_Modulação(1)
Transcript of _Modulação(1)
-
8/3/2019 _Modulao(1)
1/30
Formador: Victor Andrade
1
-
8/3/2019 _Modulao(1)
2/30
Avaliao 2 testes (oral e escrito) (30% Cada)
Componente social (40%)
2
-
8/3/2019 _Modulao(1)
3/30
Tcnicas de Modulao O que modulao?
Porqu modular um sinal?
Tipos de modulao Comparao entre diferentes tcnicas de modulao
Tcnicas de modulao analgica
Tcnicas de modulao digital
3
-
8/3/2019 _Modulao(1)
4/30
O que Modulao Modulao pode ser definida como a superposio de
um sinal que contm a informao desejada em umaportadora de alta frequncia.
Por exemplo, deseja-se transmitir um sinal de voz comfrequncia at 4 kHz e para isso o sinal de voz sobreposto no sinal de uma portadora de 140 MHz.
4
-
8/3/2019 _Modulao(1)
5/30
O que Modulao O sinal de voz chamado de sinal modulante.
A transformao pela superposio do sinal de voz na
portadora chamada de modulao. O equipamento que realiza essa operao chamado
de modulador.
O sinal obtido na sada do modulador chamado de
sinal modulado.
5
-
8/3/2019 _Modulao(1)
6/30
O que Modulao O sinal modulado enviado atravs do meio,
executando outras operaes necessrias no sinal,como por exemplo filtragem.
Na recepo, o sinal modulado recebido pelodemodulador que realiza uma operao inversa domodulador obtendo a informao original.
6
-
8/3/2019 _Modulao(1)
7/30
O que Modulao Este processo apresentado na Figura.
O sinal modulante tambm conhecido como sinal de
banda base. Em um sistema de comunicao, as duas extremidades
devem ter a capacidade de enviar e receber e, portantoo modulador e demodulador deve estar presente nas
duas extremidades. O modem o equipamento que tem as funes de
modulador e demodulador.
7
-
8/3/2019 _Modulao(1)
8/30
O que Modulao
8
-
8/3/2019 _Modulao(1)
9/30
Porqu modular um sinal? Na transmisso de voz, se os dois sinais forem enviados
ao mesmo tempo pelo canal, no ser possveldistinguir a informao na recepo.
Isto acontece por que os canais de voz ocupam amesma largura de banda (banda passante) (300 Hz a 4kHz).
9
-
8/3/2019 _Modulao(1)
10/30
Porqu modular um sinal? Colocar os sinais em bandas de frequncias diferentes
para ento envi-los.
Sinais de baixas frequncias possuem uma capacidaderuim de radiao e por esse motivo os sinais de voz sodeslocados para altas frequncias.
10
-
8/3/2019 _Modulao(1)
11/30
Porqu modular um sinal? necessrio sobrepor um sinal de baixa frequncia
em uma portadora de alta frequncia paratransmiti-lo atravs de longas distncias.
Quando diferentes sinais de voz so modulados emdiferentes frequncias, possvel transmiti-los juntossem que haja interferncia.
11
-
8/3/2019 _Modulao(1)
12/30
Porqu modular um sinal? Se o rdio usado como meio de transmisso, o sinal
de rdio deve ser enviado atravs de uma antena.
O tamanho da antena diminui a medida que afrequncia do sinal aumenta.
Por exemplo, para transmitir um sinal de voz em bandabsica, a antena deve ter cerca de 5.000 metros.
Por estas razes, a modulao uma importantetransformao no sinal realizada em todos os sistemasde comunicao.
12
-
8/3/2019 _Modulao(1)
13/30
Porqu modular um sinal? Resumindo:
1. A modulao permite enviar sinais por longasdistncias, porque sinais de baixa frequncia possuemcaractersticas ruins de radiao;
2. possvel combinar um nmero de sinais bandabsica e enviar atravs de um nico meio, utilizandodiferentes frequncias para as portadoras;
3. Antenas menores podem ser empregadas no caso emque o meio utilizado o rdio.
13
-
8/3/2019 _Modulao(1)
14/30
Tipos de modulao De uma forma geral, pode-se entender a modulao
como uma transformao no sinal;
Por exemplo: PCM, uma forma de converter sinaisanalgicos em digitais.
Na modulao da portadora, o sinal modificado deforma a conter a informao do sinal modulante.
14
-
8/3/2019 _Modulao(1)
15/30
Tipos de modulao As principais tcnicas de modulao da portadora
podem ser divididas em duas categorias: Modulao analgica:
Modulao em amplitude (AM);
Modulao em frequncia (FM);
Modulao em fase (PM).
Modulao digital: ASK Amplitude Shift Keying;
FSK Frequency Shift Keying;
PSK Phase Shift Keying;
15
-
8/3/2019 _Modulao(1)
16/30
Tipos de modulao As modulaes em amplitude e em fase podem ser
aplicadas simultaneamente, recebendo o nome demodulao em quadratura.
16
-
8/3/2019 _Modulao(1)
17/30
Comparao entre os tipos de
modulao importante entender o por que de tantas tcnicas de
modulao.
Razo: O desempenho de cada modulao diferente.
17
-
8/3/2019 _Modulao(1)
18/30
Comparao entre os tipos de
modulao Os critrios de desempenho pelos quais as tcnicas de
modulao podem ser comparadas so: Largura de Banda (Banda passante);
Imunidade ao rudo;
Complexidade.
18
-
8/3/2019 _Modulao(1)
19/30
Comparao entre os tipos de
modulao Baseado nesses critrios de desempenho, uma tcnica
de modulao pode ser escolhida para umadeterminada aplicao.
Observao: 1. No passado tanto modulador quanto demodulador
eram implementados em hardware. Com o surgimentodos processadores digitais de sinais, moduladores edemoduladores so hoje implementaes orientadas software.
19
-
8/3/2019 _Modulao(1)
20/30
Comparao entre os tipos de
modulao 2. O desempenho de uma tcnica de modulao em
um canal com rudo caracterizado pela taxa de erro debit (BER Bit Error Rate). Esta taxa est condicionada
relao sinal rudo (SNR Signal-to-Noise Ratio). Porexemplo, para um dado valor de BER (10 -3 ), a tcnica demodulao que requer a menor relao sinal rudo amelhor.
20
-
8/3/2019 _Modulao(1)
21/30
Tcnicas de modulao
Analgica Modulao analgica extensivamente usada em
broadcast de programas (udio e vdeo), alm de muitossistemas de comunicao.
Apesar de os sistemas desenvolvidos na actualidadeutilizarem modulao digital, a modulao analgicacontinua a exercer um papel importante.
21
-
8/3/2019 _Modulao(1)
22/30
Modulao Analgica Forma mais antiga e simples de modulao com
portadora sinusoidal e sinal modulante analgico;
Utilizada na transmisso de udio e vdeo;
A amplitude de um sinal de frequncia constante(portadora) varia de acordo com o sinal a enviar.
22
-
8/3/2019 _Modulao(1)
23/30
Modulao Analgica
23
-
8/3/2019 _Modulao(1)
24/30
Modulao Analgica Vantagens:
Fcil implementao;
Anlise matemtica simples.
Desvantagens: Fraca imunidade ao rudo;
Elevado consumo de energia;
Redundncia de informao.
24
-
8/3/2019 _Modulao(1)
25/30
ndice de modulao A portadora tem sua amplitude instantnea variada
proporcionalmente ao sinal modulador;
Portadora:
A: amplitude da portadora; wC : frequncia em rad/s;
: fase da portadora
25
-
8/3/2019 _Modulao(1)
26/30
ndice de modulao Variando-se a amplitude da portadora
proporcionalmente ao sinal modulante m(t), tem-se aamplitude instantnea do sinal modulante a(t)dada por:
Onde AM = B/A representa o ndice de modulao emamplitude.
A amplitude instantnea d origem onda modulada
s(t):
26
-
8/3/2019 _Modulao(1)
27/30
ndice de modulao AM < 1:
Submodulao, h desperdcio de potncia transmitida;
AM = 1: 100% de modulao;
AM > 1: Sobremodulao, implica em rotao de fase.
27
-
8/3/2019 _Modulao(1)
28/30
Modulao em amplitude A largura de banda na modulao em amplitude duas
vezes a maior frequncia modulante.
Por exemplo, se a frequncia modulante possui uma
largura de banda (banda passante) de 15 kHz (como ausada em broadcast de udio), o sinal modulado emamplitude requer 30 kHz.
Usualmente a banda passante til, devido restries na
regio de operao linear do equipamento transmissor,fica em torno de 0,1 a 1% da frequncia da portadora.
28
-
8/3/2019 _Modulao(1)
29/30
Modulao em amplitude simples implementar um modulador e demodulador
AM;
Entretanto, ao ser transmitido por um meio, rudo
adicionado e a amplitude do sinal modificada. E o sinal demodulado no mais uma rplica do sinal
modulante.
Em outras palavras AM no imune ao rudo.
29
-
8/3/2019 _Modulao(1)
30/30
Modulao em amplitude Quando o sinal transmitido, o sinal da portadora exige
maior parte da potncia transmitida apesar de noconter qualquer informao.
A informao est contida no envelope. Broadcast de udio: Diferentes programas de udio so
modulados em amplitude, multiplexados por diviso defrequncia e transmitidos atravs do meio (rdio).