Banda Lateral Vestigial (VSB) Pr. F. Cancino

Modulación en Banda Lateral Vestigial donde W = Ancho de banda residual (ó de vestigio) Modulador VSB

Filtro Vestigial H(f) es un filtro que debe satisfacer la siguiente ecuación: Por tanto: Se deduce: El ancho de banda de la señal VSB = W + W La potencia de la señal VSB será

Representación en el tiempo de una señal VSB h(t) es la respuesta impulsiva del filtro VSB: En frecuencia: 𝑋 𝑖 𝑓 =𝑋 𝑓 𝐻 𝑓+𝑓𝑐 + 𝐻 𝑓−𝑓𝑐

|𝐻(𝑓)|=|𝐻(−𝑓)|= ½ 𝑒𝑛 𝑚𝑎𝑔𝑛𝑖𝑡𝑢𝑑 Señal VSB en el tiempo |𝐻(𝑓)|=|𝐻(−𝑓)|= ½ 𝑒𝑛 𝑚𝑎𝑔𝑛𝑖𝑡𝑢𝑑 Por simetría: Luego: 𝑋𝑖(𝑓)=𝑋(𝑓) ⇒ 𝑥 𝑖 (𝑡) =𝑥(𝑡) Llamando: Luego:

Filtro VSB Filtro real VSB: Filtro VSB BB cuadratura:

Moduladores VSB Modulador basado en la descripción en frecuencia:

Moduladores VSB Modulador basado en la descripción en tiempo:

Señal de TV (Video y Audio) La principal aplicación de la modulación VSB es en la TV analógica. En la figura se esquematiza la señal de Televisión tradicional compuesta de las modulaciones de video en VSB y de audio en FM.

Espectro de la señal de TV

Demodulador VSB VSB se demodula con detector sincrónico. Sin embargo para TV (donde se requieren muchos receptores) se demodula con detector de envolvente, desde luego previa adición de una portadora piloto: Envolvente:

Detector de envolvente para VSB Si 𝐴>>𝐴𝑐/2, 𝑋𝑞(𝑡) es pequeño  Eliminando el DC: Detector de envolvente: Usos del VSB: Esencialmente VSB se emplea en la transmisión de Señales de TV.

Translación de frecuencia A menudo es conveniente trasladar en frecuencia la onda modulada hacia arriba o hacia abajo, de modo que pase a ocupar una nueva banda de frecuencias.  Esta translación en frecuencias se lleva a cabo multiplicando la señal por una onda sinusoidal que se genera localmente y con el filtro subsecuente.  Como ejemplo consideremos una onda DSB:   𝑥 𝐷𝑆𝐵 𝑡 =𝑥 𝑡 𝐶𝑜𝑠 𝜔 𝐶 𝑡 El espectro de 𝑥 𝐷𝑆𝐵 𝑡 ocupa por tanto las frecuencias: 𝑓 𝑐 −𝑊 𝑓 𝑐 ≤ 𝑓 𝑐 +𝑊 𝑦 − 𝑓 𝑐 −𝑊 ≤ 𝑓 𝑐 ≤− 𝑓 𝑐 +𝑊

Espectro de una señal modulada en DSB Si se quiere trasladar esta onda modulada hacia frecuencias más bajas, se multiplica primero 𝑥 𝐷𝑆𝐵 𝑡 por un coseno a la frecuencia 𝑓1 para obtener: Cuyo espectro será:

Señal en DSB modulada con un Cos w ct 𝑋 1 (𝑓) se pasa a través de un filtro pasabanda de frecuencia media 𝑓𝑜=𝑓𝑐−𝑓1 y ancho de banda 2𝑊. Si 𝑓1>𝑊, la salida del filtro será:

Mezclador El dispositivo que realiza la translación de frecuencia de una onda modulada se llama MEZCLADOR y la operación por sí misma se llama MEZCLA HETERODINA. Por tanto el mezclador es un multiplicador + filtro pasabanda. Si f1 = fc: Es una mezcla homodina =Detector sincrónico.   b. Si f1 < fc: Es una mezcla subheterodina. c. Si f1 > fc: Es una mezcla superheterodina Mezclador heterodino: La heterodinización es una operación lineal

Receptor Superheterodino

Receptor Superheterodino El amplificador de RF sintoniza la frecuencia de la portadora fc y automáticamente la frecuencia del oscilador local cambia de tal forma que al mezclarse, la frecuencia de salida es siempre la misma. Esquema básico del mezclador: De esta forma cualquiera que sea la frecuencia de entrada, se traslada a la frecuencia intermedia fija para ser amplificada en forma selectiva. Luego se demodula el mensaje y se amplifica para adecuarlo a los niveles que requiere el circuito de salida

Receptor AM comercial El receptor AM comercial es un receptor de radio AM superheterodino cuyas emisoras comerciales van: 540𝐾𝐻𝑧  𝑓𝑐  1600𝐾𝐻𝑧 𝑦 𝑓 𝐼𝐹 =455𝐾𝐻𝑧   Al mezclarse fc con la frecuencia del oscilador local se produce:  f0L  fc = 455KHz Se podría escoger:  a) (Receptor Subheterodino):   b) (Receptor Superheterodino):

Operación superheterodina en AM Características de la operación superheterodina en AM: Frecuencia del oscilador local: Se observa que la frecuencia del Oscilador Local es superior a la frecuencia de entrada 𝑓𝑐. El Ancho de Banda del amplificador de Frecuencia Intermedia (IF) se puede calcular como: 𝐵 𝐼𝐹 = 𝐴𝐵 𝑡𝑟𝑎𝑛𝑠𝑚.=10𝐾𝐻𝑧

Frecuencia Imagen: fc' En un receptor la frecuencia imagen se define como:  fc'= fc+2 fIF  Se sabe que: fOL - fc = fIF Pero si se sintoniza una fc' tal que: fc' - fOL = fIF   Se puede deducir que las frecuencias imágenes máximas y mínimas en los extremos de la banda del AM es:  

Ubicación de la fC' (imagen) respecto a fc (portadora) Se puede apreciar que en el receptor superheterodino no se produce interferencia alguna por efecto de mezclas espurias en la entrada del amplificador de RF por efecto de la captación de señales de RF en la antena que cubre ese ancho de banda.   𝑓𝑐′ −𝑓𝑐= 𝑓 𝐼𝐹 No obstante el Ancho de Banda del amplificador de RF es menor que 2 veces al ancho de banda del amplificador de frecuencia intermedia: 𝐵 𝑅𝐹 <2 𝑓 𝐼𝐹 =910𝐾𝐻𝑧

Relación de rechazo de la frecuencia imagen (IFRR) La Relación de rechazo de la frecuencia imagen (IFRR) es una medición numérica de la habilidad de un preselector para rechazar la frecuencia imagen. Para un preselector de sintonización simple, la relación de su ganancia en la RF deseada con la ganancia en la frecuencia imagen es el IFRR:  𝐼𝐹𝑅𝑅= 1+ 𝑄 2 𝜌 2 En donde: Q = Factor de calidad del preselector  𝜌=𝑓𝑎𝑐𝑡𝑜𝑟 𝑑𝑒 𝑟𝑒𝑐ℎ𝑎𝑧𝑜= 𝑓 𝐶 ′ 𝑓 𝐶 − 𝑓 𝐶 𝑓 𝐶 ′

Otros Tipos de Receptores Un Receptor bastante utilizado en equipos de transmisión para instrumentación es el Receptor de doble conversión. En consecuencia este receptor tiene 2 etapas de IF, como se muestra en la Figura:

Receptor de doble conversión  La primera etapa de IF está sintonizada a una frecuencia alta, donde sus frecuencias imágenes están lejos, y la segunda etapa está sintonizada a una frecuencia baja y requiere un amplificador de gran selectividad, alto Q.  Este tipo de receptor tiene la ventaja que discrimina mejor los canales con respecto a los sistemas tradicionales.  Por lo general estos receptores son típicamente empleados también en los receptores de AM (Modulación de Amplitud de alta calidad) y sistemas SSB (Banda Lateral Única).