Modulacion

UNIDAD III MODULACION

3.1 Técnicas de modulación analógica: Modulación en amplitud (AM) y modulación en frecuencia (FM).

Importancia de la Modulación

Definiciones:

"La modulación es la alteración sistemática de una onda portadora de acuerdo con el mensaje (señal modulada) y puede ser también una codificación"

"Las señales de banda base producidas por diferentes fuentes de información no son siempre adecuadas para la transmisión directa a través de un a canal dado. Estas señales son en ocasiones fuertemente modificadas para facilitar su transmisión."

Una portadora es una senoide de alta frecuencia, y uno de sus parámetros (tal como la amplitud, la frecuencia o la fase) se varía en proporción a la señal de banda base s(t). De acuerdo con esto, se obtiene la modulación en amplitud (AM), la modulación en frecuencia (FM), o la modulación en fase (PM). La siguiente figura muestra una señal de banda base s(t) y las formas de onda de AM y FM correspondientes. En AM la amplitud de la portadora varia en proporción a s(t), y en FM, la frecuencia de la portadora varia en proporción a s(t).

Es interesante hacer hincapié en que muchas formas de comunicación no eléctricas también encierran un proceso de modulación, y la voz es un buen ejemplo. Cuando una persona habla, los movimientos de la boca ocurren de una manera mas bien lenta, del orden de los 10 Hz, que realmente no pueden producir ondas acústicas que se propaguen. La transmisión de la voz se hace por medio de la generación de tonos portadores, de alta frecuencia, en las cuerdas vocales, tonos que son modulados por los músculos y órganos de la cavidad oral. Lo que el oído capta como voz, es una onda acústica modulada, muy similar a una onda eléctrica modulada.

¿PORQUE SE MODULA?

Existen varias razones para modular, entre ellas:

• Facilita la PROPAGACIÓN de la señal de información por cable o por el aire.

• Ordena el RADIOESPECTRO, distribuyendo canales a cada información distinta.

• Disminuye DIMENSIONES de antenas.

• Optimiza el ancho de banda de cada canal

• Evita INTERFERENCIA entre canales.

• Protege a la Información de las degradaciones por RUIDO.

• Define la CALIDAD de la información trasmitida.

¿ QUE TIPOS DE MODULACIÓN EXISTEN ?

Existen básicamente dos tipos de modulación: la modulación ANALÓGICA, que se realiza a partir de señales analógicas de información, por ejemplo la voz humana, audio y video en su forma eléctrica y la modulación DIGITAL, que se lleva a cabo a partir de señales generadas por fuentes digitales, por ejemplo una computadora.

• Modulación Analógica: AM, FM, PM

• Modulación Digital: ASK, FSK, PSK, QAM

¿ COMO AFECTA EL CANAL A LA SEÑAL ?

Depende del medio o canal, ya que hay unos mejores que otros, aunque también depende del tipo de modulación y aplicación.

Los principales efectos que sufre la señal al propagarse son:

• Atenuación

• Desvanecimiento

• Ruido Blanco aditivo

• Interferencia externa

• Ruido de fase

• Reflexión de señales

• Refracción

• Difracción

• Dispersión

¿ QUE RELACIÓN EXISTE ENTRE LA MODULACIÓN Y EL CANAL ?

El canal influye fuertemente en la elección del tipo de modulación de un sistema de comunicaciones, principalmente debido al ruido.

• CANAL: Ruido, Distorsión, Interferencia y Atenuación.

• MODULACIÓN: Inmunidad al ruido, Protege la calidad de la información, Evita interferencia.

3.2 Técnicas de modulación digital: Modulación por desplazamiento de amplitud (ASK), modulación por desplazamiento de frecuencia (FSK), modulación por desplazamiento de fase (PSK) y modulación de amplitud en cuadratura (QAM).

Modulación ASK :

La amplitud de la onda es alterada de acuerdo con la variación de la señal de información. Exige un medio en que la respuesta de amplitud sea estable , ya que este tipo de modulación es bastante sensible a ruidos y distorsiones.

Modulación FSK :

Consiste en un procedimiento de 2 osciladores con Frecuencias Diferentes para dígitos 0 y 1. Normalmente es usada para transmisión de datos en bajas velocidades y puede ser :

Coherente : Donde no ocurre variación de fase de la portadora para dígitos del mismo valor.

No Coherente : Donde puede ocurrir variación de fase de la portadora para dígitos del mismo valor.

Modulación PSK :

Consiste en un procedimiento de la onda portadora en función de un bit de dato (0 , 1). Un bit 0 corresponde a la fase 0 ; en cuanto al bit 1 , corresponde a la fase g .

Por tanto , este ángulo está asociado con un dato al ser transmitido y con una técnica de codificación usada para representar un bit.

Modulación DPSK :

Variación de la modulación PSK , que tiene como característica un procedimiento de la fase de acuerdo con un dígito a ser transmitido.

TAREA (INVESTIGAR LA MODULACION QAM -EXPOSICION)

3.3 Conversión analógico – digital: Muestreo, cuantización y codificación.

CONVERSION ANALOGICO-DIGITAL (ADC, Analogic to Digital Conversion)

La conversión Analógico-Digital consta de varios procesos:

• Muestreo

• Cuantización

• Codificación

Muestreo

Toda la tecnología digital (e.g. audio, video) está basado en la técnica de muestreo (sampling en inglés). En música, cuando una grabadora digital toma una muestra, básicamente toma una fotografía fija de la forma de onda y la convierte en bits, los cuales pueden ser almacenados y procesados. Comparado con la grabación analógica, la cual está basada en registros de voltaje como patrones de magnetización en las partículas de óxido de la cinta magnética. El muestreo digital convierte el voltaje en números (0s y 1s) los cuales pueden ser fácilmente representados y vueltos nuevamente a su forma original.

Razón de muestreo

La frecuencia de muestreo de una señal en un segundo es conocida como razón de muestreo medida en Hertz (Hz).

1 Hz = 1/seg

La razón de muestreo determina el

...