viernes, 4 de diciembre de 2020
jueves, 3 de diciembre de 2020
RESUMEN CAPITULO 4
RESUMEN CAP 4
En una onda electromagnética un campo eléctrico cambiante produce un campo magnético cambiante que a su vez genera un campo eléctrico y así sucesivamente lo que produce como resultado la propagación de energía.
ONDAS EN EL ESPACIO
Para una onda plana en el espacio las líneas de campo eléctrico y magnético se encuentran en todas partes y son perpendiculares una con otra y perpendiculares a la dirección de la onda, E y H están en fase también. Una onda de este tipo se denomina onda electromagnética transversal.
La ecuación de onda es una ecuación diferencial parcial lineal de segundo orden una solución es:
La ecuación de onda para un medio sin pérdidas es la siguiente:
Estas ecuaciones son para una onda polarizada linealmente viajando en la dirección x. Él puede ser considerado como un arreglo de líneas de transmisión de celdas de campo si dirigimos la atención a una sola celda de una línea de transmisión se puede suponer que la superficie superior e inferior de la celda consiste de cintas conductoras de ancho y de longitud infinita en la dirección de propagación de la onda.
Están de onda para una línea de transmisión de celda de campo en términos del voltaje entre cintas conductoras.
ONDAS VIAJERAS Y ESTACIONARIAS
Una onda estacionaria consiste en dos ondas Viajando en direcciones opuestas ambos tipos de onda también ocurren en líneas de transmisión.Naciones desarrolladas implican los campos eléctricos y magnéticos de una onda en el espacio son idénticas en forma a aquellos para el voltaje y corriente en una línea de transmisión sin pérdidas
Si el medio es un conductor perfecto la onda reflejada es igual a la magnitud a la onda incidente se toma en la frontera entre los medios 1 y 2 la relación de frontera para la componente tangencial requiere que sea igual a cero y en la frontera el ángulo sea igual a 180.
CONDUCTORES Y DIELÉCTRICOS
De acuerdo con la ecuación rotacional de Maxwell a partir de la ley de amper.
cada uno de los términos tiene dimensiones de la densidad de corriente que se expresa en amperes por metro cuadrado el término σEy representa el desplazamiento de la corriente. Si σ no es igual a cero se puede definir arbitrariamente tres condiciones
Si σ=0 El medio es un dieléctrico perfecto o sin pérdidas. en el primer caso se comporta como un dieléctrico que cualquier otra cosa. para el tercer caso, cuando la conducción es mucho mayor que el desplazamiento de la corriente el medio puede clasificarse como conductor en el caso 2 cuando la conducción de corriente es el mismo que la magnitud de la corriente se puede clasificar como un cuasiconductor.
HISTÉRESIS DIELÉCTRICA Y PÉRDIDA DIELÉCTRICA
Envió eléctricos que son buenos aislantes la conducción de la corriente CD puede ser despreciable sin embargo una corriente apreciable ca en fase con el campo aplicado puede estar presente debido a una histéresis dieléctrica. Este fenómeno es análogo a la histéresis magnética en materiales ferromagnéticos. El calor generado en esta forma encuentra aplicación en calentamiento de radiofrecuencias como el modelamiento de plásticos y el calentamiento de alimentos con microondas.
Permitividad se vuelve compleja y la ecuación de Maxwell adquiere la forma.
Ciudad de corriente total es la suma de la conducción de densidad de corriente y un desplazamiento de la densidad de corriente en cuadratura de tiempo y fase.
ONDAS PLANAS EN INTERFACES Y LÍNEAS DE TRANSMISIÓN ANÁLOGAS
Una onda polarizada de manera lineal que viaja en la dirección x positiva con E en la dirección y & H en la dirección Z. La onda es normalmente incidente en la frontera entre los dos medios con impedancias intrínsecas Z1 y Z2. De la onda incidente es en general reflejada mientras otra parte se transmite al segundo medio la onda viajera reflejada tiene componentes de campo Er y Hr en la frontera la onda transmitida tiene componentes de campo Et y Ht en la frontera.
Los coeficientes de transmisión y reflexión para voltajes a través de la línea de transmisión son idénticos a aquellos dados en lo anterior Si la impedancia intrínseca Z1 del medio uno se toma como la impedancia característica de la línea a la izquierda de la conducción y la impedancia intrínseca Z2 del medio dos se toma como la impedancia característica de la línea a la derecha de la conexión.
VELOCIDAD DE FASE RELATIVA E ÍNDICE DE REFRACCIÓN.
La velocidad de fase relativa a la velocidad de la luz o velocidad de fase relativa es:
La velocidad de fase de una onda plana en un medio sin pérdidas y sin restricciones es igual o menor a la velocidad de la luz Sin embargo la velocidad de fase puede tener valores mayores o menores que la velocidad de la luz. En óptica el índice de refracción n se mide como el recíproco de las velocidad de fase relativa p.
Para medio ferroso la permeabilidad relativa del medio está muy cercano a la unidad así qué:
Así el término permitividad es más apropiado que el término constante dieléctrica porque no siempre es una constante sobre rangos de frecuencia muy amplios de ondas de radio a ultravioleta los materiales pueden exhibir diversas resonancias y cambios de la permitividad asociados.
VELOCIDAD DE GRUPO.
Punto de fase constante tenemos:
Donde u es la velocidad de fase de la onda envolvente que por lo común se llama velocidad de grupo.En medios no dispersivos la velocidad de grupo es la misma que la velocidad de fase el espacio libre es un ejemplo de los medios no dispersivos sin pérdidas y en el = v = c. Sin embargo en un medio dispersivo las velocidades de fase y de grupo son diferentes.
Un medio dispersivo es aquel en el cual la velocidad de fase es una función de frecuencia los medios dispersivos son de dos tipos:
normalmente dispersivos. En estos medios el cambio de la velocidad de fase con la longitud de onda es positivo es decir dv/d𝜆>0 para estos medios u<v.
Anormalmente dispersivo. En estos medios el cambio de la velocidad de fase con la longitud de onda es negativo, es decir dv/d𝜆<0 para estos medios u>v.
Los normal y anormal son arbitrarios pero es importante señalar que la dispersión anormal es diferente del tipo de dispersión discreta como normal. Para una pensión en particular el ancho de banda tiende a ser pequeño.
miércoles, 2 de diciembre de 2020
ESPECTRO ELECTROMAGNETICO DE FRECUENCIAS
EL ESPECTRO ELECTROMAGNÉTICO
El objetivo de un sistema electrónico de comunicaciones es transferir información entre dos
o más lugares, cuyo nombre común es estaciones. Esto se logra convirtiendo la información
original a energía electromagnética, para transmitirla a continuación a una o más estaciones
receptoras, donde se reconvierte a su forma original. La energía electromagnética se puede
propagar en forma de voltaje o corriente, a través de un conductor o hilo metálico, o bien en
forma de ondas de radio emitidas hacia el espacio libre, o como ondas luminosas a través de
una fibra óptica. La energía electromagnética se distribuye en un intervalo casi infinito de frecuencias.
La frecuencia no es más que la cantidad de veces que sucede un movimiento periódico,
como puede ser una onda senoidal de voltaje o de corriente, durante determinado periodo. Cada
inversión completa de la onda se llama ciclo. La unidad básica de frecuencia es el hertz (Hz), y
un hertz es igual a un ciclo por segundo (1 Hz = 1 cps). En electrónica se acostumbra usar prefijos métricos para representar las grandes frecuencias. Por ejemplo, se usa el kHz (kilohertz)
para indicar miles de hertz, y el MHz (megahertz) para indicar millones de hertz.
IMPEDANCIA
La impedancia (Z) es una medida de oposición que presenta un circuito a una corriente cuando se aplica una tensión. La impedancia extiende el concepto de resistencia a los circuitos de corriente alterna (CA), y posee tanto magnitud como fase, a diferencia de la resistencia, que solo tiene magnitud. Cuando un circuito es alimentado con corriente directa (CC), su impedancia es igual a la resistencia, lo que puede ser interpretado como la impedancia con ángulo de fase cero.
Por definición, la impedancia es la relación (cociente) entre el fasor tensión y el fasor intensidad de corriente.
El concepto de impedancia tiene especial importancia si la corriente varía en el tiempo, en cuyo caso las magnitudes se describen con números complejos o funciones del análisis armónico. Su módulo (a veces inadecuadamente llamado impedancia) establece la relación entre los valores máximos o los valores eficaces de la tensión y de la corriente. La parte real de la impedancia es la resistencia y su parte imaginaria es la reactancia.
El concepto de impedancia permite generalizar la Ley de Ohm en el estudio de circuitos en corriente alterna (CA), dando lugar a la llamada ley de Ohm de corriente alterna que indica:
ANGEL ZAPATA FERRER
Mexicano de nacimiento, cubano por aculturación y científico por convicción; conocido por la farándula mexicana a fines de los años cuarenta como el crooner Carlos Duval. Fue un Ingeniero en Comunicaciones y Electrónica, Investigador Nacional Nivel II y candidato a doctor en Ingeniería Biomédica; cantautor, pianista y guitarrista.
Inició sus estudios técnicos en 1946 en la ciudad de México, e ingresó a la ESIME Allende, en la carrera de Técnico en Telecomunicaciones.
De 1946 a 1952 combinó sus estudios con la vocación artística que desde joven tenía. Le fue muy difícil conjugar sus dos actividades tan disímiles aunque interesantes: el arte y estudiar en el Instituto Politécnico Nacional.
En esa época componía canciones, hasta que un día un señor, le habló de su difícil situación económica, para lo cual él le proporcionó dos canciones de su autoría para que pudiera conseguir trabajo; estas canciones, sobre todo una de ellas, fueron un éxito y se grabaron en toda América Latina, pero jamás vinculó su nombre al suyo como autor de las mismas.
Esto lo decepcionó y decidió trabajar como ingeniero técnico en la primera compañía que se instaló en México para el mantenimiento de televisores.
De 1952 a 1959, trabajó en un taller de mantenimiento a equipos electrónicos y de televisión; uno de sus empleados, apoyaba al Movimiento 26 de Julio; por él conoció la represión de la dictadura del general Fulgencio Batista.
Al triunfo de la Revolución Cubana, este joven le propuso trabajar como profesor en el Ministerio de Comunicaciones, para lo cual aceptó. Ahí diseñó un sistema de comunicaciones para la enseñanza de la telegrafía y la radiotelegrafía. Gracias a este diseño, el Ing. José Altshuler, en ese momento, vicerrector de la Universidad de La Habana, le sugirió trabajar en la Escuela de Física.
En su paso por la Universidad de La Habana, de 1961 a 1966, estudió en la Facultad de Ingeniería la carrera de Ingeniería Eléctrica, con especialidad en Electrónica.
En 1964, los doctores Rubén Martí del Castillo, Francisco Auchet Jenkins – sus grandes amigos de la Escuela de Física–prepararon el primer curso de electromedicina; con ello incursionaron en el área de la Bioingeniería, antes de que lo hicieran otros países latinoamericanos.
Vivir en Cuba le dejó grandes experiencias como los momentos cruciales de la Revolución Cubana, adquirió numerosos conocimientos científicos, aunque después de un tiempo se divorció, y se volvió a casar teniendo dos hijas.
Todo este recorrido le sirvió de regreso a México, porque el Dr. Augusto Fernández Guardiola, jefe de Investigaciones Cerebrales del Instituto Nacional de Neurología y Neurocirugía le acogió; después, ambos continuaron la labor científica en el Instituto Nacional de Psiquiatría.
Cómo aportaciones científicas y tecnológicas desarrolló un aparato para medir el umbral del dolor térmico-cutáneo; también un foto-estimulador programable; un aparato para tratar el dolor crónico y otro para el análisis de la conducta en animales; un mini laboratorio de varios módulos para ser usado en trabajos de investigación; y dos sistemas: uno electrónico para registrar y estimular a través del mismo electrodo y otro de biorretroalimentación.
Con apoyo del Instituto Mexicano de Psiquiatría y el CONACYT se desarrolló un aparato para detectar la llegada del ataque epiléptico y alertar al sujeto mediante un estímulo acústico. Asimismo, participó en un proyecto del INAH y CONACYT referente al fechado arqueológico. De 1978 a 1981, en el Centro Nacional de Instrumentación realizó trabajos de investigación con cámara de niebla de difusión, los cuales sirvieron de referencia para el trabajo de fechado arqueológico.
Fue presidente del Capítulo de Ingeniería y Medicina del Instituto de Ingenieros, IEEE (Sección México) y miembro activo de la Sociedad Mexicana de Ingeniería Biomédica.
Al Instituto Politécnico Nacional ingresó en 1973 con trabajos de docencia y de investigación; fue asesor de la Dirección General del Instituto; y en la ESIME Zacatenco inició los trabajos de Bioingeniería y apoyó a los alumnos en la creación del Taller Libre de Electrónica.
De 1981 a 1983, colaboró en la División de Enseñanza y Docencia con la elaboración de apuntes de Bioelectrónica; y en la ESIME Culhuacán, de 1983 a 1986, en el diseño y construcción de un sistema para la enseñanza de la física (mecánica) por métodos electrónicos. Así como también estuvo en la Jefatura del Taller de Alumnos, donde desarrollaron la infraestructura e impulsaron la investigación tecnológica.
Falleció en 1999, mientras asistía a un congreso de Ingeniería Biomédica en Ixtapa Zihuatanejo.
DIAGRAMA A BLOQUES DE UN TRANSMISOR Y RECEPTOR AM
Receptor de AM
La figura muestra un diagrama simplificado de bloques de un receptor normal de AM. La sección de RF es la primera etapa del receptor, y en consecuencia se le llama también el frente del receptor. Las funciones principales de la sección de RF (radiofrecuencia) son detectar, limitar la banda y amplificar las señales de RF recibidas. La sección de mezclador/convertidor es la siguiente etapa. Esta sección hace conversión descendente de las frecuencias de RF recibidas en frecuencias intermedias (FI), que tan sólo son frecuencias que están en algún lugar entre la RF y las frecuencias de información; de ahí el nombre de intermedias. Las funciones principales de la sección FI (o sección IF, por “intermediate frequencies”) son de amplificación y selectividad. El detector de AM demodula la onda de AM y la convierte en la señal original de información, y la sección de audio sólo amplifica la información recuperada.
Transmisor de AM
Transmisores de bajo nivel. La figura muestra un diagrama de bloques de un transmisor DSBFC de AM, de bajo nivel.
Cuando se transmite voz o música, la fuente de señal moduladora es en general un transductor
acústico, como un micrófono, una cinta magnética o un disco CD o de fonógrafo. El preamplificador suele ser un amplificador sensible y lineal de voltaje de clase A, con alta impedancia de
entrada. La función del preamplificador es elevar la amplitud de la señal de la fuente hasta un
valor útil, produciendo a la vez una distorsión no lineal mínima, y también agregar el menor
ruido térmico que sea posible. El excitador de la señal moduladora también es un amplificador
lineal que sólo amplifica la señal de información hasta un valor adecuado para la excitación suficiente del modulador. Se puede requerir más de un amplificador de excitación.
El oscilador de portadora de RF puede ser cualquiera de las configuraciones de oscilador. La FCC establece estrictos requisitos para la exactitud y estabilidad del transmisor y, en consecuencia, los circuitos de uso más frecuente son los osciladores controlados por cristal. El amplificador separador es un amplificador lineal de baja ganancia y alta impedancia de entrada. Su función es aislar al oscilador de los amplificadores de alta
potencia. Este separador proporciona una carga relativamente constante al oscilador, que ayuda
a reducir la ocurrencia y magnitud de variaciones de frecuencia de corto plazo. Con frecuencia
se usan seguidores de emisor o amplificadores operacionales de circuito integrado como separadores. El modulador puede tener modulación por emisor o por colector. Los amplificadores de
potencia intermedia y final son moduladores en contrafase (push-pull) lineales de clase A o
de clase B. Se requieren con los transmisores de bajo nivel, para mantener la simetría de la envolvente de AM. La red de acoplamiento con la antena compensa, o iguala, la impedancia de
salida del amplificador final de potencia, con la de la línea de transmisión y la antena.
Los transmisores de bajo nivel como el de la figura se usan principalmente en sistemas
de baja potencia y baja capacidad, como intercomunicaciones inalámbricas, unidades de control
remoto, localizadores de personas y radioteléfonos de corto alcance.
DIAGRAMA A BLOQUES DE UN TRANSMISOR Y RECEPTOR FM
Transmisión de FM
La figura a muestra el diagrama del transmisor monolítico de FM Motorola MC1376. Es un modulador completo de FM en un circuito integrado DIP con 8 terminales. Puede funcionar con frecuencias de portadora de 1.4 a 14 MHz, y es para usarse en la producción directa de ondas de FM para aplicaciones de baja potencia, como por ejemplo teléfonos inalámbricos. Cuando se conecta el transistor auxiliar a un voltaje de suministro de 12 V, se pueden alcanzar potencias de salida hasta de 600 mW. La figura b muestra la curva de frecuencia de salida en función del voltaje de entrada para el VCO interno. Como allí se ve, la curva es bastante lineal entre 2 y 4 V, y puede producir una desviación máxima de frecuencia casi de 150 kHz.
Receptor de FM
martes, 1 de diciembre de 2020
Modulación y Demodulación
Como a menudo no es práctico propagar señales de información a través de cables metálicos o de fibra óptica, o a través de la atmósfera terrestre, con frecuencia es necesario modular la in- formación de la fuente, con una señal analógica de mayor frecuencia, llamada portadora.
En esencia, la señal portadora transporta la información a través del sistema. La señal de información modula a la portadora, cambiando su amplitud, su frecuencia o su fase. Modulación no es más que el proceso de cambiar una o más propiedades de la portadora, en proporción con la señal de información.
Los dos tipos básicos de comunicaciones electrónicas son analógico y digital. Un sistema analógico de comunicaciones es aquel en el cual la energía se transmite y se recibe en forma analógica: una señal de variación continua, como por ejemplo una onda senoidal.
En los sistemas
analógicos de comunicaciones, tanto la información como la portadora son señales analógicas.
Sin embargo, el término comunicaciones digitales abarca una amplia variedad de técnicas
de comunicación, que incluyen transmisión digital y radio digital. La transmisión digital es un
sistema digital verdadero, donde los pulsos digitales (con valores discretos, como +5V y tierra)
se transfieren entre dos o más puntos en un sistema de comunicaciones. Con la transmisión digital no hay portadora analógica, y la fuente original de información puede tener forma digital
o analógica.
Si está en forma analógica se debe convertir a pulsos digitales antes de transmitirla,
y se debe reconvertir a la forma analógica en el extremo de recepción. Los sistemas de transmisión digital requieren una instalación física entre el transmisor y el receptor, como por ejemplo
un conductor metálico o un cable de fibra óptica.
La radio digital es la transmisión de portadoras analógicas moduladas digitalmente, entre dos o más puntos en un sistema de comunicaciones. En la radio digital, la señal moduladora y la señal demodulada son pulsos digitales. Estos pulsos se pueden originar en un sistema digital de transmisión, en una fuente digital, como por ejemplo una computadora, o pueden ser una señal analógica codificada en binario. En los sistemas digitales de radio, el medio de transmisión puede ser una instalación física o el espacio libre (es decir, la atmósfera terrestre). Los sistemas analógicos de comunicaciones fueron los primeros en ser desarrollados; sin embargo, en tiempos recientes, se han popularizado más los sistemas digitales de comunicaciones.
La ecuación 1-1 es la descripción general de una onda senoidal de voltaje, variable en el tiempo, como puede ser una señal portadora de alta frecuencia. Si la señal de información es analógica, y la amplitud (V) de la portadora es proporcional a ella, se produce la modulación de amplitud (AM, por amplitude modulation). Si se varía la frecuencia (f ) en forma proporcional a la señal de información, se produce la modulación de frecuencia (FM, de frequency modulation); por último, si se varía la fase (f) en proporción con la señal de información, se produce la modulación de fase (PM, de phase modulation).
Si la señal de información es digital, y la amplitud (V) de la portadora se varía proporcionalmente a la señal de información, se produce una señal modulada digitalmente, llamada modulación por conmutación de amplitud (ASK, de amplitude shift keying). Si la frecuencia (f ) varía en forma proporcional a la señal de información se produce la modulación por conmutación de frecuencia (FSK, de frequency shift keying), y si la fase (f) varía de manera proporcional a la señal de información, se produce la modulación por conmutación de fase (PSK, de phase shiftkeying). Si se varían al mismo tiempo la amplitud y la fase en proporción con la señal de información, resulta la modulación de amplitud en cuadratura (QAM, de quadrature amplitude modulation).
La modulación se hace en un transmisor mediante un circuito llamado modulador. Una portadora sobre la que ha actuado una señal de información se llama onda modulada o señal modulada. La demodulación es el proceso inverso a la modulación, y reconvierte a la portadora modulada en la información original (es decir, quita la información de la portadora). La demodulación se hace en un receptor, con un circuito llamado demodulador.
Hay dos razones por las que la modulación es necesaria en las comunicaciones electrónicas: 1) Es en extremo difícil irradiar señales de baja frecuencia en forma de energía electromagnética, con una antena, y 2) ocasionalmente, las señales de la información ocupan la misma banda de frecuencias y si se transmiten al mismo tiempo las señales de dos o más fuentes, interferirán entre sí. Por ejemplo, todas las estaciones comerciales de FM emiten señales de voz y música que ocupan la banda de audiofrecuencias, desde unos 300 Hz hasta 15 kHz. Para evitar su interferencia mutua, cada estación convierte a su información a una banda o canal de frecuencia distinto. Se suele usar el término canal para indicar determinada banda de frecuencias asignada a determinado servicio. Un canal normal de banda de voz ocupa más o menos 3 kHz de ancho de banda, y se usa para transmitir señales como las de voz; los canales comerciales de emisión en AM ocupan una banda de frecuencias de 10 kHz, y en los canales de radio de microondas y vía satélite se requiere un ancho de banda de 30 MHz o más.
Canal 11
MISIÓN
Generar, obtener y transmitir contenidos audiovisuales culturales, universales e innovadores, que reflejen la diversidad social y fomenten la construcción de ciudadanía.
VISIÓN
Ser el medio de comunicación público con mayor credibilidad en México y referente en la generación de contenidos audiovisuales de habla hispana.
HISTORIA
El Once se ha caracterizado por ofrecer contenidos con temáticas variadas y enriquecedoras, que contribuyen al desarrollo humano de su audiencia. El ingenio, la visión y el trabajo constante han construido una señal vanguardista y propositiva que es una alternativa sólida para las audiencias mexicanas.
A lo largo de su historia, ha logrado el reconocimiento nacional e internacional, gracias a programas que aportan conocimiento, información, cultura y entretenimiento para público de todas las edades, con el objetivo de contribuir a la construcción de ciudadanía
Radio IPN
Antecedentes
En 1984 XHUPC-FM comenzó transmisiones, como parte del programa de prácticas de los estudiantes de la Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica.
El 25 de febrero de 1987, la Secretaría de Comunicaciones y Transportes otorgó autorización a la Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica (ESIME), Unidad Culhuacán, para instalar y operar el equipo transmisor de la frecuencia 95.7 MHz. con 20 watts de potencia y distintivo de llamada XHUPC, en las instalaciones de la ESIME, Unidad Culhuacán.
El 27 de abril de 2017, se estableció el Acuerdo 03/2017 para formalizar la creación y operación de la Estación de Radiodifusión XHUPC-FM, 95.7 MHz., del Instituto Politécnico Nacional.
La Estación de Radiodifusión XHUPC-FM, 95.7 MHz., Radio IPN, es uno de los medios de comunicación del Instituto Politécnico Nacional para difundir contenidos científicos, tecnológicos, musicales, culturales, académicos, educativos y deportivos.
En marzo de 2019, el Instituto Federal de Telecomunicaciones autorizó el cambio de llamada a XHIPN.
XHIPN-FM, 95.7 MHz, Radio IPN, transmite las 24 horas del día, los 365 días del año.
Actualmente, Radio IPN pertenece a la Red de Radios Universitarias de México (RRUM), a la Red Internacional Universitaria (RIU), a la Red de Radiodifusoras y Televisoras Educativas y Culturales de México y a Radio Francia Internacional
Objetivo
Ofrecer y atender el servicio de radiodifusión y divulgación de la educación, investigación científica y tecnológica, cultura, extensión y gestión del Instituto Politécnico Nacional, así como de sus programas de interacción con los sectores público, social, privados y demás afines a su creación, en congruencia con las normas, políticas y lineamientos de su creación.
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