Modulacion Analogica

Modulación analógica.

Es el proceso de modificar una señal de alta frecuencia de acuerdo a una señal de señal de frecuencia baja., Con el objeto de transmitir datos (texto, voz,audio, video). Estas dos señales pasan a través de un dispositivo modulador, resultando en una señal combinada.La señal de frecuencia baja ( 7khz-30 kHz) recibe el nombre de señal pasa banda o señal moduladora,la señal de alta frecuencia( 3- 30 GHZ), recibe el nombre de frecuencia portadora o simplemente portadora. La señal resultante, después de pasar por el modulador recibe el nombre de señal modulada

Existen tres tipos básico de modulación (para datos analógicos y señales analógicas) que son: Modulación en Amplitud (Amplitude Modulation - AM Modulación en Frecuencia ( Modulation FM ) y Modulación en Fase(Modulation - PM ).La modulación se realiza en el transmisor. la señal modulada resultante es enviada al receptor. En el receptor se realiza el proceso de

Demodulación , el cual consiste en remover la frecuencia portadora de la señal modulada, recuperando la señal original (los datos).

TÉCNICAS DE MODULACIÓN ANALÓGICA

La amplia naturaleza de las señales analógicas es evidente, cualquier forma de onda está disponible con toda seguridad en el ámbito analógico, nos encontramos con una onda original y una distorsión de la que tenemos que identificar la onda original de la distorsionada.

• PCM, Modulación por Codificación de Pulsos

Se basa como la anterior en el teorema de muestreo: “ Si una señal f(t) se muestrea a intervalos regulares de tiempo con una frecuencia mayor que el doble de la frecuencia significativa más alta de la señal, entonces las muestras así obtenidas contienen toda la información de la señal original En el receptor, este proceso se invierte, pero por supuesto se ha perdido algo de información al codificar, por lo que la señal obtenida no es exactamente igual que la original (se le ha introducido ruido de cuantización). Codificación Analógica - Digital Este tipo de codificación es la representación de información analógica en una señal digital. Por ejemplo para grabar la voz de un cantante sobre un CD se usan se usan significados digitales para grabar la información analógica. Para hacerlos, se debe de reducir el nº infinito potencial posible de valores en un mensaje analógico de modo que puedan ser representados como una cadena digital con un mínimo de información Codificación analógica - digital En la codificación analógica - digital, estamos representando la información contenida a partir de una serie de pulsos digitales (1s ó 0s).

• Modulación de amplitud de pulso (PAM)

El primer paso en la codificación analógica - digital se llama PAM. Esta técnica recoge información análoga, la muestra (ó la prueba), y genera una serie de pulsos basados en los resultados de la prueba En PAM, la señal original se muestra a intervalos iguales PAM usa una técnica llamada probada y tomada. En un momento dado el nivel de la señal es leído y retenido brevemente. PAM sea ineficaz en comunicaciones es por que aunque traduzca la forma actual de la onda a una serie de pulsos, siguen teniendo amplitud todavía señal analógica y no digital. Para hacerlos digitales, se deben de modificar usando modulación de código de pulso (PCM) Modulación PCM PCM modifica los pulsos creados por PAM para crear una señal completamente digital. Para hacerlo, PCM, en primer lugar, cuantifica los pulsos de PAM. La cuantificación es un método de asignación de los valores íntegros a un rango

Los dígitos binarios son transformados en un señal digital usando una de las técnicas de codage digital-digital. PCM se construye actualmente a través de 4 procesos separados: PAM, cuantificación, codage digital-digital.

TECNICAS DE MODULACION DIGITAL

El término comunicaciones digitales abarca un área extensa de técnicas decomunicaciones, incluyendo transmisión digital y radio digital. La transmisióndigital es la transmisión de pulsos digitales, entre dos o más puntos, de un sistemade comunicación.El radio digital es la transmisión de portadoras analógicas moduladas, enforma digital, entre dos o más puntos de un sistema de comunicación. Los sistemasde transmisión digital requieren de un elemento físico, entre el transmisor y elreceptor, como un par de cables metálicos, un cable coaxial, o un cable de fibraóptica. En los sistemas de radio digital, el medio de transmisión es el espacio libreo la atmósfera de la Tierra.En un sistema de transmisión digital, la información de la fuente originalpuede ser en forma digital o analógica. Si está en forma analógica, tiene queconvertirse a pulsos digitales, antes de la transmisión y convertirse de nuevo a laforma analógica, en el extremo de recepción. En un sistema de radio digital, laseñal de entrada modulada y la sedal de salida demodulada, son pulsos digitales.

Modulación por desplazamiento de amplitud

La modulación por desplazamiento de amplitud, en inglés Amplitude-shift keying (ASK), es una forma de modulación en la cual se representan los datosdigitales como variaciones de amplitud de la onda portadora.La amplitud de una señal portadora análoga varía conforme a la corriente debit (modulando la señal), manteniendo la frecuencia y la fase constante. El nivel deamplitud puede ser usado para representar los valores binarios 0s y 1s. Podemospensar en la señal portadora como un interruptor ON/OFF. En la señal modulada,el valor lógico 0 es representado por la ausencia de una portadora, así que daON/OFF la operación de pulsación y de ahí el nombre dado.Como la modulación AM, ASK es también lineal y sensible al ruidoatmosférico, distorsiones, condiciones de propagación en rutas diferentes en PSTN,etc. Esto requiere la amplitud de banda excesiva y es por lo tanto un gasto deenergía. Tanto los procesos de modulación ASK como los procesos dedemodulación son relativamente baratos. La técnica ASK también es usadacomúnmente para transmitir datos digitales sobre la fibra óptica.La forma más simple y común de ASK funciona como un interruptor queapaga/enciende la portadora, de tal forma que la presencia de portadora indica un1 binario y su ausencia un 0. Este tipo de modulación por desplazamiento on-off esel utilizado para la transmisión de código Morse por radiofrecuencia, siendoconocido el método como operación en onda continua.

Modulación por desplazamiento de frecuencia

La Modulación por desplazamiento de frecuencia o FSK, (Frequency Shift Keying) es una técnica de transmisión digital de información binaria (ceros y unos)utilizando dos frecuencias diferentes. La señal moduladora solo varía entre dos valores de tensión discretos formando un tren de pulsos donde un cero representa un "1" o "marca" y el otro representa el "0" o "espacio".En la modulación digital, a la relación de cambio a la entrada del modulador se le llama bit-rate y tiene como unidad el bit por segundo (bps).A la relación de cambio a la salida del modulador se le llama baud-rate. Enesencia el baud-ratees la velocidad o cantidad de símbolos por segundo.En FSK, el bit rate =baud rate . Así, por ejemplo, un 0 binario se puedere presentar con una frecuencia f 1, y el 1 binario se representa con una frecuencia distinta f 2 .El módem usa un VCO, que es un oscilador cuya frecuencia varía en función del voltaje aplicado.

CONVERSION ANALOGICO-DIGITAL (ADC, Analogic to Digital Conversion)

La conversión Analógico-Digital consta de varios procesos:

• Muestreo

• Cuantización

• Codificación

Muestreo

Toda la tecnología digital (e.g. audio, video) está basado en la técnica de muestreo (sampling en inglés). En música, cuando una grabadora digital toma una muestra, básicamente toma una fotografía fija de la forma de onda y la convierte en bits, los cuales pueden ser almacenados y procesados. Comparado con la grabación analógica, la cual está basada en registros de voltaje como patrones de magnetización en las partículas de óxido de la cinta magnetica. El muestreo digital convierte el voltaje en números (0s y 1s) los cuales pueden ser fácilmente representados y vueltos nuevamente a su forma original.

Razón de muestreo

La frecuencia de muestreo de una señal en un segundo es conocida como razón de muestreo medida en Hertz (Hz).

1 Hz = 1/seg

La razón de muestreo determina el rango de frecuencias [ANCHI DE BANDA] de un sistema. A mayores razones de muestreo, habrá más calidad o precisión.

Por ejemplo en audio digital se usan las siguientes razones de muestreo:

24,000 = 24 kHz - 24,000 muestras por segundo. Una muestra cada 1/24,000 de segundo.

30,000 = 30 kHz - 30,000 muestras por segundo. Una muestra cada 1/30,000 de segundo.

44,100 = 44.1 kHz - 44,100 muestras por segundo. Una muestra cada 1/44,000 de segundo.

48,000 = 48 kHz - 48,000 muestras por segundo. Una muestra cada 1/48,000 de segundo.

Una señal de audio muestreada a 48 KHz tiene una mejor calidad [el doble], que una señal muestrueada a 24 KHz. Pero, una señal muestreada a 48 KHz, ocuparía el doble del ancho de banda que la de 24 KHz. Por lo que si queremos mayor calidad, lo perdemos en ancho de banda. Cuando bajan archivos en Internet MP3 por ejemplo, éstos tienen diferentes calidades, un archivo MP3 de mejor calidad, ocupará mayor espacio en disco...

La calidad de un disco compacto [CD] equivale un muestreo de 44.1 KHz a 16 bits, éste es el

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