Apresenta

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MODULAÇÃO
Conceito de Modulação É um processo pelo qual são
modificadas uma ou mais características de uma
onda denominada PORTADORA, segundo um sinal
MODULANTE (informação que se deseja transportar
pelo meio no caso de comunicação de dados, é o
sinal digital binário). A modulação pode ser
feita variando amplitude, freqüência ou fase da
onda portadora, isoladamente ou conjuntamente. A
informação impõe o modo como vai ser modificada a
portadora. Ao se analisar, na recepção, as
modificações sofridas pela portadora, pode-se
recuperar a informação digital. É por isso que se
diz que a portadora transporta a informação. Os
principais tipos de modulação utilizados em
comunicação de dados são AFS, FSK e PSK. No
caso específico do sinal modulador ser um sinal
digital, essas técnicas de modulação apresentam
as seguintes denominações 
-Modulação por Chaveamento de Amplitude
(Amplitude Shift Keying - ASK)
-Modulação por Chaveamento de Freqüência
(Frequency Shift Keying - FSK)
-Modulação por Chaveamento de Fase (Phase Shift
Keying - PSK)
O equipamento responsável pelo processo
de modulação é chamado MODEM
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MODULAÇÃO
O MODEM A figura abaixo mostra a comunicação de
dois computadores (utilizando-se modems)
através da linha telefônica  O MODEM tem por
função adequar um sinal binário oriundo de
um computador às características da linha
de transmissão (geralmente analógica)
O nome MODEM é formado pela contração das
palavras MOdulador e DEModulador, é um
equipamento bidirecional que é instalado nas
duas extremidades de um canal de comunicação
de dados (computadores). Este
dispositivo executa uma transformação, por
modulação (modem analógico) ou codificação
(modem digital), dos sinais digitais emitidos
pelo computador, gerando sinais analógicos
adequados à transmissão sobre uma linha
telefônica. No destino, um dispositivo
igual a este demodula a informação, entregando
o sinal digital restaurado ao
equipamento terminal, que no caso é outro
computador pessoal.
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MODULAÇÃO POR CHAVEAMENTO DE AMPLITUDE - ASK
Básicamente, a ASK - Modulação por Chaveamento ou
Desvio de Amplitude, como o próprio nome já diz,
consiste em se alterar a amplitude da
portadora de acordo com a informação a
ser transmitida (a freqüência é mantida). Na
comunicação de dados quando se deseja enviar o
bit 1, transmite-se a amplitude da própria
portadora e para o bit 0, altera-se a
amplitude (na figura, a amplitude é igual a
zero).
O modem recebe do computador os sinais digitais e
os codifica utilizando uma onda analógica
denominada portadora para ser transmitida no meio
de comunicação. O processo inverso acontece na
recepção desta transmissão do sinal codificado.
Neste exemplo, é utilizada a Amplitude mínima 0
da onda portadora para representar o bit 0
0
1
1
1
0
1
Utiliza a Amplitude máxima da onda portadora para
representar o bit 1
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MODULAÇÃO POR CHAVEAMENTO DE FREQÜÊNCIA - FSK
Modulação FSK - A modulação FSK (Modulação por
Chaveamento ou Desvio de Freqüência) consiste em
se alterar a freqüência da portadora de acordo
com a informação a ser transmitida. No caso de
comunicação de dados, quando se deseja enviar o
bit "1", transmite-se a própria portadora sem
alterar sua freqüência. Para o bit "0", a
freqüência da portadora é alterada para uma
freqüência mais alta. Figura 01 - Modulação FSK
Continua..
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MODULAÇÃO POR CHAVEAMENTO DE FREQÜÊNCIA
...continuação
O modem recebe do computador os sinais digitais e
os codifica utilizando uma onda analógica
denominada portadora para ser transmitida no meio
de comunicação. O processo inverso acontece na
recepção desta transmissão do sinal codificado.
Neste exemplo, é utilizada uma freqüência maior
que a da original da portadora para representar o
bit 0
0
1
1
1
0
1
Utiliza a freqüência original da onda portadora
para representar o bit 1
A principal vantagem da modulação em freqüência é
a pouca sofisticação dos modens e a principal
desvantagem é a necessidade de uma linha com
pouco ruído.
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MODULAÇÃO POR CHAVEAMENTO DE FASE
Modulação PSK - A modulação PSK (Modulação por
Chaveamento ou Desvio de Fase) consiste em variar
a fase da portadora de acordo com os dados a
serem transmitidos. Por exemplo, ao bit "0"
corresponde a fase 0º (zero graus) e ao bit "1"
corresponde a fase 180º (cento e oitenta graus)
da portadora, conforme figura abaixo Figura 02
- Modulação PSK
Muda o bit, muda a fase em 180º
Muda o bit, muda fase em 180º
Muda o bit, muda a fase em 180º
Muda o bit, muda a fase em 180º
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MODULAÇÃO POR CHAVEAMENTO DE FASE
...continuação
O modem recebe do computador os sinais digitais e
os codifica utilizando uma onda analógica
denominada portadora para ser transmitida no meio
de comunicação. O processo inverso acontece na
recepção desta transmissão do sinal codificado.
Neste exemplo, caso o bit for 0 nenhuma
modificação de fase irá ocorrer.
   
Caso o bit seja 1 haverá uma mudança de fase em
180º em relação ao intervalo anterior.
O sinal PSK ilustrado na figura acima,
corresponde a uma codificação que utiliza
uma mudança de fase de 180o em relação ao
intervalo anterior caso o bit transmitido seja
1, e nenhuma modificação de fase se o bit for
0.
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PCM - MODULAÇÃO POR CÓDIGO DE PULSO
PCM - Pulse Code Modulation    Através da
modulação verificamos como é feita a codificação
do sinal digital para um sinal analógico. Essa
característica é necessária quando desejamos
empregar multiplexação na freqüência em redes
em banda larga ou quando necessitamos ajustar
a faixa de freqüência do sinal para a transmissão
em um canal específico. A transmissão digital
é, em geral, mais vantajosa do que a analógica
devido, principalmente, à possibilidade de
restaurar-se o sinal mesmo na presença de
falhas ou ruídos no sistema. A informação de voz
é originalmente analógica. Para utilizarmos as
vantagens da transmissão digital, devemos
codificá-la em um sinal digital antes da
transmissão. Os dispositivos capazes de
codificar informações analógicas em sinais
digitais são denominados CODECs
(Coder/DECoder). A principal técnica utilizada
para CODECs denomina-se Modulação por Código
de Pulso - PCM (Pulse Code Modulation). A
técnica PCM é baseada no teorema de
Nyquist (ou teorema da amostragem), o qual
assegura que uma taxa de amostragem de 2W vezes
por segundo é o suficiente para recuperar um
sinal com banda passante de W Hz. O sinal deve
ser amostrado utilizando-se a taxa de
amostragem maior ou igual a 2W, e a cada
amostra deve-se associar um valor
proporcional a amplitude do sinal.
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PCM - MODULAÇÃO POR CÓDIGO DE PULSO
Se considerarmos o sinal de voz, o qual
apresenta uma largura de banda de 4KHz, a
taxa de amostragem de Nyquist será igual a
8.000 amostras por segundo. Se cada amostra
for codificada com 8 bits, ou seja, com
256 níveis (28), a taxa de transmissão máxima
gerada será de Pulso C 2W log2 L (bps)
onde W valor da largura de banda ( 4KHz 4
x 1000Hz gt 4.000Hz) 2W 2 x 4.000Hz gt
8.000Hz L 28 onde 2 representa a base
binária (0 e 1 ) e 8 é o resultado da
quantidade de bits (n) que será representada a
amostra que no caso n será 3 (000, 011, etc).
Por exemplo Assim, L 256 gt
(256 é o resultado de 28) Pulso C 8.000 log2
256 gt (8 é o resultado de log2 256
) Pulso C 8000 x 8 64Kbps Isso quer dizer
que para digitalizar um sinal de voz de 4.000
ciclos por segundo (4KHz) será necessário 64.000
bits por segundo ( 64Kbps) sem haver perda de
sinal significativo.
000 0 001 1 010 2 011 3 100 4 101
5 110 6 111 7
gt 23 8
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PCM
Na figura abaixo foi escolhido n 3, dando
origem a oito níveis (23)
A partir dos pulsos PAM, podemos produzir os
pulsos PCM através de um processo conhecido
como quantização, onde cada amostra
PAM é aproximada a um valor inteiro de n
bits.
A saída PCM corresponde ao resultado dessa
quantização
Veja exemplo a seguir...
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PCM - Exemplo
O PCM é a técnica de digitalização mais
utilizada. O processo de digitalização usado pelo
PCM segue três etapas o         Amostragem do
Sinal o         Quantização dos
valores o         Codificação dos valores em
binário
1º Etapa Ocorre a Amostragem do Sinal. Com base
nos parâmetros da amplitude máxima e mínima
do sinal, é relacionado valores em determinados
pontos (Pulsos PAM) quantificando o valor
relativo da amplitude naquele momento. ( A
quantidade de pontos de amostragem é determinada
pela taxa de amostragem de Nyquist )
Amplitude
Valor da relativo da amplitude no ponto de
amostragem
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PCM - Exemplo
2º Etapa Ocorre a Quantização dos valores. Com
base no valor relativo coletado pelas amostras do
sinal é feita a quantização onde o valor de
cada amostra PAM é aproximada a um valor
inteiro de n bits que no caso varia de 0 a 7 (
total de 8 níveis).
Neste caso a aproximação aconteceu da seguinte
forma
3.0 3
1.6 2
6.8 7
2.2 2
3.7 4
6.4 6
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PCM - Exemplo
3º Etapa Ocorre a Codificação dos valores em
binário. Com base no valor inteiro apurado após
a quantização dos valores, cada nível de bits é
transformado em um valor binário seguindo a
tabela abaixo
0 000 1 001 2 010 3 011 4 100 5 101 6
110 7 111
A saída PCM corresponde ao resultado dessa
quantização será 011010111010100110 que
decodificada gerará o sinal analógico original
do início deste exemplo.
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Feito por Prof. Olívio de Sousa