MODULACIONES PCM, PSK y FSK

Modulación PCM
La modulación PCM por sus siglas inglesas de Pulse Code Modulation es un procedimiento de modulación utilizado para transformar una señal analógica en una secuencia de bits (señal digital), este método fue inventado por Alec Reeves en 1937. Una trama o stream PCM es una representación digital de una señal analógica en donde la magnitud de la onda analógica es tomada en intervalos uniformes (muestras), cada muestra puede tomar un conjunto finito de valores, los cuales se encuentran codificados.

En la figura observamos que una onda senoidal está siendo muestreada y cuantificada en PCM.


Se toman las muestras a intervalos de tiempo regulares (mostrados como segmentos sobre el eje X). De cada muestra existen una serie de posibles valores (marcas sobre el eje Y). A través del proceso de muestreo la onda se transforma en código binario (representado por la altura de las barras grises), el cual puede ser fácilmente manipulado y almacenado.

Modulación PSK
La modulación PSK se caracteriza porque la fase de la señal portadora representa cada símbolo de información de la señal moduladora, con un valor angular que el modulador elige entre un conjunto discreto de "n" valores posibles.
La modulación PSK también se denomina “por desplazamiento” debido a los saltos bruscos que la moduladora digital provoca en los correspondientes parámetros de la portadora.
Un modulador PSK representa directamente la información mediante el valor absoluto de la fase de la señal modulada, valor que el demodulador obtiene al comparar la fase de esta con la fase de la portadora sin modular.

ESTAS SON SEÑALES DE MODULACIÓN PSK



La señal modulada resultante, responde a la expresión:

Donde:

• A_p=longitud
• f=frecuencia
• t=tiempo
• 0=representa cada uno de los n valores posibles de la fase, tantos como estados tenga la señal codificada en banda base multinivel.

MODULACION FSK
El FSK (Frequency-shift keying) es un tipo de modulación de frecuencia cuya señal modulante es un flujo de pulsos binarios que varía entre valores predeterminados.

La figura muestra una señal modulada FSK que responde a la función:


Asen(2Π(f ± ∆f)t,
cuando la moduladora es binaria. El signo ± depende de que el bit a transmitir sea el cero o el uno: f₁ = f + ∆f, f₀ = f-∆f.
Esta señal FSK es una sinusoide de amplitud constante A, que “salta” entre dos frecuencias diferentes f₀ y f₁.
El salto de frecuencia ∆f alrededor de la frecuencia central f de la portadora, se denomina genéricamente en cualquier sistema de FM “desviación de frecuencia” y es un valor constante del que depende el ancho de banda de la señal modulada.

FSK de banda reducida:
Recibe también el nombre de banda angosta.
Se tiene cuando la variación de frecuencia de la señal modulada da como resultado una diferencia de fase menor que PI/2. Se dice que el índice de modulación es pequeño.
Su espectro de frecuencias es similar al de ASK. Se diferencian en que la amplitud de las armónicas se ve afectada por la frecuencia, superponiéndose a la FSK.
Existe una coincidencia entre el ancho de banda necesario para ASK y para FSK de banda reducida.

Transmisión de desplazamiento mínimo del FSK:
Recibe el nombre de MSK y su manera de transmitir es mediante el desplazamiento de la frecuencia de fase continua, CPFSK.
Es un FSK binario, salvo por la sincronización de las frecuencias de espacio y marca, a razón de bit de entrada binario, que se seleccionan de tal forma que difieren de la frecuencia central por un múltiplo impar de la mitad de la razón de bit:
n( f b / 2 ), siendo n un número entero impar.
De esta manera, en la señal de salida analógica, aseguramos que exista una transición de fase fluida al variar de una frecuencia de espacio a una de marca.