Principios de Modulación Delta y Técnicas de Modulación Digital

Modulación Delta y sus Fenómenos Asociados

Conceptos Fundamentales de Modulación Delta

La Modulación Delta utiliza un código PCM de bit sencillo para lograr la transmisión digital de las señales analógicas. Con la modulación delta, en vez de transmitir una representación codificada de la muestra, solo se transmite un bit sencillo, que simplemente indica si esa muestra es mayor o menor que la muestra anterior. El algoritmo para un sistema de modulación delta es muy simple: Si la muestra actual es mayor que la muestra anterior, se transmite un 1 lógico; si la muestra actual es menor que la muestra anterior, se transmite un 0 lógico.

Fenómenos Asociados a la Modulación Delta

Ruido Granular

Este ruido se produce cuando la señal no varía o varía muy poco. Esto es producido ya que se obtiene una seguidilla de unos y ceros. Esto es lo mejor que ofrece el sistema, ya que genera señales indeseadas que no posee la señal original.

Sobrecarga de Pendiente

Cuando la variación de la señal analógica es con una rapidez o frecuencia mayor a la que puede trabajar el sistema. Se puede evitar la sobrecarga de pendiente si se aumentara la amplitud de la señal cuadrada.

Modulación Delta Adaptativa

La Modulación Delta Adaptativa es un sistema de modulación donde el tamaño del escalón varía automáticamente dependiendo de las características de amplitud de la señal analógica de entrada. Cuando el resultado del transmisor es una cadena de 1 o 0 consecutivas, indica que la pendiente del convertidor o modulador es menor que la pendiente de la señal analógica en la dirección positiva o negativa, lo que aumenta la posibilidad de que exista una sobrecarga de pendiente. Ante esta variante, el tamaño del escalón se incrementa automáticamente, tanto como sea necesario, hasta alcanzar a la señal analógica. Cuando está ocurriendo una secuencia alternada de 1 y 0, la posibilidad de que se genere ruido granular es elevada. Consecuentemente, el sistema revertirá automáticamente a su tamaño mínimo de escalón, reduciendo la magnitud del ruido.

Fundamentos de Modulación Digital

ASK (Amplitude Shift Keying)

Cuando se posee un 1 lógico en la señal modulante, en la señal modulada se verá la portadora; y, cuando la modulante es un 0 lógico, la señal modulada será 0.

Baudios

Número de intervalos por segundo de una señal. Es una medida de velocidad de modulación correspondiente al cambio de una señal por segundo.

Frequency Shift Keying (FSK)

La transmisión por desplazamiento de frecuencia binaria (FSK) es una forma de modulación angular de amplitud constante, similar a la modulación de frecuencia convencional, excepto que la señal modulante es una serie de pulsos binarios que varían entre dos niveles de tensión discretos. La ecuación general para una señal FSK es:

En un transmisor de FSK binario, la frecuencia central o de portadora se desplaza de acuerdo con la señal de entrada. En la salida del modulador, conforme cambia la señal de entrada de 0 lógico a 1 lógico y viceversa, la salida se desplaza entre dos frecuencias: una frecuencia de marca o de 1 lógico y una frecuencia de espacio o de 0 lógico. Este cambio en la frecuencia de salida se produce cada vez que la condición lógica de la señal de entrada cambia.

Frecuencias Clave en FSK

• Frecuencia de Marca (Fm): Debe tener un valor mayor que Fp.
• Frecuencia de Espacio (Fs): Debe tener un valor menor que Fp.

El índice de modulación en una señal FSK suele mantenerse en 1. Esto hace que las bandas laterales no sean muchas, lo que resulta en un ancho de banda (AB) más reducido. En una FSK son aplicables las funciones de Bessel.

(Nota: Aquí se incluiría un gráfico ilustrativo) Esto sucede cuando no hay una sincronización entre las fases.

PSK (Phase Shift Keying)

Con la transmisión por desplazamiento de fase binario (BPSK) son posibles dos fases de salida para una sola frecuencia de portadora. Una fase de salida representa un 1 lógico y otra un 0 lógico. Conforme la señal digital de entrada cambia de estado, la fase de la portadora de salida se desplaza entre dos ángulos que están 180° fuera de fase. La PSK binaria (o también llamada BPSK) es una forma de modulación de onda cuadrada de portadora suprimida. Por ejemplo, un modulador para tal transmisión puede contar con un circuito balanceado que actúa como un conmutador para invertir la fase. Dependiendo de la condición lógica de la entrada, la portadora se transfiere a la salida ya sea en fase o 180° fuera de fase, con el oscilador de portadora de referencia.

Multiplexor

Un Multiplexor es un dispositivo que tiene una entrada y varias salidas, o viceversa. Si tenemos varias entradas y una salida, con otra señal podemos dar la orden para permitir el paso a las distintas entradas.