unos pocos ejemplos de un incontable número de señales naturales que se pueden encontrar en la práctica. Asociados a las señales naturales se encuentran los medios con los que se generan. Por ejemplo, las señales de voz se generan al forzar el paso del aire a través de las cuerdas vocales. Las imágenes se obtienen exponiendo película fotográfica ante un paisaje u objeto. Por lo tanto, la forma en la que se generan las señales se encuentra asociada con un sistema que responde ante un estímulo o fuerza. En una señal de voz, el sistema está constituido por las cuerdas vocales y el tracto bucal, también llamado cavidad bucal. El estímulo en combinación con el sistema se llama fuente de la señal. Un sistema se puede definir también como un dispositivo físico que realiza una operación sobre una señal. Por ejemplo, un filtro que se usa para reducir el ruido y las interferencias que corrompen una señal también se denomina sistema. En este caso, el filtro

Cap. 3.1.TRANSMISIÓN DE MODULACIÓN DE AMPLITUD

INTRODUCCION Las señales de información deben ser transportadas entre un transmisor y un receptor sobre alguna forma de medio de transmisión. Sin embargo, las señales de información pocas veces encuentran una forma adecuada para la transmisión. La modulación se define como el proceso de transformar información de su forma original a una forma más adecuada para la transmisión. Demodulación es el proceso inverso (es decir, la onda modulada se convierte nuevamente a su forma original) La modulación se realiza en el transmisor en un circuito llamado modu-lador, y la demodulación se realiza en el receptor en un circuito llamado demodulador o detector. El propósito de este texto es introducir al lector a los conceptos fundamentales de la transmisión AM, describir algunos de los cir-cuitos usados en los moduladores AM y describir dos tipos diferentes de transmisores AM. Supongamos que disponemos de cierta información, analógica o digital, que deseamos enviar por un canal de transmisión. Este último designa al soporte, físico o no, que se utilizará para transportar la información desde la fuente hacia el destinata-rio. La figura 2.1 resume el enunciado del problema que se acaba de plantear. La información procedente de la fuente puede ser analógica o digital. Por ejemplo, puede tratarse de una señal de audio analógica, de una señal de vídeo, también analógi-ca, o de estas mismas señales digitalizadas. La forma más simple e históricamente más antigua de la radio comunicación fue la transmisión del código Morse conmu-tando una portadora entre los estados de encendido y apagado. La portadora se generaba al aplicar una serie de pulsos a un circuito sintonizado por medio de un explosor (spark gap). Técnicamente, esto es una forma de modulación de amplitud, pero es evidente que la técnica no es adecuada para transmisión de audio. La transmisión práctica de voz y música por medio de la radio AM, tuvo que esperar el desarrollo del tubo al vacío. No obstante, previamente, el inventor e ingeniero de radio Reginald Alubrey Fessenden, realizó el primer intento. El 23 de di-ciembre de 1900, después de varios intentos infructuosos, Fessenden transmitió unas palabras por medio de un transmisor de explosor con un micrófono de carbono conectado en serie con la antena. Utilizó un transmisor que produjo aproxima-damente 10 mil chispas por segundo, produciendo una aproximación de una transmisión continua. En este caso, son secuencias de caracteres discretos, extraídos de un alfabeto finito de n caracteres, por tanto, puede tratarse de una sucesión de ceros y unos, por ejemplo. Hablaremos únicamente de las señales analógicas. DEFINICIÓN DE LOS TÉRMINOS Banda base Se habla de señal en banda base cuando se designan los mensajes emitidos. La banda ocupada se encuentra comprendida entre la frecuencia 0, o un valor muy cercano a éste, y una frecuencia máxima f max .

Amplificadores Operacionales Parte I

Entender el comportamiento y las características del amplifi cador operacional. Medir ganancia, impedancia de entrada y salida de las con figuraciones básicas del ampli ficador operacional: Seguidor de voltaje, no inversor, ampli ficador inversor, integrador y derivador de voltaje, sumador, recti cador de precisión de media onda, recti ficador de precisipon inversor, ampli ficador logarítmico, absorción de offset en integrador, cancelación de corriente de base en DC. Medir los parámetros de un amplifi cador de instrumentación.

Amplificadores Operacionales Parte II

Desarrollar un circuito amplifi cador de instrumentación y posteriormente Utilizar un sensor resistivo (LDR) a la entrada del ampli ficador de instrumentación y analizar sus respuestas de salida según diversas confi guraciones para comparar y determinar si el circuito de acondicionamiento es el adecuado para este sensor. Grafi car y analizar la linealidad de la señal de salida una vez que se agrega una con figuración de acondicionamiento a un sensor resistivo. Además, se pretende elaborar un circuito chopper o regulador estático de continua.

Boletín Electrónico de Extensión | Número 3

2019

// 16° Fiesta del tomate platense. pág. 2 // Acciones Feria Manos de la Tierra. pág. 4 // Intercambio de saberes autóctonos en plantas nativas. pág. 6 // Producciones Familiares Periurbanas. pág. 8 // Infancia y paisaje: hacia un espacio público emancipador. pág. 9 // Primeros Egresados de la Diplomatura Universitaria en Producción Hortícola y Florícola. pág. 11 // Echando Raíces de identidad y organización. Arboricultura urbana en barrios populares del Gran La Plata. pág. 12 // Proyecto: El intercambio de saberes en la cultura ovina. pág. 13 // Cursos: "Nociones básicas de jardinería" y "Forma y color en el jardín". pág. 14