Transcript Modulación de Amplitud

MODULACIÓN
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
Señal de transmisión
Analógica
Analógica
Digital
Digital
Señal de Datos
Analógica
Digital
Analógica
Digital
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
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 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.
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:
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 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)..
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
En el caso de la modulación por frecuencia,
encontramos que esta dad por:
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°
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
La señal d(t) es la señal digital binaria de información.
PSK se caracteriza por la siguiente ecuación:
Comparación de AM, FM y PM