Modulação de Sinais em Sistemas de Comunicação - Prof. Kalú, Resumos de Automação

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Princípios de ComunicaçõesPrincípios de Comunicações

Modulação Linear Modulação Linear

2º Semestre 2º Semestre Tópico Tópico CAPÍTULO

5 – Técnicas de transmissão digital em banda base e banda Passante; 6 – PCM e DPCM; Multiplexação/Duplexaçã o por divisão no tempo (TDM/TDD); 7 – Multiplexação /Duplexação por divisão na Frequência (FDM) 1 – Modulação em Amplitude (AM): Tipos de Modulação AM; 2 – Modulação em Fase e Frequência (PM/FM); 3 – Modulação em Quadratura (QAM); 4 – Modulação Digital (ASK, FSK, PSK, DPSK);

Modulação Linear

Conteúdo Programático

⊷ 1– Modulação em Amplitude

⊷ 2–Virtudes, Limitações e

Modificações na Modulação

em Amplitude

⊷ 3 – Modulação por Banda

Lateral Dupla – Portadora

Suprimida

⊷ 4 – Receptor Costas

⊷ 5 – Multiplexação por

Portadora Em Quadratura

⊷ 6 – Modulação por Banda

Lateral Única

⊷ 7 – Modulação por Banda

Lateral Vestigial

⊷ 8 –Representação Banda Base

de Ondas Moduladas e Filtros

banda Passante

⊷ 9 – Exemplos de Temas

⊷ 10 – Resumo e Discussão

Conteúdo Programático

⊶ Comunicar é uma necessidade permanente e inata das espécies animais e vegetais com quem partilhamos este terceiro planeta do Sistema Solar. Comunicar reveste várias formas: químicas, auditivas, visuais, sonoras, etc., consoante os sentidos envolvidos. ⊶ (^) Contudo, e por necessidade de representação analítica, salientaremos quase exclusivamente as formas de comunicação que se baseiam em sinais eléctricos; sinais estes provenientes de transductores (microfones, altifalantes, câmaras de vídeo, etc.). ⊶ (^) Assim, imagens e sons que normalmente usaremos para comunicar, serão naturalmente representados pelos seus equivalentes eléctricos. ⊶ No domínio da técnica, sem os trabalhos de Cavendish, Galvani, Volta, Oersted, Ampère, Ohm, Faraday, Henry, Wheatstone, Gauss,Weber, Morse, Bell,Watson, Hertz, Edison, Tesla, Marconi, nada do que hoje damos por adquirido nas telecomunicações existiria, já no domínio dos conceitos teóricos, os grandes alicerces das comunicações são Maxwell, Nyquist, Shannon e Hartley. ⊶ (^) Sem eles, ainda usaríamos os métodos tradicionais de sinais de luz ou de bandeiras...

AM AM FM FM

⊶ É a diferença entre as frequências mais altas e as frequências mais baixas das frequências de sinal de entrada (f B = 2f m ).  (^) A largura de banda de um sinal de comunicação  Largura de Banda do sinal de informação.

⊶ (^) A modulação é o processo de mudar alguma propriedade das fontes de informação para forma adequada para transmissão através do meio físico/ canal ⊶ “O processo de converter sinal de banda base em sinal de Passa Banda (Passband) é chamado de modulação” Caracteriza-se pela translação directa em frequência da mensagem É realizado no Transmissor por um dispositivo chamado Modulador 10

⊶ Lição 1: A análise de Fourier é uma poderosa ferramenta

matemática para o desenvolvimento da análise matemática e física

das características espectrais das estratégias de modulação linear.

⊶ Lição 2: A implementação de comunicações analógicas é

significativamente simplificada pela utilização de AM, ao custo da

potência transmitida e da largura de banda do canal.

⊶ Lição 3: A utilização da potência transmitida e da largura de banda

do canal é melhorada através de modificações bem definidas do

conteúdo espectral da onda modulada em amplitude, ao custo de

aumento na complexidade do sistema.

Não existe almoço grátis no projecto de um sistema de comunicação: Para cada ganho realizado, existe um preço a ser pago

⊶ (^) O que significa modular um sinal? ⊶ O processo de modulação consiste em se transladar o espectro de frequências do sinal original para uma banda de frequências

⊶ Para facilidade de irradiação: para uma radiação electromagnética

eficiente necessita-se de antenas com tamanho. Sinais de áudio possuem

 alto (  =c/f ), não podendo ser irradiados directamente.

⊶ Para redução de ruído e interferência: certos tipos de modulação

permitem a redução dos efeitos provocados pelo ruído e interferência, mas à custa de uma maior largura de espectro. ( Ex: FM melhor que AM )

⊶ Para designação de frequência: a separação de estações é possível

porque cada uma possui uma diferente frequência portadora.

⊶ Para multiplexação: permite a transmissão de múltiplos sinais através do

mesmo canal ao mesmo tempo. ( Ex: telefonia a longa distância )

⊶ Para superar problemas de engenharia: translada-se um sinal até a

porção do espectro onde as necessidades de projecto sejam mais facilmente satisfeitas. ( ponto de menor ruído e atenuação

Modulador (^) Demodulador Sinal de passagem de banda Com frequência fm (Sinal Modulante) Sinal de passagem de banda Com frequência fc (Sinal Modulado) Canal Sinal Original Signal com a frequência fm Fonte (^) Link fc >> fm Voz: 300-3400Hz GSM Telef Cel: 900/1800MHz

⊶ (^) Modulação em Amplitude ( AM) ⊶ Banda Lateral Dupla – Portadora Suprimida (DSB-SC) ⊶ (^) Banda Lateral Única (SSB) ⊶ Banda Lateral Vestigial (VSB)

⊶ Detector de envelope  (^) Um dispositivo cuja saída acompanha o envelope da onda AM que actua como sinal de entrada. ⊶ Uma onda portadora senoidal

c ( t ) Ac cos( 2  fct ) ( 3. 1 )

Fig. 3. ⊶ Uma onda modulada em amplitude

s ( t ) Ac [ 1  kam ( t )]cos( 2  fct ) ( 3. 2 )

⊶ O envelope de s(t) possui, essencialmente, a mesma forma do sinal de mensagem m(t ) desde que duas condições sejam satisfeitas:  (^) A amplitude de k a m(t)^ é sempre menor do que a unidade, ou seja,  (^) A frequência da portadora f c é muito maior do que a maior componente de frequência  do sinal de mensagem m(t), ou seja, ka m ( t )  1 , para todoo t ( 3. 3 ) fc   ( 3. 4 ) ka  a sensibilidade á amplitude do modulador | kam(t )| +1 Envoltória

Voltar Prox.

⊶ Figura 3.1 Ilustração do processo de modulação em amplitude.

(a) Sinal de mensagem m(t). (b) Onda AM para kam(t) < 1 para todo t. (c) Onda AM para | kam ( t )| > 1 para algum tempo t.