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Transmisión por desplazamiento de frecuencia



Introducción

Se denomina modulación, a la operación mediante la cual ciertas características de una onda denominada portadora, se modifican en función de otra denominada moduladora, que contiene información, para que esta última pueda ser transmitida. También podemos decir, que la Modulación es una técnica empleada para modificar una señal con la finalidad de posibilitar el transporte de informaciones a través de un canal de comunicación y recuperar la señal en su forma original en la otra extremidad. El concepto de modulación se basa en poder controlar la variación de alguno de los parámetros (amplitud, frecuencia, fase) de una señal, denominada portadora. Tiene por objeto adaptar la información digital al medio radioeléctrico mediante la analogización a frecuencias de microondas. Una señal modulada es la que, viajando a través de una línea de transmisión transporta de forma analógica la información que originalmente se encuentra en forma digital. Las formas básicas de modulación digital son: 1) ASK, 2) FSK y 3) PSK.

La modulación por desplazamiento de frecuencia (FSK), esta modulación es una técnica de modulación para la transmisión digital de información que utiliza dos o más frecuencias diferentes para cada símbolo. La señal moduladora solo varía entre dos valores de tensión discretos formando un tren de pulsos donde son representadas por 1 (representa la marca) y 0 (representa el espacio).

Contenido

La salida de un modulador de FSK binario, es una función escalón en el dominio del tiempo. Conforme cambia la señal de entrada binaria de 0 lógico a 1 lógico, y viceversa, la salida del FSK se desplaza entre dos frecuencias: una frecuencia de marca o de 1 lógico y una frecuencia de espacio o de 0 lógico. Con el FSK binario, hay un cambio en la frecuencia de salida, cada vez que la condición lógica de la señal de entrada binaria cambia. (ASTUDILLOS, 2011)

FSK es una modulación de frecuencia donde la señal moduladora (datos) es digital. Los dos valores binarios se representan con dos frecuencias diferentes (f1 y f2) próximas a la frecuencia de la señal portadora.

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Ilustración 5señal moduladora digital

Generalmente f1 y f2 corresponden a desplazamientos de igual magnitud, pero en sentidos opuestos de la frecuencia de la señal portadora.

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Ilustración señal

El índice de modulación tiene gran incidencia en la señal modulada y determina los dos tipos fundamentales de FSK.

FSK de banda reducida o banda angosta

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Ilustración 7ancho de banda

El ancho de banda necesario para FSK de banda angosta es igual al necesario para ASK.

FSK de banda ancha

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Con esta condición se aumenta la protección contra el ruido y las interferencias, obteniendo un comportamiento más eficiente respecto a ASK, puesto que en este caso la pequeña modulación de amplitud mencionada en el caso de FSK de banda angosta, se hace despreciable.

La desventaja es que es necesario un mayor ancho de banda, debido a la mayor cantidad de bandas laterales (un par por cada armónica). (Científicos, 2005)

APLICACIONES:

Las aplicaciones de la Transmisión por desplazamiento de frecuencia son: a) se usan en radiocomunicaciones, b) Se utiliza comúnmente para el identificador de llamadas, c) aplicaciones de medición remotas, d) sistema telefónico celular y e) aplicaciones en los módems para transmisión de datos

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Figure 1 Aparatos donde se aplica la modulación FSK

Se utiliza en los módems de baja velocidad. Se emplea separando el ancho de banda total en dos bandas, los módems pueden transmitir y recibir datos por el mismo canal simultáneamente. El módem al que se "llama" se pone en el modo de llamada y el módem que "responde" pasa al modo de respuesta gracias a un conmutador que hay en cada módem. El modem BELL 101 fue el primer módem comercial para ordenadores, lanzado por AT & T Corporation en 1958.

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Ilustración 8modems

CARACTERÍSTICAS:

La Transmisión por desplazamiento de frecuencia tiene las siguientes características que son las siguientes:1) la modulación FSK se emplea normalmente en enlaces asíncronos, 2) es el sistema ideal para operar a baja velocidad, 3) requiere circuitos de media complejidad y 4) probabilidad de error elevada, pero inferior a la de ASK (Torres, 2012)

TIPOS DE MODULACIÓN FSK

FSK COHERENTE

Si la fase de la señal permanece, el método se denomina modulación por desplazamiento de frecuencia coherente, la obtención de esta señal se realiza a partir de un único oscilador sobre el que se efectúa un cambio de frecuencias, con arreglo a los datos.

Este tipo de modulación FSK representa de la siguiente manera:

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Figure 2 Representación gráfica del método de FKS coherente

FSK NO COHERENTE

Este método contempla un cambio de fase de la señal cuando se produce una conmutación de frecuencia, es decir, al pasar la frecuencia que corresponde al "1" a la frecuencia del "0" la fase de la primera no permanece, igual ocurriría al pasar de la frecuencia correspondiente del "0" a la frecuencia correspondiente del "1", produciéndose un cambio sistemático con cada conmutación. Este método se denomina modulación por desplazamiento de frecuencia no coherente y la obtención se lleva a cabo con dos osciladores independientes y no es una modulación muy utilizada para la transmisión de datos. (Lax Cortina, 2014)

Este tipo de modulación FSK representa de la siguiente manera:

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Figure 3Representación gráfica del método de FKS no coherente

COMPARACION ENTRE FM Y FSK

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Figure 4Representacion grafica de la comparación entre FM y FSK

Ventajas y desventajas de la FSK

VENTAJAS

La transmisión por desplazamiento de frecuencia tiene las siguientes ventajas: a) inmunidad al ruido, b) almacenamiento y procesamiento, c) utilización de regeneradores de señales, d) las señales son más sencillas de medir y evaluar. (Tomasi, 2014)

DESVENTAJAS

La transmisión por desplazamiento de frecuencia tiene las siguientes desventajas: 1) requiere sincronización precisa, 2) los sistemas de transmisión de estos son incompatibles con las instalaciones analógicas existentes, 3) pérdida de calidad cada vez mayor en el muestreo respecto de la señal original. (Ea, 2015)

Conclusión

La modulación por desplazamiento de frecuencia o FSK consiste principalmente en la asignación de una frecuencia diferente dependiendo de los valores (0,1), donde su principal característica es que ocupa de una señal digital para que esta técnica pueda ser aplicada; donde nos proporciona mayor inmunidad a ruido y a interferencias, haciendo que este tipo de modulación la utilicen las radiodifusiones públicas. (Hernandez, 2006)

Referencias bibliograficas

ASTUDILLOS. (17 de julio de 2011). Obtenido de http://umbtxdigital.blogspot.com/2011/07/transmision-por-desplazamiento-de.html

ASTUDILLOS. (17 de 07 de 2011).

cientificos, t. (05 de 08 de 2005). Obtenido de https://www.textoscientificos.com/redes/modulacion/FSK

Hernandez, D. B. (2006). modulacion de frecuencia.

Lax Cortina, J. (2014). fsk .

Rodríguez, J. L. (2010). Modulación de señales digitales.

Tomasi, W. (2014). transmision de frecuencia.

Torres, M. &. (2012). transmision por desplazamiento de frecuencia.

Jipijapa - Manabí – Ecuador

 

 

 

Autor:

Rivera Rivera Leticia Judith.

Zavala Bozada Joselyn Gisella.