Circuitos moduladores y demoduladores

TEMA 4:
4.1. Introducción.
4.2. Modulación con portadora analógica y moduladora digital:
4.2.1. Circuitos básicos.
4.2.2. Modulación/Demodulación.
4.3. Modulación con portadora digital y moduladora analógica:
4.3.1. Circuitos básicos.
4.3.2. Modulación/Demodulación.
4.4. Esquema general de un módem.
4.5. Utilización de módems.
4.6. Protocolos sobre módems:
4.6.1. XMODEM.
4.6.2. ZMODEM.
4.6.3. SLIP.
4.6.4. PPP.
BIBLIOGRAFÍA:
• Transmisión de Información, Modulación y Ruido. Mischa−Schwartz (3ª edición).
• Fink & Christiansen. Electronics Engineers Handbook. Ed. McGraw−Hill (2ª edición).
• Jack Smith. Modern Communication Circuits.
• Paul Glister. The SLIP/PPP Connection.
• Peticiones de comentario: RFC's 1055 (SLIP) y 1661 (PPP).
4.1. INTRODUCCIÓN:
El término MÓDEM viene de Modulador DEMomudalor. Los módems fueron diseñados para transmitir
información digital a través de la red telefónica, que está diseñada para transmitir la voz (señal analógica).
Los componentes básicos de que está compuesto un módem son los siguientes:
4.2. Modulación con portadora analógica y modulaDORA digital:
4.2.1. CIRCUITOS BÁSICOS
FILTROS (PASIVOS O ACTIVOS):
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Sirven para recortar la señal. Dada una señal con un espectro , el filtro sirve para evitar que ciertos armónicos
sean transmitidos por el medio. Se utilizan normalmente filtros PASA−BAJO.
Al tener una señal con frecuencias muy altas y cambios bruscos de frecuencias,
al aplicar un filtro PASA−BAJO la señal se ralentiza debido a la INERCIA, es−
to es, el cambio de frecuencia se realiza no tan bruscamente.
VCO's (Voltage Controlled Oscilator) U OSCILADOR CONTROLADO POR TENSIÓN:
VIN f(t) El VCO no dará como salida una señal continua sino periódica. Como norma general,
VCO a mayor tensión de entrada mayor frecuencia de salida.
(T)
PLL (PHaSe−lOCKed−LOOP) O BUCLE DE ENGANCHE DE FASE:
f(t) VOUT El PLL da como salida una tensión dada como entrada una frecuencia. Es un bucle de en−
PLL ganche de fase, esto es, al utilizar la fase para comparar la señal de entrada con la tensión
de salida, si la señal cambia de fase la tensión de salida se verá afectada
con un pico hasta que el PLL vuelva a pillar a la señal.
TRIGGER SCHMITT:
f(t) TRIGGER Señal Aplica un nivel único con el que determi−
SCHMITT na si la tensión está a nivel alto o bajo.
digital
DIODO RECTIFICADOR:
i
Permite el paso de una intensidad entrada salida
en un sentido pero NO en el otro.
i
AMPLIFICADOR:
Dada una señal de entrada, la aumenta según configuración (por ejemplo, tras aplicar un Trigger podemos
amplificar la señal para que los niveles obtenidos se correspondan con los que utilizamos).
BUFFER TRIESTADO:
2
VIN VOUT Si Ctrol = 1 => VOUT = VIN
Si Ctrol = 0 => VOUT no vale nada, la línea está desconectada o en alta impedancia.
Ctrol
INVERSORES:
VIN VOUT Son equivalentes a una PUERTA NOT. entrada salida
Invierten la señal desfasándola 180°. Con una se−
ñal analógica, si el valor de la señal se encuentra
entre los valores de la puerta NOT, la invierte.
BIESTABLE J−K:
'1' J−K Al conectar J y K a la misma entrada, cuando las conectamos, con cada pulso del reloj se
invierte la señal.
4.2.2. Modulación/DEMODULACIÓN:
MODULACIÓN ASK:
La señal generada por VCO puede no ser senoidal o cosenoidal perfecta. Si le aplicamos un filtro que deje
pasar un armónico o los primeros armónicos obtenemos una señal senoidal.
DEMODULACIÓN ASK:
La componente continua de la señal recibida es 0. Al hacerla pasar por un Diodo Rectificador (y anular así la
parte negativa), ésta pasa a ser 0 sólo en los casos en los que la señal valía 0 y en el resto de los casos será
mayor que 0. Si hacemos pasar la señal por un Filtro que sólo deje pasar la componente continua obtenemos
una señal que vale 0 o unos valores por encima de 0 que al aplicar un Trigger de Schmitt se transforman en un
nivel constante y, así, lo único que nos queda por hacer es aplicar un Amplificador a la señal generada para
adecuarla a la recepción.
MODULACIÓN FSK:
Al conectar directamente la señal de datos s(t) a la entrada obtenemos dos tensiones distintas 1 y 0 y, al
pasarla por el VCO, conseguimos dos frecuencias distintas.
DEMODULACIÓN FSK:
El Filtro Pasivo elimina los picos del PLL.
MODULACIÓN PSK:
DEMODULACIÓN PSK:
Al pasar la señal recibida por el PLL, cuando haya un cambio de fase, se producirá un pico. Como sabemos
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cuánto dura un pico por cambio de fase hacemos pasar la señal por un Filtro Pasa−Banda que no deje pasar
los picos de mayor o menor frecuencia (esto lo hacemos para eliminar posibles picos producidos por ruido en
la línea). El Trigger de Schmitt se encarga de convertir los picos en pulsos. Amplificamos los pulsos
generados por el Trigger y por último hacemos que la señal pase por un Biestable J−K que lo que hace es que
cada vez que recibe un pulso cambia de estado la señal que genera.
4.3. Modulación con portadora digital y modulaDORA analógica:
4.3.1. cIRCUITOS BÁSICOS:
SUMADOR:
V1 SUMADOR V1+ V2
V2
GENERADOR DE TENSIONES:
GEN VOUT
V
INTERRUPTOR (BUFFER TRIESTADO):
RELOJ:
RELOJ Un RELOJ equivale a: VCO+AMPLIFICADOR+TRIGGER SCHMITT.
MONOESTABLE:
El Monoestable tiende a volver al estado inicial tras dispararse.
INTEGRADOR:
f(t) INTEGRADOR
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