Modulación

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Modulación

• La modulación se define como el proceso de transformar información de su forma original a su forma mas adecuada para la transmisión.

• La demodulación es el proceso inverso (la onda modula se regresa a su forma original).

ModulaciónSe puede mandar cualquier tipo de señal ya sea analógica o digital como pueden ser audio o video de forma digital o analógica

Conceptos

Banda base

Se refiere a la banda de frecuencias producida por un transductor, tal como un micrófono, un manipulador telegráfico u otro dispositivo generador de señales que no es necesario adaptarlo al medio por el que se va a trasmitir.

Conceptos

Ancho de banda de la señal

El ancho de banda representa la velocidad de un canal de transmisión. Sin embargo, en realidad es la cantidad de información que puede transmitirse en un segundo por ese medio de comunicación.

Espectro de una señal

En palabras sencillas representa a cada frecuencia contenida en una señal y su intensidad

Finalidad de la modulación

Tiene como objetivo adaptar la señal que se va a transmitir al canal de comunicaciones.

Se producen dos operaciones:

Modular - Demodular

Métodos de modulación

En general, las modulaciones pueden clasificarse por el tipo de portadora y de información que ésta transporta.

Métodos de modulación

Para las comunicaciones solamente se utilizan las portadoras analógicas.

Las modulaciones con portadoras Digitales e información analógica, se utilizan en el procesamiento de señales, por ejemplo:

Fuentes de alimentación conmutadas UPS Adquisición de datos analógicos, etc.

El último grupo Portadora e Información Digital, se utilizan en codificación digital.

Modulación de Amplitud (AM)

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.

Señal Moduladora (fm) Señal Portadora (fp)

Modulación de Amplitud (AM)

La Modulación en Amplitud consiste modular la amplitud de la onda portadora con la amplitud de la onda moduladora. La señal que obtenemos después de una modulación en amplitud recibe el nombre de señal modulada. La frecuencia de las oscilaciones de la onda portadora debe ser más elevada que la frecuencia de las oscilaciones de la moduladora.

Señal Modulada (AM)

Modulación de Amplitud (AM)

Para obtener el índice de modulación y el porcentaje de modulación se utilizan las siguientes formulas:

Donde:

Vp es el valor pico de la señal portadora.

Vm el valor pico de la señal moduladora.

Modulación de Amplitud (AM)

m puede variar de 0% a 100% sin que exista distorsión, si se permite que el porcentaje de modulación se incremente más allá del 100% se producirá distorsión por sobre-modulación, lo cuál da lugar a la presencia de señales de frecuencias no deseadas.

Potencia de señal modulada

Como la amplitud máxima de cada banda lateral está dada por:

Y teniendo en cuenta que la potencia es proporcional al cuadrado de la tensión, resulta que la potencia de la señal modulada será:

Para tener la igualdad en la última expresión debemos considerar las potencias en lugar de las tensiones.

Si se modula al 100% resulta m=1 y por lo tanto la potencia de la señal modulada será igual a 3/2 de la potencia de la portadora.

Se trasmite solo una de las bandas eliminando la otra y la portadora.Dispone de toda la potencia del trasmisor o, si se prefiere se necesita menos potencia para la trasmisión, por que se ahorra la correspondiente portadora y a la otra banda. Solo se necesita la mitad de ancho de banda que en DBL.

Doble banda lateral (DBL)Modulación en amplitud con potadora suprimida

Mezclador

En telecomunicaciones, un mezclador es un circuito no lineal variante con el tiempo o un dispositivo capaz de mezclar dos señales de entrada, de frecuencias diferentes, produciendo a su salida una mezcla de señales de diferentes frecuencias igual a una combinación lineal de las dos frecuencias de entrada:

Parámetros de los mezcladores

El mezclador lo podemos considerar como una red de tres puertos y en cada puerto se aplica una señal:

• Puerto de señal (RF)

• Puerto de oscilador local (OL)

• Puerto de frecuencia intermedia (FI)

Parámetros de los mezcladores

Hay varios parámetros de los mezcladores que definen sus propiedades y comportamiento cuando se implementan en un circuito de comunicaciones:

• Frecuencia de trabajo

• Ganancia/Perdidas de conversión

• Aislamiento (Isolation)

• Compresión de la ganancia

• Adaptación en los puertos

• Factor de ruido

Frecuencia de trabajo

Como frecuencia de trabajo se entiende aquellos intervalos de frecuencia de las señales de RF(Radio Frecuencia), OL (Oscilador Local) y FI (Frecuencia Intermedia) en los que el mezclador puede trabajar.

Ganancia/Perdidas de conversión

La ganancia de conversión (gain) sucede cuando la potencia de la señal de salida es mayor que la potencia de la señal de entrada (mezclador activo).

Las perdidas de conversión (loss) suceden cuando la potencia de la señal de salida es inferior a la potencia de la señal de entrada (mezclador pasivo). Se observa que cuando hay perdidas, la cantidad resultante será negativa.

Aislamiento (Isolation)

En un mezclador real el aislamiento entre los puertos de este no es infinito, por este motivo en la salida de cada puerto aparece parte de la señal de los otros dos. Se pueden definir los aislamientos como las perdidas que sufre una señal al pasar de una puerta a otra sin conversión. Su medida es en dB.

Comprensión de ganancia

En los mezcladores activos la ganancia de conversión tiene un comportamiento lineal pero conforme la potencia de entrada se incrementa esta ganancia entrara en compresión y finalmente en saturación.