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COM V26-1 M13 C2 Diagrama del modulador de pasabanda — Transcript

by Prof. Christian Oberli · 2,076 words · 451 segments · language es · Watch on YouTube

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0:08Bastante tiempo atrás, en el módulo 8,
0:11cuando estudiamos el modulador
0:16de una modulación binaria
0:20digital, eh vimos que el modulador tiene
0:23básicamente dos componentes, tiene lo
0:24que se llama el modulador de símbolos
0:27que transforma el mensaje binario en una
0:30secuencia
0:31de símbolos ese check, en el caso de una
0:35modulación binaria em de banda base,
0:39esos son si si es una modulación
0:41antipodal,
0:43una secuencia, una alternación de más y
0:45menos raíz de e bit, y esta
0:50secuencia la podemos ver como una
0:53secuencia de impulsos,
0:56y esa secuencia de impulsos entonces
0:57pasa por un filtro que tiene una función
1:01de respuesta al impulso igual a la forma
1:03del pulso, por ejemplo acá, un pulso
1:06rectangular em de energía unitaria y
1:10duración T,
1:11que es lo que llamamos el pulse shaping
1:13filter,
1:14am y el resultado entonces de
1:17convolucionar esto
1:20con esto es la secuencia del mensaje
1:24modulada que nos interesa sacar al aire.
1:27Y la pregunta que nos hacemos ahora es
1:30¿cuál es la forma del modulador digital
1:35cuando la señal que se desea transmitir
1:40es de pasabanda? Y cuando se desea
1:42transmitir una señal de pasabanda, el
1:44pulso base
1:47eh solo contiene em esta forma, en este
1:51caso rectangular, pero no contiene la
1:54portadora. De hecho, em antes de ir para
1:57allá, voy a copiar esta figura porque la
1:59vamos a necesitar.
2:04Eh, y lo que estaba recién mencionando
2:08es
2:10esta estructura de eh, modulador que
2:13tenemos en pantalla.
2:19Cuando nos enfrentamos a una señal de
2:23pasabanda como BPSK
2:27que tiene
2:29ahora
2:31una portadora
2:33esa figura, ese ese diagrama de bloques
2:35ya no aplica, porque el diagrama de
2:36bloques contiene esto de acá, lo
2:39acabamos de ver, ¿no es cierto? En el
2:40modulador de símbolos, contiene esto de
2:44acá en el modulador
2:47eh, del pulso base, en el pulse shaping
2:50filter, pero no contiene esto de acá que
2:53le agrega la frecuencia portadora.
2:55Entonces, lo que quiero, eh,
2:58de lo que quiero hablar brevemente es
3:01justamente de cómo
3:03se compone ese eh, modulador de
3:09símbolos.
3:10Y para eso voy a eh, pegar la imagen que
3:14acabo de copiar de la otra figura. Acá
3:17está.
3:20Y
3:21am,
3:23voy a
3:25editarla para que am,
3:30para que veamos cuáles son las
3:33diferencias. Antes de eso, voy a eh,
3:38agregar el título de la cápsula y
3:40básicamente lo que queremos es conocer
3:42el diagrama
3:45del
3:47modulador
3:51de
3:53pasabanda.
3:58Estamos usando entonces
4:01em exactamente la misma simbología
4:03general, hay un mensaje que pasa por
4:05modulador, ahora es un modulador de
4:07pasabanda y entrega una señal
4:11em
4:12de pasabanda. Y para que em para que
4:15quede claro que esta señal eh es de
4:17pasabanda y que este modulador es de
4:19pasabanda, lo que voy a hacer aquí es
4:22hacer un poquito de espacio, voy a
4:25borrar esto de acá y voy a
4:29em hacer una caja un poquito más grande
4:34donde em
4:37voy a simplemente agregar aquí
4:41PB para enfatizar de que estamos
4:44hablando de un modulador de
4:47pasabanda.
4:49Em el modulador de símbolos
4:53permanece igual, es decir, el mensaje
4:54original es exactamente el mismo. Acá eh
4:57tenemos eh pensemos en un NRZ que
5:01produce efectivamente exactamente la
5:03misma secuencia y de lo que estoy
5:05hablando es en este modelo de señal,
5:09esta secuencia se produce en forma
5:12exactamente idéntica que hasta ahora.
5:16Em
5:18Ahora
5:19hay una diferencia em y esta todavía no
5:23es aparente en el momento en que estamos
5:26trabajando con BPSK
5:28pero
5:29em en modulación de
5:33pasabanda
5:35esta salida de acá
5:37puede ser y en general es
5:40compleja. Entonces, hay una pequeña eh
5:43modificación que tenemos que hacer acá
5:45y esa modificación es básicamente
5:48eh aclarar de que la salida del modular
5:52del modulador de pasabanda
5:56es
5:58una salida
6:00compleja. Vamos a aprender más adelante
6:02modulaciones que efectivamente producen
6:05una secuencia de valores ese check, como
6:08esta de acá, pero donde cada uno de
6:10estos valores es
6:12complejo.
6:15El
6:19pulse shaping filter mantiene
6:22exactamente la misma forma
6:24y por supuesto, si eh esta entrada es
6:28compleja
6:29cualquier eh
6:31eh filtro acá, aunque sea de respuesta
6:34al impulso eh real, produce aquí una
6:37salida compleja, así que eso también
6:39tenemos que eh corregirlo. Voy a hacer
6:42un poquito de espacio, voy a mover
6:47todo esto
6:49un poquito hacia la izquierda.
6:53Ahí está.
6:55Eh esto acá lo voy a mover hacia arriba
6:57aprovechando ese espacio
7:00y voy a borrar
7:02acá entre medio esta señal y voy a
7:05agregarle más espacio acá. Y lo que está
7:07faltando aquí entre medio es algo que ya
7:11eh conocemos bastante bien, que es el
7:15conversor de radiofrecuencia
7:19de subida. Ese es el que va inserto acá
7:23entre medio y el conversor de
7:25radiofrecuencia subida se alimenta de
7:29una señal compleja y produce una señal
7:32real de pasabanda. Entonces, lo que
7:36tenemos acá y lo que habíamos usado era
7:39el color lila, conversor de
7:41radiofrecuencia
7:43de
7:44subida.
7:47Entonces, esta señal [carraspeo] de acá,
7:50esta señal de aquí,
7:52es en realidad la señal que aparece acá.
7:55Esa señal, le voy a poner una flecha,
7:59es la señal que aparece acá.
8:03Y la señal que aparece aquí,
8:05realmente, si es que
8:08hacemos un
8:11paralelo y voy a duplicar acá la señal
8:14analógica
8:15verde.
8:20Am,
8:21lo que aparece es una señal modulada de
8:25pasabanda, que arbitrariamente la voy a
8:28dibujar en rosado, que podría ser algo
8:31como esto.
8:35Y aquí hay un cambio de fase.
8:42Y aquí hay otro cambio de fase.
8:51Etcétera.
8:53Entonces, em,
8:56para ser consistentes con el código
8:58colores, esta señal sdt viene a la
9:00derecha, le voy a cambiar el color y le
9:02voy a poner el color rosado. De esa
9:05forma coincide con
9:09el color rosado de esta señal acá.
9:12Entonces, realmente no hay una gran em
9:16diferencia entre el modulador original
9:19que teníamos y el modulador em con
9:21envolventes complejas o de pasabanda,
9:24excepto que hay que considerar la
9:25inserción de este modulador de
9:27radiofrecuencia. Ahora, volviendo atrás
9:30a nuestro modelo de señal, donde
9:33esta
9:35descripción de la señal BPSK la hemos
9:38separado en un ese check, en un pulso
9:41base
9:42y en una portadora. El modulador que
9:45acabamos de ver tiene exactamente estos
9:47tres componentes, tiene un modulador em
9:51digital de símbolos, tiene un pulse
9:54shaping filter y finalmente tiene una
9:56conversión de radiofrecuencia. Ahora
9:59recuerden que la conversión de
10:01radiofrecuencia
10:02tenía siempre componentes en fase y en
10:06cuadratura. Estoy yendo hacia allá. El
10:10conversor de radiofrecuencia de su vida
10:14tenía eh toma una envolvente compleja
10:18con componente en fase y componente en
10:20cuadratura y saca una señal de
10:23pasabanda. Ahora, nosotros solamente
10:26estamos en este momento
10:28eh en el en el caso de BPSK utilizando
10:33el riel en fase
10:35que multiplica por un coseno.
10:38Es decir, aquí viene ese check
10:41multiplicado por
10:44el pulso base, es decir, la modulación
10:47de símbolo y el pulse shaping filter que
10:50se alimenta a una multiplicación por
10:53coseno para producir la señal de
10:56pasabanda.
10:58La modulación BPSK no tiene componente
11:01en cuadratura o piensen que la
11:03componente en cuadratura vale cero.
11:06Em y más adelante sí vamos a ver em
11:11modulaciones que tienen componente en
11:14cuadratura. Entonces, repito, digamos,
11:17estamos solamente aquí, piensen esto eh
11:20desde el punto de vista de la forma
11:21canónica solo tiene la componente en
11:24fase con el coseno que es el riel
11:26superior del modulador.
11:30Em
11:33el modulador digital
11:35eh eh de radiofrecuencia de subida.
11:38Am
11:40quiero hacer un comentario más y para
11:42eso voy a eh insertar acá una eh nueva
11:47hoja.
11:52Y en esta nueva hoja voy a copiar
11:56esta parte del modulador, voy a dejar
11:58fuera, digamos, todo eh lo demás.
12:02Antes de eso, em voy a agregar acá la
12:04señal verde para que quede completo el
12:06gráfico.
12:08Eh estas señales la com la envolvente
12:12compleja
12:15de la señal que sale al aire, hm esta
12:17señal de acá, y el código de colores lo
12:20asocio con el verde. Y ahora sí puedo
12:22copiar lo que quería copiar.
12:26Esto sí.
12:28Esto no.
12:29Esto sí.
12:31Ahí está.
12:33Copiar.
12:34Y me lo llevo a
12:36esta nueva hoja y lo pego.
12:40Y el motivo por por el cual quería
12:43am hacer esto es porque quiero
12:45brevemente comentar cómo es la
12:48implementación, en verdad, de esto en la
12:51práctica. Implementación
12:55implementación
12:58eh en
13:00la práctica.
13:04En la práctica, hoy en día lo que más
13:07interesa
13:08es utilizar implementaciones
13:11am digitales, es decir, lo más posible
13:16de todo esto implementarlo eh
13:18digitalmente. ¿Por qué? Porque se puede
13:21am
13:22eh eh implementar en un circuito
13:26integrado en forma muy compacta, muy
13:28eficiente si es que es digital.
13:31Eh, y es más complejo si es que se hace
13:34en analógico. Entonces, lo que eh
13:39generalmente se hace hoy en día
13:41es
13:42toda esta cadena
13:45hasta este punto
13:47implementarlo digitalmente. ¿Y qué
13:49significa eso? Bueno, esto ya es
13:51digital.
13:52Esta es una secuencia de valores,
13:55también ya es digital.
13:57Eh
13:58Y la pregunta es, ¿cómo se implementa
14:01esto de acá? Y para eso voy a volver
14:05atrás y
14:09recordar que esto de acá
14:11es realmente un rect. Entonces, ¿cómo es
14:13la implementación digital de ese rect? Y
14:18acá hay una secuencia de valores, y cómo
14:22es la implementación digital de esa
14:24secuencia de valores que luego se
14:25convolucionan con este rect. Y
14:29[resoplido] la respuesta es bastante
14:31simple, la respuesta es eh
14:34este
14:35rect de acá, en el caso que sea un pulso
14:40rectangular lo que se quiere y
14:41implementar
14:43se implementa digitalmente de esta
14:46forma.
14:48Donde
14:49T
14:50es eso
14:52y donde esta distancia
14:54es en este ejemplo
14:57T partido por cuatro.
15:01Y este número cuatro
15:04es lo que se llama el factor de sobre
15:08muestreo.
15:19Y en inglés le llaman upsampling
15:26factor.
15:30Y
15:32esta secuencia, a ver, vamos a poner una
15:35flecha aquí,
15:36y esta secuencia digital
15:39que
15:40era
15:42una secuencia
15:49de
15:50valores
15:53más, menos,
15:57menos, más,
16:01menos,
16:02en el ejemplo que teníamos,
16:04vuelvo atrás para
16:06que lo validen, teníamos
16:11más, menos, menos, más, menos, más,
16:14menos, menos, más, menos, esta secuencia
16:17para este mensaje,
16:20es una secuencia que produce cada uno de
16:24esos valores
16:27am
16:30en am
16:34cada T segundos, es decir, tenemos
16:39aquí
16:40T,
16:412 T,
16:433 T,
16:444 T.
16:50Y
16:51la implementación
16:53para generar una convolución con un
16:57pulso base
16:59implementado digitalmente con un factor
17:01de sobremuestreo por cuatro
17:04es insertar aquí
17:07uno, dos, tres ceros, uno, dos, tres
17:12ceros, uno, dos, tres ceros, uno, dos,
17:16tres ceros, uno, dos, tres ceros. cada T
17:21cuartos
17:22segundo también.
17:25Acá
17:26vamos a
17:27poner una pequeña marca, ahí está,
17:30también cada T cuartos segundo en el
17:32mismo factor de submuestreo. Entonces,
17:35la convolución de esto
17:38con esto es como un pequeño impulso
17:41seguido de ceros que se enfrenta a esto
17:44y entonces replica
17:46en
17:49este punto de acá de la señal
17:54replica exactamente una versión discreta
17:56de la señal verde
17:59que va a ser
18:08un
18:101
18:111
18:121
18:141
18:15-1, -1
18:17-1, -1
18:20y sigue una segunda vez, 2
18:233
18:244
18:255 y sí, y ahora es +1 de nuevo
18:29+1
18:31+1, +1, etcétera, vuelve a
18:35eh
18:36-1
18:38-1
18:40negativo
18:41y
18:42voy a
18:43estirar esto todavía hasta ahí.
18:47Entonces, [resoplido] ¿qué es lo que
18:47ocurre? Acá se enfrenta un conversor de
18:51radiofrecuencia, entonces lo que hace
18:53falta aquí como último paso para la
18:55implementación
18:58es
19:00insertar
19:03un conversor
19:05digital analógico, me quedó un poquito
19:07larga
19:09esta flecha, la voy a borrar
19:12y voy a poner acá
19:14un conversor
19:17digital analógico que alimenta
19:20una señal analógica
19:24pero que recibe aquí una señal digital
19:27compleja
19:29y la señal analógica que alimenta
19:31también es compleja, ahí está. Esto es
19:34un digital to analog
19:36converter
19:38que
19:39en su salida en este punto de aquí lo
19:42que tiene es
19:45esta señal
19:48de
19:49acá, así que esta de acá la puedo copiar
19:56y
19:58pegar
20:01acá
20:12y ponerle una flecha
20:14hacia allá
20:15y con eso tenemos ahora un entendimiento
20:19uno
20:20de
20:21cómo es el modulador
20:25digital de pasabanda
20:27y cómo se implementa en la práctica
20:30donde la cadena
20:33en general es
20:35am digital justo hasta antes de subir a
20:38radiofrecuencia
20:40hoy en día incluso em con
20:45los conversores digital analógicos de
20:47altísima frecuencia que se están eh
20:50logrando hoy en día incluso
20:52la cadena el com la conversión de
20:55radiofrecuencia
20:56em a veces se hace en eh se logra en
21:00digital según la frecuencia portadora
21:02que se desea y entonces el conversor
21:04digital analógico está incluso
21:07después de eh la conversión de
21:10radiofrecuencia, pero eso ya es una
21:12situación sumamente avanzada. Lo más
21:14tradicional es esto de
21:19aquí.

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