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GUA DE TRABAJOS PRCTICOS

Se recomienda que para todos los ejercicios se realice de ser posible su comprobacin con el programa matlab (mathwork)

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Modulacin Lineal Problema N 1 Un transmisor de AM que trabaja en 27 MHz, desarrolla 10W de potencia de

portadora sobre 50 de carga. Si se modula con 2 KHz, variando el ndice de modulacin m entre el 20 y el 90%. Determinar: A) Los componentes de la seal de AM. B) La mxima y mnima tensin de la seal de AM para ambos casos. C) El valor de la tensin de las bandas laterales en los casos mencionados. D) Expresar la potencia de portadora en dBm. E) Expresar la relacin de potencia entre la portadora y las bandas laterales en dB. Problema N 2 Un transmisor de AM tiene una potencia de salida de 24 KW. cuando se lo modula con una seal sinusoidal con un ndice de modulacin m : 1 Determinar: A) La potencia de salida de la portadora sin modular expresada en dBW. B) La potencia de cada una de las bandas laterales en dBW. C) Para el caso de m : 0,6 con una banda lateral suprimida y la portadora reducida en 26 dB, cual es la potencia de salida.

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Problema N 3 Se representa un diagrama en bloques de un receptor superheterodino de AM que tiene una banda pasante 5 KHz. alrededor de la frecuencia central. Antena Amp.RF Mezclador. Frec..Int. Detector Amp. audio 1 G: 10 dB G: 3 dB G: 50dB G: - 2dB G: 20dB

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Oscilador

La antena recibe 8 W sobre 50 ., si hay en la antena (1) una portadora de 1 MHz. Determinar: A) El espectro resultante en los puntos : 2 3 4 5 6 7, valor de tensin y potencia de salida en el punto 6. B) Si esa portadora se modula con un tono de 1,5 KHz, el espectro en esos puntos y la forma de onda en 5. C) El amplificador de RF se sintoniza a 650 KHz. y sin embargo se escucha una emisora que transmite en 1560 KHz, con bastante claridad, Puede explicar el fenmeno. D) S la entrada en el punto (1) es una DBL-SP con una Fc: 1 MHz y Fm: 1 KHz. Determine las frecuencias en los puntos anteriores y la forma de onda en 5.

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Problema N 4 En un receptor de BLU la portadora inyectada en el receptor tiene los siguientes errores de frecuencia, A : - 100 Hz y B : + 400 Hz f (Hz) - 3400 - 300 300 3400 Si la moduladora tiene la forma indicada, representar la seal detectada a la salida del receptor. Problema N 5

Se debe generar una seal de BLU con el mtodo del filtro, tomando en cuenta las siguientes condiciones: La banda base es de 300 a 3400 Hz, la portadora es de 10 MHz., la atenuacin del filtro es de 40 dB en un intervalo que resulta alrededor del 1% de la frecuencia central. A) Demuestre que la solucin directa no es posible. B) Dibuje el diagrama en bloques de una solucin por etapas y coloque el espectro de frecuencias en las salidas de los moduladores.

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Problema N 6 Una seal modulada en amplitud (AM) tiene una amplitud mxima Amax: 24V. y una amplitud mnima Amin: 12V, determinar :

1) Amplitud del tono modulante 2) Amplitud de la portadora 3) ndice de Modulacin

4) Potencia media de la seal modulada sobre Z: 50 expresada en dBm 5) Potencias media de la portadora y de c/u de las bandas laterales.

Problema N 7 Dibujar el diagrama en bloques del sistema FDM necesario para generar un Grupo secundario (Supergrupo) a partir de 5 grupos primarios. Denominacin Rango de Fcias. Ancho de Banda N de Canales Grupo primario 60 - 108 KHz 48 KHz. 12 canales Grupo secundario 312 - 552 KHz 240 KHz 60 canales Teniendo en cuenta que se utiliza un banco de osciladores para conformar las subportadoras del grupo primario contabilizar el numero total de osciladores y moduladores. Comparar con la cantidad requerida cuando todos los canales son multiplexados en forma directa en un solo paso.

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Modulacin Angular Problema N 1 Dada la siguiente forma de onda modulada en FM: 7

100 * cos ( 2x 10 t + 30 sen ( 2000 t ) )

Calcular: A) Potencia normalizada de la Portadora sin modular (Pot. media). B) Potencia normalizada de la onda modulada (Pot. media).

C) Mxima desviacin de fase (

D) Mxima desviacin de frecuencia (f) E) Ancho de Banda (BW) y nmero de Bandas Laterales. F) Si la amplitud de la modulante se reduce en 100 veces y la frecuencia vara a 5 KHz cual es el nuevo BW y cual es la potencia media normalizada de la Portadora modulada? Problema N 2 Una portadora de frecuencia de 10 MHz y amplitud 3 Volts, se modula en frecuencia con una onda senoidal de 500 Hz y amplitud 1 Volt, obtenindose una desviacin de frecuencia de 1 KHz. Al cambiar el nivel de modulacin a 5 Volts y su frecuencia a 2 KHz., Determinar: A) Como resulta la expresin de la seal modulada? B) Cuantas Bandas Laterales significativas tiene? C) Que potencias llevan las Bandas Laterales? D) La potencia de las dos seales moduladas.

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Problema N 3 Teniendo en cuenta que en la radiodifusin de FM se ha reglamentado el uso de una desviacin de frecuencia de 75 KHz y se tiene una seal modulante cuya frecuencia puede variar entre 30 Hz y 15 KHz, Determinar:

A) El BW necesario para este tipo de transmisin, teniendo en cuenta que se desea una alta calidad en recepcin B) Comprobar que toda la banda de frecuencia posible de la seal modulante, produzca un BW de la seal modulada que cumpla con las especificaciones. Problema N 4 Una portadora de 100 MHz, debe ser modulada en frecuencia (FM) por una seal senoidal de 10 KHz. Se disea el sistema razonando que se puede disminuir el BW, disminuyendo la amplitud de la seal de audio. Suponiendo que se arreglan las condiciones de manera que la desviacin de frecuencia no supere los 10 Hz y se supone que solo se necesita un BW de 20 Hz.: A) Especificar en realidad el BW necesario. B) Es correcto suponer que el BW es de 2 MHz, s hubiera elegido una amplitud de

audio tal que la desviacin de frecuencia (f ) sea de 1 MHz. C) Cual ser el BW en los 2 casos anteriores s variamos nicamente fm a 10 Hz. Problema N 5 A) Una portadora de alta frecuencia es modulada por una seal f (t) = A cos

(m t ) Expresar el Ancho de Banda ocupado por la seal en funcin de Kf, a y

fm, aprovechando la relacin entre el AB y m. B) Otra portadora es modulada en fase por la misma seal expresar el BW ocupado en funcin de Kp, a y fm.

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C) En base a los resultados de A) y B), cual de los dos sistemas presenta una mayor variacin de BW ocupado si se duplica la frecuencia de la seal modulante.

Problema N 6 En un sistema de microondas por el cual se transmiten 1800 canales telefnicos multiplexados en frecuencia (FDM), se desea conocer el BW ocupado por la seal de FI, cuando la portadora de FI es modulada por una seal de banda base proveniente de este mltiplex. Para este sistema se ha previsto una desviacin mxima de frecuencia de 3700 KHz. la frecuencia inicial de la banda base es de 316 KHz y el del ocupado por los guardabanda es de 688 KHz. Problema N 7

Si tengo un equipo con una desviacin mxima de frecuencia (f) de 100Hz y la quiero modular con una seal modulante fm 1 = 10KHz y otra de seal modulante fm 2 = 10Hz, cual ser el ancho de banda en cada caso?

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Modulacin de Pulsos Problema N 1

Una seal X(t) = Cos 628 t + Cos 1381,60 t es muestreada a una frecuencia de muestreo Fs = 300 Hz y recuperada con un filtro pasabajos de 250 Hz. a) Representar la seal de salida del filtro pasabajos y extraer conclusiones. b) Representar la seal de salida del filtro pasabajos para una frecuencia de muestreo Fs = 500 Hz y extraer conclusiones.

Problema N 2

Disear un sistema TDM (mltiplex por divisin de tiempo) para combinar 6 canales de rdenes de 3 KHz de ancho de banda y 2 canales para transmisin radiofnica de 9 KHz. La seal PAM de salida se transmite por cable. a) Dibujar el diagrama correspondiente para una condicin de mnima frecuencia de muestreo. b) Que utilidad tendra una disposicin de este tipo y cual sera el ancho de banda de la seal de salida, comparndola con el caso de no adoptar la misma. c) Si previo a la transmisin se codifica la seal con 8 bits determine el nmero de niveles con que se puede cuantificar la misma y el ancho de banda a la salida. Problema N 3 Considerando que una seal Cos 628 t es cuantificada a 8 niveles. a) Muestree la representacin binaria de la seal asignando una palabra cdigo a cada nivel, indicando la correspondencia con la onda. b) Determine el nmero de bits necesarios por cada muestra y el ancho de banda a la salida del sistema.

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Problema N 4 Para un sistema de transmisin de canales de telefona, por pulsos codificados que utiliza norma americana T 1 de 24 canales de telefona ms una ranura de sincronismo y con los canales limitados c/u a 3400 Hz., determinar lo siguiente: a) Justifique la frecuencia de muestreo. b) Calcular el ancho de banda de la seal PAM a la salida del muestreador.

c) Calcular el ancho de banda de la seal de salida que se enviar por la lnea. d) Calcular el ancho de banda de la seal de salida que se enviar por la lnea, si es utilizado un sistema mltiplex de frecuencia para transmitir esos 24 canales.

e) Calcular el ancho de banda si la seal PAM a la salida del muestreador es

enviada directamente a la lnea a travs de un transmisor de AM normal. Problema N 5 Determinar para un sistema PCM comercial norma CCITT (30 + 2) con una ley de compresin logartmica con una aproximacin mediante 13 segmentos lineales, mas un cuantificador uniforme de 256 pasos. a) Cual es el intervalo de muestreo de Nyquist (trama). b) Cual es el intervalo entre 2 canales sucesivos. c) Cul es el intervalo entre 2 dgitos si ellos tienen una relacin de actividad del 50%. d) Cul es la tasa de informacin. e) Cul es el ancho de banda necesario para la transmisin.

Problema N 6 Una seal cuyo espectro llega hasta 20 KHz., es transmitida en PCM por un canal de BLU de 80 KHz.

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a) Determinar el nmero mnimo de niveles que pueden tomar los pulsos codificados, si se requieren al menos 256 saltos de cuantificacin. b) Si se adoptan pulsos de 3 niveles, determinar el ancho de banda de transmisin necesario.

Problema N 7 Para un modulador FSK binario para telex con frecuencia de espacio, reposo y marca de 60, 70 y 80 MHz respectivamente y una tasa de bits de entrada de 20Mbps, determinar el baudio de salida y el mnimo ancho de banda requerido.

Problema N 8 Para un modulador de BPSK con una frecuencia de portadora de 70 MHz y una tasa de bit de entrada de 10 Mbps., determine las frecuencias laterales superiores e inferiores, mximas y mnimas, dibuje el espectro de salida, determine el mnimo ancho de banda de Nyquist y calcule el baudio.

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Ruido y Comparacin de Sistemas

Problema N 1 Se muestra una antena conectada a la entrada de un receptor de T.V. por medio

de una lnea de 300 de impedancia y 6 dB de prdida de insercin. Las caractersticas del receptor son:

Ze: 300 , Ancho de banda: 4 MHz, F: 14 dB. Antena Receptor lnea de 6 dB de prdida

F = 14 dB Que voltaje de seal se requiere en el terminal de antena para obtener una relacin seal a ruido So/No = 40 dB en los terminales del receptor.

Problema N 2 Se tiene un receptor con preamplificador en los terminales de antena. Calcular la figura de ruido F y extraer conclusiones, comparando con el caso de no contarse con el preamplificador. Antena

So/No

Preamplificador Cable Amplif. RF y IF G = 20 dB L = 3 dB G = 90 dB F = 6 dB F = 3 dB F = 13 dB

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Problema N 3 Se tienen 2 transmisores, uno de BLU y otro de DBL sin portadora ambos de la misma potencia. S en el lugar de recepcin se tiene ruido blanco de una densidad de 1 pico W/Hz., la seal cubre la gama de 0 -10 KHz. y si la potencia

de entrada en el receptor de ambos es de 1 W. Calcular cual es la relacin seal ruido de salida ( So/No) para los 2 transmisores.

Problema N 4 Se tiene un receptor de FM con un filtro FI con un ancho de banda de 200 KHz. y un filtro de salida pasabajos ideal con Fc = 10 KHz que recibe una seal con las siguientes caractersticas:

Fm = 5 KHz f = 50 KHz. Si la relacin potencia media de seal a potencia media de ruido en la entrada del amplificador de FI es de 40 dB, indicar : A) Cual es la So/No luego del filtro de salida. B) Cual es el ndice de modulacin necesario para mejorar en 6 dB la So/No calculada en A .

Problema N 5 Una seal cuyo espectro se extiende hasta 5 KHz. es transmitida en FM, la desviacin de frecuencia producida por f (t ) es de 100 KHz la misma seal es transmitida mediante BLU-SP. Si la So/No a la salida para FM y BLU-SP deben ser las mismas, compare la Si/Ni en los dos tipos de transmisin. Problema N 6 Un transmisor se modula en AM (m: 1 ) con una seal de audio HF-FI entre ( 0-15 KHz.). Si

ruido) en la entrada de ambos receptores, considerando sus figuras de ruido iguales.

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Problema N 7 Una tensin de seal en la gama de 100Hz a 4 KHz. est limitada a 3 Volts. La misma se muestrea a 8 KHz. y se cuantifica a 64 niveles igualmente espaciados. Calcule y compare la relacin de cresta de la seal al ruido eficaz de cuantificacin, segn las muestras se transmitan como dgitos binarios o como pulsos de 4 niveles. Problema N 8 Un sistema E1 de 30 canales telefnicos (norma CCITT + 1 de sincronismo y 1 de sealizacin ) se transmite en PCM. empleando una cuantificacin uniforme y se deber cumplir con una relacin So/No = 59 dB. Cual ser el ancho de banda que deber tener el canal de transmisin suponiendo: A) Que se utiliza una codificacin binaria. B) Que se utiliza una codificacin de 4 niveles.

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Osciladores Problema N 1

Datos:

Po = 10mW

VDD = 15V Qc = 30 (en drain)

Qo = 70 fo = 10 MHz

Datos del 2A244:

VVDGMAX 30

mAIDSS 25,8

VmAgmo 9,4

VVDSMIN 5

Hallar:

a) OSC

b) Ro, C1, C2, L

c) CA, CB, CC y R

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Problema N 2 Disear un oscilador segn el siguiente circuito de forma tal que el mismo sea capaz de entregar a la carga una potencia de 25mW. La frecuencia de oscilacin deber ser de

10MHz.

Datos:

R1 = 8,2 k R2 = 1,8 k Vcc = 30 V RL = 50

VVCEMIN 2

VVBE 6,0

Qb = 80

Qc = 30 (en colector) fo = 10 MHz

il = 2,798

Hallar:

a) Potencia activa entregada por el colector

b) OSC y COLECTOR

c) 2

1

N

N

d) 3

1

N

N

e) L, C, C1 y CE.

f) RE

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Problema N 3 Disear un oscilador, en base al circuito y especificaciones adjuntas.

Datos:

021 CACA XX a fo

Qo = Qc = 20 (en drain)

RL = 1 k VDD = 15 V

Vp = -5 V

mAIDSS 30

VoV 10 fo = 1MHz

Hallar:

L, C1 y C2. Suponer condiciones ideales. Problema N 4 Disear un oscilador Colpitts, segn el circuito propuesto y los parmetros solicitados

Datos:

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Qc = 10

fo = 1 MHz Psal = 30 mW

Vcc = 12 V

03 CX

CHX

04 CX

Adoptar:

VVRE 3,2

VVBE 7,0

VVCEMIN 3

4il

%9,90909,0 adap