Tipos de Modulaciones
Modulaciones Analógicas
- Modulación en Amplitud (AM)
- Modulación en Frecuencia (FM)
- Modulación en Fase (PM)
Modulaciones Digitales
- Modulación por Desplazamiento de Amplitud (ASK)
- Modulación por Desplazamiento de Fase (PSK)
- Modulación por Desplazamiento de Fase Binaria (BPSK)
- Modulación por Desplazamiento de Fase en Cuadratura (QPSK)
- Modulación de Amplitud en Cuadratura (QAM)
- Modulación por Desplazamiento de Frecuencia (FSK)
Características de la Modulación en Frecuencia (FM)
Consiste en variar la frecuencia de la señal portadora al ritmo de la señal moduladora. Es de mayor calidad que la modulación en amplitud porque la información está contenida en la variación de la frecuencia, y esta característica la hace más inmune al ruido y a las interferencias. En otras palabras, es poco susceptible a las interferencias. El parámetro más importante es el índice de modulación (m), que es el cociente entre la desviación de frecuencia que sufre la señal portadora en relación con la frecuencia de la señal moduladora causante de la desviación de frecuencia: m = Δfp / fm.
Características de la Modulación en Amplitud (AM)
Modifica la amplitud de una señal de radiofrecuencia (portadora) según la amplitud de una señal de baja frecuencia, que puede ser de audio o de vídeo (moduladora). Es menos inmune a las interferencias. El parámetro más importante que caracteriza a una modulación en amplitud es el índice de modulación, que da una idea de la relación que hay entre la amplitud de la señal moduladora y la de la portadora: m = (amplitud de la señal moduladora / amplitud de la señal portadora) * 100. El ancho de banda que ocupa una transmisión de AM depende directamente del ancho de banda que ocupa la señal moduladora, y no de su amplitud.
Estructura de una Señal MPX en una Emisión de Radio FM
En la radio, se ha usado el estéreo casi exclusivamente en la banda de FM mediante el uso de la llamada señal FM MPX. El uso de este sistema permite mantener la compatibilidad entre emisiones estéreo con receptores monoaurales y viceversa. Una emisión FM estéreo transmite una señal FM MPX, que consta de: la suma de los canales derecho e izquierdo modulados en frecuencia de la misma forma como se hace en una transmisión monoaural, modulada en Doble Banda Lateral (DBL) con portadora suprimida en la frecuencia de 38 kHz, y una señal piloto de 19 kHz que sirve como indicador de estéreo presente y que sirve para reconstruir la portadora de la señal I-D. Este conjunto de señales se decodifica en el receptor y se reconstruyen los dos canales cuando se detecta una transmisión estéreo.
Parámetros de Canal en una Modulación Digital
- BER (Bit Error Rate): Índice de errores de bit.
- EB/N0 (Energía de Bit frente al Ruido): Relación entre la energía de bit y la densidad espectral de potencia de ruido.
Eficiencia Espectral
Es la cantidad de datos que una modulación digital es capaz de transmitir con un ancho de banda determinado.
Símbolo
Es una configuración de una onda determinada que lleva asociado un valor binario.
Constelación
Es un conjunto de símbolos que pertenecen a un tipo de modulación determinada.
Inconvenientes de la Emisión en DBL
No se transmite la portadora cuando no hay señal moduladora, con lo que se consigue que toda la potencia se reparta por las bandas laterales. Con esta modulación se aumenta el rendimiento con relación a la AM al no transmitirse la portadora, pero el ancho de banda sigue siendo el doble de la señal moduladora.
Inconvenientes de la Emisión en BLU
Esta modulación elimina una de las bandas laterales que se generan en la transmisión de AM para que el ancho de banda sea el mismo que el que tiene la señal moduladora. El inconveniente es que el modulador y el demodulador tienen que ser complejos si se quiere conseguir que no haya distorsiones.
Sobremodulación
La sobremodulación sucede cuando una señal inteligente excede la señal modulada, lo que producirá un porcentaje de modulación mayor al 100%.
Modulación con Mayor y Menor Eficiencia Espectral
- Mayor: QAM.
- Menor: FSK.
Modulación ASK
Varía la amplitud de la señal portadora según el valor digital de la señal moduladora. Los valores de amplitud que puede tomar la señal portadora dependen de los valores discretos que puede tomar la señal moduladora. La fase de la señal portadora en este tipo de modulación permanece constante.
Modulación PSK
Varía la fase de la señal portadora según el valor de la señal moduladora (símbolo). Este tipo de modulación es el que más se emplea en los sistemas de modulaciones digitales.
Modulación BPSK
Si en la modulación PSK se usan dos símbolos (0 y 1), se llama BPSK, y la señal portadora adoptará únicamente dos fases diferentes (0º o 180º). Si se transmite un 1, se generará una señal cuya fase es 0º, pero si se transmite un 0, se generará una señal desfasada 180º.
Modulación QPSK
Se emplean dos portadoras que están en cuadratura. Se obtiene sumando dos modulaciones BPSK en cuadratura. La fase de la portadora se determina por dos bits. Es de amplitud constante, ya que la información que se desea transmitir va incluida en la fase de la portadora. Esta modulación se emplea en las transmisiones de TV vía satélite porque se encuentran muy afectadas por las limitaciones de potencia que tienen los satélites y, por consiguiente, la robustez frente al ruido debe ser el principal objetivo más que la eficiencia espectral.
Modulación QAM
En ella se hace una variación de la amplitud y de la fase de la señal portadora al ritmo de la señal moduladora. Es idónea cuando se quiere transmitir la máxima información con el mínimo ancho de banda posible. Tiene una eficiencia espectral muy grande. Se emplea para transmisiones de TV por cable y en la TDT porque se necesita enviar una gran cantidad de información y no hay excesivos problemas de ruido e interferencias.
Modulación FSK
Se basa en la variación de frecuencia de la señal portadora y es independiente de la amplitud y la fase. Su inconveniente es su baja eficiencia espectral y su gran ancho de banda. Como ventaja, se puede citar su baja probabilidad de error.
BLR (Banda Lateral Residual)
Es un compromiso entre la BLU y la DBL para evitar que se produzcan las distorsiones que aparecen en la BLU. Envía una banda lateral completa y un residuo de la otra. Se emplea para transmitir la señal de luminancia en la señal de TV.
Modulación en Fase
Se varía la fase relativa de la señal portadora con respecto a la amplitud de la señal moduladora. Esta relación entre la fase de la portadora y la señal moduladora es una relación lineal. La característica que la describe es la desviación de fase, y representa el máximo desplazamiento de fase que produce la señal moduladora.