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MODULAÇÃO EM FASE E FREQUÊNCIAMODULAÇÃO EM FASE E FREQUÊNCIA
Prof. Deise Monquelate ArndtProf. Deise Monquelate Arndt
Fontes: Princípios de Sistemas de Telecomunicações, Prof. Saul Caetano e Fontes: Princípios de Sistemas de Telecomunicações, Prof. Saul Caetano e
Prof. Marcos Moecke. Material Prof. Bruno FontanaProf. Marcos Moecke. Material Prof. Bruno Fontana
São José, Dezembro de 2015São José, Dezembro de 2015
Instituto Federal de Santa CatarinaInstituto Federal de Santa Catarina
Curso Técnico Integrado em TelecomunicaçõesCurso Técnico Integrado em Telecomunicações
PRT- Princípios de TelecomunicaçõesPRT- Princípios de Telecomunicações
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Modulação em fase e frequênciaModulação em fase e frequência
As modulações que não carregam a informação na amplitude
possuem maior imunidade ao ruido nas transmissões, é o caso das
modulações em fase (PM -Phase Modulation) e em frequência
(FM – Frequency Modulation) que empregam a modulação
angular.
As modulações PM e FM empregam a modulação dita angular, ou
seja, a modulação é feita sobre o ângulo da portadora e a amplitude
do sinal permanece constante.
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FREQUÊNCIA INSTANÂNEAFREQUÊNCIA INSTANÂNEA
Dada a seguinte função trigonométrica:
cujo ângulo θ(t) é uma função do tempo (varia com o passar do tempo).
Já conhecemos o caso mais comum das funções trigonométricas tradicionais, em que θ varia linearmente com o tempo:
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FREQUÊNCIA INSTANÂNEAFREQUÊNCIA INSTANÂNEA
Suponha um ângulo mais genérico, cuja variação em função do tempo não é linear.
Podemos definir a “frequência instantânea” da função trigonométrica para um instante muito pequeno de tempo como sendo:
que é um caso geral de velocidade angular instantânea. Quanto maior a variação de ∆θ para o mesmo intervalo de
tempo, maior a velocidade (frequência angular) instantânea naquele instante.
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MODULAÇÃO EM ÂNGULOMODULAÇÃO EM ÂNGULO
Seja um sinal de portadora p(t) descrito por uma função trigonométrica, temos dois parâmetros que podem ser modulados:
- Amplitude
- Fase Usando o ângulo como ωt+θ com ω e θ fixos emodulando a amplitude, temos a modulação AM.
Se escolhermos uma amplitude fixa e modularmos oângulo, temos duas possibilidades: modulações PM e FM.
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SINAL MODULANTESINAL MODULANTE
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MODULAÇÃO EM ÂNGULOMODULAÇÃO EM ÂNGULO
Na modulação angular, o ângulo pode ser alterado de duas formas: Modulação em FASE (PM)
Modulação em Frequência (FM)
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MODULAÇÃO EM FREQUÊNCIAMODULAÇÃO EM FREQUÊNCIA É a modulação onde o sinal da modulante interfere diretamente no valor da velocidade angular instantânea do sinal modulado.
kFM é constante de modulação em frequência e representa a Conversão da variação de amplitude do sinal modulante m(t) em Variações de velocidade angular instantânea.Sejam os picos do sinal m(t) limitado entre +Am e -Am
(Vpp=2Am, amplitude Am), os valores mínimos e máximos de frequência instantânea do sinal FM modulado serão:
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LARGURA DE BANDA FMLARGURA DE BANDA FMNa modulação angular – diferentemente da modulação AM – um grande número de bandas laterais é criado.
A largura de banda depende o índice de modulação, dado por:
Teoricamente um sinal FM tem largura de banda infinita, entretanto na prática se limita a banda dentro de uma faixa aceitável.
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Banda do sinal FM x Índice de ModulaçãoBanda do sinal FM x Índice de Modulação
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LARGURA DE BANDA FMLARGURA DE BANDA FMA largura de banda é calculada em função do número de bandas laterais concentradas ao redor da portadora;
De forma geral, temos:
Onde n é o número de faixas laterais pra cada lado da portadora r “fm” é a frequência máxima do sinal modulante..
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LARGURA DE BANDA FMLARGURA DE BANDA FM
Na prática se limita o número de bandas laterais em :
A faixa assim definida mantém 98% da potência do sinal – as componentes de frequência além deste limite têm amplitudes quase insignificantes;
Em função do índice de modulação em frequência, podemos classificar a modulação em FM em FM de Faixa Estreita (FMFE) ou FM de Faixa Larga (FM).
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Utiliza um índice de modulação baixo (β menor ou igual a 2)
e resulta em um espectro com apenas um par de bandas
Laterais.
FM de faixa estreitaFM de faixa estreita
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Conhecido simplesmente como FM, utiliza um β > 2 e resultaem um número de pares de bandas laterais que são função do β;
A amplitude da portadora e das bandas laterais é dada peloscoeficientes das funções de Bessel:
FM de faixa largaFM de faixa larga
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Efeito da modulação FM no domínio do tempoEfeito da modulação FM no domínio do tempo
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Efeito da modulação FM na frequênciaEfeito da modulação FM na frequência
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Efeito do índice de modulação FM no tempoEfeito do índice de modulação FM no tempo
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Efeito do índice de modulação FM na frequênciaEfeito do índice de modulação FM na frequência
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FM - Faixa estreita:
Comunicação em serviços públicos (bombeiros, polícia);
Radioamador
sobreposto a onda portadora de forma;
FM - Faixa Larga:
Áudio de TV analógica;
Comunicações ponto a ponto;
Radiodifusão comercial (88MHz – 108MHz)
Aplicação da Modulação FMAplicação da Modulação FM