Laboratorio de ruido

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Mejora de la relación señal a ruido
Diana Patricia Bautista Otálora, Jhon Fernando Ávila Uribe, Carlos Marcelo Rueda, Grupo J2-5.

INTRODUCCIÓN

En este laboratorio se va analizar la forma en que puede ser tratado el ruido en las comunicaciones y como de manera eficiente se puede mejorar la relación señal a ruido.

objetivos

Evaluar la relación señal a ruido y demostrar la mejoríadel a relación en el detector.

Determinar los cambios de la relación señal a ruido al variar el índice de modulación.

Marco teórico

1 Ruido Blanco

Este ruido se caracteriza por ser aleatorio y poseer la misma densidad espectral de potencia a lo largo de todo el espectro.
Es una señal no correlativa, es decir, toma valores sin ninguna relación unos con otros a través del tiempo. Se diceque tiene una densidad espectral de potencia plana, con un ancho de banda teóricamente infinito.

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Figura 1. Señal con ruido y señal sin ruido.

2 Preénfasis y deénfasis

El hecho de que la interferencia en FM es mayor mientras crece la frecuencia de la señal que interfiere, sugiere un método de mejorar su comportamiento.

Si atenuamos las altas frecuencias después de detectar, lainterferencia de alta frecuencia (que es la más fastidiosa) disminuye; pero evidentemente esto también atenúa las altas frecuencias del mensaje.

Por lo tanto, y para que este método tenga sentido, debemos acentuar estas componentes del mensaje antes de transmitir y acentuarlas en la misma cantidad que después van a perder.

Este tipo de procesamiento se llama deénfasis (a la atenuación) ypreénfasis (a la acentuación) y los filtros que lo logran tienen las siguientes características en frecuencia:

[pic]Figura 2. Característica de los filtros de preénfasis y deénfasis

Se busca que Hde(f). Hpe(f) = 1 para |f| < W. El sistema de comunicación completo luciría ahora como:

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Figura 3. Sistema completo con preénfasis y deénfasis

La interferencia se reduce, de tal forma que sise grafica la amplitud de la interferencia vs. Frecuencia utilizando la compensación y sin utilizarla, tendríamos:

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Figura 4. Reducción de la interferencia por el uso de preénfasis y deénfasis

3 Que le sucede al ruido blanco en el detector.

El espectro del ruido en la entrada del detector es diferente al de la salida. El promedio de la amplitud del ruido está muy alejado de lafrecuencia central. Por lo tanto, bajas frecuencias en la señal útil son menos afectadas por el ruido que las altas frecuencias. Esto nos permite ver que la amplitud del ruido en el detector de salida incrementa la distancia que obtenemos de la frecuencia central. El nivel de la amplitud incrementa con la frecuencia. Esto se puede lograr con ayuda de los filtros mencionados en el apartado anterior.4 Porqué la relación señal a ruido a la salida del detector se incrementa con la desviación en frecuencia.

La relación señal-ruido a la salida de un demodulador de FM, debida a la desviación de frecuencia no deseada de una sinusoide interferente es la relación de la desviación de frecuencia pico debida a la señal de información con la desviación de frecuencia pico debida a la señalinterferente.

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Procedimiento

1 Mejora de la relación señal a ruido.

1. Seleccione los módulos FM multiplex, receptor FM /PM, RF generador de ruido, Generador dual de funciones, analizador de espectros, Osciloscopio.

2. Realice los siguientes ajustes:

Canal A

• Función Senoidal
• Frecuencia 5kHz
• Atenuación 20dB
• Nivel de salida mínimaEn el analizador de espectros

• Entrada 50 ohms
• Entrada max 0dBm
• Rango de frecuencia 85-115MHz
• Span de frecuencia 1MHz/V
• Escala de salida Log
• Nivel de salida Cal

3. Conecte la salida del receptor WBFM del generador FM multiplex a la entrada del receptor FM/PM. Encienda el botón de Preenfasis en el generador. Seleccione la...
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