Modulación engloba el conjunto de
técnicas que se usan para transportar información sobre una onda portadora, típicamente una onda sinusoidal. Estas técnicas permiten un mejor aprovechamiento
del canal de comunicación lo que posibilita transmitir más información en forma
simultánea además de mejorar la resistencia contra posibles ruidos e
interferencias. Según la American National Standard for Telecommunications, la modulación es
el proceso, o el resultado del proceso, de variar una característica de una
portadora de acuerdo con una señal que transporta información. El propósito de
la modulación es sobreponer señales en las ondas portadoras.1
Básicamente, la modulación
consiste en hacer que un parámetro de la onda portadora cambie de valor de
acuerdo con las variaciones de la señal moduladora, que es la
información que queremos transmitir.
FRECUENCIA PORTADORA
Una
señal portadora es una onda eléctrica modificada en alguno de sus parámetros
por la señal de información (sonido, imagen o datos) y que se transporta por el
canal de comunicaciones.1
El
uso de una onda
portadora también soluciona muchos otros problemas de
circuito, antena, propagación y ruido. Por ello, una antena práctica debe tener
un tamaño aproximado al de la longitud de onda de la onda
electromagnética de la señal que se va a transmitir. Si las
ondas de sonido se difundieran directamente en forma de señales electromagnéticas,
la antena tendría que tener más de un kilómetro de altura. Usando frecuencias
mucho más altas para la portadora, el tamaño de la antena se reduce
significativamente porque las frecuencias más altas tienen longitudes de ondas
más cortas.1
Una
emisora de radio AM normalmente tiene una serie de letras asociadas: por
ejemplo, KPBS. Sin embargo, una forma más práctica de referirse a una emisora
de radio es por su frecuencia portadora, como 101.1 MHZ, que es la frecuencia
con la que se debe sintonizar la radio. En el caso de las FM, la
frecuencia portadora es de 2,4 ó 5 GHZ. El uso de frecuencias portadoras en las
FM ha añadido complejidad en cuanto que la frecuencia portadora cambia con
el salto de frecuencia o la secuencia de chipping directa
para que la señal sea más inmune a la interferencia y el ruido. El chipping es
el proceso consistente en convertir cada bit de datos en una cadena de chips
expandida denominada secuencia de chipping. Es el mecanismo que permite a los
dispositivos inalámbricos leer datos cuando se pierden porciones de señal.1
El
proceso de recuperar la información de las ondas portadoras se denomina desmodulación. En esencia, es invertir los pasos utilizados
para modular los datos. En general, a medida que los esquemas de transmisión o modulación
(compresión) se hacen más complejos y la velocidad de transmisión de datos
aumenta, la inmunidad al ruido se reduce y la cobertura disminuye.
TÉCNICAS DE MODULACIÓN BASICA
Uno de los objetivos
de las comunicaciones es utilizar una frecuencia portadora como frecuencia
básica de una comunicación, pero modificándola siguiendo un proceso denominado
modulación para codificar la información en la onda portadora.1
Tres aspectos de la
onda portadora básica que se pueden modular son:
Amplitud
Frecuencia
Fase o ángulo
MODULACION ANALOGICA
Las tres técnicas de modulación
básica son:
La mayoría de los sistemas de
comunicación utilizan alguna de estas tres técnicas de modulación básicas, o
una combinación de ellas.
MODULACIÓN DE LA AMPLITUD (AM O AMPLITUD MODULADA).
La modulación de altitud (AM) es una técnica utilizada en la
comunicación electrónica, más comúnmente para la transmisión de información a
través de una onda transversal de televisión. La modulación en altitud (AM)
funciona mediante la variación de la amplitud de la señal transmitida en
relación con la información que se envía. Contrastando esta con la modulación
de frecuencia, en la que se varía la frecuencia, y la modulación de fase, en la
que se varía la fase. A mediados de la década de 1970, una forma de modulación
de amplitud, inicialmente llamada "corrientes ondulatorias"-fue el
primer método para enviar con éxito audio a través de líneas telefónicas con
una calidad deprimente.
MODULACIÓN DE LA FRECUENCIA (FM O FRECUENCIA MODULADA).
La frecuencia modulada (FM)
o modulación de frecuencia es una
modulación angular que transmite a través de una portadora
variando su frecuencia. En aplicaciones analógicas, la frecuencia instantánea de la señal modulada es proporcional al valor
instantáneo de la señal moduladora. Datos digitales pueden ser enviados por el desplazamiento de
la onda de frecuencia entre un conjunto de valores discretos, una modulación
conocida como FSK.
La frecuencia modulada es usada
comúnmente en las radiofrecuencias de muy alta frecuencia por la alta fidelidad de la radiodifusión de la música y el habla (véase Radio FM). El sonido de la televisión analógica también es difundido por medio de
FM. Un formulario de banda estrecha se utiliza para comunicaciones de voz en la radio comercial y en las configuraciones
de aficionados. El tipo usado en la
radiodifusión FM es generalmente llamado amplia-FM o W-FM (de la siglas
en inglés "Wide-FM"). En la
radio de dos vías, la banda estrecha o N-FM (de la siglas en inglés "Narrow-FM") es utilizada para
ahorrar banda estrecha. Además, se utiliza para enviar señales al espacio.
La frecuencia modulada también se
utiliza en las frecuencias intermedias de la mayoría de los sistemas de vídeo analógico, incluyendo VHS, para
registrar la luminancia (blanco
y negro) de la señal de video. La frecuencia modulada es el único método
factible para la grabación de video y para recuperar de la cinta magnética sin
la distorsión extrema, como las señales de vídeo con una gran variedad de
componentes de frecuencia - de unos pocos hercios a
varios megahercios, siendo también demasiado amplia
para trabajar con equalisers con la deuda al ruido
electrónico debajo de -60 dB. La FM también mantiene la cinta en el nivel de
saturación, y, por tanto, actúa como una forma de reducción de ruido del audio, y un simple corrector puede enmascarar variaciones en la salida de la
reproducción, y que la captura del efecto de FM elimina a través de impresión y pre-eco. Un piloto de tono continuo, si se añade a la
señal - que se hizo en V2000 o video 2000 y muchos formatos de alta banda - puede mantener el temblor
mecánico bajo control y ayudar al tiempo de corrección.
Dentro de los avances más
importantes que se presentan en las comunicaciones, la mejora de un sistema de
transmisión y recepción en características como la relación señal – ruido, sin
duda es uno de los más importantes, pues permite una mayor seguridad en las
mismas. Es así como el paso de Modulación en Amplitud (A.M.), a la Modulación
en Frecuencia (F.M.), establece un importante avance no solo en el mejoramiento
que presenta la relación señal ruido, sino también en la mayor resistencia al
efecto del desvanecimiento y a la interferencia, tan comunes en A.M.
La frecuencia modulada también se
utiliza en las frecuencias de audio para sintetizar sonido.
Está técnica, conocida como síntesis FM, fue
popularizada a principios de los sintetizadores digitales y se convirtió en una
característica estándar para varias generaciones de tarjetas de sonido de computadoras personales.
MODULACIÓN DE LA FASE (PM O FASE MODULADA).
Es una modulación que se caracteriza porque la fase de la onda portadora varía en forma directamente
proporcional de acuerdo con la señal modulante. La modulación de fase no suele
ser muy utilizada porque se requieren equipos de recepción más complejos que
los de frecuencia modulada. Además puede presentar problemas de ambigüedad para determinar si una
señal tiene una fase de 0º o 180º.
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