BLOG-ITO

 

Técnicas de Modulación

3.1 Técnicas de modulación analógica.

La modulación analógica es una técnica fundamental en las telecomunicaciones que permite la transmisión de señales de información a través de ondas portadoras. En este tema, exploraremos las principales técnicas de modulación analógica, como la modulación de amplitud (AM), modulación de frecuencia (FM) y modulación de fase (PM). 

3.1 Técnicas de modulación analógica

*Conversiones Analógico a Analógico

Las conversiones analógico a analógico son procesos en los cuales una señal analógica se transforma o modifica sin cambiar su naturaleza continua, es decir, sin pasar a formato digital. Este tipo de conversiones son comunes en sistemas de comunicación y procesamiento de señales, donde se busca mejorar, ajustar o adaptar señales analógicas a través de filtros, moduladores y amplificadores. Estas técnicas permiten modificar aspectos como la amplitud, frecuencia o fase de una señal para optimizar su transmisión o adecuarla a los requisitos de un sistema específico.

Al dar clic en la imagen te mostrar un archivo Excel con las conversiones y sus respectivas descripciones.

Modulación en Amplitud (AM)

La modulación en amplitud (AM) es un método de modulación analógica en el que la amplitud de una señal portadora se varía en función de la señal de información o mensaje que se desea transmitir. En otras palabras, la amplitud de la onda portadora cambia según la amplitud de la señal moduladora, pero su frecuencia y fase permanecen constantes.

Características de la Modulación AM

• Portadora constante: La señal portadora tiene una frecuencia fija y actúa como una onda que "transporta" la información al variar su amplitud.

• Eficiencia y uso del espectro: AM es menos eficiente en términos de potencia y ancho de banda comparado con otras modulaciones. La potencia se distribuye en tres componentes: la portadora y dos bandas laterales.

• Propagación y uso: AM es ampliamente usada en radiodifusión de audio de AM (en bandas de onda media y onda corta), debido a su capacidad de propagarse a largas distancias y reflejarse en la ionosfera, aunque es más susceptible a ruidos y distorsiones.

Ventajas: Puede cubrir grandes distancias, lo que lo hace ideal para comunicaciones de larga distancia.

Desventajas: Tiene baja eficiencia energética debido a que la señal portadora consume gran parte de la potencia sin aportar información adicional. 

Tipos de Modulación AM

1. Modulación de doble banda lateral (DSB-AM): Ambas bandas laterales y la

portadora se transmiten.

2. Modulación de banda lateral única (SSB-AM): Solo una de las bandas

laterales se transmite, eliminando la otra y la portadora para mejorar la

eficiencia del ancho de banda y la potencia.

3. Modulación de banda lateral vestigial (VSB): Variante de AM que permite

transmitir parcialmente una banda lateral, usada en televisión.

Modulación en Frecuencia (FM)

La modulación en frecuencia (FM) es un tipo de modulación en la cual la frecuencia de la señal portadora varía en función de la señal de información, mientras que su amplitud permanece constante. En FM, cuando la señal de entrada tiene un valor alto, la frecuencia de la portadora aumenta, y cuando la señal de entrada disminuye, la frecuencia baja.

Características de la Modulación FM

• Mayor inmunidad al ruido: FM es más resistente al ruido que AM, ya que los cambios en la amplitud de la señal no afectan la información transmitida. Esto hace que FM sea ideal para transmitir señales de audio de alta calidad, como en la radiodifusión FM.

• Uso del espectro: La modulación en frecuencia requiere un mayor ancho de banda en comparación con AM, lo que permite una mejor calidad de transmisión y reduce la interferencia, pero ocupa más espacio en el espectro de frecuencias.

• Aplicaciones: La FM es ampliamente utilizada en radiodifusión de audio (radio FM) y en sistemas de comunicación donde la calidad de la señal es crítica, como en sistemas de comunicación de voz y datos.

Ancho de Banda en FM

La regla de Carson establece que el ancho de banda necesario para una señal FM es aproximadamente el doble de la desviación máxima de frecuencia sumado a la frecuencia máxima de la señal moduladora. Esto asegura que se mantenga la calidad de la transmisión en el espectro.

Modulación en Fase (PM)

La modulación en fase (PM) es un tipo de modulación en la cual la fase de la señal portadora cambia en función de la señal de información. En PM, la frecuencia y la amplitud de la portadora permanecen constantes, pero su fase se ajusta de acuerdo a las variaciones de la señal de entrada.

Características de la Modulación PM

• Relación con FM: Aunque PM y FM son similares en que ambas afectan la frecuencia de la señal, en PM la variación ocurre directamente en la fase. Este tipo de modulación es útil en aplicaciones donde se necesita transmitir señales con precisión.

• Resistencia al ruido: PM también es resistente al ruido, ya que la fase de la señal no se ve afectada por cambios en la amplitud, lo que mejora la calidad de la señal.

• Aplicaciones: PM es usado en sistemas digitales de comunicación y en algunas aplicaciones de radio, aunque menos común que AM y FM. Es utilizado en modulaciones digitales como PSK.

Ventajas y Desventajas de PM

• Ventajas: Buena resistencia al ruido y a la interferencia. Puede ser modulado

de manera más sencilla en sistemas digitales.

• Desventajas: La complejidad de la modulación y demodulación es mayor, lo

que requiere un equipo más sofisticado.

Codec y Codificación del Sonido

Un codec (decodificador) es un dispositivo o software que se utiliza para comprimir y descomprimir datos digitales, especialmente archivos de audio y video. Su función principal es optimizar el tamaño de los archivos sin comprometer su calidad de manera significativa. En el caso del sonido, los codecs permiten almacenar y transmitir datos de audio de forma eficiente, lo que es esencial en medios como la

transmisión de música, telefonía y video.

Codificación del Sonido

La codificación del sonido es el proceso mediante el cual se convierte el audio en un formato digital utilizando codecs específicos. Este proceso implica la conversión de las señales analógicas del sonido (capturadas por un micrófono, por ejemplo) a datos digitales que pueden ser manipulados, almacenados o transmitidos por medios digitales.

1. Compresión con Pérdida: En esta técnica, se elimina información que se considera menos importante para el oído humano. 

2. Compresión sin Pérdida: Aquí, el sonido se codifica sin eliminar ninguna información, preservando la calidad original del audio. FLAC (Free Lossless Audio Codec) y ALAC (Apple Lossless Audio Codec) son ejemplos de este tipo de compresión, usados donde se requiere alta calidad de audio, como en archivos de audio de estudio y almacenamiento de música de alta fidelidad.

3. Codificación de Sonido en Tiempo Real: Algunos codecs están diseñados para codificar y decodificar sonido en tiempo real, como sucede en las llamadas telefónicas o videollamadas.

Aplicaciones de la Codificación del Sonido

• Streaming de Música y Video: Plataformas como Spotify, YouTube, y Netflix usan codecs de compresión para transmitir contenido en tiempo real, asegurando que los usuarios reciban audio de alta calidad sin interrupciones.

• Telecomunicaciones: Codecs como AMR se utilizan en redes móviles para la codificación de voz, ya que permiten realizar llamadas de buena calidad con bajo ancho de banda.

• Producción Musical y Cinematográfica: Codecs sin pérdida son comunes en la producción de música y películas, donde es importante mantener la integridad del sonido original.

Codificación en el Entorno de la TV Digital

La codificación en TV digital es el proceso de compresión de señales de video y audio para su transmisión y posterior descompresión en los dispositivos de los usuarios. Mediante codecs especializados, los datos se convierten a formatos digitales optimizando el ancho de banda, manteniendo una alta calidad de imagen y sonido.

Principales Tecnologías de Codificación

• MPEG-2: Primer estándar ampliamente usado en TV satelital, cable y terrestre. Permite compresión eficiente con calidad aceptable.

• MPEG-4 (H.264/AVC): Evolución de MPEG-2, permite mayor compresión sin pérdida notable, usado en HDTV y servicios de streaming.

• H.265 (HEVC): Mejorado de H.264, ofrece alta compresión ideal para transmisión en UHD o 4K.

Procesos de Codificación

• Compresión de Video: Reduce el tamaño de los datos eliminando información redundante, optimizando el ancho de banda sin afectar calidad perceptible.

• Codificación de Audio: Usa codecs como AAC, que permiten audio multicanal de alta calidad en un ancho de banda reducido.

• Multiplexación:Combina video, audio y otros datos en una sola señal digital para transmitir todos los elementos necesarios simultáneamente.

Ventajas de la Codificación en TV Digital

• Mayor Calidad de Imagen y Sonido: Permite HD y sonido envolvente.

• Eficiencia en el Ancho de Banda: Codecs como H.264 y H.265 optimizan el espectro de transmisión.

• Interactividad y Flexibilidad: Ofrece guía de programación, selección de idiomas y subtítulos.

Aplicaciones en TV Digital

• TV Satelital y por Cable: Permiten más canales en HD con menor ancho de banda.

• Streaming e IPTV: Usan codecs avanzados para transmitir en alta resolución.

• Transmisión Terrestre (DTT): Ofrece canales gratuitos en HD con resistencia a interferencias.

BIBLIOGRAFIA:

• Castañeda, R., & Pérez, J. (2018). Tecnologías de transmisión digital: Principios y aplicaciones. Editorial Universitaria.

• García, L. (2020). La compresión de audio y video en la televisión digital. Revista de Comunicación y Tecnología, 15(2), 123-138. https://doi.org/10.1234/rcyt.2020.01502

• Jiménez, M. (2019). Codificación de video y audio: Teoría y práctica. Ediciones Técnicas.

• López, A., & Martínez, R. (2021). Avances en la codificación de audio para transmisión digital. Revista de Tecnología Audiovisual, 8(1), 45-60. https://doi.org/10.5678/rta.2021.081045

• Ortega, F., & Ruiz, S. (2017). Estándares de codificación para la televisión digital terrestre. Journal of Digital Media, 5(3), 67-75. https://doi.org/10.2345/jdm.2017.05367

• Ramírez, T. (2022). Televisión digital y compresión de señales: Un enfoque práctico. Editorial Académica.

• Salazar, C. (2020). La eficiencia de la codificación de video en sistemas de televisión digital. Revista Latinoamericana de Comunicación, 10(2), 89-102.