Modulación Analógica Modulación engloba el conjunto de

Modulación Analógica

Modulación engloba el conjunto de técnicas que se usan para transportar información sobre una onda portadora, típicamente una onda sinusoidal. Estas técnicas permiten un mejor aprovechamiento del canal de comunicación lo que posibilita transmitir más información en forma simultánea además de mejorar la resistencia contra posibles ruidos e interferencias.

Modulación Se denomina modulación al proceso de colocar la información contenida en una señal, generalmente de baja frecuencia, sobre una señal de alta frecuencia.

Señal Portadora 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. A la señal resultante de este proceso se la denomina señal modulada y la misma es la señal que se transmite.

Razones por las qué Modular Señales: 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.

Resumiendo… 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.

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.

Modulación por frecuencia (FM)

Definición: Es una modulación angular que transmite información a través de una onda portadora variando su frecuencia (contrastando esta con la amplitud modulada o modulación de amplitud (AM), en donde la amplitud de la onda es variada mientras que su frecuencia se mantiene constante). En aplicaciones analógicas, la frecuencia instantánea de la señal modulada es proporcional al valor instantáneo de la señal moduladora. Datos digitales pueden ser enviados por el desplazamiento de la onda de frecuencia entre un conjunto de valores discretos, una modulación conocida como FSK.

Aplicaciones Radiofrecuencias. El sonido de la televisión analógica. Vídeo analógico. Micrófonos inalámbricos. Ayudas a la navegación aérea.

Ancho de Banda Se concentra en la frecuencia portadora y dos bandas laterales. Se extiende indefinidamente teniendo como una amplitud estándar.

Ventajas: Apenas le afectan las interferencias y descargas estáticas. Costo relativamente bajo en los equipos.

Modulador FM Los moduladores de FM de diodo varactor, son extremadamente populares, porque son fáciles de usar, confiables y tienen la estabilidad de un oscilador de cristal. Sin embargo, debido a que se usa un cristal, la desviación de frecuencia pico se limita a valores relativamente pequeños. Consecuentemente, se usan principalmente para las aplicaciones de banda angosta (índice bajo) por ejemplo en un radio móvil.

Demodulador usando PLL FM PLL(Enganche de fase, loop locked phase), se ha convertido en un principal bloque de construcción tecnológico, se encuentra disponibles como CI. Uno de los más populares es el NE 565, que contiene un comparador de fase, amplificador y VCO. Generalmente el diagrama de un PLL, consiste en un comparador de fase, LPF y un VCO, en el cual el VCO se encuentra generando frecuencias, distintas de la entrada. Estas frecuencias son realimentadas hacia el comparador. La oscilación del VCO, culmina cuando la frecuencia de salida es igual a la frecuencia de entrada. Este proceso se denomina “Enganche de Fase”.

Demodulador usando NE-SE 565 IC FM El 565, unidad de PLL muy popular, que contiene un comparador de fase PC, amplificador, y VCO, se muestra en la figura. PC, amplificador y VCO son sólo parcialmente conectadas internamente. Una resistencia externa R 1 y el condensador C 1 son para el ajuste en marcha libre o centro de frecuencia de VCO y otro condensador C 2 EXTERNO se utiliza para configurar la banda de paso del filtro paso bajo. De salida del VCO está conectado de nuevo como la entrada a la PC con el fin de cerrar el bucle PLL. Las fuentes de energía utilizadas son dos (V + y V-).

Modulación de Fase (PM)

Modulación por Fase Modulación que se caracteriza porque la fase de la onda portadora varía directamente de acuerdo con la señal modulante, resultando una señal de modulación en fase. Es una forma de modulación que representa la información como las variaciones en la instantánea de fase de una onda portadora.

MODULADOR DE FASE CON VARICAP Esquema de modulador de fase con transistor bipolar y reactancia variable (varicap). El modulador de fase cambia ésta proporcionalmente al mensaje, pero la frecuencia no cambia. Se puede hacer con un circuito resonante. Figura: modulador de fase con circuito resonante. L 2 corta la RF y deja pasar Vm (moduladora).

Figura: equivalente de pequeña señal. Ve es el fasor de la portadora (análisis a una frecuencia).

Se define la frecuencia de resonancia del circuito como. Multiplicando y dividiendo por , se tiene: La frecuencia del generador de entrada está estabilizada por un cristal y es muy precisa ( ).

El factor calidad de un circuito paralelo es Se deﬁne la desviación en frecuencia con respecto a la frecuencia de resonancia ∆ω = ωp − ω0. El circuito resonante está centrado a la frecuencia del cristal ωp ≃ ω0. Por lo que ωp + ω0 ≃ 2ωp. Por tanto, Se define la desviación relativa de frecuencia como , por lo que:

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