2. MODULACIÓN DE SEÑALES DIGITALES
Definición de Modulación:
Modificación de algunos parámetros que definen una onda
portadora (amplitud, frecuencia, fase), por una señal
moduladora que se quiere transmitir.
Existen básicamente dos tipos de modulación: la modulación
ANALÓGICA, que se realiza a partir de señales analógicas de
información y la modulación DIGITAL, que se lleva a cabo a
partir de señales generadas por fuentes digitales.
3. Modulación Digital:
Una señal modulada es la que , viajando a través de una
línea de transmisión transporta de forma analógica la
información que originalmente se encuentra en forma digital.
Las formas básicas de modulación digital son: ASK, FSK,
PSK.
4. MODULACIÓN POR CAMBIO DE AMPLITUD
“ASK”
Consiste en establecer una variación de la amplitud de la
frecuencia portadora según los estados significativos de
la señal de datos.
Ej.:
5. MODULACIÓN POR CAMBIO DE FRECUENCIA
“FSK”
Consiste en asignar una frecuencia diferente a cada estado
significativo de la señal de datos. ( “0” , “1”).
Ej.:
6. MODULACIÓN POR CAMBIO DE FASE
“ PSK”
Consiste en asignar variaciones de fase de una portadora según
los estados significativos de la señal de datos, cuando es “0”
el desfase es 0°, cuando es “1” el desfase es 180°.
Ej.:
7. VENTAJAS “ PSK”
En modulaciones PSK la potencia es la
misma, lo que simplifica el diseño de
amplificadores y etapas receptoras
(reduciendo costos), ya que la
potencia de la fuente es constante.
Las modulaciones BPSK y QPSK son
óptimas desde el punto de vista de
protección frente a errores.
8. APLICACIONES “ PSK”
Los estándares: IEEE 802.11b-1999
(LAN inalámbrica) y IEEE 802.15.4
usan modulaciones PSK.
La modulación QPSK se
usa en la transmisión de
datos por satélite.
La modulación BPSK es utilizada para
transmisores de bajo costo y sin altas
velocidades
La modulación BPSK es utilizada en
estándares RFID como el ISO 14443, que
se ha adoptado en pasaportes biométricos
o tarjetas de crédito.
La banda de 868-915MHz
usa BPSK, mientras que la
de 2,4GHz usa OQPSK.
Bluetooth 2 usa DQPSK para su baja
velocidad de 2Mbps, y 8-DPSK para
la alta de 3Mbps.
9. MODULACIÓN POR CAMBIO DE FASE EN
CUADRATURA
“QPSK”
Desplazamiento de fase de 4 símbolos, desplazados entre sí 90º.
Normalmente se usan como valores de salto de fase 45º, 135º,
225º, y 315º. Cada símbolo aporta 2 bits.
90
Bit Desfase
00 225°
01 315°
180 0 11 45°
10 135°
270
12. MODULACIÓN POR AMPLITUD EN CUADRATURA
“QAM”
Es una modulación digital avanzada que transporta datos
cambiando la amplitud de dos ondas portadoras. Estas
portadoras tienen igual frecuencia pero están desfasadas
90° entre si.
En QAM, es posible transferir más bits por posición, ya que hay
múltiples puntos de transferencia.
La señal obtenida sumando la amplitud y la fase de modulación
de una señal portadora se utiliza para la transferencia de
datos.
Dado que QAM es generalmente cuadrados, algunos de ellos
pueden ser: 16-QAM, 64-QAM, 128-QAM y 256-QAM.
13. APLICACIONES “QAM”
Se utiliza para la
transmisión de datos
a alta velocidad por
Diseño de módems superiores a
canales con ancho de
2400 bps (incluidos los usados
banda restringido.
en ADSL).
Diseño de diversos sistemas de
transmisión de televisión,
microondas, satélite, etc.
16-QAM y 64-QAM también
se utilizan actualmente en la
televisión digital terrestre.
64-QAM y 256-QAM en el módem por
cable digital.
Es el mandato de las directivas de la
modulación digital de televisión por cable.
14. MODULACIÓN POR AMPLITUD EN CUADRATURA 16
“QAM-16”
Permite contar con 16 estados diferentes, que estarán determinados
por el numero de símbolos en su diagrama de constelación. Debido
a que 16=2^4, cada uno de estos símbolos se representa mediante
4 bits.
Bits Desfase
A2 A2 A3
0111 0000 22.5°
A3 0110 0010 0001 0001, 0011 45°
0010 70.5°
A2 A1 A1 A2
0101 0011 0110 112,5°
0100 0000
0111, 0101 135°
0100 157,5°
1100 1100 202,5°
1111 1001 1000
A2 A1 A1 1101, 1111 225°
A2
1110 247,5°
1110 1010
1101 1011 1010 292,5°
A2 A2
A3 1011, 1001 315°
A3
1000 337,5°
Diagrama de Constelación
16. “PWM”: Modulación por Ancho de
Pulso: también llamado modulación
de duración de pulso o modulación
de longitud de pulso. El ancho del
pulso es proporcional a la amplitud
de la señal analógica.
“PCM”: Modulación por
“PPM”: Modulación Pulso Codificado: la
de Posición de Pulso: señal analógica se prueba
Modulación de Pulsos.
la posición de un pulso y se convierte a una
de ancho constante longitud fija, numero
Convertir información a
varia de acuerdo a la binario serial, el cual
formas de Pulsos
amplitud de la señal varia de acuerdo a la
analógica. amplitud de la señal
analógica
“PAM”: Modulación de Amplitud de
Pulso : la amplitud de un pulso de
posición y ancho constante varia de
acuerdo a la amplitud de la señal
analógica.
17. MODULACIÓN POR ANCHO DE PULSO
“PWM”
En PWM el periodo y la amplitud de los pulsos son constantes y la
información entregada por la señal modulante va a variar el ancho, es
decir la duración de pulso.
El ancho del pulso es proporcional a la amplitud de la señal analógica.
18. MODULACIÓN POR AMPLITUD DE PULSO
“PAM”
Señal modulada en amplitud obtenida después de la técnica de
muestreo.
En la PAM la señal analógica modulante varia la amplitud del tren
de pulsos que constituye la portadora
La amplitud de cada muestreo es proporcional a la amplitud
instantánea de la señal continua en el momento del muestreo.
La aplicación más común de la modulación PAM es en la
multiplicación por división de tiempo.(TDM)
20. MODULACIÓN POR IMPULSOS CODIFICADOS
“PCM”
La modulación por impulsos codificados, es un procedimiento que permite
convertir una señal analógica en señal numérica, y viceversa.
PCM se basa en tres grandes principios: MUESTREO, CUANTIFICACIÓN Y
CODIFICACIÓN.
MUESTREO
Muestreo es el proceso mediante el cual se transforma una señal analógica en una
serie de impulsos de distinta amplitud, llamadas muestras.
La rapidez, o frecuencia, con que se toman las muestras, se llama frecuencia de muestreo (fm).
21. MODULACIÓN POR IMPULSOS CODIFICADOS
“PCM”
CUANTIFICACION
Como no podemos transmitir las
infinitas amplitudes continuas
distintas que se pueden
presentar, se dividen en un
número limitado de intervalos de
cuantificación, en el que a las
muestras cuya amplitud cae
dentro del mismo intervalo, se le
asigna el mismo valor.
En la cuantificación, a las muestras se introduce un error en la amplitud, ya que se
sustituye su amplitud real por una aproximada. A este error se le llama error de
cuantificación.
22. MODULACIÓN POR IMPULSOS CODIFICADOS
“PCM”
CODIFICACION
Las muestras se codifican según un código determinado. (código binario
simétrico).
Mediante este código se representa la amplitud de cada muestra cuantificada
con un número binario, el primer bit indica el signo de la muestra.
quot;1quot; si la muestra es positiva.
quot;0quot; si la muestra es negativa.
El resto de los bit binarios nos dan el valor absoluto de la amplitud de la
muestra.
Lógicamente, cuando la señal numérica llega al terminal distante, debe ser
sometida a los procesos inversos a los efectuados en el lado emisor. Estos
procesos son: decodificación, reconstrucción de las muestras y obtención de
la señal analógica.
