Diante de novos conceitos no dia a dia, muitos tentam encontrar respostas para suas dúvidas. É para isso que é necessário descrever qualquer fenômeno. Um deles é uma coisa como modulação. Será discutido mais adiante.
Descrição Geral
Modulação é o processo de alteração de um ou todo o conjunto de parâmetros de oscilação de alta frequência de acordo com a lei da mensagem de informação de baixa frequência. O resultado disso é a transferência do espectro do sinal de controle para a região de alta frequência, uma vez que a transmissão eficaz para o espaço requer que todos os transceptores operem em diferentes frequências sem interromper um ao outro. Graças a este processo, as oscilações de informação são colocadas em uma portadora conhecida a priori. O sinal de controle contém as informações transmitidas. A oscilação de alta frequência assume o papel de portador de informação, pelo que adquire o status de portador. O sinal de controle contém os dados transmitidos. Existem diferentes tipos de modulação, que dependem de qual forma de onda é usada: retangular, triangular ou alguma outra. Com um sinal discreto, costuma-se falar em manipulação. Então,modulação é um processo que envolve oscilações, então pode ser frequência, amplitude, fase, etc.
Variedades
Agora podemos considerar que tipos de fenômenos existem. Em essência, a modulação é o processo pelo qual uma onda de baixa frequência é transportada por uma onda de alta frequência. Os seguintes tipos são mais usados: frequência, amplitude e fase. Com a modulação de frequência, ocorre uma mudança na frequência, com a modulação de amplitude, a amplitude, e com a modulação de fase, a fase. Existem também espécies mistas. Modulação e modificação de pulso são tipos separados. Neste caso, os parâmetros da oscilação de alta frequência mudam discretamente.
Modulação de amplitude
Em sistemas com este tipo de mudança, a amplitude da onda portadora muda em alta frequência com a ajuda de uma onda modulante. Ao analisar as frequências na saída, não apenas as frequências de entrada são reveladas, mas também sua soma e diferença. Nesse caso, se a modulação for uma onda complexa, como sinais de fala que consistem em muitas frequências, a soma e a diferença de frequências exigirão duas bandas, uma abaixo da portadora e outra acima. Eles são chamados de laterais: superior e inferior. A primeira é uma cópia do sinal de áudio original deslocado por uma determinada frequência. A banda inferior é uma cópia do sinal original que foi invertido, ou seja, as altas frequências originais são as frequências mais baixas no lado inferior.
A banda lateral inferior é uma imagem espelhada da banda lateral superior em relação à frequência da portadora. Um sistema usando modulação de amplitude,transmitindo a portadora e ambos os lados é chamado de duas vias. A portadora não contém informações úteis, portanto pode ser removida, mas em qualquer caso, a largura de banda do sinal será o dobro do original. O estreitamento da banda é conseguido substituindo não apenas a portadora, mas também uma das laterais, pois contêm uma informação. Este tipo é conhecido como modulação SSB com portadora suprimida.
Demodulação
Este processo requer que o sinal modulado seja misturado com uma portadora de mesma frequência que a emitida pelo modulador. Depois disso, o sinal original é obtido como uma frequência ou banda de frequência separada e, em seguida, filtrado de outros sinais. Às vezes, a geração da portadora para demodulação ocorre in situ e nem sempre coincide com a frequência da portadora no próprio modulador. Devido à pequena diferença entre as frequências, aparecem incompatibilidades, o que é típico para circuitos telefônicos.
Modulação de pulso
Isso usa um sinal de banda base digital, o que significa que permite que mais de um bit por baud seja codificado pela codificação de um sinal de dados binários em um sinal multinível. Bits de sinais binários às vezes são divididos em pares. Para um par de bits, quatro combinações podem ser usadas, com cada par sendo representado por um dos quatro níveis de amplitude. Tal sinal codificado é caracterizado pelo fato de que a taxa de transmissão de modulação é metade do sinal de dados original, de modo que pode ser usado paramodulação de amplitude da maneira usual. Ela encontrou sua aplicação em comunicações de rádio.
Modulação de frequência
Sistemas com esta modulação assumem que a frequência da portadora mudará de acordo com a forma do sinal modulante. Este tipo é superior ao tipo amplitude em termos de resistência a certas influências disponíveis na rede telefônica, por isso deve ser usado em baixas velocidades onde não há necessidade de atrair uma grande banda de frequência.
Modulação de amplitude de fase
Para aumentar o número de bits por baud, você pode combinar modulação de fase e amplitude.
Um dos métodos modernos de modulação de fase em amplitude pode ser chamado de aquele que se baseia na transmissão de várias portadoras. Por exemplo, em algumas aplicações são utilizadas 48 portadoras, separadas por uma largura de banda de 45 Hz. Combinando AM e PM, até 32 estados discretos são alocados para cada portadora por período de baud individual, de modo que 5 bits por baud podem ser transportados. Acontece que todo esse conjunto permite transferir 240 bits por baud. Ao operar a 9600 bps, a taxa de modulação requer apenas 40 bauds. Um valor tão baixo é bastante tolerante aos s altos de amplitude e fase inerentes à rede telefônica.
PCM
Este tipo é geralmente considerado como um sistema para transmissão de sinais analógicos, como voz em formato digital. Esta técnica de modulação não é usada em modems. Aqui está o gating do sinal analógico comduas vezes a frequência mais alta do componente de sinal analógico. Ao usar esses sistemas em redes telefônicas, o estroboscópio ocorre 8.000 vezes por segundo. Cada amostra é um nível de tensão codificado com um código de sete bits. Para melhor representar a linguagem falada, a codificação logarítmica é usada. Sete bits, juntamente com o oitavo, que indica a presença de um sinal, formam um octeto.
Modulação e detecção são necessárias para restaurar o sinal de mensagem, ou seja, o processo inverso. Neste caso, o sinal é convertido de forma não linear. Os elementos não lineares enriquecem o espectro do sinal de saída com novos componentes do espectro e os filtros são usados para isolar os componentes de baixa frequência. A modulação e a detecção podem ser realizadas usando diodos de vácuo, transistores, diodos semicondutores como elementos não lineares. Tradicionalmente, diodos semicondutores pontuais são usados, pois a capacitância de entrada planar é visivelmente maior.
Vistas Modernas
A modulação digital oferece muito mais capacidade de informação e garante compatibilidade com uma variedade de serviços de dados digitais. Além disso, aumenta a segurança das informações, melhora a qualidade dos sistemas de comunicação e agiliza o acesso a eles.
Há uma série de limitações que os projetistas de qualquer sistema enfrentam: a potência e a largura de banda permitidas, o nível de ruído determinado dos sistemas de comunicação. O número de usuários está aumentando a cada diasistemas de comunicação, e a demanda por eles também está crescendo, o que exige um aumento no recurso de rádio. A modulação digital difere marcadamente da analógica, pois a portadora nela transmite grandes quantidades de informação.
Dificuldade de uso
Os desenvolvedores de sistemas de comunicação de rádio digital enfrentam uma tarefa tão importante - encontrar um compromisso entre a largura de banda de transmissão de dados e a complexidade do sistema em termos técnicos. Para isso, é adequado utilizar diferentes métodos de modulação para obter o resultado desejado. A radiocomunicação também pode ser organizada utilizando os circuitos transmissores e receptores mais simples, mas para tal comunicação será utilizado um espectro de frequência proporcional ao número de usuários. Receptores e transmissores mais complexos requerem menos largura de banda para transmitir a mesma quantidade de informação. Para mudar para métodos de transmissão espectralmente eficientes, é necessário complicar o equipamento de acordo. Este problema não depende do tipo de comunicação.
Opções alternativas
A modulação por largura de pulso é caracterizada pelo fato de seu sinal portador ser uma sequência de pulsos, enquanto a frequência de pulso é constante. As alterações dizem respeito apenas à duração de cada pulso de acordo com o sinal de modulação.
A modulação por largura de pulso é diferente da modulação por fase de frequência. Este último envolve a modulação do sinal na forma de uma senóide. É caracterizada por amplitude constante e frequência ou fase variável. Os sinais de pulso também podem ser modulados em frequência. Pode ser duraçãopulsos é fixo, e sua frequência está em algum valor médio, mas seu valor instantâneo irá variar dependendo dos sinais de modulação.
Conclusões
Modulações simples podem ser usadas, com apenas um parâmetro mudando de acordo com a informação de modulação. O esquema de modulação combinado que é usado em equipamentos de comunicação modernos é quando a amplitude e a fase da portadora mudam simultaneamente. Em sistemas modernos, várias subportadoras podem ser usadas, cada uma delas usando um certo tipo de modulação. Neste caso, estamos falando de esquemas de modulação de sinal. Este termo também é usado para visualizações complexas de vários níveis, quando uma descrição adicional das características é necessária para obter informações abrangentes.
Os sistemas de comunicação modernos usam os tipos de modulação mais eficientes para minimizar a largura de banda e liberar espaço de frequência para outros tipos de sinais. A qualidade da comunicação só se beneficia disso, mas a complexidade do equipamento neste caso é muito alta. Em última análise, a frequência de modulação dá um resultado que é visível para o usuário final apenas em termos de facilidade de uso dos meios técnicos.
