Como vivemos em uma era de comunicação em que podemos facilmente transferir qualquer forma de informação (vídeo, áudio e outros dados) na forma de sinais elétricos para qualquer outro dispositivo ou área destinada. Embora seja comum em nossa experiência perceptiva que enviar ou receber sinais ou dados seja simples, envolve procedimentos, possibilidades e cenários bastante complexos dentro do sistemas de comunicação . Assim, no âmbito dos sistemas de comunicação, os jogos de modulação detêm uma responsabilidade crucial no sistema de comunicação para codificar informações digitalmente no mundo analógico. É muito importante modular os sinais antes de enviá-los para a seção do receptor para transferência de distâncias maiores, transferência de dados precisa e recepção de dados de baixo ruído. Para ser claro, vamos mergulhar no conceito detalhado de saber o que é modulação, os diferentes tipos de modulação e quais são os tipos de modulação técnicas utilizadas em sistemas de comunicação.
O que é modulação?
A modulação é um processo de alteração das características da onda a ser transmitida sobrepondo o sinal de mensagem ao sinal de alta frequência. Neste processo, sinais de vídeo, voz e outros dados modificam os sinais de alta frequência - também conhecidos como onda portadora . Essa onda portadora pode ser CC ou CA ou cadeia de pulso, dependendo do aplicativo usado. Normalmente, uma onda senoidal de alta frequência é usada como um sinal de onda portadora.
Essas técnicas de modulação são classificadas em dois tipos principais: analógica e digital ou modulação de pulso . Antes de discutirmos mais os diferentes tipos de técnicas de modulação, vamos entender a importância da modulação.
Por que a modulação é usada na comunicação?
- Na técnica de modulação, a frequência do sinal de mensagem é elevada a uma faixa de modo que seja mais útil para transmissão. Os pontos a seguir descrevem a importância da modulação no sistema de comunicação.
- No transmissão de sinal , os sinais de várias fontes são transmitidos através de um canal comum simultaneamente usando multiplexadores. Se esses sinais forem transmitidos simultaneamente com uma determinada largura de banda, eles causarão interferência. Para superar isso, os sinais de voz são modulados para várias frequências portadoras para que o receptor os sintonize na largura de banda desejada de sua própria escolha dentro da faixa de transmissão.
- Outro motivo técnico é antena tamanho o tamanho da antena é inversamente proporcional à frequência do sinal irradiado. A ordem do tamanho da abertura da antena é de pelo menos um por um décimo do comprimento de onda do sinal. Seu tamanho não é praticável se o sinal for de 5 kHz, portanto, aumentar a frequência pelo processo de modulação certamente reduzirá a altura da antena.
- A modulação é importante para transferir os sinais em grandes distâncias, pois não é possível enviar sinais de baixa frequência para distâncias maiores.
- Da mesma forma, a modulação também é importante para alocar mais canais para os usuários e aumentar a imunidade a ruído.
Para começar a conhecer informações detalhadas das técnicas de modulação, informe-nos sobre os tipos de sinais no processo de modulação .
Sinal de modulação
Este sinal também é denominado como um sinal de mensagem. Ele contém os dados que devem ser transmitidos e, portanto, é denominado como sinal de mensagem. É considerado o sinal de banda base onde passa por um processo de modulação para ser transmitido ou comunicado. Por isso, é o sinal de modulação.
Carrier Signal
Esta é a faixa alta do sinal de frequência com níveis de amplitude, frequência e fase específicos, mas não armazena nenhum dado. Portanto, é denominado como sinal de portadora, pois é um sinal vazio. Isso é simplesmente utilizado para transmitir a mensagem para a seção receptora após o processo de modulação.
Sinal Modulado
O sinal consequencial obtido após o procedimento de modulação é denominado sinal modulado. Este é o produto dos sinais portadores e modulantes.
Diferentes tipos de modulação
Os dois tipos de modulação: técnicas de modulação analógica e digital já foram discutidos. Em ambas as técnicas, a informação da banda base é convertida em sinais de radiofrequência, mas na modulação analógica, estes Comunicação RF sinais são uma faixa contínua de valores, enquanto na modulação digital esses são estados discretos pré-arranjados.
Tipos de modulação
Modulação Analógica
Nesta modulação, uma onda sinusoidal continuamente variável é usada como uma onda portadora que modula o sinal de mensagem ou sinal de dados. A função geral da onda sinusoidal é mostrada na figura abaixo, na qual três parâmetros podem ser alterados para obter modulação - eles são principalmente amplitude, frequência e fase, então o tipos de modulação analógica está:
- Modulação de amplitude (AM)
- Modulação de frequência (FM)
- Modulação de fase (PM)
No modulação de amplitude , a amplitude da onda portadora é variada em proporção ao sinal de mensagem, e os outros fatores como frequência e fase permanecem constantes. O sinal modulado é mostrado na figura abaixo e seu espectro consiste em uma banda de frequência inferior, uma banda de frequência superior e componentes de frequência da portadora. Este tipo de modulação requer maior largura de banda, mais potência. A filtragem é muito difícil nesta modulação.
Tipos de modulação analógica
Modulação de frequência (FM) varia a frequência da portadora em proporção à mensagem ou sinal de dados, enquanto mantém outros parâmetros constantes. A vantagem do FM sobre o AM é a maior supressão de ruído em detrimento da largura de banda do FM. Ele é usado em aplicações como rádio, radar, prospecção sísmica de telemetria e assim por diante. A eficiência e as larguras de banda dependem do índice de modulação e da frequência de modulação máxima.
No modulação de fase , a fase da portadora é variada de acordo com o sinal de dados. Nesse tipo de modulação, quando a fase é alterada ela também afeta a frequência, então essa modulação também fica sob modulação em frequência.
A modulação analógica (AM, FM e PM) é mais sensível ao ruído. Se o ruído entrar em um sistema, ele persiste e é transportado até o receptor final. Portanto, esta desvantagem pode ser superada pela técnica de modulação digital.
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Modulação Digital
Para melhor qualidade e comunicação eficiente, a técnica de modulação digital é empregada. As principais vantagens da modulação digital sobre a modulação analógica incluem potência permissível, largura de banda disponível e alta imunidade a ruído. Na modulação digital, um sinal de mensagem é convertido de analógico para mensagem digital e então modulado usando uma onda portadora.
A onda portadora é codificada ou ligada e desligada para criar pulsos de forma que o sinal seja modulado. Semelhante ao analógico, aqui os parâmetros como amplitude, frequência e variação de fase da onda portadora decidem o tipo de modulação digital.
O tipos de modulação digital baseiam-se no tipo de sinal e aplicação usados, como Amplitude Shift Keying, Frequency Shift Keying, Phase Shift Keying, Diferencial Phase Shift Keying, Quadrature Phase Shift Keying, Mínimo Shift Keying, Gaussian Minimum Shift Keying, Multiplexação por divisão ortogonal de frequência, etc. , conforme mostrado na figura.
A modificação de amplitude altera a amplitude da onda portadora com base no sinal de banda base ou sinal de mensagem, que está em formato digital. É usado para requisitos de banda baixa e é sensível a ruídos.
Na codificação por mudança de frequência, a frequência da onda portadora é variada para cada símbolo nos dados digitais. Ele precisa de larguras de banda maiores, conforme mostrado na figura. Da mesma forma, a codificação de mudança de fase muda a fase da portadora para cada símbolo e é menos sensível ao ruído.
Modulação de frequência
Para criar uma onda de frequência modulada, a frequência da onda de rádio é variada de acordo com a amplitude do sinal de entrada.
Modulação de frequência
Quando a onda de áudio é modulada com aquela do sinal da portadora de radiofrequência, o sinal de frequência gerado mudará seu nível de frequência. A variação pela qual a onda se move para cima e para baixo deve ser observada. Isso é denominado como desvio e geralmente é representado como desvio em kHz.
Por exemplo, quando o sinal tem um desvio de + ou - 3kHz, ele é representado como ± 3kHz. Isso significa que o sinal da portadora tem desvio para cima e para baixo de 3 kHz.
As estações de radiodifusão que precisam de faixa de frequência muito alta no espectro de frequência (na faixa de 88,5 - 108 MHz), precisam certamente de uma grande quantidade de desvio que é quase ± 75 kHz. Isso é chamado de modulação de frequência de banda larga. Os sinais nesta faixa têm a capacidade de auxiliar na alta qualidade das transmissões, embora também exijam maior largura de banda. Em geral, 200kHz é permitido para cada WBFM. E para FM de banda estreita, um desvio de ± 3 kHz é suficiente.
Ao implementar uma onda FM, é mais benéfico saber a faixa de efetividade da modulação. Este é o parâmetro que indica fatores como saber o tipo de sinal, seja de banda larga ou de banda estreita. Também ajuda a garantir que todos os receptores ou transmissores que estão no sistema sejam programados para se adaptar à faixa padronizada de modulação, pois isso mostra um impacto em fatores como o espaçamento de canal, largura de banda do receptor e outros.
Assim, para indicar o nível de modulação, os parâmetros do índice de modulação e da razão de desvio devem ser determinados.
O diferente tipos de modulação de frequência inclui o seguinte.
Banda estreita FM
- Isso é denominado como o tipo de modulação de frequência em que o valor do índice de modulação é mínimo.
- Quando o valor do índice de modulação é<0.3, then there will be an only carrier and corresponding sidebands having bandwidth as twice the modulating signal. So, β ≤ 0.3 is called narrow band frequency modulation.
- A faixa máxima de freqüência de modulação é de 3 kHz
- O valor máximo de desvio de frequência é 75 kHz
Banda larga FM
- Isso é denominado como o tipo de modulação de frequência em que o valor do índice de modulação é grande.
- Quando o valor do índice de modulação é> 0,3, então haverá mais de duas bandas laterais com largura de banda duas vezes maior que o sinal de modulação. Quando o valor do índice de modulação aumenta, o número de bandas laterais aumenta. Portanto, β> 0,3 é chamado de modulação de frequência de banda estreita.
- A faixa máxima de frequências de modulação está entre 30 Hz - 15 kHz
- O valor máximo de desvio de frequência é 75 kHz
- Essa modulação de frequência precisa de uma faixa de largura de banda maior, quase 15 vezes à frente da modulação de frequência de banda estreita.
Os outros tipos de técnicas de modulação utilizadas no sistema de comunicação são:
- Chaveamento de mudança de fase binária
- Chaveamento diferencial de fase
- Chaveamento de mudança de fase de quadratura diferencial
- Offset quadrature shift keying
- FSK de áudio
- Multi FSK
- FSK Dual-Tone
- Mudança mínima de chaveamento
- Chaveamento de deslocamento mínimo gaussiano
- Tipo de modulação codificado Trellis
Vantagens de vários tipos de modulação
Para fins de transmissão, o tamanho do antena tem que ser muito grande antes que a técnica de modulação não seja proposta. O nível de comunicação fica restrito, pois não haverá comunicações de longa distância com níveis zero de distorção.
Portanto, com o desenvolvimento da modulação, há muitos benefícios em utilizar sistemas de comunicação . E as vantagens da modulação são:
- O tamanho da antena pode ser reduzido
- Não acontece nenhum tipo de consolidação de sinal
- O alcance da comunicação é aprimorado
- Haverá a possibilidade de multiplexação
- Pode-se ajustar a largura de banda de acordo com os requisitos
- A qualidade da recepção aumenta
- Melhor desempenho e efetividade
Aplicações de vários tipos de modulação
Existe uma vasta gama de várias técnicas de modulação e são elas:
- Implementado em sistemas de mixagem de música e gravação de fita magnética
- Para rastrear o monitoramento de EEG para crianças recém-nascidas
- Usado em telemetria
- Usado em radar
- Técnicas de transmissão FM
Para evitar a complexidade deste artigo, algumas equações matemáticas e informações aprofundadas sobre sistemas de comunicação digital foram dispensadas. No entanto, os esforços envidados para trazer este artigo garantem informações básicas sobre diferentes tipos de modulação no sistema de comunicação . Além disso, é mais importante ter uma ideia clara do que são
