MODULACIÓN
Se denomina modulación al proceso de colocar la información contenida en una señal, generalmente de baja frecuencia, sobre una señal de alta frecuencia.
La modulación de una señal consiste en cambiar o alterar algunos parámetros de dicha señal. Esta señal llamada portadora, por ser a la vez conductora de señales más débiles como el sonido y el video
Modulación
Debido a este proceso la señal de alta frecuencia denominada portadora, sufrirá la modificación de alguna de sus parámetros, siendo dicha modificación proporcional a la amplitud de la señal de baja frecuencia denominada moduladora.
Por qué se modula una señal
Para controlar dicha señal y así facilitar la propagación de la señal de información por cable o por el aire, ordenar el espacio radioeléctrico, distribuir canales a cada tipo de información distinta.
Por qué se modula una señal
Para disminuir las dimensiones de las antenas, optimizar el ancho de banda de cada canal evitando interferencia entre canales, proteger la información de las degradaciones por ruido y definir la calidad de la información transmitida.
¿Cómo se modula una señal?
Para modular una señal se utilizan dispositivos electrónicos semiconductores con características no lineales (diodos, transistores, bulbos), resistencias, inductores, capacitores y también combinaciones entre ellos
Señal Resultante
la señal resultante de este proceso se la denomina señal modulada y la misma es la señal que se transmite.
la modulación permite aprovechar mejor el canal de comunicación ya que posibilita transmitir más información en forma simultánea por un mismo canal y/o proteger la información de posibles interferencias y ruidos.
Es necesario modular las señales por diferentes razones:
1) Si todos los usuarios transmiten a la frecuencia de la señal original o moduladora, no será posible reconocer la información inteligente contenida en dicha señal, debido a la interferencia entre las señales transmitidas por diferentes usuarios.
2) A altas frecuencias se tiene mayor eficiencia en la transmisión, de acuerdo al medio que se emplee.
3) Se aprovecha mejor el espectro electromagnético, ya que permite la multiplexación por frecuencias.
4) En caso de transmisión inalámbrica, las antenas tienen medidas más razonables.
Demodulación
Es el proceso mediante el cuál es posible recuperar la señal de datos de una señal modulada.
Un MODEM es un dispositivo de transmisión que contiene un modulador y un demodulador.
Señales de transmisión y señales de datos
Las señales de transmisión corresponden a la portadora, mientras que las señales de datos correspondes a la moduladora.
De acuerdo al sistema de transmisión, se pueden tener los siguientes casos
Conceptos básicos Señales Análogas
Las tres características mas importantes de una señal periódica son:
Amplitud: es el valor instantáneo de una señal en cualquier momento. En transmisión de datos se mide en Voltios.
Frecuencia: es el inverso del periodo (1/T), representa el número de repeticiones de un período por segundo y se expresa en ciclos por segundo ó Hertz (Hz)
Fase: es una medida de la posición relativa en el tiempo del período de una señal
Fase
Los parámetros o magnitud fundamentales de una señal analógica:
Amplitud, Frecuencia, Fase
MODULACIÓN POR ONDAS CONTINUAS
Señales de transmisión analógicas y señales de datos analógicas
Dentro de este grupo tenemos los siguientes casos
Modulación de amplitud
Modulación exponencial Dentro de este caso existen dos posibilidades
Modulación de frecuencia
Modulación de fase
Tipos de Modulación
Generalmente existen dos tipos de modulación:
Modulación Analógica: Realizada a partir de señales analógicas de información, ejemplo la voz humana, audio y video en su forma eléctrica
Modulaciones Analógicas son:
AM, FM, PM
Esta función tiene tres parámetros que pueden ser modificados los cuales son
Modulación por Amplitud
Modulación por Frecuencia
Modulación por Fase
MODULACIÓN POR ONDA CONTINUA
Señales de radiofrecuencia moduladas.
Señales analógicas:
AM: Amplitud Modulada
FM: Frecuencia Modulada
PM: Modulación en Fase
Se denomina modulación por onda continua al proceso por el cual una onda denominada portadora, cuya forma de onda es senoidal, modifica su amplitud, frecuencia o fase, en función de la señal moduladora, la cual contiene la información a transmitir.
La portadora se caracteriza por la expresión
MODULACIÓN POR ONDA CONTINUA
Modulación en Amplitud (AM)
La modulación en Amplitud (AM) es utilizada para transmitir información de audio (voz, música entre otras.) en la onda portadora de RF. AM es una mezcla de señales de AF y RF, de manera que las variaciones de amplitud de la señal de AF (Modulación) alteran la amplitud de la señal RF (Portadora)
Modulación de Amplitud – AM
Este es un caso de modulación donde tanto las señales de transmisión como las señales de datos son analógicas.
Un modulador AM es un dispositivo con dos señales de entrada, una señal portadora de amplitud y frecuencia constante, y la señal de información o moduladora. El parámetro de la señal portadora que es modificado por la señal moduladora es la amplitud.
AM
La modulación de amplitud es utilizada para transmitir información de audio (voz, música…), en la onda portadora de RF
AM es una mezcla de señales de AF y RF, de manera que las variaciones de amplitud de la señal de AF (modulación) alteran la amplitud de la señal de RF (portadora)
En este tipo de modulación, se puede observar que tanto la señal de transmisión como las señales de datos, son analógicas.
Es así como un modulador AM, es un dispositivo con dos señales de entrada, una señal portadora de amplitud y frecuencia constante y la señal de información o moduladora; por lo cual el parámetro de la señal portadora que es modificado por la señal moduladora es la AMPLITUD.
MODULACIÓN POR AMPLITUD (AM)
MODULACIÓN POR AMPLITUD (AM)
En otras palabras, la modulación de amplitud (AM) es un tipo de modulación lineal que consiste en hacer variar la amplitud de la onda portadora de forma que esta cambie de acuerdo con las variaciones de nivel de la señal moduladora, que es la información que se va a transmitir.
De este modo podemos ver que la ecuación que rige la modulación por amplitud es:
MODULACIÓN POR AMPLITUD (AM)
MODULACIÓN POR AMPLITUD (AM)
Podemos observar dos tipos de modulación por amplitud:
Modulación analógica: AM
Si la señal moduladora es analógica se conoce como AM y fue la primera técnica que se implementó en la práctica para la transmisión de señales de audio.
MODULACIÓN POR AMPLITUD (AM)
Modulación en Amplitud y Bandas laterales de la Modulación en Amplitud.
FM
A diferencia de la AM, la modulación en frecuencia crea un conjunto de complejas bandas laterales cuya profundidad (extensión) dependerá de la amplitud de la onda moduladora.
Como consecuencia del incremento de las bandas laterales, la anchura del canal de la FM será más grande que el tradicional de la onda media, siendo también mayor la anchura de banda de sintonización de los aparatos receptores (especie de “puerta electrónica “ de los aparatos receptores que permite que pase a la etapa de demodulación una determinada anchura de señal)..
MODULACIÓN POR FRECUENCIA (FM)
En este caso las señales de transmisión como las de datos son analógicas y es un tipo de modulación exponencial, por lo cual, la señal modulada mantendrá fija su amplitud y el parámetro de la señal portadora que variara es la frecuencia y lo hace de acuerdo a como varié la amplitud de la señal moduladora.
Por tanto la modulación por frecuencia (FM), se conoce como el proceso mediante el cual la información es decodificada y a su vez dicha información se encuentra en forma digital o analógica, en una onda portadora mediante la variación de su frecuencia instantánea de acuerdo a la señal de entrada
MODULACIÓN POR FRECUENCIA (FM)
En el caso de la modulación por frecuencia, encontramos que esta dad por:
MODULACIÓN POR FRECUENCIA (FM)
MODULACIÓN EN FRECUENCIA (FM)
La modulación en frecuencia (FM) es el proceso de combinar una señal AF con otra de RF en una rango de frecuencias entre 88MHz y 108MHz, tal que la amplitud de la AF varíe la frecuencia de RF
SEÑAL MODULADA EN (FM)
La modulación en frecuencia consiste en variar la frecuencia de la portadora proporcionalmente a la frecuencia de la onda moduladora (información), permaneciendo constante su amplitud.
Modulación de Frecuencia FM
Es el proceso de combinar una señal de AF (Audio Frecuencia), con otra de RF (Radio Frecuencia), en el rango de frecuencias de 88 MHz y 108 MHz, tal que la amplitud de frecuencia del AF varíe la del RF
La principal consecuencia de la modulación en frecuencia es una mayor calidad de reproducción como resultado de su casi inmunidad hacia las interferencias eléctricas.
Es un sistema adecuado para la emisión de programas (música) de alta fidelidad
CARACTERISTICAS DE FM
El primer sistema operativo de comunicación radiofónica fue descrito por el inventor norteamericano Edwin H. Armstrong en 1936.
La frecuencia modulada posee varias ventajas sobre el sistema de modulación de amplitud (AM) utilizado alternativamente en radiodifusión. La más importante es que al sistema FM apenas le afectan las interferencias y descargas estáticas.
Algunas perturbaciones eléctricas, como las originadas por tormentas o sistemas de encendido de los automóviles, producen señales de radio de amplitud modulada que se captan como ruido en los receptores AM.
AM vs FM
Los dos tipos de modulación llegan exactamente igual y al mismo lugar
Modulación de Fase PM
En este caso el parámetro de la señal portadora que variará de acuerdo con la señal moduladora es la fase.
Es un tipo de modulación exponencial al igual que la modulación de frecuencia.
Se caracteriza porque la fase de la onda portadora varía directamente de acuerdo con la señal modulante, resultando una señal de modulación en fase
Modulación de Fase (PM)
PM
La modulación en Fase no suele ser muy utilizada porque se requieren equipos de recepción más complejos que los de frecuencia modulada.
Suele presentar problemas de ambigüedad para determinar, por ejemplo si una señal tiene una fase de 0° o 180°
MODULACIÓN POR FASE (PM)
En este caso las señales de transmisión como las señales de datos son analógicas y a su vez es un tipo de modulación exponencial, por lo cual el parámetro de la señal portadora que variara de acuerdo a la señal moduladora es la fase.
Fundamentos teóricos del proceso de modulación de Fase
En la figura se puede observar las discontinuidades de fase que parecen al comienzo y al final de cada intervalo T, cuando hay transición de 0 a 1 o de 1 a 0 producida por un
señal modulante digital
MODULACIÓN POR FASE (PM)
La señal d(t) es la señal digital binaria de información.
PSK se caracteriza por la siguiente ecuación:
Comparación de AM, FM y PM