Principios de comunicación: modulación
Una señal puede ser cualquier cosa como una onda de sonido que sale cuando gritas. Este grito solo se puede escuchar hasta cierta distancia. Pero para que la misma onda viaje a una larga distancia, necesitará una técnica que agregue fuerza a esta señal, sin alterar los parámetros de la señal original.
¿Qué es la modulación de señal?
Una señal portadora de mensajes debe transmitirse a distancia y, para que pueda establecer una comunicación confiable, necesita la ayuda de una señal de alta frecuencia que no debería afectar las características originales de la señal del mensaje.
Las características de la señal del mensaje, si se modifican, el mensaje que contiene también se modifica. De ahí que sea imprescindible cuidar la señal del mensaje. Una señal de alta frecuencia puede viajar hasta una distancia más larga sin verse afectada por perturbaciones externas. Tomamos la ayuda de una señal de alta frecuencia que se llama comocarrier signalpara transmitir nuestra señal de mensaje. Este proceso se denomina simplemente modulación.
Modulation es el proceso de cambiar los parámetros de la señal portadora, de acuerdo con los valores instantáneos de la señal moduladora.
Necesidad de modulación
Las señales de banda base son incompatibles para la transmisión directa. Para que una señal de este tipo viaje distancias más largas, su fuerza debe aumentarse modulando con una onda portadora de alta frecuencia, que no afecta los parámetros de la señal moduladora.
Ventajas de la modulación
La antena utilizada para la transmisión tenía que ser muy grande si no se introducía la modulación. El rango de comunicación se vuelve limitado ya que la onda no puede viajar a una distancia sin distorsionarse.
A continuación se presentan algunas de las ventajas de implementar la modulación en los sistemas de comunicación.
- Se reduce el tamaño de la antena.
- No se produce ninguna mezcla de señales.
- El rango de comunicación aumenta.
- Se produce la multiplexación de señales.
- Se permiten ajustes en el ancho de banda.
- Mejora la calidad de la recepción.
Señales en el proceso de modulación
A continuación se muestran los tres tipos de señales en el proceso de modulación.
Mensaje o señal moduladora
La señal que contiene un mensaje a transmitir, se denomina como message signal. Es una señal de banda base, que debe someterse a un proceso de modulación para ser transmitida. Por lo tanto, también se le llama comomodulating signal.
Señal portadora
La señal de alta frecuencia que tiene una cierta fase, frecuencia y amplitud pero no contiene información, se llama carrier signal. Es una señal vacía. Solo se usa para llevar la señal al receptor después de la modulación.
Señal modulada
La señal resultante después del proceso de modulación, se denomina como modulated signal. Esta señal es una combinación de la señal moduladora y la señal portadora.
Tipos de modulación
Hay muchos tipos de modulaciones. Dependiendo de las técnicas de modulación utilizadas, se clasifican como se muestra en la siguiente figura.
Los tipos de modulaciones se clasifican en términos generales en modulación de onda continua y modulación de pulso.
Modulación de onda continua
En la modulación de onda continua, se utiliza una onda sinusoidal de alta frecuencia como onda portadora. Esto se divide además en modulación de amplitud y ángulo.
Si la amplitud de la onda portadora de alta frecuencia se varía de acuerdo con la amplitud instantánea de la señal moduladora, entonces dicha técnica se denomina como Amplitude Modulation.
Si se varía el ángulo de la onda portadora, de acuerdo con el valor instantáneo de la señal moduladora, entonces dicha técnica se denomina como Angle Modulation.
Si se varía la frecuencia de la onda portadora, de acuerdo con el valor instantáneo de la señal moduladora, entonces dicha técnica se denomina como Frequency Modulation.
Si la fase de la onda portadora de alta frecuencia se varía de acuerdo con el valor instantáneo de la señal moduladora, entonces dicha técnica se denomina como Phase Modulation.
La modulación de ángulo se divide en frecuencia y modulación de fase.
Modulación de pulsos
En la modulación de pulsos, se utiliza una secuencia periódica de pulsos rectangulares como onda portadora. Esto se divide a su vez en modulación analógica y digital.
En analog modulation técnica, si la amplitud, duración o posición de un pulso se varía de acuerdo con los valores instantáneos de la señal de modulación de banda base, entonces dicha técnica se denomina como Pulse Amplitude Modulation (PAM) o Pulse Duration/Width Modulation (PDM/PWM)o Pulse Position Modulation (PPM).
En digital modulation, la técnica de modulación utilizada es Pulse Code Modulation (PCM)donde la señal analógica se convierte en forma digital de unos y ceros. Como el resultado es un tren de pulsos codificado, esto se denomina PCM. Esto se desarrolla aún más comoDelta Modulation (DM), que se analizará en capítulos posteriores. Por lo tanto, PCM es una técnica en la que las señales analógicas se convierten en una forma digital.