Comunicaciones Analógicas Pr. Fernando Cancino

Programa ASIGNATURA: COMUNICACIONES ANALÓGICAS CÓDIGO: 506121 HORAS-SEMANA: 6 Teoría: 4 Práctica: 2 CRÉDITOS: 3 Prerrequisitos: Electrónica III Correquisitos: Señales Y Sistemas PROFESOR: Héctor Fernando Cancino de Greiff fcancino@udistrital.edu.co

Objetivos Estudio y desarrollo de la electrónica de radio frecuencia teniendo como base toda la fundamentación teórico práctica desde los puntos de vista matemáticos, probabilístico, de bloques funcionales y electrónicos. Análisis y diseño óptimo de los sistemas de comunicación analógica de señales en todas sus diferentes modulaciones con los desarrollos que involucran el manejo del ruido. Se enfatiza el análisis fundamental y las relaciones teóricas y prácticas entre los parámetros: ancho de banda, potencia, velocidad de transmisión, ruido, complejidad y costos en la transmisión analógica, cualquiera que sea su versión.

Justificación Comunicaciones Analógicas tiene una amplia aplicación no solo en todos los circuitos de Radio frecuencia, también es indispensable en Comunicaciones Digitales, instrumentación, etc. Se justifica plenamente el desarrollo del tema fundamental, con la debida profundidad y el grado de generalidad requeridos para lograr los objetivos.

Metodología El curso es desarrollado fundamentalmente por el estudiante pero orientado por el profesor. Se dará una guía o fundamento teórico junto con ejemplos aplicativos acerca de cada tema y se asignará el material para estudio con ejercicios, los cuales deberá preparar cada estudiante para la siguiente sesión. El profesor evaluará la asimilación del tema por parte del estudiante en función de los trabajos desarrollados en forma conjunta o individual, así como los diferentes exámenes parciales que se realizarán durante el semestre. Es esencial la participación activa de cada estudiante en clase para obtener los objetivos planteados para esta asignatura.

Programa Sintético Circuitos de Radio Frecuencia. Componentes de RF Circuitos de Acoplamiento (Carta de Smith) Amplificadores de RF pequeña señal Osciladores de RF Amplificadores de RF de potencia Multiplicadores Analógicos PLL

Programa Sintético (cont.) Comunicaciones Analógicas: Comunicación Banda Base Señales pasa banda Modulaciones Lineales: Modulación de Amplitud (AM) Doble banda Lateral (DSB) Banda lateral única (SSB) Banda lateral vestigial (VSB) Modulaciones exponenciales: Modulación en Frecuencia (FM) Modulación en Fase (PM) Ruido e interferencia en las modulaciones analógicas.

PROGRAMA GENERAL Capítulo 1: Introducción a los Sistemas de Radio comunicación. Elementos de Radio frecuencia. Diseño de Bobinas mediante ferritas toroidales. Circuitos resonantes: Resonancia serie y paralelo. Factor de calidad. Selectividad y Ancho de banda.  Capítulo 2: Transformación de impedancia. Métodos tradicionales de acople: Redes en L. Red T . Red pi. Acople mediante transformadores de RF: Sintonía simple y doble. Coeficiente de acoplamiento. Inductancia mutua. Coeficiente crítico. La Carta de Smith. Diseño de acoplamientos mediante la carta de Smith.   Capítulo 3: Amplificadores de Radio Frecuencia de pequeña señal. Conceptos básicos. Modelamiento para alta frecuencia. Parámetros “Y”. Criterios de estabilidad. Criterio de “Limvill”. Criterio de “Stern”. Modos de lograr la estabilidad. Unilateralización. Neutralización. Por desacople. Diseño de amplificadores de RF pequeña señal mediante el uso de la carta de Smith para los diferentes montajes.

PROGRAMA GENERAL Capítulo 4: Osciladores. Teoría. Criterios de Bark Hausen . Osciladores sinusoidales de alta frecuencia. Colpitts. Harley. Sintonía en la entrada y en la salida. Osciladores a cristal. Cristal serie y paralelo. Osciladores con compuertas lógicas. Capítulo 5: Amplificadores de Radio Frecuencia de Potencia. Amplificadores Clase A, B, C y D. Eficiencia. Divisores de Potencia y Multiacopladores.  Capítulo 6: Multiplicadores análogos. Celda de Gilbert. La Celda como multiplicador, como modulador y como detector de fase. Capítulo 7: El PLL. Estructura básica. PLL de primer y segundo orden. Función de transferencia. Ancho de Banda de la malla. Ciclo de Histéresis. Aplicaciones del PLL.

PROGRAMA GENERAL Capítulo 8: Comunicación Banda Base. Distorsión. Atenuación. Interferencia. Ruido. Sistemas repetidores. Cálculo de relación S/N en sistemas Banda Base.  Capítulo 9: Señales pasa-banda. Modulación pasa banda. Modulación lineal: AM, descripción, índice de modulación, potencia, eficiencia, circuitos moduladores y demoduladores de AM . Modulación DSB: Teoría, moduladores y demoduladores, aplicaciones. SSB: Teoría, Transformada de Hilbert, moduladores y demoduladores, aplicaciones. VSB: Teoría, moduladores y demoduladores, aplicaciones. Translación de frecuencia. Receptores Superheterodino. Frecuencia intermedia y frecuencia imagen.  Capítulo 10: FDM. Aplicaciones: Telefonía FDM, FM estéreo, AM estéreo.

PROGRAMA GENERAL Capítulo 11: Modulación exponencial: FM banda angosta, FM banda ancha. Funciones de Bessel para el cálculo del espectro del FM. Potencia. Índice de modulación. Sensibilidad de frecuencia y fase. Desviación de frecuencia. Ancho de Banda. Moduladores y demoduladores. PM. Banda angosta y banda ancha.  Capítulo 12: Ruido e interferencia en sistemas pasa banda. Interferencia y ruido en las diferentes modulaciones lineales. Efecto umbral en la detección de envolvente Interferencia y ruido en las diferentes modulaciones. Efecto umbral en la detección exponencial. Circuitos deénfasis y preénfasis. Extensión del efecto umbral.

PROGRAMA POR CLASES Introducción a los sistemas de Radio comunicación. Circuitos resonantes. Transformación de impedancias. La carta de SMITH. Amplificadores de RF de pequeña señal. Criterios de estabilidad. Osciladores. Amplificadores de potencia de RF. Multiplicadores análogos. Celda de Hilbert. PLL. TALLER Nº 1. PARCIAL Nº 1.

PROGRAMA POR CLASES Densidad espectral de potencia. Correlación (repaso). Comunicación Banda Base. Señales pasa banda. Modulación Lineal: AM, descripción, potencia, eficiencia. Moduladores y demoduladores en AM. DSB. Teoría. Moduladores. Demoduladores. Aplicaciones. SSB. Teoría. Moduladores. Demoduladores. Aplicaciones. VSB. Teoría. Moduladores. Demoduladores. Aplicaciones. Traslación de frecuencia. Receptor Superheterodino. TALLER Nº 2 PARCIAL N° 2.

PROGRAMA POR CLASES FDM. Telefonía FDM. FM estéreo. AM estéreo. Modulación exponencial. FM banda angosta. FM banda ancha. Moduladores y Demoduladores de FM. PM. PARCIAL Nº 3. Interferencia y ruido en la modulación lineal. Interferencia y ruido en la modulación angular. Efecto umbral y extensión del efecto umbral. TALLER Nº 3 EXAMEN FINAL.

BIBLIOGRAFÍA CHRIS BOWICK. “RF Circuits design”. Editorial SAMS. H. KRAUSS, C. BOSTIAN, F. RAAB. “Estado sólido en Ingeniería de Radiocomunicación”. Editorial LIMUSA. SIMON HAYKYN. “Sistemas de Comunicación”. Editorial WILEY. FERREL STREMLER. “Introducción a los sistemas de Comunicación”. Editorial ADISON WESLEY. B. P. LATHI. “Sistemas de Comunicación”. Editorial Mc. Graw Hill. A. BRUCE CARLSON. “Sistemas de Comunicación”. Editorial Mc. Graw Hill. WAYNE TOMASI. “Sistemas de comunicaciones electrónicas”. Editorial PRENTICE HALL HISPANOAMERICANA SA. K.SAM SHANMUGAN. “Digital and analog communications systems. Ed. JOHN WILEY.  

MANUALES DE CONSULTA Radio Amateurs Handbook. Motorola RF. National – Linear. Signetics (Phillips) – Linear.

PROGRAMAS DE COMPUTACIÓN MATLAB PSPICE DADISP MATHCAD LABVIEW

REQUERIMIENTOS TEÓRICOS PREVIOS Series de Fourier. Transformada de Fourier. Convolución. Probabilidades.