La modulación es el héroe anónimo de la comunicación moderna. Sin él, tus llamadas telefónicas serían silencio y tu Wi-Fi sería un mito. En electrónica, es simplemente la técnica de imprimir información en una onda portadora de radiofrecuencia. Usted varía las características de la onda, como amplitud, frecuencia o fase, para que coincidan con los datos que desea enviar. Voz. Música. Datos. Fotos. Todo depende de ese transportista.
Hay muchas maneras de hacer esto. Cada método altera un rasgo específico de la onda para codificar la señal. Los objetivos más comunes son la amplitud, la frecuencia, la fase, la secuencia del pulso y la duración del pulso.
Técnicas de modulación analógica
La modulación analógica trata la onda portadora como un flujo continuo. No utiliza dígitos binarios como los métodos digitales. En cambio, funciona con las propiedades físicas de la propia onda. Los tres grandes aquí son la modulación de amplitud, la modulación de frecuencia y la modulación de fase.
Modulación de amplitud (AM)
La modulación de amplitud es el juego más antiguo que existe. Impresionó información de audio y visual al variar la fuerza de la onda portadora para que coincida con las fluctuaciones de la señal. Si el audio aumenta de volumen, la amplitud de la onda aumenta. Si se vuelve más silencioso, la amplitud disminuye.
Las estaciones de radio AM comerciales todavía funcionan entre 540 y 1700 kHz. Están separados por 10 kHz. ¿Por qué esto importa? Porque las ondas en este rango rebotan en la ionosfera. Se reflejan de regreso a la Tierra. Esto le permite seleccionar estaciones a cientos de kilómetros de distancia, especialmente de noche.
Más allá de la radio comercial, la AM se utiliza para transmisiones de onda corta de larga distancia. También transmite la parte de vídeo de los programas de televisión tradicionales.
Modulación de frecuencia (FM)
La modulación de frecuencia mantiene la amplitud constante. En su lugar, cambia la frecuencia. La frecuencia de la portadora sube y baja en respuesta directa a las variaciones de la señal de audio.
Edwin H. Armstrong, un ingeniero eléctrico estadounidense, desarrolló la FM a principios de los años 1930. ¿Su objetivo? Vence el ruido. La AM es muy susceptible a las interferencias. Tormentas eléctricas. Maquinaria. Corrientes eléctricas aleatorias. Estos alteran la amplitud de una onda. Dado que la FM se basa en la frecuencia, no en la amplitud, estas fuentes de ruido dejan la señal prácticamente sin cambios.
FM también es más adecuado para sonido estereofónico. Maneja audio de alta fidelidad para programas de televisión y llamadas telefónicas de larga distancia a través de relés de microondas.
¿Dónde transmite FM? Frecuencias más altas que AM. Las estaciones de FM comerciales ocupan el rango de 88 a 108 MHz. Están separados por 200 kHz. Ese amplio espacio permite una mayor claridad y menos congestión.
Modulación de fase
La modulación de fase varía la fase de la onda portadora. Responde a las vibraciones de la fuente de sonido. A menudo se le considera primo de la FM.
¿Por qué? Porque la fase y la frecuencia están vinculadas. No se puede cambiar uno sin afectar al otro. La velocidad a la que cambia la fase es directamente proporcional a la frecuencia de la señal de audio.
La modulación de fase minimiza la interferencia para transmisiones por debajo de 30 MHz. Se utiliza junto con FM en algunos sistemas. ¿Por qué no utilizar FM en todas partes? FM tiene problemas durante la amplificación de la señal en la radiodifusión. La modulación de fase interviene para realizar ese trabajo. También alimenta algunos relés de microondas y es esencial para los sistemas de Wi-Fi y televisión por satélite.
Métodos de modulación digital
Las computadoras hablan en binario. Para enviar esos datos a través de canales analógicos, necesitamos modular la onda portadora para reflejar esos unos y ceros. Podemos modificar la amplitud, la frecuencia o la fase.
Modificación de desplazamiento de amplitud (PREGUNTAR)
Si solo cambia la amplitud, está utilizando la manipulación por desplazamiento de amplitud. Es el gemelo digital de la AM analógica.
En su forma más simple, una ráfaga de radiofrecuencia existe sólo cuando aparece un 1 binario. Un cero significa que la señal se detiene. Algunas variaciones utilizan dos niveles de amplitud específicos para representar 0 y 1 en lugar de encendido/apagado.
Modificación por cambio de frecuencia (FSK)
Cambie la frecuencia y obtendrá una manipulación por desplazamiento de frecuencia. Los datos digitales se transmiten utilizando dos frecuencias distintas. Una frecuencia representa un 1. La otra representa un 0. Es simple. Es robusto.
Modulación por cambio de fase (PSK)
Modifique la fase y tendrá manipulación por cambio de fase. La versión más simple utiliza una única frecuencia portadora. Una fase fija representa un 0. Un cambio de fase de 180 grados (polaridad opuesta) representa un 1.
La modulación digital no se limita a estas formas simples. Las técnicas avanzadas combinan señales para incluir más datos en cada turno.
La modulación de amplitud en cuadratura (QAM) es un buen ejemplo. Superpone múltiples señales moduladoras. QAM transmite dos señales moduladas en amplitud que están desfasadas 90 grados. Esto permite representar cuatro o más bits por cada desplazamiento. Así es como las redes móviles y de banda ancha modernas alcanzan altas velocidades.
Modulación de pulso
A veces la portadora no es una onda continua. Es una serie de pulsos de encendido y apagado. Esta es la modulación de pulso.
La modulación codificada por pulsos (PCM) convierte la señal en una serie de pulsos de amplitud constante. El espacio entre estos pulsos codifica la información. PCM minimiza las pérdidas de transmisión. Elimina el ruido y las interferencias porque el receptor sólo necesita detectar patrones de pulso simples.
¿Dónde ves PCM? Audios digitales. Computadoras. Discos compactos. DVD. Discos Blu-Ray. Es el estándar para almacenamiento y reproducción digital de alta calidad.
Otra variante es la modulación de duración de pulso (PDM). En este caso, la inteligencia reside en la duración y el orden de los impulsos que se repiten regularmente. Es menos común que PCM pero sirve para aplicaciones específicas donde la precisión de la sincronización importa más que la amplitud.
