Técnicas de modulación digital

Cada vez son más los sistemas de microfonía inalámbricos profesionales que usan modulación digital. Este artículo pretende ser una breve introducción a la variedad de técnicas usadas en los mismos así como a las diferencias entre ellas.

A diferencia de lo que sucede en los sistemas de modulación analógica en los que la señal modulada es una señal eléctrica que representa el audio analógico captado por el micrófono, en el caso de la modulación digital la información que se modula sobre la señal portadora es información digital, es decir, la señal que ha captado el micrófono pero ya convertida a digital. Coloquialmente “ceros y unos”.

El proceso para llevar a cabo esta modulación recibe el nombre de “Shift Keying” o modulación por desplazamiento, ya sea de la amplitud (ASK), de la frecuencia (FSK) o de fase de la onda portadora (PSK). En la siguiente tabla se detalla la relación entre las técnicas de modulación analógicas y estas técnicas de modulación digital

MétodoAnalógicoDigital
AmplitudAM – Amplitude ModulationASK – Amplitude Shift Keying
FrecuenciaFM – Frequency ModulationFSK – Frequency Shift Keying
FasePM – Phase ModulationPSK – Phase Shift Keying
Tabla 1 – Relación entre modulación analógica y digital

Como vemos en las 3 técnicas y en sus respectivos gráficos (Fig 1), en todas ellas se lleva a cabo una alteración de la onda portadora que corresponde con cada uno de los bits que conforman la información digital que queremos transmitir.

Fig. 1 – Representación gráfica de las técnicas de modulación digital

En la técnica ASK, se aplica una variación a la intensidad de la portadora. Dicho de otra manera, se emite cuando la información a transmitir es un 1 y no se emite cuando lo que se quiere transmitir es un 0, algo así como un interruptor. Esto supone que no se trate de una técnica demasiado estable para nuestros sistemas de audio ya que en función del ruido de fondo del espacio y de la estabilidad en la amplitud de la portadora, el receptor podría tener problemas para detectar la presencia o ausencia de la portadora.

En la técnica FSK lo que varía es la frecuencia, usando una frecuencia de la portadora para indicar que la información transmitida es un 0 y otra frecuencia diferente para indicar que los queremos transmitir es un 1.

En la técnica PSK lo que varía es la fase de la portadora para representar los valores discretos de la señal digital.

Estas tres formas de modulación digital utilizan un ciclo completo para cada bit de señal digital que quieren transmitir por lo que para transmitir 1 bit por segunto utilizan 1 Hz de ancho de banda. De todas formas, lo que hace especialmente interesante las técnicas de modulación digital es la posibilidad de enviar más de un bit por ciclo por medio de la codificación.

Así, es posible codificar varios bits en un solo “símbolo” que será transmitido en un solo ciclo permitiendo transmitir más información ocupando el mismo ancho de banda. Por poner un ejemplo. la modulación QPSK (Quadrature Phase Shift Keying), que es una evolución de la modulación PSK, permite enviar dos portadoras en una misma frecuencia al variar su fase. De esta manera permite enviar dos bits de información digital en un solo ciclo reduciendo el ancho de banda necesario a la mitad.

Un paso más allá en este sentido sería la modulación QAM (Quadrature Amplitude Modulation) en la que se aplica la modulación en amplitud ASK a las dos portadoras obtenidas por medio de la modulación QPSK. Con lo que se pueden transmitir hasta 8 bits por ciclo, reduciendo notablemente el ancho de banda necesario para transmitir una señal de audio de alta calidad.

0 0 vote
Article Rating
0 Comments
Inline Feedbacks
View all comments

Artículo anterior

Control de OBS Studio desde QLab por OSC