¿QUE ES MODULACION?Conjunto de técnicas 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, protegiéndola de posibles interferencias y ruidos.Básicamente, la modulación consiste en hacer que un parámetro de la onda portadora cambie de valor de acuerdo con las variaciones de la señal modulada, que es la información que queremos transmitir.

OTRAS DEFINICIONES

“ Muchas señales de entrada no pueden ser enviadas directamente hacia el canal, como vienen del transductor. Para eso se modifica una onda portadora, cuyas propiedades se adaptan mejor al medio de comunicación en cuestión, para representar el mensaje”.“ La modulación es la alteración sistemática de una onda portadora de acuerdo con el mensaje (señal modulada) y puede ser también una codificación”.“ Las señales de banda base producidas por diferentes fuentes de información no son siempre adecuadas para la transmisión directa a través de un canal dado. Estas señales son en ocasiones fuertemente modificadas para facilitar su transmisión”.

EJEMPLO DE MODULACION

En la figura, se puede observar que la señal portadora es modificada basándose en la amplitud de la señal moduladora y la señal resultante es la que se muestra en el lado derecho de la figura.

Los parámetros o magnitudes fundamentales de una señal analógica son:

Amplitud FrecuenciaFase

TIPOS DE MODULACIÓN

Existen básicamente dos tipos de modulación: La modulación ANALÓGICA, que se realiza a partir de

señales analógicas de información, por ejemplo la voz humana, audio y video en su forma eléctrica y la modulación DIGITAL, que se lleva a cabo a partir de señales generadas por fuentes digitales, por ejemplo una computadora.

Modulación Análoga

ANALÓGICO

La modulación ANALÓGICA, que se realiza a partir de señales analógicas de información, por ejemplo la voz humana, audio y video

en su forma eléctrica

Modulación en 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.

1. CONTINUA :

Modulación en Frecuencia (FM): Es el caso de modulación donde tanto las señales de transmisión como las señales de datos son analógicas. 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 en Fase (PM) : 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 .

Modulación por Amplitud de Pulsos (PMA): Es la más sencilla de las modulaciones digitales. Consiste en cambiar la amplitud de una señal, de frecuencia fija, en función del símbolo a transmitir. Esto puede conseguirse con un amplificador de ganancia variable o seleccionando la señal de un banco de osciladores.

Modulación por Anchura de Pulso (PWM ): De una señal o fuente de energía es una técnica en la que se modifica el ciclo de trabajo de una señal periódica (por ejemplo sinusoidal o cuadrada) ya sea para transmitir información a través de un canal de comunicaciones o control de la cantidad de energía que se envía a una carga.

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Modulación por Posición de Pulso (PPM ): Es un tipo de modulación en la cual una palabra de M bits es codificada por la transmisión de un único pulso que puede encontrarse en alguna de las 2M posiciones posibles. Si esto se repite cada T segundos, la tasa de transmisión es de M/T bits por segundo. Este tipo de modulación se usa principalmente en sistemas de comunicación óptica, donde tiende a haber poca o ningún tipo de interferencia por caminos múltiples.

Modulación Análoga

DIGITALUn módem comparte interfaz con la red telefónica y el DTE. La comunicación con el DTE se hace en forma binaria, pero para poder transmitir ésta información a través de un medio como una línea telefónica, se debe hacer una modulación, ya que las señales en la línea telefónica son de tipo analógicas.

En un sistema de transmisión digital, la información de la fuenteoriginal puede ser en forma digital o analógica. Si está en formaanalógica, tiene que convertirse a pulsos digitales, antes de latransmisión y convertirse de nuevo a la forma analógica, en el extremo de recepción. En un sistema de radio digital, la señal de entrada modulada y la sedal de salida demodulada, son pulsos digitales.

Modulación en amplitud (ASK): La técnica de modulación en amplitud utiliza variaciones de la amplitud de la onda portadora para que haciéndolo según la cadencia de la señal digital, posibilite la transmisión de información.

En la modulación en amplitud un 1 binario se representa por una onda sinusoidal de amplitud A dada, mientras que un 0 binario está representado por una señal con amplitud menor que A. Nótese que el resto de los parámetros que definen la onda sinusoidal −frecuencia y fase− permanecen inalterados en el proceso de modulación.

La modulación en amplitud no suele emplearse aisladamente, pues presenta serios problemas de distorsión y de potencia. Normalmente, se utiliza en conjunción con la modulación de fase, aumentando así la eficacia del proceso.

Modulación por Desviación de Frecuencia (FSK): Se modifica la frecuencia, esto es se utilizan distintos valores de frecuencia de la portadora para representas los bits de la señal. Este método se utiliza bastante en modems de baja velocidad (normalmente hasta 1200 BPS), dado que es sencillo y con una inmunidad al ruido relativamente buena

Modulación por Desviación de Fase PSK: Consiste en un procedimiento de la onda portadora en función de un bit de dato (0 , 1). Un bit 0 corresponde a la fase 0; en cuanto al bit 1, corresponde a la fase. Por tanto, este ángulo está asociado con un dato al ser transmitido y con una técnica de codificación usada para representar un bit.

CODIFICACIÒN

La codificación es el último de los procesos que tiene lugar durante la conversión analógica-digitalProcesos de la conversión A/D.

Consiste en la traducción de los valores de tensión eléctrica analógicos que ya han sido cuantificados (ponderados) al sistema binario, mediante códigos preestablecidos. La señal analógica va a quedar transformada en un tren de impulsos digital (sucesión de ceros y unos). La codificación que se realiza mediante el sistema binario está basada en el álgebra de Boole.

Codificación de Las señales digitales

Para optimizar la transmisión, la señal debe ser codificada

de manera de facilitar su transmisión en un medio físico

Codificación digital unipolar

La codificación unipolar usa una sola polaridad, codificando únicamente uno de los estados binarios, el 1, que toma una polaridad positiva o negativa. El otro estado, normalmente el 0, se representa por 0 voltios, es decir, la línea ociosa.

Codificación digital polar

La codificación polar utiliza dos niveles de voltaje, positivo y negativo.

2. NRZ (No retorno a cero)3. RZ (Retorno a cero)4. Bifase (autosincronizados

Codificación NRZ

Es el primer sistema de codificación y también el más simple. Consiste en la transformación de 0 en -X y de 1 en +X, lo que resulta en una codificación bipolar en la que la señal nunca es nula. Como resultado, el receptor puede determinar si la señal está presente o no.

El nivel de la señal es siempre positivo o negativo. Los dos métodos más utilizados son:

3. NRZ-L (Non Return to Zero-L): Un voltaje positivo significa que el bit es un ‘0’, y un voltaje negativo que el bit es un ‘1’.

4. NRZ-I (Non Return to Zero, Invert on ones): En esta codificación el bit ‘1’ se representa con la inversión del nivel de voltaje. Lo que representa el bit ‘1’ es la transición entre un voltaje positivo y un voltaje negativo, o al revés, no los voltajes en sí mismos. Un bit ‘0’ no provoca un cambio de voltaje en la señal. Así pues, el nivel de la señal no solo depende del valor del bit actual, sino también del bit anterior.

RZ (Retorno a cero)

Utiliza tres valores: positivo, negativo y cero. Un bit ‘1’ se representa por una transición de positivo a cero y un bit ‘0’ se representa con la transición de negativo a cero, con retorno de voltaje 0 en mitad del intervalo.

CODIFICACION RZCODIFICACION RZ

Bifase (autosincronizados)En este método, la señal cambia en medio del intervalo del bit, pero no retorno a cero, sino que continua el resto del intervalo en el polo opuesto. Hay dos tipos de codificación Bifase:

Manchester: Una transición de polaridad de positiva a negativa representa el valor binario ‘0’, y una transición de negativa a positiva representa un ‘1’.

Manchester Diferencial: Necesita dos cambios de señal para representar el bit ‘0’, pero solo ‘1’ para representar el bit ‘1’. Es decir, una transición de polaridad inversa a la del bit previo, para representar el '0' y una transición igual para el '1'.

Codificación digital bipolarLa Codificación Digital Bipolar, utiliza tres valores:-Positivo-Negativo-Cero

El nivel de voltaje cero se utiliza para representar un bit "cero". Los bits "uno" se codifican como valores positivo y negativo de forma alternada. Si el primer "uno" se codifica con una amplitud positiva, el segundo lo hará con una amplitud negativa, el tercero positiva y así sucesivamente. Siempre se produce una alternancia entre los valores de amplitud para representar los bits "uno", aunque estos bits no sean consecutivos.

Hay 3 tipos de codificación Bipolar:

AMI ("Alternate Mark Inversión")AMI ("Alternate Mark Inversión")

B8ZS (Bipolar 8-Zero Substitution)B8ZS (Bipolar 8-Zero Substitution)

HDB3 (High Density Bipolar 3)HDB3 (High Density Bipolar 3)

DESCODIFICADOREs un circuito combinacional, cuya función es inversa a la del codificador, esto es, convierte un código binario de entrada (natural, BCD, etc.) de N bits de entrada y M líneas de salida (N puede ser cualquier entero y M es un entero menor o igual a 2N), tales que cada línea de salida será activada para una sola de las combinaciones posibles de entrada. Estos circuitos, normalmente, se suelen encontrar como decodificador / demultiplexor. Esto es debido a que un demultiplexor puede comportarse como un decodificador.

Si por ejemplo tenemos un decodificador de 2 entradas con 22=4 salidas, en el que las entradas, su funcionamiento sería el que se indica en la siguiente tabla, donde se ha considerado que las salidas se activen con un "uno" lógico:

DECODIFICADOR

Decodificador básico de dos entradas y cuatro salidascontruido a partir de compuertas NAND

Decodificador de cuatro entradas y siete salidas del tipo no excitado 

Típica aplicación de un decodificador conectado a un LED

Aplicaciones del Decodificador

Su función principal es la de direccionar espacios de memoria. Un decodificador de N entradas puede direccionar 2N espacios de memoria.Para poder direccionar 1kb de memoria necesitaría 10 bits, ya que la cantidad de salidas seria 210, igual a 1024.De esta manera: Con 20 bits => 220 = 1Mb; Con 30 bits => 230 = 1Gb, etc