Entendiendo la Modulación y la Conversión Analógico-Digital: Tipos, Ventajas y Desventajas

Modulación: Fundamentos y Tipos

La modulación es el proceso mediante el cual ciertas características de una onda, denominada portadora, se modifican en función de otra onda, llamada moduladora, que contiene la información que se desea transmitir.

Uno de los principales objetivos de las comunicaciones es utilizar una frecuencia portadora como frecuencia básica. Para ello, se modifican ciertas características de la señal portadora mediante el proceso de modulación.

Tipos de Modulación

Existen principalmente dos tipos de modulación:

Modulación Analógica

En la modulación analógica, todas las señales involucradas son analógicas. La señal modulada puede tomar cualquier valor de amplitud y tiempo, debido a que las señales analógicas adoptan infinitos valores.

• Modulación de Amplitud (AM): Se modifica la amplitud de la onda portadora. Se utiliza en la aviación, la radio y las comunicaciones en general, debido a que su demodulación es muy simple, lo que resulta en receptores sencillos y económicos.
• Modulación de Frecuencia (FM): Transmite información a través de una variación de la frecuencia de la onda portadora, basada en la modulación angular. Se utiliza comúnmente en radio de muy alta frecuencia (VHF) debido a su fidelidad, como en la transmisión de música y televisión.
• Modulación de Fase (PM): La fase de la onda portadora varía en relación con la señal modulante. Su uso no está muy difundido.

Modulación Digital

En la modulación digital, las señales que portan la información son de naturaleza digital, pero la señal transmitida (la señal modulada) puede estar modulada mediante un proceso digital o analógico.

• Modulación por Desplazamiento de Amplitud (ASK): Varía la amplitud de la onda portadora por desplazamiento.
• Modulación por Desplazamiento de Frecuencia (FSK): Varía la frecuencia de la onda portadora por desplazamiento.
• Modulación por Desplazamiento de Fase (PSK): Presenta una variación de fase similar a la modulación de fase analógica (PM), solo que en la modulación digital los valores son finitos, mientras que en la analógica son infinitos.

Conversión Analógica-Digital (A/D): Ventajas e Inconvenientes

La conversión analógica-digital consiste en la transcripción de señales analógicas en señales digitales, con el propósito de facilitar su procesamiento y hacer la señal resultante (la digital) más inmune al ruido y otras interferencias a las que son más sensibles las señales analógicas.

Ventajas de la Señal Digital

1. Cuando una señal digital es atenuada o experimenta perturbaciones leves, puede ser reconstruida y amplificada mediante sistemas de regeneración de señales.
2. Cuenta con sistemas de detección y corrección de errores, que se utilizan cuando la señal llega al receptor; estos sistemas comprueban (mediante redundancia) la señal para detectar errores y, en algunos casos, pueden corregir algunos o todos los errores detectados.
3. Facilidad para el procesamiento de la señal. Cualquier operación es fácilmente realizable a través de cualquier software de edición o procesamiento de señal.
4. La señal digital permite la multi-generación infinita sin pérdidas de calidad.
5. Es posible aplicar técnicas de compresión de datos sin pérdidas o técnicas de compresión con pérdidas basados en la codificación perceptual, que son mucho más eficientes que con señales analógicas.

Inconvenientes de la Señal Digital

1. Se necesita una conversión analógica-digital previa y una decodificación posterior en el momento de la recepción.
2. Si no se emplea un número suficiente de niveles de cuantificación en el proceso de digitalización, la relación Señal/Ruido resultante se reducirá para el filtro de reconstrucción. Para que dicho filtro sea de fase lineal en la banda de interés, siempre se debe dejar un margen práctico desde la frecuencia de Nyquist (la mitad de la tasa de muestreo) y el límite de la banda de interés.