Modulación de Pulsos

La modulación de pulsos incluye muchos métodos diferentes para convertir información a forma de pulso para transferirlos de una fuente a un destino. Los cuatro métodos predominantes se describen a continuación:

2. PWM. Este método a veces se llama modulación de duración del pulso (PDM) o modulación de longitud del pulso (PLM). El ancho del pulso (porción activa del ciclo de trabajo) es proporcionar a la amplitud de la señal analógica.
3. PPM. La posición de un pulso de ancho constante, dentro de una ranura de tiempo prescrita, varia de acuerdo a la amplitud de la señal analógica.
4. PAM. La amplitud de un pulso de longitud constante y de ancho constante varia de acuerdo a la amplitud de la señal analógica.
5. PCM. La señal analógica se prueba y se convierte a una longitud fija, numero binario serial para transmisión. El numero binario varia de acuerdo a la amplitud de la señal analógica.

PAM se usa como una forma intermedia de modulación, con PSK, QAM y PCM, aunque raramente se use sola. PWM y PPM se usan en los sistemas de comunicación, de propositos especiales ( normalmente para el ejército ), pero raramente se usan para los sistemas comerciales. PCM es, por mucho, el metodo mas prevalente de modulacion de pulsos y consercuentemente, será el tema de discusión, análisis e implementación en lo que respecta a nuestro proyecto de tesis y circuitos complementarios.

PCM es un sistema binario; un pulso o ausencia de pulso, dentro de una ranura de tiempo prescrita representa ya sea una condición de lógica cero.

Los sistemas PCM se están haciendo cada vez más importantes, debido a ciertas ventajas inherentes sobre otros tipos de sistemas de modulación. Algunas de estas ventajas son las siguientes:

2. En comunicación a larga distancia, las señales PCM pueden regenerarse completamente en estaciones repetidoras intermedias porque toda la información está contenida en el código. En cada repetidora se transmite una señal esencialmente libre de ruido. Los efectos del ruido no se acumulan y sólo hay que preocuparse por el ruido de la transmisión entre repetidoras adyacentes.
3. Los circuitos de modulación y demodulación son todos digitales, alcanzando por ello gran confiabilidad y estabilidad, adaptándose rápidamente al diseño lógico de circuito integrado.
4. Las señales pueden almacenarse y escalarse en el tiempo eficientemente. Por ejemplo, los datos de PCM pueden generarse en un satélite orbital una vez por minuto durante una órbita de 90 minutos y después retransmitirse a una estación terrestre en cuestión de pocos segundos. Las memorias digitales realizan el almacenaje muy eficientemente.
5. Puede usarse un código eficiente para reducir la repetición innecesaria (la redundancia) en los mensajes. Por ejemplo, si se desea enviar "Una Feliz Navidad y un Próspero Año Nuevo" a un amigo distante por telegrama, es mucho más eficaz asignar un código (un número) a este mensaje redundante y enviar el código (el número). En la estación receptora, el decodificador reconoce el código y escribe el mensaje.
6. Una codificación adecuada puede reducir los efectos del ruido y la interferencia. Como ser verá pronto, el ancho de banda puede intercambiarse por potencia de la señal; como el PCM puede escalarse en el tiempo, este también puede intercambiarse por potencia de la señal. El diseñador de sistemas de comunicación tiene, pues, mayor flexibilidad en el diseño de un sistema PCM para satisfacer determinados criterios de funcionamiento.

Ahora se dedicara alguna atención a las cuestiones prácticas de la generación de PCM. La operación central es la del convertidor de análogo a digital (A/D), es decir, codificar señales análogas en códigos digitales.

Muestreo y Reproducción de Señales

El muestreo es un método utilizado en la modulación de impulsos para identificar la señal de información mediante una secuencia de impulsos que representan información en un momento particular.

La muestra natural es un tipo de señal muestreada en la cual la cúspide de cada impulso de muestra sigue a la señal de información durante el tiempo de duración del impulso de la señal de muestreo.

El principio del muestreo establece que la información puede ser reconstruida, filtrando, cuando la frecuencia de señal de muestreo (FS) (velocidad de muestreo) es más de dos veces mayor que la frecuencia máxima de la señal de información (FM).

La velocidad de Nyquist es una condición que se produce cuando la frecuencia de la señal de muestreo es igual al doble de la frecuencia máxima de la señal de información (FS = 2 FM, donde FS es la frecuencia de la señal de muestreo y FM es la frecuencia máxima de la señal de información).

La reconstrucción de señales es el proceso consistente en recuperar información a partir de una señal muestreada. En el receptor, un filtro pasabajos filtra la señal muestreada y deja salir la información reconstruida que es una replica de la información original.

Cuando se transmite información en señales ultraaltas, la potencia requerida por el equipo de transmisión constituye un importante elemento de consideración. Uno de los métodos para reducir la potencia consiste en reducir la información en pequeñas muestras. Como resultado, solo se transmiten porciones de información y la onda "modulada por pulsos" permanece inactiva la mayor parte del tiempo. Se requiere un número suficiente de muestras para permitir la reconstrucción de la información total. Puede probarse matemáticamente que una señal muestreada a un ritmo dos veces mayor que el componente de frecuencia significativo superior (conocido como la velocidad de Nyquist) puede ser reconstruida en el receptor con un alto grado de precisión.