IPNModulación ASK, FSK & PSK José Eduardo Somohano Arenas No. Bol. 2008302020 Grupo 6CM10 Prof. Rafael Benitez Rojo INTRODUCCIÓN: Se denomina modulación por onda continua al proceso por el cual una onda denominada portadora.Modulación pro frecuencia . frecuencia o fase. la cual contiene la información a transmitir.Modulación por fase . cuya forma de onda es sinusoidal. de acuerdo con el parámetro que se modifique se tendrán tres tipos de modulación diferentes: .Modulación por amplitud . modifica su amplitud. en función de la señal moduladora. La portadora se caracteriza por la expresión: p t = Psen w t +θ Ecuación 1: Potencia señal portadora Donde se puede observar que en dicha función existen tres parámetros que pueden ser modificados.OBJETIVO: Conocer los diferentes tipos de modulación digital así como entender su funcionamiento y su aplicación en las comunicaciones digitales. DESARROLLO: Modulación por Desplazamiento de Amplitud (ASK-Amplitude Shift Keying) ASK (Amplitudes-shift keying). es una modulación de amplitud donde la señal moduladora (datos) es digital. y el otro dígito se representa mediante la ausencia de la señal portadora. con lo cual la señal modulada resulta . Como es una modulación de amplitud. Los dos valores binarios se representan con dos amplitudes diferentes y es usual que una de las dos amplitudes sea cero. es decir uno de los dígitos binarios se representa mediante la presencia de la portadora a amplitud constante. En este caso la señal moduladora vale Mientras que el valor de la señal de transmisión (señal portadora) es dado por vp(t) = Vp sen(2π fp t) Donde Vp es el valor pico de la señal portadora y fp es la frecuencia de la señal portadora. la señal modulada tiene la siguiente expresión v(t) = Vp vm(t) sen(2π fp t) como ya vimos la en señal moduladora vm(t) al ser una señal digital toma únicamente los valores 0 y 1. . su espectro de frecuencias obtenido por medio del desarrollo en serie compleja de Fourier tiene la característica de la función sen x/x.La señal modulada puede representarse gráficamente de la siguiente manera Debido a que la señal moduladora es una secuencia periódica de pulsos. o sea que se produce un desplazamiento de frecuencias. . dependiendo dicha cantidad de la relación entre el período y el tiempo de duración de los pulsos. que en este caso traslada todo el espectro de frecuencias representativo de la secuencia de pulsos periódicos. Por lo tanto concluimos que el ancho de banda necesario para esta transmisión es mayor que el requerido para modulación de amplitud.Este caso es similar a la modulación de amplitud para señales analógicas. debido a que la cantidad de señales de frecuencias significativas (las del primer tramo) que contiene el espectro. "bias". además es una técnica de modulación ineficaz. la expresión de la señal modulada sigue siendo válida.ASK es sensible a cambios repentinos de la ganancia. Es decir. un elemento de señal se representa mediante un pulso de luz. . que hace que el dispositivo emita una señal de alta intensidad para representar un elemento y una señal de menor amplitud para representar al otro. en los transmisores con LED. Los transmisores láser tienen normalmente un valor de desplazamiento. La técnica ASK se utiliza para la transmisión de datos digitales en fibras ópticas. mientras que el otro se representa mediante la ausencia de luz. Generalmente f1 y f2 corresponden a desplazamientos de igual magnitud pero en sentidos opuestos de la frecuencia de la señal portadora. Los dos valores binarios se representan con dos frecuencias diferentes (f1 y f2) próximas a la frecuencia de la señal portadora f p. El índice de modulación tiene gran incidencia en la señal modulada y determina los dos tipos fundamentales de FSK. . es una modulación de frecuencia donde la señal moduladora (datos) es digital.Modulación por Desplazamiento de Frecuencia (FSK-Frecuency Shift Keying) FSK (Frequency-shift keying). superpuesta a la FSK. FSK de banda ancha Las ventajas de FSK sobre ASK se hacen notables cuando el índice de modulación es grande es decir . debido a la mayor cantidad de bandas laterales (un par por cada armónica). . se tiene una pequeña modulación de amplitud. La única diferencia es que en este caso. obteniendo un comportamiento más eficiente respecto a ASK.FSK de banda reducida o banda angosta Si el índice de modulación es pequeño. puesto que en este caso la pequeña modulación de amplitud mencionada en el caso de FSK de banda angosta. (esto significa que la variación de frecuencia de la señal modulada produce una diferencia de fase menor que ). se hace despreciable. la amplitud de las armónicas se ve afectada por la frecuencia o sea. La desventaja es que es necesario un mayor ancho de banda. se tiene modulación de frecuencia en banda angosta y su espectro de frecuencias es similar al de ASK. El ancho de banda necesario para FSK de banda angosta es igual al necesario para ASK. Con esta condición se aumenta la protección contra el ruido y las interferencias. donde se tienen en cuenta los desplazamientos de fase y PSK diferencial.Modulación por Desplazamiento de Fase (PSK-Phase Shift Keying) PSK (Phase-shift keying). en la cual se consideran las transiciones. Las consideraciones que siguen a continuación son válidas para ambos casos. En PSK el valor de la señal moduladora está dado por . Existen dos alternativas de modulación PSK: PSK convencional. es una modulación de fase donde la señal moduladora (datos) es digital. Esquema para 2 PSK El radio de la circunferencia es igual a 1 y representa la amplitud normalizada de la portadora. .mientras que la señal portadora vale: vp(t) = Vp cos(2π fp t) En donde Vp es el valor pico de la señal portadora y fp es la frecuencia de la señal portadora. la cual conmuta entre la señal portadora y su versión desfasada 180º. Vm cos(2π fp t) Luego para Vm = 1 v(t) = Vp cos(2π fp t) y para Vm = -1 v(t) = -Vp cos(2π fp t) = Vp cos(2π fp t + π) Entre las dos últimas expresiones de v(t). es por ello que se denomina 2PSK. vm(t) o sea v(t) = Vp . existe una diferencia de fase de 180º. La modulación PSK está caracterizada por v(t) = vp(t) . Al sistema modulador de 2PSK se lo suele comparar con una llave electrónica controlada por la señal moduladora. y la señal varia entre dos fases. Tengamos la siguiente secuencia de bits Si a los bits de la cadena de información los tomamos de a dos. observaremos como podemos enviar dos unidades de información (dos bits). hay solo cuatro combinaciones a la cuales se las denomina dibits.En el sistema PSK convencional es necesario tener una portadora en el receptor para sincronización. Dado que la cadencia de una transmisión de datos binarios está dada por la cantidad de veces que una señal cambia de nivel. sino en las transiciones. Es diferencial puesto que la información no esta contenida en la fase absoluta. tendremos 10 | 11 | 01 | 00 | 10 | 01 O sea que al tomar los bits de a dos de una señal binaria unipolar. o usar un código autosincronizante. por esta razón surge la necesidad de un sistema PSK diferencial. La referencia de fase se toma del intervalo inmediato anterior. 00 01 10 11 . mediante un solo cambo de nivel. donde la portadora tomará los N valores posibles de acuerdo a los niveles de amplitud de la señal moduladora. Modulación MPSK (Multi-PSK) En este sistema la fase de la señal portadora puede tomar secuencialmente N valores posibles separados entre sí por un ángulo definido por Este es un caso de transmisión multinivel. con lo que el detector decodifica la información digital basándose en diferencias relativas de fase. puesto que en cada uno de ellos se envían dos bits. Este tipo de señales son las que se emplean en MPSK. correspondiendo cada uno de ellos a un dibit diferente. etc. se obtiene la siguiente tabla. Para este caso. le asignamos diferentes niveles o amplitudes de señal. gráficamente tendremos los siguientes desplazamientos de fase: . se tiene 4PSK o QPSK. En forma similar se pueden obtener tribits. Como la señal portadora toma 4 valores posibles. Dibit Nivel Asignado 00 0 01 1 10 2 11 3 Los cuales se pueden representar de la siguiente manera A los pulsos de las señales multinivel se los denomina dibits. Para el caso particular de N = 4. cuadribits. se deberán producir 4 desplazamientos de fase que nos proveerán 4 fases distintas.Si a cada par de bits. se requerirá la mitad del ancho de banda que para la transmisión de los bitts individuales. Si se desea transmitir 4PSK con la misma tasa de error que en 2PSK. En el sistema 4PSK las señales son más sensibles a los efectos de interferencias y ello provoca un aumento en la tasa d error.Si recordamos que la velocidad de transmisión Vt está dada por Al aumentar N estamos incrementando la velocidad de transmisión para el mismo ancho de banda. puesto que no hemos aumentado la velocidad de modulación. se debe aumentar en 3dB la relación señal ruido. Por otra parte el periodo de un dibit será el doble del periodo de un bit. o sea Tdibit = 2 Tbit De donde se deduce que el ancho de banda para cada caso será En consecuencia para la misma velocidad de transmisión Vt cuando se transmiten dibits. . 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. Básicamente. generalmente sinusoidal. Esta onda portadora es de una frecuencia mucho más alta que la de la señal moduladora (la señal que contiene la información a transmitir). ONDA PORTADORA Una onda portadora es una forma de onda.GLOSARIO: MODULACION Modulación engloba el conjunto de técnicas que se usan para transportar información sobre una onda portadora. . típicamente una onda sinusoidal. que es modulada por una señal que se quiere transmitir. que es la información que queremos transmitir. la modulación consiste en hacer que un parámetro de la onda portadora cambie de valor de acuerdo con las variaciones de la señal moduladora. Al incrementarse el uso de las comunicaciones digitales también se ha incrementado la necesidad de contar con métodos de modulación más seguros y confiables. Estos tipos de modulación abarcan casi todos los aspectos posibles modulables en una onda y por eso son tan versátiles y la base de los demás. FSK y PSK. . Es por ello que debemos de conocer los aspectos en la modulación. los cuales son de los tipos de modulación más empleados y la base para todos los demás tipos de modulación.CONCLUSION: Logramos descubrir el funcionamiento de los tipos de modulación digital ASK.