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Electrnica de comunicacionesPlan 2010
Manuel Sierra PrezManuel Sierra Castaer
Jos L. Fernndez JambrinaBeln Galocha Iragen
Javier Gismero MenoyoJos Ignacio Alonso Montes
Carlos Gustavo Moreno Prez
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Electrnica de Comunicaciones Introduccin 2
Presentacin de la asignatura
Contexto en el plan 2010ProgramaDesarrollo de las clasesLaboratoriosEjercicios de curso por InternetBibliografaTutoras y horas de consultaExamen final
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Electrnica de Comunicaciones Introduccin 3
Mostrar la estructura real de los subsistemas de RF en sistemas de comunicaciones.
Estudiar las limitaciones de los subsistemas actuales y su especificacin.
Buscar la configuracin electrnica ms adecuada a cada una de las funciones de un sistema.
Disear subsistemas de aplicacin real con componentes de mercado.
Objetivos de la asignatura
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Electrnica de Comunicaciones Introduccin 4
Electrnica de Comunicaciones en el plan de estudios
-Teora de la Comunicacin 95000021-Sist. de Transmisin
95000030
-Tratamiento digital de seales 95000028
- Radiacin y propagacin
95000035
Anlisis y Diseode Circuitos 95000029
-Electrnica e Instrumentacin Bsicas 95000014-Electrnica
Analgica 95000020
Electrnicade Comunicaciones
95000037
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Electrnica de Comunicaciones Introduccin 5
Sistemas deComunicaciones
Por Radio
En banda base
Sobre portadora
Por Lnea
Sistemas de RF en comunicaciones
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Electrnica de Comunicaciones Introduccin 6
Sistemas de Comunicaciones
Transmisor Canal ReceptorFuente Presen-tacin
Distorsin
Ruido
Interferencias
Distorsin
RuidoOscilador
Oscilador
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Electrnica de Comunicaciones Introduccin 7
Transmisor AnalgicoTransmisor Digital
Transmisor
Tcnicas digitales o analgicas
Fuente
Reloj
Codificado
Fuente
Fuente
Codificado
Codificado
Mul
tiple
xado
Modulacin IF/RF Amp
Osc. Osc.
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Electrnica de Comunicaciones Introduccin 8
Receptor Analgico Receptor DigitalReceptor
Tcnicas digitales o analgicas
Reloj
Decodificado
Recepcin
Decodificado
Decodificado
Mul
tiple
xado
DemodulacinRF/IFAmp
Osc. Osc.
Recepcin
Recepcin
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Electrnica de Comunicaciones Introduccin 9
Frecuencias
Circuitos IntegradosDigitales(DSP)
Circuitos Integrados Analgicos (RFIC)
Circuitos de ComponentesDiscretos
10 a 100MHz
2 a 20GHz
MicroondasMilimtricasUHF
VHFHFOnda Corta
Onda Media
1kHz
1THz
ptica
Circuitospticos
Circuitos conLneas deTransmisin
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Electrnica de Comunicaciones Introduccin 10
Partes del Programa
Subsistemas de Comunicaciones
Componentes de RF
Procesos de Seal
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Electrnica de Comunicaciones Introduccin 11
Fuente de seal Modulador Amp. Amp.
Tema 1. Introduccin a los sistemas RF (3t)
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Electrnica de Comunicaciones Introduccin 12
Fuente de seal Modulador Amp. Amp.
Tema 2. Procesos de distorsin mezcla y ruido (3t+3p)
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Electrnica de Comunicaciones Introduccin 13
Fuente de seal Modulador Amp. Amp.
Tema 3. Modulacin/demodulacin lineal (4t+2p)
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Electrnica de Comunicaciones Introduccin 14
Fuente de seal Modulador Amp. Amp.
Tema 4. Osciladores de RF, Lazos enganchados en fase (PLL), Sintetizadores y modulacin de frecuencia y fase (6t+4p)
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Electrnica de Comunicaciones Introduccin 15
Fuente de seal Modulador Amp. Amp.
Tema 5. Amplificadores de RF y filtros de RF (3t+1p)
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Electrnica de Comunicaciones Introduccin 16
Fuente de seal Modulador Amp. Amp.
Tema 6. Transmisores y Receptores de RF (4t+2p)
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Electrnica de Comunicaciones Introduccin 17
Distribucin del tiempo de clase
Por temas Introduccin 3h Distorsin y ruido 6h Moduladores lineales 6h Osciladores, PLL, sintetizadores,moduladores y demoduladores de frecuencia 10h Amplificadores y filtros 4h Transmisores y Receptores 6h Actividades complementarias de seguimiento 4hTotal 35h
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Distribucin del tiempo de clase
A las 35 horas de clase se sumarn otras cuatro dedicadas a la realizacin de actividades complementarias de seguimiento
Las clases se distribuirn a razn de tres horas semanales durante 13 semanas
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Electrnica de Comunicaciones Introduccin 19
Prcticas de laboratorio
Prcticas de laboratorio Prctica 1 Analizador de Espectros Prctica 2 Modulaciones lineales Prctica 3 PLLs y Sintetizadores de
Frecuencia Prctica 4 Transceptor heterodino
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ELECTRNICA DE COMUNICACIONES. LABORATORIO. Curso 2017-18
4 PRCTICAS (1 h. Introduccin terica + 3 h. laboratorio). OBLIGATORIAS
10* TURNOS (mx.). Formacin de turnos en Moodle. Se avisar con antelacin al periodo de eleccin de turno. Puestos de 2 alumnos. Los puestos debern estar asignados antes del 1 de MARZO (pasar por A306-L). Evaluacin:
1. Realizacin Prcticas y Entrega memorias: 25 % Nota Final Asignatura
Los guiones de las prcticas (necesarios para la realizacin de las mismas) estarn disponibles en www.gmr.ssr.upm.es/www2/ECOM. En la misma pgina se puede acceder al calendario de prcticas para los distintos turnos as como a documentacin adicional. A los alumnos repetidores que YA HAYAN SUPERADO las prcticas, se les mantiene la evaluacin continua de las mismas. No es necesario que repitan las prcticas por lo que NO deben elegir turno. (Listado aparecer en Moodle, al abrirse el periodo de eleccin de turno).
Coordinador del laboratorio: Javier Gismero (javier@gmr.ssr.upm.es). C420
http://www.gmr.ssr.upm.es/www2/ECOMmailto:javier@gmr.ssr.upm.esCur
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Electrnica de Comunicaciones Introduccin 21
Ejercicios personalizados I. Plantearemos cuatro ejercicios personalizados de anlisis o
diseo. Los ejercicios sern similares pero diferentes y con datos
diferentes para cada alumno. Hay que realizar esos ejercicios a travs del portal educativo de
la asignatura: www.gr.ssr.upm.es/ecom
Cada ejercicio tiene su plazo de presentacin. Se puede consultar en cada momento la calificacin por
apartados. Pueden modificarse o corregirse cuantas veces se desee hasta
el final del plazo. En el momento que se termine el plazo, se cerrar el ejercicio y
se pasar la calificacin a listas.
http://www.gr.ssr.upm.es/ecomCur
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Electrnica de Comunicaciones Introduccin 22
Ejercicios personalizados II.
La calificacin de los ejercicios supondr un 14% de la nota final del curso en la convocatoria ordinaria.
Las calificaciones de los ejercicios de curso no se aplican en la convocatoria extraordinario ni se guardan para aos sucesivos.
Al finalizar cada ejercicio llamaremos a algunos alumnos al despacho para que, en una prueba oral, expliquen cmo han hecho el ejercicio.
Nos reservamos la opcin a modificar la calificacin en funcin de la prueba oral.
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Electrnica de Comunicaciones Introduccin 23
Ejercicios Personalizados III.
Tema del ejercicio Apertura Cierre *
1 Distorsin y Ruido 22-Feb 2-Mar
2 Modulacin y demodulacin lineal. 16-Marzo 23-Marzo
3 Sintetizadores de frecuencia y Modulacin y demodulacin angular.
13-Abril 20-Abril
4 Transmisores y receptores de RF. 11-Mayo 18-Mayo
El plazo termina a las 24h del da de cierre.Son fechas orientativas
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Pruebas complementarias de seguimiento
Se trata de exmenes a realizar en clase, y que sern diferentes en cada aula. Cada alumno lo har en su grupo. Consistirn en preguntas o problemas cortos
El alcance de cada examen ser: 1o: Temas 1 y 2 2o: Tema 3 3o: Tema 4 4o: Tema 5
El conjunto supone el 8% de nota final curso en la convocatoria ordinaria
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Electrnica de Comunicaciones Introduccin 25
Examen final ordinario (continua)
Convocado para el da: 4 de junio de 2018 Ejercicio de teora (40%)
Tipo test. 20/25 cuestiones con 4 respuestas a elegir una. Tiempo estimado 30min. No se permite consulta de libros o apuntes.
Ejercicios prcticos (60%) Ejercicios de anlisis o diseo. Tiempo estimado 1h:30m Se permite la consulta del libro editado para la asignatura, libros
editados por el Departamento de Publicaciones en aos anteriores o fotocopias de los mismos.
No se permite la consulta de ejercicios, apuntes o de otros tipos de documentos.
Se exige una puntuacin mnima de un 30% aprobar la asignatura
El conjunto supone un 53% por ciento de la nota final,
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Examen final ordinario (no continua)
Convocado para el da: 2 de junio de 2017 Ejercicio de teora (40%)
Tipo test. 20/25 cuestiones con 4 respuestas a elegir una. Tiempo estimado 30min. No se permite consulta de libros o apuntes.
Ejercicios prcticos (60%) Ejercicios de anlisis o diseo. Tiempo estimado 1h:30m Se permite la consulta del libro editado para la asignatura, libros
editados por el Departamento de Publicaciones en aos anteriores o fotocopias de los mismos.
No se permite la consulta de ejercicios, apuntes o de otros tipos de documentos.
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Advertencia
Las infracciones de normas de examen, intercambio de documentacin entre alumnos, suplantacin, etc., supondrn la apertura de expediente disciplinario.
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Resumen de calificacin
Evaluacin continua
Examen final
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( )
}
100%:final Nota
25%oLaboratori6.25% 4 :Prcticas
75%Teora
53% 3Examen60% :Problemas
40% :Test
8%2%4 :oseguimient Pruebas
14%5%.34 : WebEjercicios
==
=
=
=
}100%:final Nota
25% oLaboratori25% 4 Prcticas
75% finalExamen 60% Problemas
40% Test
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Calificacin final del curso
IMPORTANTE:
Es necesario realizar todas las prcticas
Calificacin mnima del examen final para aprobar: 3p sobre 10p
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Renuncia a evaluacin continua
Se puede renunciar a evaluacin continua por peticin oficial antes del 1 de marzo de 2017
Fecha de examen 4 de junio de 2018
Teora (40 %) Tipo test. 20/25 cuestiones con 4 respuestas a elegir una. Tiempo estimado: 30min. No se permite consulta de libros o apuntes.
2 Ejercicios prcticos (60%) Ejercicios de anlisis o diseo. Tiempo estimado 1:30h. Se permite la consulta del libro editado para la asignatura. No se permite la consulta de ejercicios, apuntes o de otros tipos de
documentos.
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Avisos
La calificacin final en la convocatoria extraordinaria est basada slo en el examen, no valorndose los ejercicios de curso.
La calificacin del laboratorio est condicionada a la realizacin de todas las prcticas.
El examen de la convocatoria extraordinaria se regir por las mismas normas que el de la ordinaria con renuncia a continua.
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Informacin
Tabln de anuncios No...
Pginas web Pagina de teora http://www.gr.ssr.upm.es/ecom Pgina del laboratorio www.gmr.ssr.upm.es/www2/ECOM/
Moodle de UPM
http://www.gr.ssr.upm.es/ecomhttp://www.gr.ssr.upm.es/ecomhttp://www.gr.ssr.upm.es/Cur
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Electrnica de Comunicaciones Introduccin 33
Bibliografa
M. Sierra-Prez, B. Galocha, J.L. Fernandez y M. Sierra CastaerElectrnica de Comunicaciones Editorial Prentice Hall. 2003.
H.C. Krauss, C.W. Bostian, F.H. Raab. Estado Slido en Ingeniera de Radiocomunicaciones. Ed. Limusa. 1984
R. Best. Phase Locked Loops Ed. Wiley. 1976 Miller. Basic Electronic Communication Prentice Hall Wolaver. Phase Loop Circuit Design Ed. Prentice Hall. Erst. Receiving System Design Ed. Prentice Hall. 1992. S.A. Maas. Microwave Mixers Artech House 1993. F.M. Gardner Phaselock Techniques Ed. Wiley 1979.
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Equivalencia de temasTtulo del tema Temario LibroIntroduccin a los sistemas RF 1 1Procesos de distorsin y ruido 2 2Procesos de mezcla 2 6Modulacin/ demodulacin lineal 3 9Osciladores de RF 4,1 3Lazos enganchados en fase (PLL) 4,2 4Sintetizadores 4,3 5Modulacin y demodulacin de fase y frecuencia 4,4 10Amplificadores de RF 5,1 7Filtros de RF 5,2 8Receptores 6,1 12Transmisores 6,2 11
Electrnica de Comunicaciones Introduccin 34
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Electrnica de Comunicaciones Introduccin 35
Horas de Clase y de Consulta
Grupo Grupo 31.2 Grupo 32 Grupo 33/34 Grupo 35 Laboratorio
Aula B3 B4 B10 B2 A306-LHorario Mierc. 9-11
Viern. 12-13Martes 10-11Mierc. 11-13
Martes 10-12Jueves 10-11
Martes 18-19Mierc 15-17
Segn grupos
Profesor J. L. Fernndez Jambrina
Manuel Sierra Prez/Manuel Sierra Castaer
J. L. Fernndez Jambrina
Beln Galocha Iragen
Javier GismeroMenoyo/Jos Ignacio Alonso Montes/Carlos Gustavo Moreno Prez
Despacho C-419 C-418/C410 C-419 C-410 C429/C422/C407
Tutora
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Profesorado y consultas
Electrnica de Comunicaciones Introduccin 36
Profesor Despacho Correo electrnico
Manuel Sierra Prez C-418 manuel.sierra.perez@upm.es
Manuel Sierra Castaer C-410 mscastaner@gr.ssr.upm.es
Jos Luis Fernndez Jambrina C-419 j.fdez.jambrina@gr.ssr.upm.es
Beln Galocha Iragen C-410 belen@gr.ssr.upm.es
Javier Gismero Menoyo C-420 javier@gmr.ssr.upm.es
Jos Ignacio Alonso Montes C-422 joseignacio.alonso@upm.es
Carlos Gustavo Moreno Prez C-407 carlosgustavo.perez@upm.es
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Esquemas de transmisin
Electrnica de Comunicaciones Introduccin 37
Fuente de sealFuente de seal ModuladorModulador
Sintetizadorde
frecuencia
Sintetizadorde
frecuencia
Amplificador Filtropaso
banda
Filtropaso
bandaAntenaAntena
Funciones Bsicas
Generacin de la seal
Sntesis de portadora
Modulacin
Amplificacin
Filtrado
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Seal de banda base.
Valor medio o componente continua x(t) Potencia media Pb=x2(t) Valor eficaz xef=Pb1/2 Nivel mximo o de pico de la seal |x|mx=1. Funcin de distribucin estadstica. F(x)
t
x(t)
Electrnica de Comunicaciones
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Seal de banda base.
Distribucin espectral de potencia. S(f) Banda ocupada por la seal en banda base. W Frecuencia mxima de la banda base fmax
fmin
f
X(f)
0
fmax
Fuente de sealFuente de seal ModuladorModulador
Sintetizadorde
frecuencia
Sintetizadorde
frecuencia
Amplificador Filtropaso
banda
Filtropaso
bandaAntenaAntena
Banda BaseWElectrnica de Comunicaciones
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Generador de portadora.
Oscilador de frecuencia portadora Capacidad de salto en frecuencia Estabilidad
f0
f
0
Fuente de sealFuente de seal ModuladorModulador
Sintetizadorde
frecuencia
Sintetizadorde
frecuencia
Amplificador Filtropaso
banda
Filtropaso
bandaAntenaAntena
Electrnica de Comunicaciones
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Modulacin
Genera la seal modulada sobre la portadora
Modulacin de la amplitud Modulacin de la fase f0
f
0
Fuente de sealFuente de seal ModuladorModulador
Sintetizadorde
frecuencia
Sintetizadorde
frecuencia
Amplificador Filtropaso
banda
Filtropaso
bandaAntenaAntena
BRF
= (0 + ())
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Transmisor homodino con modulacin a bajo nivel
MOD
x(t)Genera la seal modulada en baja potencia sobre la portadora final.
Amplifica de forma lineal (AM)
Amplifica de forma no lineal (FM)
Filtra armnicos y espurios de modulacin.
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8Transmisor homodino con modulacin a nivel alto
x(t)
MOD
MODULADOR
Genera y amplifica la portadora.
Genera y amplifica la seal de modulacin.
Modula en alto nivel en un modulador de alto rendimiento.
Filtra armnicos y espurios de modulacin.Introduccin 43Electrnica de Comunicaciones
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Transmisor Heterodino
MOD
X(t)
f1
f2
f1+f2
Genera la seal modulada en baja potencia sobre una frecuencia intermedia.
Traslada la seal a la frecuencia de emisin en un conversor.
Amplifica la seal hasta la potencia de emisin
Filtra armnicos y espurios de modulacin y conversin.Introduccin 44Electrnica de Comunicaciones
MOD
X(t)
f
1
f
2
f
1
+f
2
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DemoduladorAmplificadorFiltropasobanda
Filtro
RFAntenaAntena de seal
Amplificador
Banda base
Esquema bsico del receptor
Funciones de un receptorAmplificar la seal hasta el nivel de entrada al demodulador
Eliminar interferencias y ruido que llegan al sistema receptor
Demodular la portadora para obtener la seal de banda base
Electrnica de Comunicaciones
Demodulador
Amplificador
Filtro
paso
banda
Filtro
RF
Antena
Antena
de seal
Amplificador
Banda base
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Criterios de calidad
Selectividad: Capacidad de eliminar seales potencialmente
interferentes. (filtrado, intermodulacin,) Sensibilidad:
Nivel mnimo de seal que es capaz de detectar con la calidad deseada. (ruido, ganancia,..)
Fidelidad: Capacidad de recibir y demodular la seal sin
distorsin. (distorsin lineal y no lineal, seales espurias, demodulacin, etc.)
Electrnica de Comunicaciones
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Receptor Homodino
DEMDEM
Ventajas
Sencillez
Bajo costo
Inconvenientes
Difcil filtrado en RF si fp/B>100
Alta ganancia en los amplificadores de RF con posibilidad de oscilacin.
Amplificacin Filtrado Demodulacin Nivel BB Filtrado BB
Electrnica de Comunicaciones
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Receptor homodino: Bandas
RF
fs
Filtro de rechazo de banda imagen
Interferencias y ruido
Electrnica de Comunicaciones
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Electrnica de Comunicaciones49
DEMDEM
Ventajas
El filtrado se hace sobre una frecuencia ms baja.
Se amplifica en dos etapas de diferente frecuencia.
Inconvenientes
Es ms complejo y caro.
Hay que eliminar la banda imagen.
AmplificacinFiltrado
Demodulacin
Conversin de frecuencia
Amplificacin
Receptor Superheterodino
DEM
DEM
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Bandas espurias y banda imagen
RF
f0 fs fs+f0fs-f0
FIBanda Imagen
2f0-fs
Filtro de rechazo de banda imagen
OL
fImagen=fs2fFI
B< BRF
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Demodulacin
IF
FIFiltro deFrecuencia Intermedia
fImagen=fs2fFI
BFI= Bmodulacin
Filtro de Banda base
Electrnica de Comunicaciones
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EjemploConsideremos un receptor de AM sintonizable en la banda de 600 a 1200 kHz, para el que se ha elegido una frecuencia intermedia de 450 kHz. Determine la frecuencia del oscilador y la correspondiente banda imagen.
DET.DET.
f0=600 a 1200kHz
BRF=100kHz BIF=20kHz
fI=450kHz
fOL
Electrnica de Comunicaciones
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Receptor de banda estrecha
Electrnica de Comunicaciones Introduccin 53
DET.DET.
Consideremos un receptor de BPSK que recibe una sonda de espacio profundo en 3GHz con una banda de trabajo de 100Hz. Establecer una frecuencia intermedia y definir los filtros del receptor.
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Receptor de un equipo de medida
Electrnica de Comunicaciones Introduccin 54
DET.DET.
Consideremos un receptor de un analizador de espectros que debe funcionar entre 10MHz y 20 GHz. Establecer una o ms frecuencias intermedias y definir los filtros del receptor.
Electrnica de comunicacionesPlan 2010Presentacin de la asignaturaObjetivos de la asignaturaElectrnica de Comunicaciones en el plan de estudiosSistemas de RF en comunicacionesSistemas de ComunicacionesTcnicas digitales o analgicasTcnicas digitales o analgicasFrecuenciasPartes del ProgramaTema 1. Introduccin a los sistemas RF (3t)Tema 2. Procesos de distorsin mezcla y ruido (3t+3p)Tema 3. Modulacin/demodulacin lineal (4t+2p)Tema 4. Osciladores de RF, Lazos enganchados en fase (PLL), Sintetizadores y modulacin de frecuencia y fase (6t+4p)Tema 5. Amplificadores de RF y filtros de RF (3t+1p)Tema 6. Transmisores y Receptores de RF (4t+2p)Distribucin del tiempo de claseDistribucin del tiempo de clasePrcticas de laboratorioNmero de diapositiva 20Ejercicios personalizados I.Ejercicios personalizados II.Ejercicios Personalizados III.Pruebas complementarias de seguimientoExamen final ordinario (continua)Examen final ordinario (no continua)AdvertenciaResumen de calificacin Calificacin final del cursoRenuncia a evaluacin continuaAvisosInformacinBibliografaEquivalencia de temasHoras de Clase y de ConsultaProfesorado y consultasEsquemas de transmisinSeal de banda base.Seal de banda base.Generador de portadora.ModulacinTransmisor homodino con modulacin a bajo nivelTransmisor homodino con modulacin a nivel altoTransmisor HeterodinoEsquema bsico del receptorCriterios de calidadReceptor HomodinoReceptor homodino: BandasReceptor SuperheterodinoBandas espurias y banda imagenDemodulacinEjemploReceptor de banda estrechaReceptor de un equipo de medida