A modulação é o herói desconhecido da comunicação moderna. Sem ele, suas ligações seriam um silêncio e seu Wi-Fi seria um mito. Na eletrônica, é simplesmente a técnica de imprimir informações em uma onda portadora de radiofrequência. Você varia as características da onda – como amplitude, frequência ou fase – para corresponder aos dados que deseja enviar. Voz. Música. Dados. Fotos. Tudo depende dessa transportadora.
Existem muitas maneiras de fazer isso. Cada método altera uma característica específica da onda para codificar o sinal. Os alvos mais comuns são amplitude, frequência, fase, sequência de pulso e duração do pulso.
Técnicas de modulação analógica
A modulação analógica trata a onda portadora como um fluxo contínuo. Ele não usa dígitos binários como métodos digitais. Em vez disso, funciona com as propriedades físicas da própria onda. Os três grandes aqui são modulação de amplitude, modulação de frequência e modulação de fase.
Modulação de Amplitude (AM)
A modulação de amplitude é o jogo mais antigo da cidade. Ele impressionou as informações audiovisuais ao variar a força da onda portadora para corresponder às flutuações do sinal. Se o áudio ficar mais alto, a amplitude da onda aumenta. Se ficar mais silencioso, a amplitude cai.
As estações de rádio AM comerciais ainda operam entre 540 e 1.700 kHz. Eles estão espaçados de 10 kHz. Por que isso importa? Porque as ondas nesta faixa ricocheteiam na ionosfera. Eles são refletidos de volta para a Terra. Isso permite que você escolha estações a centenas de quilômetros de distância, especialmente à noite.
Além do rádio comercial, o AM é usado para transmissões em ondas curtas de longa distância. Ele também carrega a parte de vídeo de programas de televisão tradicionais.
Modulação de frequência (FM)
A modulação de frequência mantém a amplitude constante. Em vez disso, muda a frequência. A frequência da portadora muda para cima e para baixo em resposta direta às variações do sinal de áudio.
Edwin H. Armstrong, um engenheiro elétrico americano, desenvolveu o FM no início da década de 1930. Seu objetivo? Supere o barulho. AM é altamente suscetível a interferências. Tempestades. Máquinas. Correntes elétricas aleatórias. Isso interrompe a amplitude de uma onda. Como o FM depende da frequência e não da amplitude, essas fontes de ruído deixam o sinal praticamente inalterado.
FM também é mais adequado para som estereofônico. Ele lida com áudio de alta fidelidade para programas de TV e chamadas telefônicas de longa distância através de relés de micro-ondas.
Onde a FM transmite? Frequências mais altas que AM. As estações FM comerciais ocupam a faixa de 88 a 108 MHz. Eles estão espaçados em 200 kHz. Esse amplo espaçamento permite melhor clareza e menos congestionamento.
Modulação de Fase
A modulação de fase varia a fase da onda portadora. Ele responde às vibrações da fonte sonora. Muitas vezes é considerado primo do FM.
Por que? Porque fase e frequência estão ligadas. Você não pode mudar um sem afetar o outro. A taxa na qual a fase muda é diretamente proporcional à frequência do sinal de áudio.
A modulação de fase minimiza a interferência em transmissões abaixo de 30 MHz. É usado junto com FM em alguns sistemas. Por que não usar FM em qualquer lugar? FM tem dificuldades durante a amplificação do sinal na transmissão. A modulação de fase intervém para lidar com esse trabalho. Ele também alimenta alguns relés de micro-ondas e é essencial para sistemas Wi-Fi e TV via satélite.
Métodos de modulação digital
Os computadores falam em binário. Para enviar esses dados através de canais analógicos, precisamos modular a onda portadora para refletir esses uns e zeros. Podemos ajustar amplitude, frequência ou fase.
Chaveamento de mudança de amplitude (ASK)
Se você alterar apenas a amplitude, estará usando a modulação de mudança de amplitude. É o gêmeo digital do AM analógico.
Em sua forma mais simples, uma explosão de radiofrequência existe apenas quando o binário 1 aparece. Um zero significa que o sinal para. Algumas variações usam dois níveis de amplitude específicos para representar 0 e 1 em vez de ligar/desligar.
Chaveamento de mudança de frequência (FSK)
Altere a frequência e você obterá a modulação por mudança de frequência. Os dados digitais são transmitidos usando duas frequências distintas. Uma frequência representa 1. A outra representa 0. É simples. É robusto.
Chaveamento de mudança de fase (PSK)
Altere a fase e você terá a modulação de mudança de fase. A versão mais simples utiliza uma única frequência portadora. Uma fase fixa representa 0. Uma mudança de fase de 180 graus (polaridade oposta) representa 1.
A modulação digital não se limita a estas formas simples. Técnicas avançadas combinam sinais para incluir mais dados em cada turno.
A modulação de amplitude em quadratura (QAM) é um excelente exemplo. Ele sobrepõe vários sinais modulantes. QAM transmite dois sinais modulados em amplitude que estão 90 graus fora de fase. Isso permite que quatro ou mais bits sejam representados por cada deslocamento. É assim que as redes modernas de banda larga e celulares alcançam altas velocidades.
Modulação de pulso
Às vezes, a portadora não é uma onda contínua. É uma série de pulsos liga-desliga. Esta é a modulação de pulso.
A modulação codificada por pulso (PCM) converte o sinal em uma série de pulsos de amplitude constante. O espaçamento entre esses pulsos codifica a informação. PCM minimiza perdas de transmissão. Elimina ruído e interferência porque o receptor só precisa detectar padrões de pulso simples.
Onde você vê PCM? Áudio digital. Computadores. Discos compactos. DVDs. Discos Blu-Ray. É o padrão para armazenamento e reprodução digital de alta qualidade.
Outra variante é a modulação de duração de pulso (PDM). Aqui, a inteligência reside na duração e na ordem dos pulsos regularmente recorrentes. É menos comum que o PCM, mas atende aplicações específicas onde a precisão do tempo é mais importante do que a amplitude.
