Ante Proyecto

Modulación analógica de impulsos

Un tren de impulsos está caracterizado por su amplitud, su período y la duración de cada impulso. Si en alguna forma se imprimiera sobre alguno de estos parámetros una variación proporcional a alguna otra señal, y que esta operación fuera reversible, se tendría lo que se conoce como “Modulación Analógica de Impulsos”.

Las señales de pulso modulado, como PAM, PWM y PPM, no son transmitidas directamente, pero la mayoría de las veces son usadas para modular frecuencia de una portadora analógica. Sin embargo, las señales PCM o DM, las cuales son códigos digitales verdaderos, pueden ser transmitidas mediante métodos de computadora digital. Hay varias formas de modulación analógica de impulsos, pero tres son las más conocidas y utilizadas:

1. La “Modulación de Amplitud de Impulsos (Pulse-Amplitude Modulation, PAM)”, en la cual la altura o amplitud de cada impulso varía en función del valor de muestra de la señal mensaje. El período y la duración de los impulsos no cambian.

2. La “Modulación de Duración o Anchura de Impulsos (PDM)

En el caso de la modulación por duración de pulso, la amplitud y la separación de los pulsos permanecen constantes, siendo la anchura de los mismos lo que varía de acuerdo con la amplitud de la modulación. A mayor amplitud de la señal inicial mayor anchura en el pulso de la señal modulada. Tal como se muestra en la figura.

3. La “Modulación de Posición de Impulsos (Pulse-Position Modulation, PPM)”,

En el caso de la modulación de pulso, la anchura y la altitud de los pulsos permanecen constantes, siendo la posición de los mismos lo que varía de acuerdo con la amplitud de modulación, tal como se muestra en la figura anterior. La distancia entre los pulsos representa la amplitud muestreada de la anda seno.

Modulación de Amplitud de Impulsos (PAM)

En la modulación PAM la amplitud de cada impulso varía proporcionalmente con cada valor de muestra de la señal mensaje m(t); por lo tanto, una señal PAM no es otra cosa que una señal muestreada con retención, como la señal PAM mostrada en la Fig

Como la información está contenida en la variación de la amplitud de los impulsos, los sistemas PAM son muy sensibles al ruido aditivo. En la práctica, la modulación PAM no se utiliza para transmisión directa de información sino como un paso previo de procesamiento, sobre todo en los sistemas de modulación de impulsos codificados (PCM), que veremos más adelante.

Este tipo de modulación es la consecuencia inmediata del muestreo de una señal analógica. Si una señal analógica, por ejemplo de voz, se muestrea a intervalos regulares, en lugar de tener una serie de valores continuos, se tendrán valores discretos a intervalos específicos, determinados por la, que debe ser como mínimo del doble de la frecuencia máxima de la señal muestreada. En la modulación de pulsos, lo que se varía es alguno de los parámetros de un tren de pulsos uniformes, bien sea su amplitud, duración o posición.

En este tipo de modulación se distinguen dos clases: modulación analógica de pulsos, en que la información se transmite básicamente en forma analógica, pero la transmisión tiene lugar a intervalos discretos de tiempo y modulación digital de pulsos en que la señal de información es discreta, tanto en amplitud como en tiempo, permitiendo la Transmisión de datos como una secuencia de pulsos codificados, todos de la misma amplitud. Este tipo de transmisión no tiene contraparte en los sistemas de onda continua. En la modulación digital, la señal de información es un flujo binario compuesto por señales binarias, es decir cuyos niveles de voltaje sólo son dos y corresponden a ceros y unos. La señal de muestreo es en general una sucesión de pulsos unipolares, cuyas amplitudes son proporcionales a los valores muestra instantáneos del mensaje de datos.

En el caso de la PAM, la anchura y la separación de los pulsos constantes, siendo la amplitud de los mismos lo que varía de acuerdo con la amplitud de la modulación, tal y como se muestra en la figura anterior, la señal analógica es la envolvente del conjunto de pulso obtenidos tras la modulación.

Ventaja:

• El método de prueba usado en PAM es más eficaz en otras áreas de ingeniería que en la comunicación de datos (informática). Aunque PAM está en la base de un importante método de codificación analógica - digital llamado modulación de código de pulso (PCM).

• Si la duración del pulso PAM es pequeña, la energía requerida para transmitir los pulsos es mucho menor que la energía requerida para transmitir la señal analógica.

• El intervalo de tiempo entre los pulsos PAM debe ser llenado con muestras de otros mensajes, lo cual permite que varios mensajes se puedan transmitir simultáneamente en un canal: esta técnica es llamada multiplexación por división de tiempo (TDM).

Desventaja: Ineficaz en comunicaciones debido a que aunque traduzca la forma actual de la onda a una serie de pulsos, siguen teniendo la amplitud de pulsos todavía señal analógica y no digital. Para hacerlos digitales, se deben de modificar usando modulación de código de pulso (PCM). La transmisión de las señales moduladas por amplitud de pulsos impone condiciones severas respecto a las respuestas en magnitud y fase del sistema, a causa de la corta duración de los pulsos. Por otra parte, el comportamiento de un sistema PAM respecto al ruido nunca puede ser superior al de transmisión en banda base.

Para convertir una señal analógica tal como la voz o la música, a una digital, es necesario un circuito que haga la muestra a ciertos intervalos determinados por la frecuencia máxima y el teorema del muestreo.

Los pulsos obtenidos en PAM aun llevan la información analógica; la amplitud de los pulsos es una variable continua. Si el tren de pulsos se transmite una larga distancia y sujetos a distorsión, puede no ser posible recuperar los pulsos originales. Para evitar esto se usa un segundo proceso que convierte los pulsos PAM a un conjunto de pulsos de igual amplitud, en otras palabras a una cadena de pulsos binarios. El equipo receptor solo detecta diferencias entre “0” “1”; presencia o ausencia de pulsos y no su tamaño.

Muestre

El proceso de muestreo es común a todos los sistemas de modulación de pulsos y por lo general, su descripción se hace en el dominio del tiempo. Mediante el muestreo, una señal analógica continua en el tiempo, se convierte en una secuencia de muestras discretas de la señal, a intervalos regulares. El teorema de muestreo establece que: Una señal continua,

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