FACULTAD DE INGENIERÍA
DIVISIÓN DE INGENIERÍA ELÉCTRICA
DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA EN TELECOMUNICACIONES
Programa de la Asignatura: COMUNICACIONES ANALÓGICAS
Clave: 1833 Núm. de créditos: 10
Carrera: ING. ELECTRICO ELECTRONICO
ING. EN COMPUTACION
ING. EN TELECOMUNICACIONES
Duración del curso:
Semanas: 16
Horas: 96
Semestre: 8º, 8º, 7º
Horas a la semana:
Teoría: 4 Obligatoria: SI
Prácticas: 2 Optativa:
OBJETIVO DEL CURSO
El alumno comprenderá los principales aspectos y parámetros de los
procesos que se llevan a cabo sobre las señales en los sistemas de comuni-
caciones analógicos y los empleará para poder analizar, entender la opera-
ción total y determinar el desempeño de estos sistemas.
TEMAS
Núm: Nombre: Horas
I. INTRODUCCION 6
II. TRANSMISION DE SEÑALES 8
III. SEÑALES ALEATORIAS Y RUIDO 6
IV. COMUNICACIONES EN BANDA BASE 6
V. MODULACION LINEAL 12
VI. MODULACION ANGULAR 10
VII. MUESTREO Y MODULACION DE PULSOS 8
VIII. INTRODUCCION A LA TEORIA DE LA INFORMACION 8
______
64
PRACTICAS DE LABORATORIO. 32
______
96
ASIGNATURAS ANTECEDENTES OBLIGATORIAS:
ANÁLISIS DE SEÑALES ALEATORIAS (PARA ING. TELECOMUNICACIONES)
ASIGNATURAS ANTECEDENTES :
ANÁLISIS DE SISTEMAS Y SEÑALES
CAMPOS Y ONDAS ELECTROMAGNÉTICAS
DINÁMICA DE SISTEMAS FÍSICOS
ESTADÍSTICA
PROBABILIDAD
ASIGNATURAS CONSECUENTES OBLIGATORIAS :
COMUNICACIONES DIGITALES (ING.COMPUTACION E ING.ELECTRICO ELECTRONICO)
ASIGNATURAS CONSECUENTES :
MICROONDAS Y SATÉLITES
SISTEMAS DE RADIOCOMUNICACIONES
ANTECEDENTES, OBJETIVOS Y CONTENIDOS DE LOS TEMAS
I. INTRODUCCION.
ANTECEDENTES:
Análisis de Sistemas y Señales.
Campos y Ondas Electromagnéticas.
OBJETIVO:
El alumno conocerá la estructura general de los sistemas de
comunicaciones eléctricos, los procesos que se llevan a cabo
sobre las señales en ellos y los factores que alteran a las
señales durante su transmisión.
CONTENIDO:
I.1 Modelo de un sistema de comunicaciones.
I.1.1 Concepto de comunicación. Fuente de
información y destino. Concepto de
sistema de comunicación.
I.1.2 Fuentes de información. Mensajes.
I.1.3 Transductores de entrada y de salida.
Señales.
I.1.4 Transmisor, canal de transmisión y receptor.
I.2 Alteraciones que sufren las señales durante su
transmisión.
I.2.1 Atenuación.
I.2.2 Distorsión.
I.2.3 Interferencia.
I.2.4 Ruido.
I.3 Aspectos del análisis y diseño de sistemas de
comunicaciones.
I.3.1 Análisis de un sistema de comunicación.
I.3.2 Diseño de un sistema de comunicación.
I.3.3 Limitaciones fundamentales en los sistemas
de comunicación (ancho de banda, ruido,
equipo y costo).
I.4 Breve historia de los sistemas de comunicaciones
eléctricos.
I.5 Organismos reguladores de las telecomunicaciones.
I.6 El espectro electromagnético y el espectro
radioeléctrico.
II. TRANSMISION DE SEÑALES.
ANTECEDENTES:
Análisis de Sistemas y Señales.
Dinámica de Sistemas Físicos.
OBJETIVO:
El alumno comprenderá los metodos para analizar la
transmisión de señales a través de sistemas lineales
y no-lineales.
CONTENIDO:
II.1 Transmisión de una señal a través de un sistema
lineal invariante en el tiempo.
II.1.1 Relaciones salida-entrada en el dominio del
tiempo y en el dominio de la frecuencia
(respuesta al impulso y función de
transferencia).
II.1.2 Respuesta a una señal sinusoidal y a señales
periódicas no sinusoidales.
II.1.3 Características de filtrado de los sistemas.
II.1.4 Distorsión. Transmisión libre de distorsión
a través de un sistema lineal.
II.1.5 Ancho de banda de un sistema lineal.
II.1.6 Distorsión lineal (de amplitud y de fase).
Ecualización.
II.1.7 Sistemas físicamente realizables (causalidad
en sistemas y criterio de Paley-Wiener).
II.1.8 Filtros. Filtros ideales. Filtros causales.
Respuesta al escalón. Tiempo de subida.
Relación entre el tiempo de subida y el
ancho de banda.
II.2 Transmisión de una señal a través de un sistema
No-Lineal invariante en el tiempo.
II.2.1 Característica de transferencia.
Ejemplos de características de transferen-
cia de sistemas no-lineales. Caracterís-
tica de transferencia polinomial.
II.2.2 Distorsión no-lineal (armónica y de
intermodulación).
III. SEÑALES ALEATORIAS Y RUIDO.
ANTECEDENTES:
Estadística.
Probabilidad.
OBJETIVO:
El alumno empleará modelos probabilísticos para el
análisis de las señales aleatorias y determinará
la respuesta de un sistemas lineales a señales
aleatorias.
CONTENIDO:
III.1 Procesos aleatorios.
III.1.1 Concepto de proceso aleatorio. Tipos de
procesos aleatorios.
III.1.2 Proceso aleatorio estacionario.
III.1.3 Funciones de covariancia y de correlación.
III.1.4 Promedios en el tiempo y procesos
ergódicos.
III.2 Características espectrales de procesos aleatorios.
III.2.1 Espectro de densidad de potencia.
III.2.2 Espectro de densidad de potencia y función
de autocorrelación.
III.2.3 Propiedades del espectro de densidad de
potencia.
III.2.4 Espectro de densidad de potencia-cruzada y
sus propiedades.
III.2.5 Ancho de banda de un espectro de densidad
de potencia.
III.3 Transmisión de señales aleatorias y ruido a través
de sistemas lineales.
III.3.1 Funciones de correlación de entrada y de
salida.
III.3.2 Características espectrales de entrada y
de salida.
III.3.3 Respuesta de un sistema a una suma de
señales aleatorias.
III.3.4 Evaluación de un sistema empleando
señales aleatorias.
III.4 Ruido.
III.4.1 Ruido blanco.
III.4.2 Ruido coloreado.
III.4.3 Respuesta al ruido de un dispositivo
de producto.
III.4.4 Ruido pasa banda y ruido Gaussiano de
banda angosta.
III.4.5 Ancho de banda del ruido.
IV. COMUNICACIONES EN BANDA BASE.
ANTECEDENTES:
Análisis de Sistemas y Señales.
OBJETIVO:
El alumno identificará los principales parámetros para
evaluar el desempeño de un sistema decomunicaciones de
banda base.
CONTENIDO:
IV.1 Concepto de una comunicación de banda base.
IV.2 Parámetros de un sistema de comunicaciones de
banda base.
IV.2.1 Pérdidas en el canal de transmisión.
IV.2.2 Ruido aditivo.
IV.2.3 Relación señal a ruido.
IV.2.4 Relación señal a ruido en un sistema
con repetidores.
IV.3 Sistema de transmisión analógica en banda base.
IV.3.1 Estructura del sistema de transmisión
analógica y caracterización de las
señales y ruido presente en él.
IV.3.2 Relación señal a ruido.
IV.3.3 Filtros terminales óptimos.
IV.4 Sistema de transmisión de pulsos en banda base.
IV.4.1 Requisitos de ancho de banda
(análisis de la transmisión de pulsos a
través de un filtro ideal pasa bajas).
IV.4.2 Detección de pulsos en presencia de
ruido aditivo.
IV.4.3 Detección óptima de pulsos mediante
filtros acoplados
(filtros para ruido blanco y filtros para
ruido coloreado).
V. MODULACION LINEAL.
ANTECEDENTES:
Análisis de Sistemas y Señales.
OBJETIVO:
El alumno comprenderá las diversas técnicas de modulación
lineal, evaluará el desempeño de éstas ante el ruido duran-
te una transmisión y conocer sus principales aplicaciones
en los sistemas de comunicaciones.
CONTENIDO:
V.1 Tipos de modulación.
V.2 Señales y sistemas pasa banda.
V.3 Banda lateral doble con portadora suprimida (DSB).
V.4 Modulación en amplitud (AM).
V.5 Generación de señales de AM y de DSB.
V.5.1 Moduladores de AM (Moduladores de ley
de potencia y moduladores de conmutación).
V.5.2 Moduladores de DBS (Moduladores balanceados:
Simétrico y en anillo).
V.6 Banda lateral única (SSB).
V.7 Generación de señales SSB.
V.7.1 Método de filtrado.
V.7.2 Método de corrimiento de fase.
V.7.3 Método de Weaver.
V.8 Banda lateral residual (VSB).
V.9 Generación de señales de VSB.
V.9.1 Método de filtrado.
V.9.2 Método de fase.
V.9.3 Relación entre VSB y SSB.
V.10 Relación entre portadoras y anchos de banda de
transmisión.
V.11 Representación matématica general de las diversas
señales moduladas.
V.12 Conversión de frecuencia.
V.13 Estructura general de un transmisor.
V.14 Detección (o demodulación) coherente (o síncrona)
V.14.1 Detección de señales de DSB y AM.
V.14.2 Detección de señales de SSB y VSB.
V.14.3 Efectos de los errores de frecuencia y
de fase en la detección coherente.
V.14.4 Métodos de generación de portadora local.
V.15 Detección de envolvente.
V.15.1 Detección de envolvente de señales de AM.
V.15.2 Detección de envolvente de señales de DSB y
SSB por reinserción de portadora.
V.16 Interferencia.
Interferencia en la modulación lineal.
V.17 Representación en el tiempo del ruido pasa banda.
V.18 Efectos del ruido en la modulación lineal.
V.18.1 Para una detección coherente.
V.18.2 Para una detección de envolvente.
V.19 Comparación entre los diversos tipos de modulación
lineal.
V.20 Estándares técnicos para radio difusión en AM.
V.21 El receptor superheterodino.
El receptor superheterodino para AM.
V.22 Multicanalización por división de frecuencia (FDM).
V.22.1 Método directo.
V.22.2 Método por etapas.
V.22.3 Jerarquías para multicanalización de
canales
telefónicos.
V.23 Multicanalización en cuadratura.
V.24 Señal de video de T.V.
V.24.1 Señal de video en blanco y negro.
V.24.2 Señal de video en color.
VI. MODULACION ANGULAR.
ANTECEDENTES:
Análisis de Sistemas y Señales.
OBJETIVO:
El alumno comprenderá las diversas técnicas de modulación
angular, evaluará el desempeño de éstas ante el ruido
durante una transmisión y conocerá sus principales aplica-
ciones en los sistemas de comunicaciones.
CONTENIDO:
VI.1 Conceptos básicos.
VI.1.1 Modulación en fase (PM). Formas de onda.
VI.1.2 Modulación en frecuencia (FM).
Formas de onda.
VI.1.3 Relación entre FM y PM.
VI.2 Modulación angular de banda angosta.
VI.2.1 Modulación en frecuencia de banda
angosta (NBFM).
VI.2.2 Modulación en fase de banda angosta (NBPM).
VI.2.3 Generación de NBFM y NBPM.
VI.2.4 Detección de señales NBFM y NBPM.
VI.3 Modulación en frecuencia de banda ancha mediante
moduladora sinusoidal.
VI.3.1 Formas de onda e índice de modulación.
VI.3.2 Propiedades de las funciones de Bessel.
VI.3.3 Espectro de la señal de FM.
VI.3.4 Ancho de banda.
VI.3.5 Distribución espectral de potencia.
VI.4 Modulación en frecuencia de banda ancha mediante
moduladoras arbitrarias.
VI.4.1 Periódicas (forma de onda, espectro y
ancho de banda de la señal de FM).
VI.4.2 Aleatoria (forma de onda, espectro y
ancho de banda de la señal de FM).
VI.5 Aplicación de los resultados obtenidos para
modulación en frecuencia de banda ancha a
una modulación de fase de banda ancha.
VI.5.1 PM de banda ancha mediante una moduladora
sinusoidal.
VI.5.2 PM de banda ancha mediante moduladoras
arbitrarias.
VI.6 Métodos de modulación de banda ancha.
VI.6.1 Método directo. Osciladores controlados
por voltaje (VCO).
VI.6.2 Técnicas de reactancia variable.
VI.6.3 Análisis de un modulador de reactancia.
VI.6.4 Estabilización de un VCO.
VI.6.5 Método indirecto.
VI.7 Métodos de demodulación de banda ancha.
VI.7.1 Limitadores.
VI.7.2 Discriminadores para FM.
VI.7.3 Discriminador para PM.
VI.7.4 Demodulación mediante PLL.
VI.8 Interferencia en la modulación angular de
banda ancha.
Preacentuación y desacentuación en la modulación
angular de banda ancha.
VI.9 Efectos del ruido en FM de banda ancha.
VI.9.1 Ruido. Relación señal a ruido.
Desempeño ante el ruido.
VI.9.2 Comparación del desempeño ante el
ruido con los tipos de modulación
lineal.
VI.10 Efectos del ruido en PM de banda ancha.
VI.10.1 Relación señal a ruido.
VI.10.2 Comparación con FM y los tipos de
modulación lineal.
VI.11 Efecto de umbral en FM de banda ancha.
VI.11.1 Espigas de ruido como causa del umbral.
VI.11.2 Rapidez promedio de las espigas.
VI.11.3 Potencia promedio de las espigas de ruido.
VI.11.4 Relación señal a ruido cerca del umbral.
VI.11.5 Evaluación del umbral en FM.
VI.12 Estándares técnicos para la radiodifusión en FM.
VI.13 El receptor de FM.
VI.13.1 Monofónico.
VI.13.2 Estereofónico.
VII. MUESTREO Y MODULACION DE PULSOS.
ANTECEDENTES:
Análisis de Sistemas y Señales.
OBJETIVO:
El alumno comprenderá el proceso de muestreo de señales
analógicas y las técnicas de modulación de pulsos que
tienen como base a este proceso.
CONTENIDO:
VII.1 Muestreo y reconstrucción ideales. Teorema del
muestreo uniforme. Interferencia de colas espec-
trales (Aliasing).
VII.2 Muestro práctico.
VII.2.1 Aspectos del muestreo práctico
VII.2.2 Muestreo natural y reconstrucción.
VII.2.3 Muestreo de tope plano y reconstrucción.
VII.2.4 Modulación en amplitud de pulsos (PAM).
VII.3 Muestreo de señales pasa banda.
VII.4 Introducción a la multicanalización por división
de tiempo (TDM).
VII.5 Modulación en duración de pulsos (PDM).
VII.6 Modulación en posición de pulsos (PPM).
VIII. INTRODUCCION A LA TEORIA DE LA INFORMACION.
ANTECEDENTES:
Estadística.
Probabilidad.
OBJETIVO:
El alumno determinará en base a modelos probabilísticos
de las fuentes de información y de los canales de comu-
nicaciones, la rapidez con que una fuente emite informa-
ción y dado un canal de comunicaciones ruidoso cómo
evaluar la máxima rapidez a que se puede transmitir la
información.
CONTENIDO:
VIII.1 Medida de la información.
VIII.1.1 Contenido de información de un mensaje.
VIII.1.2 Contenido promedio de información
(entropía) de símbolos en secuencias
largas independientes.
VIII.1.3 Contenido promedio de información de
símbolos en secuencias largas depen-
dientes.
VIII.1.4 Modelo estadístico de Markoff para
fuentes de información.
VIII.1.5 Entropía y rapidez de información de
fuentes de Markoff.
VIII.2 Codificación de la salida de la fuente.
VIII.2.1 Algoritmo de codificación de Shannon.
VIII.3 Canales de comunicación.
VIII.4 Canales de comunicación discretos.
VIII.4.1 Rapidez de transmisión de la información
sobre canales discretos.
VIII.4.2 Capacidad de canales discretos sin
memoria.
VIII.4.3 Canales discretos con memoria.
VIII.5 Canales de comunicación continuos.
VIII.5.1 Teorema de Shannon-Hartley y sus
implicaciones.
TECNICAS DE ENSEÑANZA: ELEMENTOS DE EVALUACION:
Exposición oral (X) Exámenes parciales (X)
Exposición audiovisual (X) Exámenes finales (X)
Ejercicios dentro de clase (X) Trabajos y tareas fuera del aula (X)
Ejercicios fuera del aula (X) Participación en clase (X)
Seminarios ( ) Asistencia a prácticas (X)
Lecturas obligatorias (X)
Trabajo de investigación (X)
Prácticas de taller o laboratorio (X)
Prácticas de campo ( )
Otras: Uso de paquetes de simulación
en computadora
BIBLIOGRAFIA
TEXTOS BASICOS Temas de la materia para los que se recomienda:
HAYKIN, Simon Todos
"An introduction to communications systems"
John Wiley and Sons, Inc.
E.E.U.U., 1988
COUCH, Leon W. Todos
"Digital and analog communication systems"
Macmillan Publishing Co., 3a. ed.
E.E.U.U.,1990
CARLSON, Bruce Todos
"Communications systems"
McGraw Hill Book Co.
E.E.U.U.,1986
BIBLIOGRAFIA COMPLEMENTARIA
STARK, "et al." Todos
"Modern electrical communications"
Prentice Hall, Inc.
E.E.U.U., 1988
MONTESINOS, J. I, II, III, IV, V, VI
"Comunicaciones analogicas y digitales"
Ediciones Técnicas "REDE", S. A.
México, 1991