Manual de Practicas
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TECNOLOGÍAS DE LA INFORMACIÓN YCOMUNICACIÓN
MANUAL DE PRÁCTICAS DE LAASIGNATURA DE APLICACIÓN DE LAS
TELECOMUNICACIONES
AUTORES: DR. JOEL QUINTANILLA DOMÍNGUEZDR. JOSÉ MIGUEL BARRÓN ADAMEM.C.C. MARTÍN CANO CONTRERAS
JUNIO 2015
ÍNDICE
Práctica 1. Conceptos básicos de las Telecomunicaciones ........................................3Práctica 2. Manejo y operación del Generador de Funciones .....................................5Práctica 3. Manejo y operación del Osciloscopio ...........................................................8Práctica 4. Generación y medición de señales electromagnéticas ...........................11Práctica 5. Equipo TIMS-301C ........................................................................................14Práctica 6. Generación y medición de señales con el TIMS-301C y un osciloscopio ....... 18
Práctica 7. Modulación DSB-SC .....................................................................................21
Práctica 1. Conceptos básicos de las Telecomunicaciones
Competencia: Definir algunos conceptos de Telecomunicaciones
Recursos y materiales de apoyo:
Computadora Acceso a internet
Fundamento teórico:
La comunicación se puede entender como el proceso mediante el cual se puedetransmitir información de un lugar a otro. Para que exista una comunicaciónefectiva tiene que existir un transmisor que es quien emite el mensaje, un canal detransmisión y un receptor que es quien recibe el mensaje.
Existen diversos factores que afectan una señal o mensaje cuando se envía yaque pueden crear alteraciones de la forma de la señal, estos factores pueden serla distorsión, la interferencia y el ruido. Para que se pueda enviar una señalexisten dos señales que se utiliza para ayudar a la señal y llegue a su destino aestas señales se les llaman portadora y moduladora.
Una señal portadora es una forma de onda, que es modulada por una señal quese quiere transmitir. Esta onda portadora es de una frecuencia mucho más altaque la de la señal moduladora.
Una señal moduladora es la señal que contiene la información a transmitir. Lamodulación es la adición de información a una señal electrónica u óptica detransmisión principal pudiendo ser aplicada desde una corriente directa como ondaprincipal, a una corriente alterna y a señales ópticas como las usadas en fibraóptica.
Al modular una señal se desplaza su contenido en frecuencia, ocupando un ciertoancho de banda alrededor de la frecuencia de la onda portadora, permitiendomultiplexar en frecuencia varias señales simplemente utilizando diferentes ondasportadoras y conseguir así un uso más eficiente.
Otra ventaja es la mayor facilidad en la transmisión de la información. Resulta másbarato transmitir una señal de frecuencia alta (como es la modulada) y el alcancees mayor.
Las telecomunicaciones se pueden entender como el estudio y aplicación de lastécnicas que diseñan sistemas que permiten la comunicación a larga distancia, através de la transmisión y recepción de señales.
Desempeños:
El alumno aprenderá algunos conceptos básicos de Telecomunicaciones.
Desarrollo: Leer fundamento teórico de la práctica y comprenderlo. Investigar los conceptos que no se encuentran en la práctica.
Actividades: ¿Qué es la comunicación? ¿Qué son las telecomunicaciones? ¿Qué entiendes por portadora? ¿Qué entiendes por moduladora? Escribe el significado de multiplexor
Práctica 2. Manejo y operación del Generador de Funciones
Competencia: Conocer el funcionamiento básico del generador de funciones.
Recursos y materiales de apoyo:
Manual del generador de funciones BK PRECISION 4011A.
Generador de funciones BK PRECISION 4011A.
Puntas de prueba.
Fundamento teórico:
El generador de funciones es un aparato que se puede utilizar como herramienta
para simular señales de sensores y transductores de variables físicas ó aplicar
señales de prueba a circuitos con determinadas características.
Desempeños:
El alumno aprenderá las funciones básicas del generador de funciones.
Desarrollo:
Solicitar el equipo.
Organizar equipos de trabajo.
Actividad 1. Identificar cada una de las funciones que se enlistan acontinuación:
1. Botón de encendido y apagado
2. Botones de rango
3. Botones de funciones
4. Control de nivel de salida
5. Control de compensación de DC
6. Control de nivel de CMOS
7. Control del ciclo de servicio
8. Jack de salida
9. Jack TTL/CMOS
10.Jack de VCG (voltaje controlado generador)
11.Botón -20 dB
12.Botón de compensación de DC
13.Botón de nivel de CMOS
14.Botón de ciclo de servicio
15.Control de frecuencia fino
16.Control de frecuencia
17.Display
Actividad 2. Investigar qué tareas se pueden realizar con el generador defunciones.
Actividad 3. De acuerdo con el modelo y marca del generador de funciones,reportar las siguientes características:
Marca, modelo y no. de serie.
Describir todos sus controles botones de la Actividad 1.
Reportar un dibujo de la parte frontal y trasera. En el mismo dibujo señalar
cada uno de los controles y botones de la Actividad 1.
Qué aditamentos tiene.
Qué información técnica y de operación presenta el fabricante.
Reportar un dibujo de las puntas de prueba.
Actividad 4. Describir las siguientes características del generador defunciones (consultar el manual de operación):
Formas de onda
Rangos de frecuencias
Rango de voltaje
Voltaje de alimentación
Frecuencia de operación
Exactitud
Actividad 5. Investigar y describir que tipo de señales se pueden generar conel generador de funciones.
Práctica 3. Manejo y operación del Osciloscopio
Competencia: Conocer el funcionamiento básico del Osciloscopio.
Recursos y materiales de apoyo:
Manual del Osciloscopio Tektronix TDS10002C-EDU.
Osciloscopio Tektronix TDS10002C-EDU.
Puntas de prueba TPP0101.
Fundamento teórico:
Un osciloscopio es un instrumento de medición electrónico para la representación
gráfica de señales eléctricas que pueden variar en el tiempo. Presenta los valores
de las señales eléctricas en forma de coordenadas en una pantalla, en la que
normalmente el eje X (horizontal) representa el tiempo y el eje Y (vertical)
representa el valor de la amplitud de la señal.
Desempeños:
El alumno aprenderá las funciones básicas del osciloscopio.
Desarrollo:
Solicitar el equipo.
Organizar equipos de trabajo.
Actividad 1. Identificar cada una de las funciones dadas a continuación.1. Botón de encendido y apagado.
2. Área de visualización.
3. Controles verticales:
Position
Scale (1 y 2)
Botón Math
4. Controles horizontales.
Position:
Horiz:
Set to Zero:
Scale.
5. Controles trigger.
Level:
Trig Menu:
Set to 50%:
Forcé Trig:
6. Menú y control de botones
Auto Range:
Save/Recall:.
Measure:
Acquire:
Ref:
Utility:
Cursor:
Display:
Help:
Default Setup:
Auto Set:
Single:
Run/Stop:
Save:
7. Conectores de entrada.
Ext.Tring:
USB Flash Drive Port:
Actividad 2. Calibración del osciloscopio
Investigar en internet como realizar esta actividad.
Describir como se realiza esta actividad.
Actividad 3. En equipo investigar qué tareas se pueden realizar con elosciloscopio.
Actividad 4. De acuerdo con el modelo y marca del osciloscopio, reportar lassiguientes características:
Marca, modelo y no. de serie
Describir todos sus controles y switches de la Actividad 1
Reporte un dibujo de la parte frontal y trasera. En el mismo dibujo señalar
cada uno de los controles y switches de la Actividad 1
Que aditamentos tiene
Que información técnica y de operación presenta el fabricante
Reportar un dibujo de las puntas de prueba
Actividad 5. Describir las siguientes características del osciloscopio(consultar el manual de operación):
Rango de voltaje de entrada a los canales
Ancho de banda del osciloscopio
Ancho de banda de las puntas de prueba
Potencia que consume
Temperatura ambiente de operación
Exactitud
Rango de humedad
Práctica 4. Generación y medición de señales electromagnéticas
Competencia: Generar y medir señales electromagnéticas mediante un generador
de funciones y un osciloscopio, respectivamente.
Recursos y materiales de apoyo:
Generador de funciones
Puntas de prueba
Osciloscopio
Puntas de osciloscopio
Fundamento teórico:
Los diferentes tipos de información como voz, datos, imágenes, videos, etc. Se
pueden representar mediante señales electromagnéticas. Cualquier señal
electromagnética ya sea analógica o digital está formada por una serie de
frecuencias.
Los espectros se pueden observar mediante espectroscopios que, además de
permitir observar el espectro, permiten realizar medidas sobre el mismo, como son
la longitud de onda, la frecuencia y la intensidad de la radiación.
El espectro electromagnético se extiende desde la radiación de menor longitud de
onda, como los rayos gamma y los rayos X, pasando por la luz ultravioleta, la luz
visible y los rayos infrarrojos, hasta las ondas electromagnéticas de mayor longitud
de onda, como son las ondas de radio. Se cree que el límite para la longitud de
onda más pequeña posible es la longitud de Planck mientras que el límite máximo
sería el tamaño del Universo aunque formalmente el espectro electromagnético
es infinito y continuo.
Una señal de corriente alterna es una onda sinusoidal que varía a través del
tiempo. Ya que, cada cierto tiempo ella va a cambiar su polaridad siendo negativa
o positiva. Está comprendida por dos niveles de voltaje uno negativo y uno positivo
y cuya suma dará un Voltaje pico a pico.
Desempeño: El alumno aprenderá cómo generar una señal electromagnética por medio
de un generador de funciones así como la medición de ésta mediante un
osciloscopio.
Desarrollo:
Solicitar el equipo.
Organizar equipos de trabajo.
Sin encender el generador de funciones identificar la posición física de lo
que se pide y colocar a cada parte en el lugar que se indica:
Botón de encendido y apagado, en apagado.
Conector BNC de la salida de la señal.
Conectar la terminal de tierra del generador a la terminal de tierra del
osciloscopio.
Colocar los controles del osciloscopio para poder observar una señal
sinusoidal de un 1kHz y amplitud de 5Vpp.
Interruptor de Selección de Función del generador en forma de onda
sinusiodal
Interruptor de Rango de Frecuencia en 5 kHz.
Control variable de frecuencia a media carrera.
Atenuador de salida, sin atenuación.
Nivel de DC (DC OFFSET) al nivel más bajo.
Encender el osciloscopio.
Encender el generador de funciones.
Ajustar la señal a 1kHz.
Aumentar la amplitud hasta que el osciloscopio aparezca una señal
de 5Vpp.
Actividad 1. Investigar la impedancia de salida del generador de funciones.
Actividad 2. Investigar que significa impedancia de salida.
Actividad 3. Medir con el osciloscopio un ciclo de la señal observada y reportar
cuánto dura.
Actividad 4. Calcular y reportar el inverso de este valor. Verificar que el resultado
es igual al valor que se muestra en el display del generador de funciones.
Actividad 5. Variar la frecuencia de la señal y observar que sucede con ésta en el
osciloscopio, reportar lo que se observa.
Actividad 6. Coloque un voltímetro de CA en paralelo con el osciloscopio y con la
salida del generador de funciones y reporte el voltaje del voltímetro.
Actividad 8. La lectura del voltaje de CA medida por el voltímetro es un voltaje
conocido como eficaz o RMS y está definido como: VRMS = Vp / 2. Donde Vp es el
voltaje de pico. Calcular el Vp y el Vpp (voltaje de pico a pico), sí el Vpp es
equivalente a 2 Vp.
Actividad 9. Comparar los valores de la Actividad 8 con los valores obtenidos por
el osciloscopio.
Actividad 10. Cambiar la forma se la señal del generador. Reportar lo que se
observa en el osciloscopio en relación amplitud frecuencia.
Práctica 5. Equipo TIMS-301C
Competencia: Conocer el funcionamiento básico del equipo TIMS-301C
Recursos y materiales de apoyo:
Manual de usuario
Equipo TIMS-301C marca Emona
13 Módulos o Tarjetas
Cables tipo banana de 30cm y 55cm
Cables de punta BNC
Fundamento teórico:
El equipo TIMS-301C es básicamente un manual auxiliar y práctico para que el
alumno tenga un claro entendimiento de los conceptos que fundamentan la teoría
de las telecomunicaciones. TIMS es un sistema destinado a la enseñanza de las
telecomunicaciones por medio de módulos que contienen circuitos, y pueden
interconectarse entre sí para formar ciertos sistemas.
Desempeños:
El alumno conocerá el equipo TIMS y los módulos.
Desarrollo:
Solicitar el equipo.
Organizar equipos de trabajo.
Actividad 1. Identificar cada uno de los módulos del TIMS-301C.
Actividad 2. Investigar las especificaciones técnicas del equipo TIMS-301C.
Actividad 3. Investigar, describir y mostrar mediante una imagen lo siguiente:
1. Módulos intercambiablesADDER
PHASE SHIFTER
AUDIO OSCILLATOR
VCO
LPF
UTILITIES
TWIN PULSE GENERATOR
DUAL ANALOG SWITCH
MULTIPLIER
QUADRATURE PHASE SPLITTER
TUNEABLE LPF
SEQUENCE GENERATOR
2. Módulos fijosHEADPHONE AMPLIFIER
PC-BASED INSTRUMENTS INPUTS
TRUNKS PANEL
FRECUENCY COUNTER:
SPECIFICACIONES BÁSICAS.
Enable TTL.
Modo y rango del conmutador rotatorio.
Modo del contador de eventos
RESET
MASTER SIGNALS
BUFFER AMPLIFIERS
VARIABLE DC
Actividad 4. Describir el funcionamiento de los cables tipo banana y los
cables BNC.
Práctica 6. Generación y medición de señales con el TIMS-301Cy un osciloscopio
Competencia: Generar y medir señales mediante el TIMS-301C y unosciloscopio.
Recursos y materiales de apoyo:
Osciloscopio.
Equipos TIMS-301C.
Modulo AUDIO OSCILLATOR.
1 Cable banana amarillo.
1 Cable de puntas BNC.
Fundamento teórico:Los diferentes tipos de información como voz, datos, imágenes, videos, etc. Se
pueden representar mediante señales electromagnéticas. Cualquier señal
electromagnética ya sea analógica o digital está formada por una serie de
frecuencias.
Los espectros se pueden observar mediante espectroscopios que, además de
permitir observar el espectro, permiten realizar medidas sobre el mismo, como son
la longitud de onda, la frecuencia y la intensidad de la radiación.
El espectro electromagnético se extiende desde la radiación de menor longitud de
onda, como los rayos gamma y los rayos X, pasando por la luz ultravioleta, la luz
visible y los rayos infrarrojos, hasta las ondas electromagnéticas de mayor longitud
de onda, como son las ondas de radio. Se cree que el límite para la longitud de
onda más pequeña posible es la longitud de Planck mientras que el límite máximo
sería el tamaño del Universo aunque formalmente el espectro electromagnético
es infinito y continuo.
Una onda senoidal es una señal de corriente alterna que varía a través del tiempo.
Ya que cada cierto tiempo ella va a cambiar su polaridad siendo negativa o
positiva. Está comprendida por dos niveles de voltaje un pico negativo y pico
positivo cuya suma dará un Voltaje pico a pico.
Desempeños:El alumno aprenderá como se genera una señal senoidal y utilizará por primera
vez los equipos TIMS y Osciloscopio.
Desarrollo:1. Solicitar el equipo.
2. Organizar equipos de trabajo.3. Conectar los cables de corrientes del equipo TIMS y el Osciloscopio.
4. Conectar el cable banana, la primer punta en la entrada sin(wt) del módulo
AUDIO OSCILLATOR y la otra punta en la entrada A1 del módulo fijo PC-
BASED INSTRUMENTS INPUTS
5. Colocar la punta BNC en A1 del módulo fijo PC-BASED INSTRUMENTS
INPUTS y la otra punta en canal 1 del Osciloscopio.
Actividades:1. Registrar el voltaje de pico a pico.
2. Registrar el voltaje RMS.
3. Registrar el periodo de cada onda.
4. Calcular la frecuencia.
5. Girar el potenciómetro del módulo AUDIO OSCILLATOR y describir lo
que pasa con la onda senoidal.
Práctica 7. Modulación DSB-SC
Competencia: Aprender el concepto de modulación DSB-SC.
Recursos y materiales de apoyo: Osciloscopio ADDER MULTIPLIER
AUDIO OSCILLATOR 5 Cables tipo banana amarillos 1 Cable punta BNC
Fundamento teórico:El motivo de modular en Transmisión de supresión de portadora de doble banda
lateral DSBSC es que con esta modulación se ahorra emitir la portadora, al
mismo tiempo que se ahorra la energía emitida y se aprovecha más la potencia
efectiva del emisor. Si se emitirá la señal Resta por separado, sí que se
necesitaría la portadora de la modulación AM para poder transportar la señal por
las ondas, pero cómo solo se necesita la AM para modular la señal y generar las
bandas laterales de la señal, se puede suprimir la portadora y por lo tanto modular
en DSBSC.
Una de las características de la modulación DSBSC es que genera bandas
laterales a la señal original (Banda Lateral Inferior y Banda Lateral Superior); esto
quiere decir que si se tiene una señal que ocupa 15kHz, modulada en DSBSC
ocupará el doble, en este caso 15·2=30kHz. Por eso la Señal Resta está
posicionada frecuentemente lejos de la Señal Suma. Si la Señal Resta empezara
justamente después de la Suma (a partir de 15kHz) habría interferencia porque la
Banda Lateral Inferior se solaparía con la señal Suma. Aparte, se tiene que dejar
un intervalo frecuencial de guarda para evitar posibles solapamientos y facilitar el
filtrado a los equipos.
Eliminar la portadora de la Señal Resta no es gratuito, y por lo tanto se necesita de
un elemento "extra" que facilite la sincronización del receptor. Esto se consigue
emitiendo un tono piloto a la frecuencia de 19kHz; así el receptor puede
sincronizarse con la señal Resta (centrada a 38kHz) multiplicando el tono por dos:
19·2=38. Con esto se consigue regenerar la portadora que se ha emitido.
Desempeños:El alumno conocerá que es una modulación en DSBSC
Desarrollo:
1. Solicitar el equipo.
2. Conectar la punta de la banana en la entrada sin del módulo AUDIO
OSCILLATOR y la otra punta en x del módulo MULTIPLIER.
3. Conectar otro cable, la primer punta conectarla en kXY del MULTIPLIER
y la otra punta en A del ADDER
4. Conectar otra punta del cable en Y del MULTIPLIER y la otra punta
conectarla en B del ADDER
5. De la punta conectada en Y conectar otra punta, y la otra punta conectar
en cos del MASTER SIGNAL.
6. Conectar un cable de la entrada GA+gB del ADDER y la otra punta va a
A1 del módulo fijo PC-BASED INSTRUMENT INPUTS
7. Conectar un cable de entradas BNC, conectar en la entrada A1 del PC-
BASED INSTRUMENT INPUTS y la otra punta conectarla al canal 1 del
osciloscopio.
Actividades:1. Configurar el osciloscopio para que la señal la muestre en 10v y en
tiempo de cada onda lo muestre en 25.0ms
2. ¿Cuál es la frecuencia en kHz que muestra?
3. El potenciómetro del AUDIO OSCILLATOR está en el punto
intermedio, moverlo al nivel más alto, dibujar como es la señal.
4. ¿Qué pasa con la señal si se baja de nivel?
5. Si se mueve el potenciómetro G del ADDER y se pone en el nivel
más alto ¿Qué es lo que pasa con la señal?
6. Si se mueve el potenciómetro G a su nivel más bajo que sucede con
la señal, dibujarla.
7. ¿Por qué crees que ocurre esto con la señal?
8. Mover el potenciómetro g del ADDER a su nivel más alto, ¿Qué
sucede con la señal?
9. Si se gira al nivel más bajo ¿Qué pasa con la señal?, ¿Ocurre lo
mismo que pasaba con el potenciómetro G?
10. Se puede mover ambos (g y G) y ver qué pasa, mover el switch del
MULTIPLIER, y el potenciómetro del AUDIO OSCILLATOR para
observar que es lo que pasa.
11.Reforzar el fundamento teórico.