MODULAÇÃO EM AMPLITUDE, FREQUÊNCIA E FASE

Modulação em amplitude

Modulação em Amplitude ou simplesmente AM, é a forma de modulação em que a amplitude de um sinal senoidal, chamado portadora, varia em função do sinal de interesse, que é o sinal modulador. A frequência e a fase da portadora são mantidas constantes. Matematicamente, é uma aplicação directa da propriedade de deslocamentos em frequências da transformada de Fourier, assim como da propriedade da convolução.

   

 

 

Modulação em Frequência      

FM é a abreviatura para modulação em frequência ou frequência modulada.
Iniciada nos Estados Unidos no início do século XX, FM é uma modalidade de radiodifusão que usa a faixa 87,5 Mhz a 108 Mhz com modulação em frequência.

Uma rádio em FM apresenta uma ótima qualidade sonora mas com limitado alcance, chegando em média a 100 quilômetros de raio de alcance. Em condições esporádicas de propagação, é possível sintonizar emissores a centenas de quilômetros. A potência dos sistemas de emissão pode variar entre poucos watts (rádios locais) até centenas de quilowatts, no caso de retransmissores de grande cobertura.

 Desvantagens:

Um das desvantagens dos receptores FM é de apresentarem uma característica conhecida como efeito de captura. Esse efeito ocorre da seguinte maneira:
se existirem dois ou mais sinais de FM emitidos na mesma frequência, o receptor de FM irá responder ao sinal de maior potência e ignorar os menores (os restantes.

Modulação em Fase

Modulação em Fase é um tipo de modulação analógica que se baseia na alteração da fase da portadora de acordo com o sinal modulador (mensagem). Usada para transmissão de dados.
Ao contrário da Modulação em Frequência (FM), a Modulação por fase é pouco usada, pois precisa de equipamento mais complexo para a sua recepção.

TÉCNICAS DE CONVERSÃO ANALÓGICO-DIGITAL (A/D) / DIGITAL - ANALÓGICO (D/A)

conversor analógico-digital:

(frequentemente abreviado por conversor A/D) é um dispositivo eletrônico capaz de gerar uma representação digital de uma grandeza analógica.
Por exemplo, um conversor A/D de 10 bits, preparado para um sinal de entrada analógica de tensão variável de 0V a 5V pode gerar números binários de 0 (0000000000) a 1023 (1111111111) (ou seja, capturar 1024 pontos do sinal), dependendo do sinal de entrada. Se o sinal de entrada do suposto conversor A/D estiver em 2,5V, o valor binário gerado será 511 ou 512. Obs: Um sinal pode assumir infinitos valores de pico a pico.
Para digitalizar um sinal, precisamos de uma base de tempo e um Conversor Analógico Digital (ADC),
que fornece uma aproximação digital do sinal original.
A aproximação digital é registrada em N – bits
(nesse caso 4) e a variação pode ser reduzida para uma precisão de, no máximo, 1 parte de 2^N. A base de
tempo determina a velocidade como que podemos amostrar a forma de onda e varia mais com o tipo de
ADC. É possível ter uma precisão de 24 bits e freqüências de 1 GHz, mas não simultaneamente. Em
geral, quanto maior for o número de bits, mais lento o dispositivo.
O bit mais significativo (msb) é o que registra a maior variação de tensão, e o bit menos significativo (lsb)
registra a menor variação de tensão.































 conversor digital-analógico:


O flash, também chamado conversor A/D paralelo, é muito simples de ser entendido. Ele funciona comparando a tensão de entrada – ou seja, o sinal analógico – com uma tensão de referência, que seria o valor máximo obtido pelo sinal analógico. Por exemplo, se a tensão de referência é de 5 volts, isto significa que o pico do sinal analógico seria de 5 volts. Um conversor A/D de 8 bits quando o sinal de entrada atinge os 5 volts encontraríamos um valor de 255 (11111111) na saída do conversor A/D, ou seja, o valor máximo possível.
A tensão de referência é reduzida por uma rede de resistores e outros comparadores são adicionados para que a tensão de entrada (sinal analógico) possa ser comparada com outros valores.
Na Figura 6 você pode ver um conversor A/D paralelo de 3 bits. A comparação é feita através de um amplificador operacional. Todos os resistores têm o mesmo valor.

Sinais do mundo real são analógicos: luz, som, só para citarmos alguns. Por essa razão é que sinais do mundo real devem ser convertidos para digital através de um circuito chamado Conversor D/A (Conversor Digital/Analógico ou simplesmente ADC, Analog/Digital Converter) antes que possam ser manipulados por um equipamento digital. Neste tutorial explicaremos a fundo como funciona a conversão de um sinal analógico para digital.
Quando você utiliza o seu scanner para capturar uma imagem o que acontece na verdade é uma conversão de um sinal analógico para digital: isto é feito pegando a informação analógica fornecida pela imagem (luz) e convertendo-a em sinal digital.
Quando você grava sua voz ou usa uma solução de voz sobre IP em seu computador, você está usando um conversor analógico/digital para converter sua voz, que é um sinal do tipo analógico, em uma informação digital.

TRANSMISSÃO DE SINAIS ANALÓGICOS E DIGITAIS

A transmissão por fios telefónicos é talvez a mais comum. 

Neste caso utilizam-se modems que fazem a adequação do sinal digital do computador à linha telefónica.

O modem recebe o sinal digital do computador e coloca-o numa onda de frequência necessária para a transmissão pela linha telefónica. Este processo (conversão do sinal) dá-se o nome de modulação.

A função básica de um modem é receber os dados codificados na forma de sinais eléctricos digitais vindo do computador, colocá-los numa onda portadora que possui uma frequência fixa de transmissão adequada ao meio de transmissão.

Ao chegar ao modem receptor dá-se o processo inverso. 

Nesta situação ocorre um processo designado por demodulação.

 

 O sinal Analógico:

O sinal analógico possui um variação constante e estável, conhecida como onda senoidal (ou sinusoidal).

 

A onda senoidal possui um padrão que se repete:

■ A cada padrão que se repete chamamos ciclo

■ Cada ciclo demora um determinado tempo para percorrer, chamado de período T

■ O número de vezes que o ciclo se repete por segundo é chamado de frequência, medida em HERTZ (hz=ciclos por segundo)

■ A amplitude da onda é representada pela altura, medida em volts.

O sinal analógico varia continuamente e é transmitido por diversos meios, no entanto está sujeito a distorções, atenuações e ruídos ao longa da transmissão.

A qualidade da transmissão analógica varia de acordo com o meio e com os equipamentos utilizados.

█ Um sinal analógico é por definição contínuo podendo tomar qualquer valor intermédio; tipicamente são utilizadas ondas sinusoidais para █ os representar. 

Um sinal eléctrico analógico normalmente nao possui um frequência fixa e sem variações.

O sinal eléctrico varia dentro de uma faixa de frequência, ou seja, as ondas tanto apresentam ciclos menores como apresentam ciclo maiores no tempo.

Para transmitir voz humana é necessária uma faixa de frequência entre 96Hz e 1152Hz.

Desta forma o meio de transmissão do sinal deve ser capaz de deixar passar toda a faixa de frequência necessária para que não haja perda de informação. 

A Tv necessita de uma faixa de frequência na ordem dos 4Mhz(4.000.000Hz).

O ouvido humano percebe frequências entre os 16Hz e os 20000Hz.

As frequências são divididas em faixas especificadas como baixa, média e alta.

O sinal Digital:

 

A representação de caracteres por sinais eléctricos consiste em representar os caracteres (letras, números e caracteres especiais) por dois digitos básicos (0 e 1), que se combinam entre si assumindo várias posições.

O sinal eléctrico com uma dada voltagem representa o dígito 1 e outro com voltagem diferente representa o dígito 0.

Enquanto que o sinal analógico varia continuamente e pode assumir todos os valores entre a sua amplitude máxima e mínima, o sinal binário só assume dois valores (0 e 1), saltando de um valor para o outro instantaneamente no formato de onda quadrada.

O sinal digital permite a codificação dos números e letras utilizadas nos computadores em 0 e 1.

O Sinal Digital é um sinal com valores discretos (descontínuos) no tempo e em amplitude. 

Isso significa que um sinal digital só é definido para determinados instantes de tempo, e que o conjunto de valores que pode assumir é finito.

DIRECÇÃO DO FLUXO DE DADOS : Sistemas Simplex, Half-Duplex e Full-Duplex

Uma comunicação entre dois dispositivos pode acontecer de três maneiras diferentes:

simplex, half-duplex ou full-dúplex. 

Simplex:


 Um canal de comunicação onde o sentido da mesma permanece inalterado todo o tempo é chamado de canal simplex.

O sinal de rádio transmitido por uma estação de rádio é feito por um canal simplex, uma vez que em momento algum o usuário da estação consegue enviar um sinal em sentido contrário. Enquanto o locutor “fala”, o usuário apenas “ouve”.

 Half-duplex (semi-duplex):


 Já um canal de comunicação onde seja possível a comunicação nos dois sentidos, mas não simultaneamente, é chamado de canal half-duplex.
A comunicação feita entre dois usuários de rádio amador (PX,PY, etc) é um exemplo. Enquanto um usuário “fala” o outro não pode falar, apenas “ouvir”. Somente quando o primeiro usuário parar de falar, é que será possível ao segundo realizar a comunicação em sentido contrário.

 Full-duplex (duplex):

Neste modo, ambas as estações podem transmitir e receber simultaneamente.
Sinais em direcções opostas compartilham a capacidade do link ou canal.
Neste caso, as transmissões podem ser feitas nos dois sentidos em simultâneo, ou seja, um dispositivo pode transmitir informação ao mesmo tempo que pode também recebe-la; um exemplo típico destas transmissões são as comunicações telefónicas; também são possíveis entre computadores, desde que o meio de transmissão utilizado contenha pelo menos dois canais, um para cada sentido do fluxo dos dados.