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Sistemas de Modulacin

ContenidosArtculos

Modulacin (telecomunicacin) 1

Modulacin en funcin del parmetro sobre el que se acte. 3Amplitud Modulada 3Frecuencia modulada 6Modulacin de fase 10Modulacin en banda lateral nica 13Modulacin de banda lateral vestigial 14Modulacin de amplitud en cuadratura 14Multiplexacin por Divisin de Frecuencias Ortogonales 16Modulacin por longitud de onda 18Modulacin en anillo 19

Tcnicas de modulacin por impulsos 20Modulacin por impulsos codificados 20Modulacin por ancho de pulsos 22Modulacin por amplitud de pulsos 24Modulacin por posicin de pulso 25

Tipos de modulacin por desplazamiento 26Modulacin por desplazamiento de amplitud 26Modulacin por desplazamiento de frecuencia 28Modulacin por desplazamiento de fase 29Modulacin por desplazamiento de amplitud y fase 33

ReferenciasFuentes y contribuyentes del artculo 34Fuentes de imagen, Licencias y contribuyentes 35

Licencias de artculosLicencia 36

Modulacin (telecomunicacin) 1

Modulacin (telecomunicacin)

de baja frecuencia (arriba) puede ser transportado poruna onda de radio AM (vara la amplitud) o FM (vara

la frecuencia).

modulacin engloba el conjunto de tcnicas para transportar informacin

sobre una onda portadora, tpicamente una onda sinusoidal. Estas

tcnicas permiten un mejor aprovechamiento del canal de comunicacin lo

que posibilita transmitir ms informacin en forma simultnea,

protegindola de posibles interferencias y ruidos.

Bsicamente, la modulacin consiste en hacer que un parmetro dela onda portadora cambie de valor de acuerdo con las variacionesde la seal moduladora, que es la informacin que queremostransmitir.

Dependiendo del parmetro sobre el que se acte, tenemos losdistintos tipos de modulacin: Modulacin en doble banda lateral (DSB)

Modulacin de amplitud (AM) Modulacin de fase (PM) Modulacin de frecuencia (FM) Modulacin banda lateral nica (SSB, BLU) Modulacin de banda lateral vestigial (VSB, VSB-AM, BLV) Modulacin de amplitud en cuadratura (QAM) Modulacin por divisin ortogonal de frecuencia (OFDM), tambin conocida como 'Modulacin por multitono

discreto' (DMT) Modulacin por longitud de onda Modulacin en anilloCuando la OFDM se usa en conjuncin con tcnicas de codificacin de canal, se denomina Modulacin por divisinortogonal de frecuencia codificada (COFDM).Tambin se emplean tcnicas de modulacin por impulsos, pudiendo citar entre ellas: Modulacin por impulsos codificados (PCM) Modulacin por anchura de pulsos (PWM) Modulacin por duracin de pulsos (PDM) Modulacin por amplitud de pulsos (PAM) Modulacin por posicin de pulsos (PPM)Cuando la seal es una indicacin simple on-off a baja velocidad, como una transmisin en cdigo Morse oradioteletipo (RTTY), la modulacin se denomina manipulacin, modulacin por desplazamiento, as tenemos: Modulacin por desplazamiento de amplitud (ASK) Modulacin por desplazamiento de frecuencia (FSK) Modulacin por desplazamiento de fase (PSK) Modulacin por desplazamiento de amplitud y fase (APSK o APK)La transmisin de radioteletipo (RTTY) puede ser considerada como una forma simple de Modulacin por impulsoscodificadosCuando se usa el cdigo Morse para conmutar on-off la onda portadora, no se usa el trmino 'manipulacin deamplitud', sino operacin en onda continua (CW).

Modulacin (telecomunicacin) 2

La modulacin se usa frecuentemente en conjuncin con varios mtodos de acceso de canal. Otras formas demodulacin ms complejas son (PSK),(QAM),(I/Q),(QFSK),etc.

Vase tambin Modulador Transmodulador

3Modulacin en funcin del parmetro sobreel que se acte.

Amplitud ModuladaAmplitud modulada (AM) o modulacin de amplitud es un tipo de modulacin lineal que consiste en hacer variarla amplitud de la onda portadora de forma que esta cambie de acuerdo con las variaciones de nivel de la sealmoduladora, que es la informacin que se va a transmitir.AM es el acrnimo de Amplitude Modulation (Amplitud modulada), la cual consiste en modificar la amplitud de unaseal de alta frecuencia, denominada portadora, en funcin de una seal de baja frecuencia, denominada moduladora,la cual es al seal que contiene la informacin que se desea transmitir. Entre los tipos de modulacin AM seencuentra la modulacin de doble banda lateral con portadora (DSBFC).

Una seal (arriba) puede ser transportada en una onda AMo FM.

Aplicaciones tecnolgicas de la AM

Una gran ventaja de AM es que su demodulacin es muysimple y, por consiguiente, los receptores son sencillos ybaratos; un ejemplo de esto es la radio a galena. Otras formasde AM como la modulacin por Banda lateral nica o la DobleBanda Lateral son ms eficientes en ancho de banda o potenciapero en contrapartida los receptores y transmisores son mscaros y difciles de construir, ya que adems debern reinsertarla portadora para conformar la AM nuevamente y poderdemodular la seal trasmitida.

La AM es usada en la radiofona, en las ondas medias, ondas cortas, e incluso en la VHF: es utilizada en lascomunicaciones radiales entre los aviones y las torres de control de los aeropuertos. La llamada "Onda Media"(capaz de ser captada por la mayora de los receptores de uso domstico) abarca un rango de frecuencia que va desde550 a 1600 kHz

Amplitud Modulada 4

Representacin matemtica de la modulacin en AM

La seal moduladora, la seal portadora y la seal modulada en AM en susdistintas etapas.

Al considerar la seal moduladora (seal delmensaje) como:

y Seal portadora como:

La ecuacin de la seal modulada en AM es la siguiente:

= Seal modulada = Seal moduladora normalizada con respecto a su amplitud = = ndice de modulacin (suele ser menor que la unidad)= Bsicamente, se trata de multiplicar el mensaje a transmitir x(t) por la portadora cosenoidal y, a su vez, sumarle esaportadora cosenoidal. El espectro en frecuencias de la seal quedar trasladado a radianes por segundo, tanto enla parte positiva del mismo cmo en la negativa, y su amplitud ser, en ambos casos, el producto de la sealmoduladora por la amplitud de la portadora, sumado a la amplitud de la portadora, y dividido por dos. El resultado seaprecia en los enlaces a las siguientes imgenes:

Amplitud Modulada 5

Demodulacin de AMExisten dos posibilidades para la demodulacin de una seal modulada en AM. La primera de ellas, la mssimple, es slo posible en caso de que se cumpla la condicin siguiente:

En este supuesto, la envolvente de la seal modulada, esto es es siempre positiva y para recuperar laseal moduladora es suficiente con un receptor que capte dicha envolvente. Esto se consigue con un simple circuitorectificador con carga capacitiva. As funcionaba la pionera radio de galena.La otra opcin para la demodulacin de la seal modulada en AM es utilizar el mismo tipo de demodulacin que seusa en las otras modulaciones lineales. Se trata del demodulador coherente. Para ello, es necesario conocer lafrecuencia de la portadora y, en ocasiones, tambin la fase, lo que requiere la utilizacin de un PLL (Phase LockLoop). En este otro supuesto, no es necesario que el ndice de modulacin sea menor que la unidad, o lo que es lomismo, no es necesario que la envolvente [1 + mx(t)] sea siempre positiva.El demodulador coherente utiliza la siguiente propiedad matemtica de la funcin coseno:

para multiplicar la funcin por la portadora:

A partir de esto, con un filtro paso-bajo y un supresor de continua, se obtiene la seal x(t).

Potencia de la seal modulada

La amplitud mxima de cada banda lateral est dada por la expresin: y cmo la potencia es proporcional

al cuadrado de la tensin, la potencia de la seal modulada resultar la suma de la potencia de la seal portadora masla potencia de ambas bandas laterales:

Para que la igualdad sea posible debemos tener en cuenta las potencias en lugar de las tensiones:

En el caso de que la modulacin sea al cien por ciento, entonces y por lo tanto la potencia de la sealmodulada ser:

O lo que es lo mismo:

Amplitud Modulada 6

De lo ltimo se desprende que la onda portadora consumir dos tercios de la potencia total, dejando un tercio paraambas bandas laterales.

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Frecuencia modulada

Una seal moduladora (la primera) puede transmitirse modulada enAM (la segunda) o FM (la tercera), entre otras.

En telecomunicaciones, la frecuencia modulada (FM)o modulacin de frecuencia es una modulacin angularque transmite informacin a travs de una ondaportadora variando su frecuencia (contrastando esta conla amplitud modulada o modulacin de amplitud (AM),en donde la amplitud de la onda es variada mientrasque su frecuencia se mantiene constante). Enaplicaciones analgicas, la frecuencia instantnea de laseal modulada es proporcional al valor instantneo dela seal moduladora. Datos digitales pueden serenviados por el desplazamiento de la onda defrecuencia entre un conjunto de valores discretos, unamodulacin conocida como FSK.

La frecuencia modulada es usada comnmente en lasradiofrecuencias de muy alta frecuencia por la altafidelidad de la radiodifusin de la msica y el habla (vase Radio FM). El sonido de la televisin analgica tambines difundido por medio de FM. Un formulario de banda estrecha se utiliza para comunicaciones de voz en la radiocomercial y en las configuraciones de aficionados. El tipo usado en la radiodifusin FM es generalmente llamadoamplia-FM o W-FM (de la siglas en ingls "Wide-FM"). En la radio de dos vas, la banda estrecha o N-FM (de lasiglas en ingls "Narrow-FM") es utilizada para ahorrar banda estrecha. Adems, se utiliza para enviar seales alespacio.

La frecuencia modulada tambin se utiliza en las frecuencias intermedias de la mayora de los sistemas de vdeoanalgico, incluyendo VHS, para registrar la luminancia (blanco y negro) de la seal de video. La frecuenciamodulada es el nico mtodo factible para la grabacin de video y para recuperar de la cinta magntica sin ladistorsin extrema, como las seales de vdeo con una gran variedad de componentes de frecuencia - de unos pocoshercios a varios megahercios, siendo tambin demasiado amplia para trabajar con equalisers con la deuda al ruidoelectrnico debajo de -60 dB. La FM tambin mantiene la cinta en el nivel de saturacin, y, por tanto, acta comouna forma de reduccin de ruido del audio, y un simple corrector puede enmascarar variaciones en la salida de lareproduccin, y que la captura del efecto de FM elimina a travs de impresin y pre-eco. Un piloto de tono continuo,si se aade a la seal - que se hizo en V2000 o video 2000 y muchos formatos de alta banda - puede mantener eltemblor mecnico bajo control y ayudar al tiempo de correccin.Dentro de los avances ms importantes que se presentan en las comunicaciones, el mejoramiento de un sistema de transmisin y recepcin en caractersticas como la relacin seal ruido, sin duda es uno de los ms importantes, pues permite una mayor seguridad en las mismas. Es as como el paso de Modulacin en Amplitud (A.M.), a la Modulacin en Frecuencia (F.M.), establece un importante avance no solo en el mejoramiento que presenta la relacin seal ruido, sino tambin en la mayor resistencia al efecto del desvanecimiento y a la interferencia, tan

Frecuencia modulada 7

comunes en A.M.La frecuencia modulada tambin se utiliza en las frecuencias de audio para sintetizar sonido. Est tcnica, conocidacomo sntesis FM, fue popularizada a principios de los sintetizadores digitales y se convirti en una caractersticaestndar para varias generaciones de tarjetas de sonido de computadoras personales.

Aplicaciones en radioDentro de las aplicaciones de F.M. se encuentra la radio, en donde los receptores emplean un detector de FM yexhiben un fenmeno llamado efecto de captura, en donde el sintonizador es capaz de recibir la seal ms fuerte delas que transmiten en la misma frecuencia. Sin embargo, la falta de selectividad por las desviaciones de frecuenciacausa que una seal sea repentinamente tomada por otra de un canal adyacente. Otra de las caractersticas quepresenta F.M., es la poder transmitir seales estereofnicas, y entre otras de sus aplicaciones se encuentran latelevisin, como sub-portadora de sonido; en micrfonos inalmbricos; y como ayuda en navegacin area.

Un ejemplo de modulacin de frecuencia. Eldiagrama superior muestra la seal moduladorasuperpuestas a la onda portadora. El diagramainferior muestra la seal modulada resultante.

Edwin Armstrong present su estudio: "Un Mtodo de reduccin deMolestias en la Radio Mediante un Sistema de Modulacin deFrecuencia", que describi por primera vez a la FM, antes de que laseccin neoyorquina del Instituto de Ingenieros de Radio el 6 denoviembre de 1935. El estudio fue publicado en 1936.[1]

La FM de onda larga (W-FM) requiere un mayor ancho de banda quela modulacin de amplitud para una seal moduladora equivalente,pero a su vez hace a la seal ms resistente al ruido y la interferencia.La modulacin de frecuencia es tambin ms resistente al fenmenodel desvanecimiento, muy comn en la AM. Por estas razones, la FMfue escogida como el estndar para la transmisin de radio de altafidelidad, resultando en el trmino "Radio FM" (aunque por muchosaos la BBC la llam "Radio VHF", ya que la radiodifusin en FM usauna parte importante de la banda VHF).

Los receptores de radio FM emplean un detector para seales FM yexhiben un fenmeno llamado efecto de captura, donde elsintonizador es capaz de recibir la seal ms fuerte de las quetransmitan en la misma frecuencia. Sin embargo, la desviacin defrecuencia o falta de selectividad puede causar que una estacin o sealsea repentinamente tomada por otra en un canal adyacente. La desviacin de frecuencia generalmente constituy unproblema en receptores viejos o baratos, mientras que la selectividad inadecuada puede afectar a cualquier aparato.

Una seal FM tambin puede ser usada para transportar una seal estereofnica (vea FM estreo) No obstante, estose hace mediante el uso de multiplexacin y demultiplexacin antes y despus del proceso de la FM. Se componeuna seal moduladora (en banda base) con la suma de los dos canales (izquierdo y derecho), y se aande un tonopiloto a 19 kHz. Se modula a continuacin una seal diferencia de ambos canales a 38 kHz en doble banda lateral, yse le aade a la moduladora anterior. De este modo se consigue compatibilidad con receptores antiguos que no seanestereofnicos, y adems la implementacin del demodulador es muy sencilla.Una amplificacin de conmutacin de frecuencias radiales de alta eficiencia puede ser usada para transmitir sealesFM (y otras seales de amplitud constante). Para una fuerza de seal dada (medida en la antena del receptor), losamplificadores de conmutacin utilizan menos potencia y cuestan menos que un amplificador lineal. Esto le da a laFM otra ventaja sobre otros esquemas de modulacin que requieren amplificadores lineales, como la AM y la QAM.

Frecuencia modulada 8

Otras aplicacionesLa modulacin de frecuencia encuentra aplicacin en gran cantidad de sistemas de comunicacin. Aparte de la FMde radiodifusin, entre 88 y 108 MHz, la separacin entre dos canales adyacentes es de 200 kHz y la desviacin defrecuencia f=75 kHz. la FM se viene utilizando principalmente en las siguientes aplicaciones: Televisin:

Subportadora de sonido: La informacin de sonido modula en frecuencia la subportadora de sonido, queposteriormente se une a las restantes componentes de la seal de TV para modular en AM la portadora delcanal correspondiente y se filtra para obtener la banda lateral vestigial. El sonido NICAM es digital y no sigueeste proceso.

SECAM: El sistema de televisin en color SECAM modula la informacin de color en FM. Micrfonos inalmbricos: Debido a la mayor insensibilidad ante las interferencias, los micrfonos inalmbricos

han venido utilizando la modulacin de frecuencia. Ayudas a la navegacin area. Sistemas como el DVOR (VOR Doppler), simulan una antena giratoria que, por

efecto Doppler, modula en frecuencia la seal transmitida.

Tecnologa

Modulador de FMLa modulacin de una portadora sobre FM, aunque se puede realizar de varias formas, resulta un problema delicadodebido a que se necesitan dos caractersticas contrapuestas: estabilidad de frecuencia y que la seal moduladora varela frecuencia. Por ello, la solucin simple de aplicar la seal moduladora a un oscilador controlado por tensin(VCO) no es satisfactoria. Modulacin del oscilador. En oscilador estable, controlado con un cristal piezoelctrico, se aade un

condensador variable con la seal moduladora (varactor). Eso vara ligeramente la frecuencia del oscilador enfuncin de la seal moduladora. Como la excursin de frecuencia que se consigue no suele ser suficiente, se llevala seal de salida del oscilador a multiplicadores de frecuencia para alcanzar la frecuencia de radiodifusinelegida.

Moduladores de fase. Un modulador de FM se puede modelar exactamente como un modulador de PM con unintegrador a la entrada de la seal moduladora.

Modulador con PLL. Vuelve a ser el VCO, pero ahora su salida se compara con una frecuencia de referenciapara obtener una seal de error, de modo que se tiene una realimentacin negativa que minimiza dicho error. Laseal de error se filtra para que sea insensible a las variaciones dentro del ancho de banda de la seal moduladora,puesto que estas variaciones son las que modulan la salida del VCO. Este mtodo se ha impuesto con la llegadade los PLL integrados ya que ha pasado de ser el ms complejo y costoso a ser muy econmico. Presenta otrasventajas, como es poder cambiar de frecuencia para pasar de un canal a otro y mantiene coherentes todas lasfrecuencias del sistema...

Demodulador de FMTambin es ms complejo que el de AM. Se utilizan sobre todo dos mtodos: Discrimidador reactivo. Se basa en llevar la seal de FM a una reactancia, normalmente bobinas acopladas, de

forma que su impedancia vare con la frecuencia. La seal de salida aparece, entonces, modulada en amplitud y sedetecta con un detector de envolvente. Existan vvulas especficas para esta tarea, consistentes en undoble-diodo-triodo. Los dos diodos forman el detector de envolvente y el triodo amplifica la seal, mejorando larelacin seal/ruido.

Frecuencia modulada 9

Detector con PLL. La seal del PLL proporciona la seal demodulada. Existen muchas variaciones segn laaplicacin, pero estos detectores suelen estar en circuitos integrados que, adems, contienen los amplificadores deRF y frecuencia intermedia. Algunos son una radio de FM completa (TDA7000).

Ecuacin Caracterstica

Ancho de bandaAl contrario que en el caso de Amplitud Modulada, que se concentra en la frecuencia portadora y dos bandaslaterales, el ancho de banda de una seal de FM se extiende indefinidamente, cancelndose solamente en ciertosvalores de frecuencia discretos. Cuando la seal moduladora es una sinusoide el espectro de potencia que se tiene esdiscreto y simtrico respecto de la frecuencia de la portadora, la contribucin de cada frecuencia al espectro de laseal modulada tiene que ver con las funciones de Bessel de primera especie Jn.A travs de la regla de Carson es posible determinar el ancho de banda que se requiere para transmitir una sealmodulada en FM (o PM).

Vase tambin Wikiversidad alberga proyectos de aprendizaje sobre Frecuencia modulada.Wikiversidad Modulacin Televisin Radiodifusin

Referencias[1] Armstrong, E. H.(Mayo de 1936).A Method of Reducing Disturbances in Radio Signaling by a System of Frequency

ModulationProceedings of the IRE.Vol. 24.n. 5.pp.689-740.IRE.

Modulacin de fase 10

Modulacin de faseTipo de modulacin que se caracteriza porque la fase de la onda portadora vara directamente de acuerdo con la sealmodulante, resultando una seal de modulacin en fase.Se obtiene variando la fase de una seal portadora de amplitud constante, en forma directamente proporcional a laamplitud de la seal modulante. La modulacin de fase no suele ser muy utilizada porque se requieren equipos derecepcin ms complejos que los de frecuencia modulada. Adems puede presentar problemas de ambigedad paradeterminar por ejemplo si una seal tiene una fase de 0 o 180.

Definicin matemticaLa ecuacin de una seal modulada en PM es la siguiente:

Donde:

= Seal modulada = Amplitud de la portadora = = ndice de modulacin de fase

Modulacin de fase PSKLa modulacin PSK se caracteriza porque la fase de la seal portadora representa cada smbolo de informacin de laseal moduladora, con un valor angular que el modulador elige entre un conjunto discreto de "n" valores posibles.La modulacin PSK tambin se denomina por desplazamiento debido a los saltos bruscos que la moduladoradigital provoca en los correspondientes parmetros de la portadora.Un modulador PSK representa directamente la informacin mediante el valor absoluto de la fase de la sealmodulada, valor que el demodulador obtiene al comparar la fase de esta con la fase de la portadora sin modular.

Modulacin de fase 11

Imagen modulacin PSK

La seal modulada resultante, responde a la expresin:

Donde:

=longitud =frecuencia =tiempo =representa cada uno de los n valores posibles de la fase, tantos como estados tenga la seal codificada en

banda base multinivel.

Velocidad de sealizacin Velocidad [bps] = Vel[Baudios]*Log2 nDonde : n= # corresponde al nmero de niveles de la seal digital.Nota: la unidad de medida de la velocidad de transmisin es el Baudio.

Modulacin de fase 12

Topics in Modulation techniques

Analog modulation

[[Amplitude modulation |AM] | [[Frequency modulation|FM]] | [[Phase modulation |PM | [[Quadrature amplitude modulation|QAM]]

Digital modulation

ASK | PSK | [[Frequency-shift keying|FSK]] | QAM | OFDM | [[Minimum-shift keying|MSK]]

edit [1]

Dentro del contexto PSK se distinguen dos tipos de modulacin de fase :a) Modulacin PSK.b) Modulacin DPSK. ( Diferencial PSK ).La modulacin PSK consiste en que cada estado de modulacin est dado por la fase que lleva la seal respecto de laoriginal.Mientras tanto, en la modulacin DPSK cada estado de modulacin es codificado por un salto respecto a la fase quetena la seal anterior. Empleando este sistema se garantizan las transiciones o cambios de fase en cada bit, lo quefacilita la sincronizacin del reloj en recepcin. Tcnicamente utilizando el concepto de modulacin PSK , es posibleaumentar la velocidad de transmisin a pesar de los lmites impuestos por el canal telefnico. De aqu entoncesexisten dos tipos de modulacin derivadas del DPSK, que son:a) QPSK ( Quadrature PSK ).b) MPSK ( multiple PSK ).Modulacin QPSK: Consiste en que el tren de datos a transmitir se divida en pares de bits consecutivos llamadosDibits , codificando cada bit como un cambio de fase con respecto al elemento de la seal anterior.Modulacin MPSK: En este caso el tren de datos se divide en grupos de M bits , llamados M-bits, codificando cadasalto de fase con relacin a la fase del tribit que lo precede.La expresin de la seal modulada DPSK responde a la expresin:

Donde:

=Amplitud =frecuencia =tiempo =La fase de la seal modulada. El salto de fase A0 representa cada uno de los n estados que puede adoptar

una seal moduladora cuando se codifica en banda base multinivel.La fase A0 de la seal modulada anterior, es el valor angular de la fase del ltimo elemento de seal que se acaba dtransmitir.

Referencias[1] http:/ / en. wikipedia. org/ w/ index. php?title=Template:Modulation_techniques& action=edit

Modulacin en banda lateral nica 13

Modulacin en banda lateral nicaLa modulacin en banda lateral nica (BLU) o (SSB) (del ingls Single Side Band) es una evolucin de la AM. Labanda lateral unica es muy importante para la rama de la electronica basica ya que permite transmitir seales de radiofrecuencia que otras modulaciones no pueden transmitirEn la transmisin en Amplitud Modulada se gasta la mitad de la energa en transmitir una onda de frecuenciaconstante llamada portadora, y slo un cuarto en transmitir la informacin de la seal moduladora (normalmentevoz) en una banda de frecuencias por encima de la portadora. El otro cuarto se consume en transmitir exactamente lamisma informacin, pero en una banda de frecuencias por debajo de la portadora.Es evidente que ambas bandas laterales son redundantes, bastara con enviar una sola. Y la portadora tampoco esnecesaria.Por medio de filtros colocados en el circuito de transmisin, el transmisor BLU elimina la portadora y una de las dosbandas.El receptor, para poder reproducir la seal que recibe, genera localmente -mediante un oscilador- la portadora notransmitida, y con la banda lateral que recibe, reconstruye la informacin de la seal moduladora original.Un ejemplo de emisor / receptor BLU es el BITX.

Ventajas y desventajas de la BLULa superioridad tecnolgica de la Banda Lateral nica sobre la Amplitud Modulada reside en esa necesidad degastar slo un cuarto de la energa para transmitir la misma informacin. En contrapartida, los circuitos detransmisores y receptores son ms complejos y ms caros.Otra ventaja de esta modulacin sobre la AM estriba en que la potencia de emisin se concentra en un ancho debanda ms estrecho (normalmente 2,4 kilohercios); por lo tanto, es muy sobria en el uso de las frecuencias,permitiendo ms conversaciones simultneas en una banda dada.La modalidad de mayor uso es la USB (banda lateral superior, del ingls Upper Side Band). Por razones histricas,en el servicio de radioaficionados para frecuencias por debajo de 10.7 MHz se transmite slo la banda inferior(LSB), y por encima, slo la banda superior (USB). La LSB tambin se utiliza en algunas comunicaciones marinas.

Banda lateral independienteEn el pasado, cuando se empleaba la Onda Corta para la transmisin de comunicaciones telefnicas, se utilizaba unprocedimiento particular de este tipo de modulacin, denominado banda lateral independiente (BLI).Se basaba en la utilizacin de dos moduladores, que funcionaban con la misma portadora. A cada uno de ellos seaplicaba como seal moduladora dos canales telefnicos previamente multiplexados en frecuencia.Finalmente, de los productos de modulacin de un modulador se seleccionaba la banda lateral superior y del otro labanda lateral inferior y se suprima la portadora. Con ello se enviaba al transmisor la informacin correspondiente acuatro canales telefnicos (2 por cada banda lateral).

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Modulacin de banda lateral vestigial 14

Modulacin de banda lateral vestigialLa modulacin de banda lateral vestigial, en ingls Vestigial Side Band (VSB), es una modulacin lineal queconsiste en filtrar parcialmente una de las dos bandas laterales resultantes de una modulacin en doble banda lateralo de una modulacin AM.Esta modulacin se utiliza en la transmisin de la componente de luminancia en los sistemas PAL, SECAM y NTSCde televisin analgica. La banda lateral que es parcialmente filtrada constituye un vestigio de la banda lateraloriginal y porta habitualmente del 5% al 10% de la potencia total transmitida, mejorando la relacin seal a ruido enlas bajas frecuencias de la seal moduladora.Las principales ventajas de este sistema son: Ocupa menor ancho de banda que la modulacin en AM de Doble Banda Lateral DSB-LC Puede ser demodulada usando demoduladores sncronos de AM No requiere de filtros tan abruptos (filtros mas realizables en la realidad)

Modulacin de amplitud en cuadraturaEs una tcnica de modulacin digital avanzada que transporta datos, mediante la modulacin de la seal portadora deinformacin tanto en amplitud como en fase. Esto se consigue modulando una misma portadora, desfasando 90 lafase y la amplitud.La seal modulada en QAM est compuesta por la suma lineal de dos seales previamente moduladas en DBL-PS(Doble Banda Lateral - con Portadora Suprimida)Se asocian a esta tecnologa aplicaciones tales como:

Modems telefnicos para velocidades superiores a los 2400bps. Transmisin de seales de televisin, microondas, satlite (datos a alta velocidad por canales con ancho de

banda restringido). Modulacin TCM (Trellis Coded Modulation), que consigue velocidades de transmisin muy elevadas

combinando la modulacin con la codificacin de canal. Mdems ADSL que trabajan en el bucle de abonado, a frecuencias situadas entre 24KHz y 1104KHz,

pudiendo obtener velocidades de datos de hasta 9Mbps, modulando en QAM diferentes portadoras.

FuncionamientoLa modulacin QAM consiste en modular por desplazamiento en amplitud (ASK) de forma independiente, dosseales portadoras que tienen la misma frecuencia pero que estn desfasadas entre s 90. La seal modulada QAMes el resultado de sumar ambas seales ASK. Estas pueden operar por el mismo canal sin interferencia mutua porquesus portadoras al tener tal desfase, se dice que estn en cuadratura.La ecuacin matemtica de una seal modulada en QAM es:

Las amplitudes de las dos seales moduladas en ASK (a y b), toman de forma independiente los valores discretosy correspondientes al total de los N estados de la seal moduladora codificada en banda base multinivel,

segn la ecuacin N= n * m.Una modulacin QAM se puede reducir a la modulacin simultnea de amplitud y fase deuna nica portadora, pero slo cuando los estados de amplitud y de fase que esta dispone, mantienencon las amplitudes de las portadoras originales y la relaciones que se indican:

Modulacin de amplitud en cuadratura 15

donde y estn moduladas en ASK, esta modulada en ASK yes una expresin modulada en PSK

Estas expresiones se deducen fcilmente a partir de las siguientes:

donde:

La inmunidad que tiene la seal modulada en cuanto a las perturbaciones y al ruido de la lnea, es mayor cuanto msseparados estn los puntos del diagrama de estados. Se trata, pues, de buscar una "constelacin" de puntos, enanaloga con la astronoma, con unas coordenadas de amplitud y fase que hagan mxima la separacin entre ellos.

Ejemplos de modulacin en amplitud en cuadratura

16-QAM (Modulacin de amplitud en cuadratura de 16 estados)Cada flujo de datos se divide en grupos de cuatro bits, y a su vez en subgrupos de 2 bits, codificando cada bit en 4estados o niveles de amplitud y fase de las portadoras.

16-QAM

N-QAM

Cada bit se codifica en estados o niveles de amplitud y fase delas portadoras.

Enlaces externos

How imperfections affect QAM constellation [1]

QAM Gua completa [2]

Modulacion QAM [3]

Vase tambin

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APSK PSK ASK

Modulacin de amplitud en cuadratura 16

Referencias[1] http:/ / www. blondertongue. com/ QAM-Transmodulator/ QAM_defined. php[2] http:/ / www. cinit. org. mx/ articulo. php?idArticulo=10[3] http:/ / bips. bi. ehu. es/ ~inma/ psc/ tema3. pdf

Multiplexacin por Divisin de FrecuenciasOrtogonalesLa Multiplexacin por Divisin de Frecuencias Ortogonales, en ingls Orthogonal Frequency DivisionMultiplexing (OFDM), tambin llamada modulacin por multitono discreto, en ingls Discrete MultitoneModulation (DMT), es una modulacin que consiste en enviar un conjunto de ondas portadoras de diferentesfrecuencias, donde cada una transporta informacin, la cual es modulada en QAM o en PSK.Normalmente se realiza la multiplexacin OFDM tras pasar la seal por un codificador de canal con el objetivo decorregir los errores producidos en la transmisin, entonces esta modulacin se denomina COFDM, del ingls CodedOFDM.Debido al problema tcnico que supone la generacin y la deteccin en tiempo contnuo de los cientos, o inclusomiles, de portadoras equiespaciadas que forman una modulacin OFDM, los procesos de modulacin ydemodulacin se realizan en tiempo discreto mediante la IDFT y la DFT respectivamente.

Caractersticas de la modulacin OFDMLa modulacin OFDM es muy robusta frente al multitrayecto (multi-path), que es muy habitual en los canales deradiodifusin, frente a las atenuaciones selectivas en frecuencia y frente a las interferencias de RF.Debido a las caractersticas de esta modulacin, es capaz de recuperar la informacin de entre las distintas sealescon distintos retardos y amplitudes (fading) que llegan al receptor, por lo que existe la posibilidad de crear redes deradiodifusin de frecuencia nica sin que existan problemas de interferencia.Si se compara a las tecnicas de banda ancha como CDMA, la modulacion OFDM genera una alta tasa de transmisinal dividir el flujo de datos en muchos canales paralelos que se transmiten en igual numero de carriers de bandaangosta y con tiempos de smbolo (uno o varios bits) mayores al caso de usar banda ancha donde para lograr lamisma tasa de transmisin los tiempos de smbolo son ms cortos.

Multiplexacin por Divisin de Frecuencias Ortogonales 17

Los canales de banda angosta de OFDM son ortogonales entre s, lo que evita el uso de bandas de guardas y as uneficiente uso del espectro. Ya que los desvanecimientos (fading) afectan selectivamente a uno o un grupo de canales,es relativamente simple ecualizarlos en forma individual lo que tambin se contrapone a la ecualizacin de unsistema de banda ancha.

Sistemas que utilizan la modulacin OFDMEntre los sistemas que usan la modulacin OFDM destacan: La televisin digital terrestre DVB-T, que es un estandar de TDT La radio digital DAB La radio digital de baja frecuencia DRM El protocolo de enlace ADSL El protocolo de red de rea local IEEE 802.11a/g/n, tambin conocido como Wireless LAN El sistema de transmisin inalmbrica de datos WiMAX El sistema de transmisin de datos basados en PLC HomePlug AV

Enlaces externos Cobertura de un Sistema de Televisin Digital Terrenal [1]

Funcionamiento de OFDM [2]

Tesis: Simulacin de un Esquema de Modulacin/Demodulacin OFDM utilizando un Modelo de CanalMultitrayectoria (Escuela Superior Politcnica del Litoral, Ecuador) [3]

Referencias[1] http:/ / www. asenmac. com/ tvdigital2/ ofdm. htm[2] http:/ / toip. uchile. cl/ mediawiki/ upload/ e/ e5/ AnexoFG-Marcomun. pdf[3] http:/ / www. cib. espol. edu. ec/ Digipath/ D_Tesis_PDF/ D-38117. pdf

Modulacin por longitud de onda 18

Modulacin por longitud de onda

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En tiempo real de simulacin es un sistema de modulacin de longitud de onda, utilizado en algunas aplicaciones deespectrometra atmica y molecular. Mide la amplitud del espectro de picos,(cresta a cresta o valle a valle de laonda) que se superponen a la interferencia y la inestabilidad de la radiacin de fondo. La modulacin por longitud deonda utiliza un sistema modulador de longitud de onda que vara la longitud de onda de observacin en formaperidica. Puede consistir por ejemplo, de una oscilacin de voltaje aplicado a un lser de diodo sintonizable, fuentede luz o una placa de refractor oscilante instalada en la ruta de la luz en el interior de una ranura de entrada de unmonocromador. Cuando el intervalo de modulacin se coloca en un pico espectral, un componente de AC de laphoto-seal es generado y es proporcional a el pico de la intensidad. El espectro de fondo, por otra parte,normalmente cambia poco sobre el intervalo de modulacin y, por tanto produce poco o no componente de AC. Unamplificador cerradura es utilizado habitualmente para medir la amplitud de un componente de AC de unaphoto-seal. La seal de referencia para el amplificador cerradura se deriva del oscilador que maneja la longitud deonda del modulador. (En las modernas computadoras basadas en sistemas, las funciones de el amplificador cerradurapodr ser sustituidas por el software de adquisicin de datos).

Referencias[1] http:/ / en. wikipedia. org/ wiki/ Modulaci%C3%B3n_por_longitud_de_onda

Modulacin en anillo 19

Modulacin en anilloModulacin en anillo es una seal de procesamiento de efectos en la electrnica, en relacin con modulacin deamplitud o frecuencia mixta. Es realizada por la multiplicacin de dos seales, donde una es tpicamente una ondasinusoidal u otra forma de onda simple. Es denominada de modulacin anillo porque el circuito anlogo de diodosusado inicialmente para aplicar esta tcnica tom forma de anillo. Este circuito es similar a un puente rectificador,excepto que en lugar de los diodos se enfrentan izquierda o derecho, van en sentido a las agujas del reloj oantihorario.

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Tcnicas de modulacin por impulsos

Modulacin por impulsos codificadosLa modulacin por impulsos codificados (MIC o PCM por sus siglas inglesas de Pulse Code Modulation), es unprocedimiento de modulacin utilizado para transformar una seal analgica en una secuencia de bits.

ModulacinEn la Figura 1 se muestra la disposicin de los elementos que componen un sistema que utiliza la modulacin porimpulsos codificados. Por razones de simplificacin slo se representan los elementos para la transmisin de trescanales.

Figura 1.- Disposicin de elementos en un sistema MICEn la Figura 2 tenemos las formas de onda en distintos puntos del sistema anteriormente representado

Figura 2.- Formas de onda en diversos puntos de un sistema MICLas funciones de las distintas etapas de las que consta el sistema se detallan a continuacin.

Modulacin por impulsos codificados 21

MuestreoConsiste en tomar muestras (medidas) del valor de la seal n veces por segundo con lo que tendrn n niveles detensin en un segundo.As, cuando en el sistema de la Figura 1, aplicamos en las entradas de canal las seales (a), (b) y (c) (Figura 2),despus del muestreo obtenemos la forma de onda.Para un canal telefnico de voz es suficiente tomar 8000 muestras por segundo o lo que es lo mismo una muestracada 125 seg. Esto es as porque, de acuerdo con el teorema de muestreo, si se toman muestras de una sealelctrica continua a intervalos regulares y con una frecuencia doble a la frecuencia mxima que se quiera muestrear,dichas muestras contendrn toda la informacin necesaria para reconstruir la seal original.Como en este caso tenemos una frecuencia de muestreo de 8 kHz (perodo 125 seg), sera posible transmitir hasta 4kHz, suficiente por tanto para el canal telefnico de voz, donde la frecuencia ms alta transmitida es de 3,4 kHz.El tiempo de separacin entre muestras (125 seg) podra ser destinado al muestreo de otros canales mediante elprocedimiento de multiplexacin por divisin de tiempo (TDM).

CuantificacinPor eso en la cuantificacin se asigna un determinado valor discreto a cada uno de los niveles de tensin obtenidosen el muestreo. Como las muestras pueden tener un infinito nmero de valores en la gama de intensidad de la voz,gama que en un canal telefnico es de aproximadamente 60 dB, o lo que es lo mismo una relacin de tensin de1000:1, con el fin de simplificar el proceso, lo que se hace es aproximar al valor ms cercano de una serie de valorespredeterminados.

CodificacinEn la codificacin, a cada nivel de cuantificacin se le asigna un cdigo binario distinto, con lo cual ya tenemos laseal codificada y lista para ser transmitida. La forma de una onda sera la indicada como (f) en la Figura 2.FEn telefona, la seal analgica vocal con un ancho de banda de 4KHz se convierte en una seal digital de 64 Kbps.En telefona pblica se suele utilizar transmisin plesicrona, donde, si se usa un E1, donde podran intercalarseotras 31 seales adicionales. Se transmiten, as, 32x64000 = 2.048.000 bps.

Recuperacin de la seal analgicaEn la recuperacin se realiza un proceso inverso con lo que la seal que se recompone se parecer mucho a lasoriginales (a), (b) y (c), si bien durante el proceso de cuantificacin, debido al redondeo de las muestras a los valorescunticos, se produce una distorsin conocida como ruido de cuantificacin. En los sistemas normalizados, losintervalos de cuantificacin han sido elegidos de tal forma que se minimiza al mximo esta distorsin, con lo que lasseales recuperadas son una imagen casi exacta de las originales.

HistoriaEn la historia de las comunicaciones elctricas, la primera razn para muestrear una seal era poder intercalar muestras de diferentes orgenes telegrficos y enviarlas por un nico cable telegrfico. La multiplexacin por divisin de tiempo telegrfica fue lograda desde 1853, por el inventor estadounidense M.B. Farmer. El ingeniero elctrico W.M. Miner, en 1903, us un un conmutador electromecnico para la multiplexacin por tiempo de diversas seales telegrficas y tambin aplic esta tecnologa a la telefona. Obtuvo conversaciones inteligibles de canales muestreados a una tasa sobre 3500 - 4300 Hz, bajo esta era insatisfactoria. Esto era TDM, pero modulacin por amplitud de pulsos en vez de MIC. En 1926, Paul M. Rainey de Western Electric patent una mquina de facsmiles que transmita su seal usando MIC de 5 bits, codificados por un convertidor anlogo-digital optomecnico. La mquina no lleg a produccin masiva. El ingeniero britnico Alec Reeves, sin estar al tanto de

Modulacin por impulsos codificados 22

este trabajo previo, concibi el uso de MIC para las comunicaciones de voz en 1937 mientras trabajaba para laInternational Telephone and Telegraph en Francia. El describi la teora y sus ventajas, pero no redund en usosprcticos. Reeves solicit una patente en Francia en 1938 y su patente en EE.UU se le otorg en 1943. La primeratransmisin de voz por tcnicas digitales fue usando el equipamiento de codificacin y cifrado SIGSALY, utilizadopara comunicaciones de alto nivel aliadas durante la segunda guerra mundial en 1943. Ese ao, los investigadores deBell Labs que disearon SIGSALY se dieron cuenta que el uso de MIC haba sido ya propuesto por Alec Reeves. En1949, Ferranti Canada construy un sistema de radio con MIC que fue capaz de transmitir datos de radardigitalizados sobre largas distancias para el DATAR de la marina canadiense. (REF) La MIC en los 50s usaba paracodificar un tubo de rayos catdicos con una malla perforada. Tal como en un osciloscopio, el haz era barridohorizontalmente a una tasa de muestreo mientras la deflexin vertical era controlada por la seal anloga de entrada,haciendo que el haz pasara a travs de porciones altas o bajas de la malla. La malla interrumpa el haz, produciendovariaciones de corriente en cdigo binario. Esta malla fue perforada de modo de producir seales binarias en cdigoGray antes que binario natural. MIC fue usado en Japn por Denon en 1972 para la masterizacin y produccin degrabaciones fonogrficas, usando un grabador de cintas de formato Quadruplex de 2 pulgadas para su transporte, elcual no lleg a ser desarrollado como producto comercial.

Vase tambin Conversin analgica digital Muestreo digital Cuantificacin digital Codificacin digital Jerarqua Digital Plesicrona

Modulacin por ancho de pulsos

Fig. 1: una seal de onda cuadrada de amplitud acotada ( , ) mostrando elciclo de trabajo D.

La modulacin por ancho de pulsos(MAP o PWM, siglas del inglsPulse-Width Modulation) de una sealo fuente de energa es una tcnica en laque se modifica el ciclo de trabajo deuna seal peridica (una sinusoidal ouna cuadrada, por ejemplo), ya seapara transmitir informacin a travs deun canal de comunicaciones o paracontrolar la cantidad de energa que seenva a una carga.

El ciclo de trabajo de una seal peridica es el ancho relativo de su parte positiva en relacin con el perodo.Expresado matemticamente:

D es el ciclo de trabajoes el tiempo en que la funcin es positiva (ancho del pulso)

T es el perodo de la funcinLa construccin tpica de un circuito PWM se lleva a cabo mediante un comparador con dos entradas y una salida.Una de las entradas se conecta a un oscilador de onda dientes de sierra, mientras que la otra queda disponible para la

Modulacin por ancho de pulsos 23

seal moduladora. En la salida la frecuencia es generalmente igual a la de la seal dientes de sierra, y el ciclo detrabajo est en funcin de la portadora.La principal desventaja que presentan los circuitos PWM es la posibilidad de que haya interferencias generadas porradiofrecuencia. stas pueden minimizarse ubicando el controlador cerca de la carga y realizando un filtrado de lafuente de alimentacin.

Parmetros importantesAlgunos parmetros importantes de un PWM son: La relacin de amplitudes entre la seal portadora y la moduladora, siendo recomendable que la ltima no supere

el valor pico de la portadora y est centrada en el valor medio de sta. La relacin de frecuencias, donde en general se recomienda que la relacin entre la frecuencia de la portadora y la

de seal sea de 10 a 1.Si embargo cuando se utilizan servomotores hay que tener cuidado en las marcas comerciales ya que hay ocacionesen que los valores varian entre 1ms y 2ms y estos valores propician errores.

Aplicaciones

Diagrama de ejemplo de la utilizacin de la Modulacin de Ancho de Pulso(PWM) en un variador de frecuencia.

En la actualidad existen muchos circuitosintegrados en los que se implementa lamodulacin PWM, adems de otros muyparticulares para lograr circuitos funcionalesque puedan controlar fuentes conmutadas,controles de motores, controles deelementos termoelctricos, choppers parasensores en ambientes ruidosos y algunasotras aplicaciones. Se distinguen porfabricar este tipo de integrados compaascomo Texas Instruments, NationalSemiconductor, Maxim, y algunas otrasms.

En los motores

La modulacin por ancho de pulsos es una tcnica utilizada para regular la velocidad de giro de los motoreselctricos de induccin o asncronos. Mantiene el par motor constante y no supone un desaprovechamiento de laenerga elctrica. Se utiliza tanto en corriente continua como en alterna, como su nombre lo indica, al controlar: unmomento alto (encendido o alimentado) y un momento bajo (apagado o desconectado), controlado normalmente porrelevadores (baja frecuencia) o MOSFET o tiristores (alta frecuencia).

Otros sistemas para regular la velocidad modifican la tensin elctrica, con lo que disminuye el par motor; ointerponen una resistencia elctrica, con lo que se pierde energa en forma de calor en esta resistencia.Otra forma de regular el giro del motor es variando el tiempo entre pulsos de duracin constante, lo que se llamamodulacin por frecuencia de pulsos.En los motores de corriente alterna tambin se puede utilizar la variacin de frecuencia.La modulacin por ancho de pulsos tambin se usa para controlar servomotores, los cuales modifican su posicin de acuerdo al ancho del pulso enviado cada un cierto perodo que depende de cada servo motor. Esta informacin puede ser enviada utilizando un microprocesador como el Z80, o un microcontrolador (por ejemplo, un PIC 16F877A de la

Modulacin por ancho de pulsos 24

empresa Microchip).

Como parte de un conversor ADCOtra aplicacin es enviar informacin de manera analgica. Es til para comunicarse de forma analgica consistemas digitales.Para un sistema digital, es relativamente fcil medir cuanto dura una onda cuadrada. Sin embargo, si no se tiene unconversor analgico digital no se puede obtener informacin de un valor analgico, ya que slo se puede detectar sihay una determinada tensin, 0 o 5 voltios por ejemplo (valores digitales de 0 y 1), con una cierta tolerancia, pero nopuede medirse un valor analgico. Sin embargo, el PWM en conjuncin con un oscilador digital, un contador y unapuerta AND como puerta de paso, podran fcilmente implementar un ADC.

Vase tambin electrnica de potencia modelismo radiocontrol

Modulacin por amplitud de pulsos

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La modulacin por amplitud de pulsos (Pulse Amplitude-Modulation) es la ms sencilla de las modulacionesdigitales. Consiste en cambiar la amplitud de una seal, de frecuencia fija, en funcin del smbolo a transmitir. Estopuede conseguirse con un amplificador de ganancia variable o seleccionando la seal de un banco de osciladores.(incluir dibujo de un modulador con amplificador variable) (incluir dibujo de un banco de osciladores)Dichas amplitudes pueden ser reales o complejas. Si representamos las amplitudes en el plano complejo tenemos loque se llaman constelaciones de seal (incluir dibujo). En funcin del nmero de smbolos o amplitudes posibles sellama a la modulacin N-PAM. As podemos tener 2PAM, 4PAM, 260PAM. De la correcta eleccin de los puntosde la constelacin (amplitudes) depende la inmunidad a ruido (distancia entre puntos) o la energa por bit (distanciaal origen).

Ejemplo 1 Constelacin de dos smbolos asimtrica. Nuestra seal modulada ser , donde esla amplitud que depende de la seal moduladora . Si tomamos amplitud nula para los bits 0 y amplitud A(real pura) para los bits 1, vemos la constelacin no est centrada en el origen.La distancia entre smbolos ser A, que nos protege frente a ruido. La energa media por bit ser

Ejemplo 2 Constelacin de dos smbolos simtrica. Esta vez asignaremos amplitudes y respectivamente.

La distancia entre smbolos es de nuevo A. No hemos perdido inmunidad frente al ruido.La energa media por bit ser

Modulacin por amplitud de pulsos 25

Necesitamos la mitad de energa para enviar la misma seal, con la misma calidad o inmunidad frente a ruido. O loque es lo mismo, necesitamos 3dB menos de potencia para enviar una seal con una relacin seal-ruido (SNR)constante; o bien podemos invertir esos 3dB en mejorar la SNR.

Referencias[1] http:/ / en. wikipedia. org/ wiki/ Modulaci%C3%B3n_por_amplitud_de_pulsos

Modulacin por posicin de pulsoLa Modulacin por Posicin de Pulso, o en ingls, Pulse Position Modulation (PPM), es un tipo de modulacin enla cual una palabra de R bits es codificada por la transmisin de un nico pulso que puede encontrarse en alguna delas posiciones posibles. Si esto se repite cada X segundos, la tasa de transmisin es de R/X bits por segundo.Este tipo de modulacin se usa principalmente en sistemas de comunicacin ptica, donde tiende a haber poca oningn tipo de interferencia por caminos mltiples.

SincronizacinUna de las principales dificultades en la implementacin de esta tcnica es que el receptor debe estar debidamentesincronizado para poder alinear el reloj local con el inicio de cada smbolo. Por este motivo, se implementausualmente de manera diferencial, como Modulacin por Posicin de Pulso Diferencial, donde la posicin de cadapulso es elegida en funcin del pulso anterior, y de esta manera, el receptor slo debe medir la diferencia de tiempoentre la llegada de los sucesivos pulsos. Con este tipo de modulacin, un error en el reloj local se podra propagarslo a la medicin de dos pulsos adyacentes, en vez de a toda la transmisin.

Sensibilidad a la Interferencia por Caminos MltiplesDejando de lado las cuestiones relativas a la sincronizacin del receptor, la principal desventaja de la MPP es que esde por s muy sensible a la interferencia por caminos mltiples que surge en canales con desvanecimientos selectivosen frecuencia, donde la seal en el receptor contiene ecos de los pulsos transmitidos. Dado que la informacin estcodificada en el tiempo de llegada, ya sea de manera diferencial o relativa a un reloj comn, la presencia de estosecos hace que sea extremadamente difcil, si no imposible, poder determinar con precisin la posicin correcta delpulso transmitido.

Deteccin No CoherentePor otro lado, una de las principales ventajas de este tipo de modulacin es que es una modulacin M-aria que puedeser implementada de forma no coherente, de manera tal que el receptor no necesita utilizar un lazo de seguimiento defase. Esto hace que sea un candidato adecuado para los sistemas de comunicaciones pticas, donde una modulacin ydeteccin coherente es difcil y muy cara. La nica otra modulacin comn M-aria no coherente es la tcnica demodulacin por desplazamiento de frecuencia, que es la tcnica anloga pero en el dominio de la frecuencia.

Vase tambin Modulacin por ancho de pulsos

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Tipos de modulacin por desplazamiento

Modulacin por desplazamiento de amplitudLa modulacin por desplazamiento de amplitud, en ingls Amplitude-shift keying (ASK), es una forma demodulacin en la cual se representan los datos digitales como variaciones de amplitud de la onda portadora.La amplitud de una seal portadora anloga vara conforme a la corriente de bit (modulando la seal), manteniendola frecuencia y la fase constante. El nivel de amplitud puede ser usado para representar los valores binarios 0s y 1s.Podemos pensar en la seal portadora como un interruptor ON/OFF. En la seal modulada, el valor lgico 0 esrepresentado por la ausencia de una portadora, as que da ON/OFF la operacin de pulsacin y de ah el nombredado.Como la modulacin AM, ASK es tambin lineal y sensible al ruido atmosfrico, distorsiones, condiciones depropagacin en rutas diferentes en PSTN, etc. Esto requiere la amplitud de banda excesiva y es por lo tanto un gastode energa. Tanto los procesos de modulacin ASK como los procesos de demodulacin son relativamente baratos.La tcnica ASK tambin es usada comnmente para transmitir datos digitales sobre la fibra ptica. Para lostransmisores LED, el valor binario 1 es representado por un pulso corto de luz y el valor binario 0 por la ausencia deluz. Los transmisores de lser normalmente tienen una corriente "de tendencia" fija que hace que el dispositivo emitaun nivel bajo de luz. Este nivel bajo representa el valor 0, mientras una onda luminosa de amplitud ms altarepresenta el valor binario 1.

CodificacinLa forma ms simple y comn de ASK funciona como un interruptor que apaga/enciende la portadora, de tal formaque la presencia de portadora indica un 1 binario y su ausencia un 0. Este tipo de modulacin por desplazamientoon-off es el utilizado para la transmisin de cdigo Morse por radiofrecuencia, siendo conocido el mtodo comooperacin en onda continua.Para ilustrar mejor el tema del interruptor en el modulado ASK se puede ilustrar de la siguiente manera: Seal coseno de amplitud = 0 por lo que en este estado se encontrar en estado 0 Seal coseno de amplitud = 1 por lo que en este estado se encontrar en estado 1Entendiendo que coseno es un periodo completo.

Otros procedimientos ms sofisticados de codificacin operan sobre la base de utilizar distintos niveles de amplitud,de forma que cada nivel representa un grupo de datos determinado. Por ejemplo, un esquema de codificacin queutilice cuatro niveles puede representar dos bits con cada cambio de amplitud; uno con ocho niveles puederepresentar tres bits y as sucesivamente. Esta forma de operacin requiere una alta relacin seal/ruido en el mediode transmisin para una correcta recuperacin de la informacin en recepcin, por cuanto gran parte de la seal estransmitida a baja potencia.La anotacin que se usa es la siguiente: ht(t) es la seal portadora para la transmisin hc(t) es el impulso de respuesta del canal n(t) es el ruido introducido en el canal hr(t) es el filtro en el receptor L es el nmero de niveles usados para la transmisin Ts es el tiempo que transcurre entre la generacin de dos smbolos

Modulacin por desplazamiento de amplitud 27

Los smbolos diferentes son representados con voltajes diferentes. Si el mximo valor permitido para el voltaje es A,entonces todos los valores posibles estn en la gama [-A, A] y ellos se obtienen de la siguiente forma:

Si han de ser enviados smbolos diferentes, para su transmisin sern necesarios niveles de amplitud. Si laamplitud mxima de la portadora es (con una amplitud pico a pico de ), poniendo los smbolos a la mismadistancia unos de otros, esta distancia ser:

Los smbolos v[n] son generados al azar por la S de la fuente, entonces el generador de impulso crea impulsos conun rea de v[n]. Estos impulsos son enviados al filtro ht para ser enviados por el canal. En otras palabras, para cadasmbolo una onda portadora diferente es enviada con la amplitud relativa.Fuera del transmisor, la seal s(t) puede expresarse de la siguiente forma:

En el receptor, despus de la filtracin a travs del filtro hr (t) la seal obtenida es:

Donde los valores y los obtenemos de la siguiente forma:

En esta relacin, el segundo trmino representa el smbolo para ser extrado. Los dems son valores no deseados: elprimer es el efecto de ruido, el segundo es debido a la interferencia del intersmbolo.Si los filtros son escogidos de modo que la seal g(t) satisfaga el el critero Nyquist (ISI=0), entonces no habrninguna interferencia de intersmbolo y el valor de la suma ser cero, de forma que:

la transmisin slo puede ser afectada por la seal del ruido.

Probabilidad de errorEs posible demostrar que la posibilidad de que se produzca un error (esto es, un smbolo es interpretado en recepcincon valor distinto a como se envi) es:

donde es la funcin de error complementario, es la ganancia total del sistema y es la desviacinestndar del ruido. Esta relacin es vlida cuando no hay interferencia entre smbolos.

Modulacin por desplazamiento de amplitud 28

Enlaces externos Wikiversidad alberga proyectos de aprendizaje sobre Modulacin por desplazamiento de

amplitud.Wikiversidad Seales de transmisin analgicas y seales de datos digitales [1]

Simulacin de seales moduladas [2]

Modulador y Demodulador dugugak FSK y ASK [3]

Referencias[1] http:/ / www. textoscientificos. com/ redes/ modulacion/ ask[2] http:/ / web. usc. es/ ~elusive/ simula2. html[3] http:/ / www. mailxmail. com/ curso/ informatica/ moduladordesmodulador/ capitulo3. htm

Modulacin por desplazamiento de frecuencia

Ejemplo de modulacin binaria FSK

La Modulacin por desplazamiento defrecuencia o FSK, (Frequency ShiftKeying) es una tcnica de transmisindigital de informacin binaria (ceros y unos)utilizando dos frecuencias diferentes. Laseal moduladora solo vara entre dosvalores de tensin discretos formando untren de pulsos donde un cero representa un"1" o "marca" y el otro representa el "0" o"espacio".

En la modulacin digital, a la relacin decambio a la entrada del modulador se lellama bit-rate y tiene como unidad el bit porsegundo (bps).

A la relacin de cambio a la salida delmodulador se le llama baud-rate. En esenciael baud-rate es la velocidad o cantidad desmbolos por segundo.

En FSK, el bit rate = baud rate. As, porejemplo, un 0 binario se puede representarcon una frecuencia f

1, y el 1 binario se

representa con una frecuencia distinta f2.

El mdem usa un VCO, que es un oscilador cuya frecuencia vara en funcin del voltaje aplicado.

Indice modulacin general para una Siendo: fd: maxima desviacin en frecuencia; Rsymb: Velocidad de smbolo por segundo

Modulacin por desplazamiento de frecuencia 29

Vase tambin Modulacin por desplazamiento de frecuencia gausiana

Modulacin por desplazamiento de faseLa modulacin por desplazamiento de fase o PSK (Phase Shift Keying) es una forma de modulacin angular queconsiste en hacer variar la fase de la portadora entre un nmero de valores discretos. La diferencia con la modulacinde fase convencional (PM) es que mientras en sta la variacin de fase es continua, en funcin de la sealmoduladora, en la PSK la seal moduladora es una seal digital y, por tanto, con un nmero de estados limitado.

IntroduccinDependiendo del nmero de posibles fases a tomar, recibe diferentes denominaciones. Dado que lo ms comn escodificar un nmero entero de bits por cada smbolo, el nmero de fases a tomar es una potencia de dos. Astendremos BPSK con 2 fases (equivalente a PAM), QPSK con 4 fases (equivalente a QAM), 8-PSK con 8 fases y assucesivamente. A mayor nmero de posibles fases, mayor es la cantidad de informacin que se puede transmitirutilizando el mismo ancho de banda, pero mayor es tambin su sensibilidad frente a ruidos e interferencias.Las modulaciones BPSK y QPSK son ptimas desde el punto de vista de proteccin frente a errores.Conceptualmente hablando, la diferencia entre distintos smbolos (asociados a cada fase) es mxima para la potenciay ancho de banda utilizados. No pasa lo mismo con 8-PSK, 16-PSK o superiores, para las que existen otrasmodulaciones ms eficientes.La gran ventaja de las modulaciones PSK es que la potencia de todos los smbolos es la misma, por lo que sesimplifica el diseo de los amplificadores y etapas receptoras (reduciendo costes), dado que la potencia de la fuentees constante.Existen 2 alternativas de modulacin PSK: PSK convencional, donde se tienen en cuenta los desplazamientos defase, y PSK diferencial, en la cual se consideran las diferencias entre un salto de fase y el anterior.

AplicacionesDebido a su mayor simplicidad frente a la modulacin QAM, PSK es una modulacin ampliamente extendida. Lamodulacin BPSK es utilizada para transmisores de bajo coste y que no requieran altas velocidades.El estndar de red LAN inalmbrica, el IEEE 802.11b-1999, usa una variedad de modulaciones PSK, dependiendode la velocidad de transmisin. A 1Mbps usa DBPSK, a 2Mbps emplea DQPSK. Para 5,5Mbps y 11Mbps, usaQPSK.El estndar IEEE 802.11g-2003, para LANs inalmbricas de alta velocidad, usa OFDM con subportadoras que sonmoduladas con BPSK para velocidades de 6 y 9Mbps, y QPSK para 12 y 18Mbps.La modulacin BPSK es utilizada en estndares RFID como el ISO 14443, que se ha adoptado en pasaportesbiomtricos o tarjetas de crdito.

Modulacin por desplazamiento de fase 30

Descripcin matemtica

DefinicionesPara establecer matemticamente las tasas de error correspondientes a cada modulacin, definiremos algunosconceptos: = Energa por bit = Energa por smbolo = con k bits por smbolo = Duracin del bit = Duracin del smbolo = Densidad espectral de potencia de ruido(W/Hz) = Probabilidad de bit errneo = Probabilidad de smbolo errneo

Clculo de tasas de error

La funcin se utiliza para calcular la tasa de errores en una modulacin. Es la forma normalizada de lafuncin de error gaussiana complementaria:

.

Tipos de modulaciones PSKLas modulaciones PSK pueden divirse en dos grandes grupos: las modulaciones PSK convencionales, en las que lainformacin se codifica en el valor del salto de fase, y las modulaciones PSK diferenciales, en las que el valor delsalto de fase respecto al del salto anterior, es el que contiene la informacin.

PSK convencionalEn el sistema PSK convencional es necesario tener una portadora en el receptor para sincronizacin, o usar uncdigo autosincronizante. Esto supone tener un receptor ms complejo.

BPSK(Binary Phase-Shift Keying)

BPSK = 2-PSK

Diagrama de constelacin para BPSK

Consta de la modulacin de desplazamiento de fase de 2 smbolos.Tambin se la conoce como 2-PSK o PRK(Phase Reversal Keying).

Modulacin por desplazamiento de fase 31

Es la ms sencilla de todas, puesto que solo emplea 2 smbolos, con 1 bit de informacin cada uno. Es tambin la quepresenta mayor inmunidad al ruido, puesto que la diferencia entre smbolos es mxima (180). Dichos smbolossuelen tener un valor de salto de fase de 0 para el 1 y 180 para el 0. En cambio, su velocidad de transmisin es lams baja de las modulaciones de fase. La descripcin matemtica de una seal modulada BPSK es la siguiente:

,donde para el bit 1 y para el bit 0, A es la amplitud de la portadora y su frecuencia.Ancho de banda:Velocidad de transmisin: La velocidad de transmisin de BPSK es baja, debido a que cada smbolo solo aporta unbit de informacin.Tasa de errores: La tasa de errores de BPSK es baja, debido a su mxima separacin entre saltos de fase. Su tasa debit errneos con ruido blanco gaussiano y aditivo se puede calcular como:

o

Diagrama del transmisor:Diagrama del receptor:Diagrama temporal de seal modulada:

QPSK(Quadrature Phase-Shift Keying)

QPSK = 4-PSKDesplazamiento de fase de 4 smbolos, desplazados entre s 90. Normalmente se usan como valores de salto de fase45, 135, 225, y 315. Cada smbolo aporta 2 bits. Suele dividirse el flujo de cada bit que forman los smbolos comoI y Q.El diagrama de constelacin muestra 4 smbolos equiespaciados. La asignacin de bits a cada smbolo suele hacersemediante el cdigo Gray, que consiste en que entre dos smbolos adyacentes los smbolos solo se diferencian en 1bit. Esto se escoge as para minimizar la tasa de bits errneos.

Diagrama de constelacin para QPSK con cdigoGray.

La probabilidad de bit errneo para QPSK es la misma que paraBPSK:

La tasa de smbolos errneos se puede calcular con la siguiente frmula:

Modulacin por desplazamiento de fase 32

.

8PSK

Desplazamiento de fase de 8 smbolos

16PSK

Desplazamiento de fase de 16 smbolos

OQPSK(Offset Quadrature PSK)

QPSK con datos I y Q desplazados temporalmente medio periodo de smbolo

PSK diferencialAl contrario que las modulaciones PSK convencionales, no necesita recuperar la seal portadora para realizar lademodulacin. Es diferencial puesto que la informacin no esta contenida en la fase absoluta, sino en lastransiciones. La referencia de fase se toma del intervalo inmediato anterior, con lo que el detector decodifica lainformacin digital basndose en diferencias relativas de fase.

DBPSK

BPSK diferencial

DQPSK

QPSK diferencial

/4-DQPSK

QPSK diferencial en la que los smbolos rotan /4

8-DPSK

Desplazamiento de fase diferencial de 8 smbolos

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Modulacin por desplazamiento de amplitud y fase 33

Modulacin por desplazamiento de amplitud yfaseAPSK o APK (del ingls amplitude/phase[-shift] keying) es una modulacin por desplazamiento de amplitud y fasecon los smbolos situados sobre circunferencias concntricas en el plano IQ en lugar de estar dispuestas en formarectangular como en QAM.Los modos 16APSK y 32APSK son dos de los incluidos en el estandar DVB-S2.

Vase tambin QAM PSK ASK

Fuentes y contribuyentes del artculo 34

Fuentes y contribuyentes del artculoModulacin (telecomunicacin) Fuente: http://es.wikipedia.org/w/index.php?oldid=32223353 Contribuyentes: Alexan, Barteik, Biquillo, Damifb, Drever, Edub, Gtz, Jaques Sabon, Knjo,Matdrodes, Nicop, PACO, Prometheus, Quesada, Tano4595, Theamberco, Xuankar, ZEDelectroncs, 43 ediciones annimas

Amplitud Modulada Fuente: http://es.wikipedia.org/w/index.php?oldid=31584996 Contribuyentes: Ary29, Berserkerus, Cobalttempest, ColdWind, Daguero, Digigalos, Dodo, Drever, Epsilom,GermanX, Ibiltari, J.M.Domingo, Jra113, Kved, LeCire, Living001, Mapcho, Marc Molina, Matdrodes, Mauron, Mocte13, Mpto, PACO, Pilaf, PoLuX124, RoyFocker, Sabius, Sarmo,Superzerocool, Tano4595, Template namespace initialisation script, Tequendamia, Tryasta, 69 ediciones annimas

Frecuencia modulada Fuente: http://es.wikipedia.org/w/index.php?oldid=30601554 Contribuyentes: Aecc, Alvaro qc, Ariel 0x2008, Berfito, Berserkerus, Byj2000, Chuck es dios, Ctrl Z, DarkAnibal, Darkpipe, Diegusjaimes, Digigalos, Dodo, Drini2, Ejmeza, Enchina, Er Komandante, Fidelmoquegua, FrancoGG, GermanX, Karinacoronado, Klystrode, Living001, Lucien leGrey,Manuel Trujillo Berges, Mapcho, Matdrodes, Maxi85gonzalez, Medinafelix, Muro de Aguas, PACO, Petronas, Roberpl, Roddrigo, RoyFocker, Sergioller, SuperJoe, Tequendamia, Triku,Vitamine, 73 ediciones annimas

Modulacin de fase Fuente: http://es.wikipedia.org/w/index.php?oldid=32048972 Contribuyentes: Bucephala, Byj2000, CommonsDelinker, David0811, Diegusjaimes, Digigalos, Drever,Gmagno, JorgeGG, Miguelabs ule, Mpagano, PeposoUle, Ramjar, Rosarinagazo, 30 ediciones annimas

Modulacin en banda lateral nica Fuente: http://es.wikipedia.org/w/index.php?oldid=29209146 Contribuyentes: Daguero, Damifb, Galio, Isha, Joseaperez, Living001, Matdrodes, PACO,SDX, Yrithinnd, 37 ediciones annimas

Modulacin de banda lateral vestigial Fuente: http://es.wikipedia.org/w/index.php?oldid=27346923 Contribuyentes: Digigalos, Porao, 8 ediciones annimas

Modulacin de amplitud en cuadratura Fuente: http://es.wikipedia.org/w/index.php?oldid=30038374 Contribuyentes: Barcex, Byj2000, Caiser, Carloshz4, Cesar.romero.avello, Chema.lopez,Digigalos, Eloy, Emijrp, GermanX, Gmagno, Gmocardenas, Javierhernansanz.Ule, Jecanre, Living001, Manuelt15, Maodecolombia, Matdrodes, Maxi85gonzalez, Porao, Ramjar, Tirithel, 71ediciones annimas

Multiplexacin por Divisin de Frecuencias Ortogonales Fuente: http://es.wikipedia.org/w/index.php?oldid=30626521 Contribuyentes: Brincade, Byj2000, Carlosromorgar, Casepulveda,ColdWind, El Pitufo, Er Komandante, Gon Areco, HUB, Jkarretero, Pablo&Norro, Petronas, Porao, Ramjar, Triku, Truguers, Txuspe, Yrithinnd, 26 ediciones annimas

Modulacin por longitud de onda Fuente: http://es.wikipedia.org/w/index.php?oldid=26367538 Contribuyentes: Poco a poco, Theamberco, Xexito, 1 ediciones annimas

Modulacin en anillo Fuente: http://es.wikipedia.org/w/index.php?oldid=31190216 Contribuyentes: Espilas, Poco a poco, RafaNegrette, Sermed, Theamberco

Modulacin por impulsos codificados Fuente: http://es.wikipedia.org/w/index.php?oldid=31956150 Contribuyentes: Barri, Biasoli, Carmin, Death Master, Digigalos, Edupedro, El Albi, FAR,GermanX, LordT, Lourdes Cardenal, Marb, Miguelo on the road, Mximo de Montemar, PACO, Pedro Felipe, RoyFocker, Tandilboy, Tonchizerodos, Vanbasten 23, 43 ediciones annimas

Modulacin por ancho de pulsos Fuente: http://es.wikipedia.org/w/index.php?oldid=32347088 Contribuyentes: Alejandrosilvestri, Alexav8, Alfonso perez, Amadeupons, Baiji,Carlos.javierloy, Correogsk, CoverUp, Cyborg ar, DArCam, Digigalos, Dodo, HUB, Indurilo, LarA, Lasai, Lloizaga, Maodecolombia, Nicop, Pancho 1862, Racso, RafaNegrette, Switcher6746,Tano4595, Toad32767, Tomatejc, Triku, Xuankar, 44 ediciones annimas

Modulacin por amplitud de pulsos Fuente: http://es.wikipedia.org/w/index.php?oldid=26588812 Contribuyentes: Airunp, Alexav8, Beto29, DFTDER, Eric, Gustronico, Jeanne, Xavirema,Xuankar, 8 ediciones annimas

Modulacin por posicin de pulso Fuente: http://es.wikipedia.org/w/index.php?oldid=28770119 Contribuyentes: Arapajoe, Moonkey, 2 ediciones annimas

Modulacin por desplazamiento de amplitud Fuente: http://es.wikipedia.org/w/index.php?oldid=25883757 Contribuyentes: Alexanderguevara, FrancoGG, GermanX, Hispa, Jarke,Juanmacortes, Lidiamartinez.Ule, Living001, Matdrodes, PACO, Snakefang, Xuankar, 19 ediciones annimas

Modulacin por desplazamiento de frecuencia Fuente: http://es.wikipedia.org/w/index.php?oldid=29234748 Contribuyentes: Aeoris, Avicentegil, Eric Hegi, PACO, Porao, Typoon,Youssefsan, 6 ediciones annimas

Modulacin por desplazamiento de fase Fuente: http://es.wikipedia.org/w/index.php?oldid=30799035 Contribuyentes: Alcandorea, Digigalos, GermanX, Gonzo345, Gothmog, Jose piratilla,Julgon, Living001, Mutari, Octavio, PACO, Rosarinagazo, Unai goiko, Walter Casas, 23 ediciones annimas

Modulacin por desplazamiento de amplitud y fase Fuente: http://es.wikipedia.org/w/index.php?oldid=31782119 Contribuyentes: Aliman5040, Emijrp, Lobillo, Xuankar, 1 edicionesannimas

Fuentes de imagen, Licencias y contribuyentes 35

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Licencia 36

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