Ya que vivimos en una era de comunicación en la que podemos transferir fácilmente cualquier forma de información (video, audio y otros datos) en forma de señales eléctricas a cualquier otro dispositivo o área destinada. Aunque es común en nuestra experiencia perceptiva que enviar o recibir señales o datos es simple, implica procedimientos, posibilidades y escenarios bastante complejos dentro del sistemas de comunicación . Entonces, en el ámbito de los sistemas de comunicación, los juegos de modulación tienen una responsabilidad crucial en el sistema de comunicación para codificar la información digitalmente en el mundo analógico. Es muy importante modular las señales antes de enviarlas a la sección del receptor para una transferencia de mayor distancia, una transferencia de datos precisa y una recepción de datos con poco ruido. Para ser claros, profundicemos en el concepto detallado de saber qué es la modulación, los diferentes tipos que contiene y cuáles son los tipos de modulación. modulación técnicas utilizadas en los sistemas de comunicación.
¿Qué es la modulación?
La modulación es un proceso de cambio de las características de la onda que se va a transmitir superponiendo la señal del mensaje a la señal de alta frecuencia. En este proceso, las señales de video, voz y otros datos modifican las señales de alta frecuencia, también conocidas como onda portadora . Esta onda portadora puede ser CC o CA o cadena de pulsos según la aplicación utilizada. Por lo general, se utiliza una onda sinusoidal de alta frecuencia como señal de onda portadora.
Estas técnicas de modulación se clasifican en dos tipos principales: analógicas y digitales o modulación de pulso . Antes de seguir discutiendo los diferentes tipos de técnicas de modulación, comprendamos la importancia de la modulación.
¿Por qué se utiliza la modulación en la comunicación?
- En la técnica de modulación, la frecuencia de la señal del mensaje se eleva a un rango para que sea más útil para la transmisión. Los siguientes puntos describen la importancia de la modulación en el sistema de comunicación.
- En transmisión de señal , las señales de varias fuentes se transmiten a través de un canal común simultáneamente mediante el uso de multiplexores. Si estas señales se transmiten simultáneamente con un cierto ancho de banda, causan interferencia. Para superar esto, las señales de voz se modulan a varias frecuencias portadoras para que el receptor las sintonice con el ancho de banda deseado de su propia elección dentro del rango de transmisión.
- Otra razón técnica es antena tamaño el tamaño de la antena es inversamente proporcional a la frecuencia de la señal radiada. El orden del tamaño de apertura de la antena es al menos uno por un décimo de la longitud de onda de la señal. Su tamaño no es factible si la señal es de 5 kHz, por lo tanto, aumentar la frecuencia mediante el proceso de modulación ciertamente reducirá la altura de la antena.
- La modulación es importante para transferir las señales a grandes distancias, ya que no es posible enviar señales de baja frecuencia a distancias más largas.
- Del mismo modo, la modulación también es importante para asignar más canales a los usuarios y aumentar la inmunidad al ruido.
Para comenzar a conocer información detallada de las técnicas de modulación, háganos saber sobre los tipos de señales en el proceso de modulación .
Señal de modulación
Esta señal también se denomina señal de mensaje. Contiene los datos que deben transmitirse, por lo que se denomina señal de mensaje. Se considera como la señal de banda base donde se somete a un proceso de modulación para ser transmitida o comunicada. Debido a esto, es la señal moduladora.
Señal portadora
Este es el rango alto de señal de frecuencia que tiene niveles específicos de amplitud, frecuencia y fase, pero no contiene ningún dato. Por lo tanto, se denomina señal portadora ya que está vacía. Esto simplemente se utiliza para transmitir el mensaje a la sección del receptor después del proceso de modulación.
Señal modulada
La señal resultante que se obtiene después del procedimiento de modulación se denomina señal modulada. Este es el producto tanto de la portadora como de las señales moduladoras.
Diferentes tipos de modulación
Ya se han discutido los dos tipos de modulación: técnicas de modulación analógica y digital. En ambas técnicas, la información de banda base se convierte en señales de radiofrecuencia, pero en la modulación analógica, estas Comunicación RF las señales son un rango continuo de valores, mientras que en la modulación digital estos son estados discretos preestablecidos.
Tipos de modulación
Modulación analógica
En esta modulación, se utiliza una onda sinusoidal que varía continuamente como onda portadora que modula la señal de mensaje o la señal de datos. La función general de la onda sinusoidal se muestra en la figura siguiente, en la que se pueden modificar tres parámetros para obtener modulación: son principalmente amplitud, frecuencia y fase, por lo que tipos de modulación analógica son:
- Modulación de amplitud (AM)
- Modulación de frecuencia (FM)
- Modulación de fase (PM)
En Amplitud modulada , la amplitud de la onda portadora varía en proporción a la señal del mensaje, y los otros factores como la frecuencia y la fase permanecen constantes. La señal modulada se muestra en la siguiente figura y su espectro consta de una banda de frecuencia inferior, una banda de frecuencia superior y componentes de frecuencia portadora. Este tipo de modulación requiere mayor ancho de banda, más potencia. El filtrado es muy difícil en esta modulación.
Tipos de modulación analógica
Modulación de frecuencia (FM) varía la frecuencia de la portadora en proporción al mensaje o señal de datos mientras mantiene constantes otros parámetros. La ventaja de FM sobre AM es la mayor supresión de ruido a expensas del ancho de banda en FM. Se utiliza en aplicaciones como radio, radar, prospección sísmica de telemetría, etc. La eficiencia y los anchos de banda dependen del índice de modulación y la frecuencia de modulación máxima.
En modulación de fase , la fase de la portadora se varía de acuerdo con la señal de datos. En este tipo de modulación, cuando se cambia la fase también afecta a la frecuencia, por lo que esta modulación también viene bajo modulación de frecuencia.
La modulación analógica (AM, FM y PM) es más sensible al ruido. Si el ruido entra en un sistema, persiste y se lleva hasta el receptor final. Por lo tanto, este inconveniente puede superarse mediante la técnica de modulación digital.
SOY
Modulación digital
Para una mejor calidad y una comunicación eficiente, se emplea la técnica de modulación digital. Las principales ventajas de la modulación digital sobre la modulación analógica incluyen la potencia permitida, el ancho de banda disponible y la alta inmunidad al ruido. En la modulación digital, una señal de mensaje se convierte de mensaje analógico a digital y luego se modula utilizando una onda portadora.
La onda portadora se activa o desactiva para crear pulsos de modo que la señal se modula. Similar al analógico, aquí los parámetros como la amplitud, frecuencia y variación de fase de la onda portadora deciden el tipo de modulación digital.
los tipos de modulación digital se basan en el tipo de señal y aplicación utilizada, como Modulación por desplazamiento de amplitud, Modulación por desplazamiento de frecuencia, Modulación por desplazamiento de fase, Modulación por desplazamiento de fase diferencial, Modulación por desplazamiento de fase en cuadratura, Modulación por desplazamiento mínimo, Modificación por desplazamiento mínimo gaussiano, Multiplexación por división de frecuencia ortogonal, etc. , como se muestra en la figura.
La manipulación por desplazamiento de amplitud cambia la amplitud de la onda portadora según la señal de banda base o la señal de mensaje, que está en formato digital. Se utiliza para requisitos de banda baja y es sensible al ruido.
En la manipulación por desplazamiento de frecuencia, la frecuencia de la onda portadora varía para cada símbolo en los datos digitales. Necesita anchos de banda mayores como se muestra en la figura. De manera similar, la manipulación por desplazamiento de fase cambia la fase de la portadora para cada símbolo y es menos sensible al ruido.
Modulación de frecuencia
Para crear una onda de frecuencia modulada, la frecuencia de la onda de radio se varía de acuerdo con la amplitud de la señal de entrada.
Modulación de frecuencia
Cuando la onda de audio se modula con la de la señal portadora de radiofrecuencia, la señal de frecuencia generada cambiará su nivel de frecuencia. Debe notarse la variación por la cual la onda se mueve hacia arriba y hacia abajo. Esto se denomina desviación y generalmente se representa como desviación de kHz.
Por ejemplo, cuando la señal tiene una desviación de + o - 3 kHz, se representa como ± 3 kHz. Esto significa que la señal portadora tiene una desviación hacia arriba y hacia abajo de 3 kHz.
Las estaciones de radiodifusión que necesitan un rango de frecuencias muy alto en el espectro de frecuencias (en el rango de 88,5 - 108 MHz), necesitan ciertamente una gran cantidad de desviación que es de casi ± 75 kHz. Esto se denomina modulación de frecuencia de banda ancha. Las señales en este rango tienen la capacidad de ayudar a la alta calidad de las transmisiones, mientras que también requieren un mayor ancho de banda. En general, se permiten 200 kHz para cada WBFM. Y para FM de banda estrecha, una desviación de ± 3 kHz es suficiente.
Al implementar una onda FM, es más beneficioso conocer el rango de efectividad de la modulación. Este se mantiene como el parámetro para indicar factores tales como conocer el tipo de señal, ya sea señal FM de banda ancha o de banda estrecha. También ayuda a asegurarse de que todos los receptores o transmisores que están en el sistema estén programados para adaptarse al rango estandarizado de modulación, ya que esto muestra un impacto en factores como el espaciado de canales, el ancho de banda del receptor y otros.
Por tanto, para indicar el nivel de modulación, deben determinarse los parámetros del índice de modulación y la relación de desviación.
Lo diferente tipos de modulación de frecuencia Incluya lo siguiente.
FM de banda estrecha
- Esto se denomina tipo de modulación de frecuencia en el que el valor del índice de modulación es demasiado mínimo.
- Cuando el valor del índice de modulación es<0.3, then there will be an only carrier and corresponding sidebands having bandwidth as twice the modulating signal. So, β ≤ 0.3 is called narrow band frequency modulation.
- El rango máximo de frecuencia de modulación es de 3 kHz.
- El valor máximo de desviación de frecuencia es 75 kHz.
FM de banda ancha
- Esto se denomina tipo de modulación de frecuencia donde el valor del índice de modulación es grande.
- Cuando el valor del índice de modulación es> 0,3, habrá más de dos bandas laterales con un ancho de banda igual al doble de la señal de modulación. Cuando aumenta el valor del índice de modulación, aumenta el número de bandas laterales. Entonces, β> 0.3 se llama modulación de frecuencia de banda estrecha.
- El rango máximo de frecuencias de modulación está entre 30 Hz y 15 kHz.
- El valor máximo de desviación de frecuencia es 75 kHz.
- Esta modulación de frecuencia necesita un rango de ancho de banda más alto que es casi 15 veces por delante de la modulación de frecuencia de banda estrecha.
Los otros tipos de técnicas de modulación que se utilizan en el sistema de comunicaciones son:
- Modulación por desplazamiento de fase binaria
- Modulación por desplazamiento de fase diferencial
- Modulación por desplazamiento de fase en cuadratura diferencial
- Modulación por desplazamiento de fase en cuadratura compensada
- FSK de audio
- Multi FSK
- FSK de dos tonos
- Tecla de turno mínimo
- Tecla de desplazamiento mínimo gaussiano
- Tipo de modulación codificado en Trellis
Ventajas de varios tipos de modulación
Para fines de transmisión, el tamaño del antena tiene que ser muy grande antes de que no se propusiera la técnica de modulación. El nivel de comunicación se restringe ya que no habrá comunicaciones de larga distancia con cero niveles de distorsión.
Entonces, con el desarrollo de la modulación, hay muchos beneficios de utilizar sistemas de comunicación . Y las ventajas de la modulación son:
- El tamaño de la antena se puede reducir.
- No ocurre ningún tipo de consolidación de señales
- Se mejora el rango de comunicación
- Habrá posibilidad de multiplexación
- Se puede ajustar el ancho de banda según los requisitos.
- La calidad de la recepción aumenta.
- Mejor rendimiento y efectividad
Aplicaciones de varios tipos de modulación
Existe una amplia gama de diversas técnicas de modulación y son:
- Implementado en sistemas de mezcla de música y grabación de cinta magnética
- Para realizar un seguimiento de la monitorización de EEG para los niños recién nacidos
- Utilizado en telemetría
- Utilizado en Radar
- Técnicas de transmisión de FM
Para evitar que este artículo sea complejo, se han eximido algunas ecuaciones matemáticas e información en profundidad sobre los sistemas de comunicación digital. Sin embargo, los esfuerzos realizados para sacar a la luz este artículo aseguran información básica sobre diferentes tipos de modulación en el sistema de comunicación . Además, es más importante tener una idea clara de cuáles son los
