Modulações Digitais

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Modulação Digital
 
● Modulação Digital
Como em AM e FM, a portadora é um sinal 
senoidal com frequência relativamente alta;
O sinal modulante é um sinal digital;
A informação (bits) é transmitida em forma de 
modificações em características da portadora:
● Amplitude (modulação ASK);
● Frequência (modulação FSK);
● Fase (modulação PSK).
 
● Modulação Digital
Funciona deslocando* um sinal em banda base 
para um frequência mais alta;
Em outras palavras, “transforma” um sinal digital 
em um sinal analógico;
Exemplos:
● Comunicações digitais por radiofrequência (TV 
digital, Wi-Fi, etc.);
● Modems em meios de transmissão guiados 
(internet DSL, TV digital por cabo, etc).
 
● Modulação ASK
Amplitude Shift Keying – o sinal digital modifica a 
amplitude da portadora.
OOK
 
● Modulação ASK
Espectro do sinal modulado:
Teoricamente este sinal tem largura de banda 
infinita:
● Como saber onde limitar a banda?
 
● Teorema de Nyquist
Estabelece um critério para a máxima taxa de 
transmissão de símbolos* possível em um meio 
com largura de banda BW e sem ruídos:
● D
MOD
 = 2.BW [baud*] (onde D
MOD
 é a taxa de 
sinalização ou taxa de modulação);
● Ou BW = D
MOD
/2 [Hz].
Exemplo 1: Um sinal digital binário de 100 Mbps pode ter 
sua largura de banda limitada em 50 MHz que ainda assim 
poderemos recuperar o sinal transmitido;
● Isso significa que podemos passar este sinal por um 
filtro PB de 50 MHz antes de fazer a modulação 
ASK, a fim de limitar a largura de banda do sinal 
transmitido.
 
● Modulação ASK
 
● ASK multinível
A modulação ASK mostrada até agora usa 
somente dois níveis de tensão para representar a 
informação: a tensão mínima (zero volts) 
representa o bit zero e a tensão máxima 
representa o bit um;
Nesse caso dizemos que temos dois “símbolos”, 
um símbolo para cada bit;
Existem técnicas mais eficientes que utilizam mais 
níveis de tensão para transmitir a informação (se 
com dois símbolos enviamos um bit por vez, com 
4 símbolos podemos enviar 2 bits por vez);
No meio de transmissão, o que limita o número de 
níveis que podemos utilizar é o ruído.
 
● ASK multinível
 
● Modulação ASK
Basicamente apresenta as mesmas características 
da modulação AM com relação a susceptibilidade 
a ruídos e ocupação da banda;
A demodulação, assim como em AM, pode ser 
feita com um detector de envoltória (retificador + 
filtro PB);
Em sistemas com altas taxas de transmissão e 
eficiência espectral a modulação em amplitude é 
associada a outro tipo de modulação (por 
exemplo, a modulação QAM, que será vista em 
breve).
 
● Modulação FSK
Frequency Shift Keying – o sinal digital modifica a 
frequência da portadora:
 
● Modulação FSK
Podemos interpretar uma modulação FSK como 
duas portadoras distintas sendo moduladas em 
ASK;
● Consequentemente a largura de banda 
ocupada pelo sinal é maior;
● No entanto, devido a modulação ser em 
frequência, é mais robusta a erros;
A demodulação pode ser feita através de filtragem;
A versão “multinível” da FSK consiste na utilização 
de mais de duas frequências (aumenta a largura de 
banda).
 
● Modulação PSK
Phase Shift Keying – o sinal digital altera a fase da 
portadora:
 
● Modulação PSK
 
● Modulação PSK
Espectralmente equivale a ASK sem a frequência 
da portadora;
Mais robusta em relação a ASK em função da 
modulação ser sobre a fase; 
A demodulação é feita por detecção síncrona, o 
que necessita de circuitos mais sofisticados;
A versão “multinível” da PSK consiste na utilização 
de mais valores de fases (com quatro símbolos, 
por exemplo: 0º, 90º, 180º, 270º).
 
● Modulação QAM
Quadrature Amplitude Modulation – A fase e a 
amplitude da portadora são modificadas:
 
● Constelações QAM
 
● Modulação QAM
Cada símbolo é uma combinação de amplitude e 
fase (por exemplo: 2 volts e 90º equivale a 0101);
Variações em 32-QAM, 64-QAM, 128-QAM e 256-
QAM, etc. (onde o número, assim como em outras 
modulações, indica a quantidade de níveis);
É eficiente: mesmos requisitos de largura de 
banda de PSK e ASK, porém com possibilidade de 
maiores taxas de transmissão;
Utiliza circuitos mais sofisticados.
 
Principal referência: Apostila da disciplina 
(prof. M. Moecke);
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