Principios de Comunicacoes

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Prof. Daniel Hasse
Princípios de Comunicações
Prof. Daniel Hasse
Aula 04
Modulação de sinais digitais
Sumário
• Modulação de sinais digitais
• Tipos de modulação
• Taxa de transmissão x Taxa de modulação
• Modulação por amplitude 
• Modulação por freqüência
• Modulação por fase
• Modulação QAM
Modulação de sinais
• Processo pelo qual convertemos sinais digitais em 
analógicos
• Transmissão digital necessita de um canal passa baixa e 
largura de banda alta
• Se o canal for do tipo passa banda, só podemos usar a 
transmissão analógica
• Um sinal digital possui 3 características: amplitude, 
freqüência e fase
• Se alterarmos um pouco uma dessas características o sinal 
resultante será diferente do sinal original
• Dessa forma podemos representar um bit 1 como sendo 
uma onda senoidal e o bit 0 como sendo uma onda 
modificada(fase, amplitude ou freqüência)
Processo de Modulação
Tipos de Modulação
Taxa de transmissão x Taxa de 
modulação
• Taxa de transmissão é a quantidade de bits 
transmitidos por 1 segundo
• Taxa de modulação é a quantidade de 
modulações por unidade de tempo, a taxa de 
modulação é medida em bauds
• Numa modulação podem estar representados um 
ou mais bits, dependendo da simbologia
• A taxa de transmissão é igual a taxa de modulação 
vezes a quantidade de bits que um símbolo pode 
representar
Exercício Resolvido 1
• Um sinal analógico transporta 4 bits por 
símbolo. Se a linha é sinalizada (modulada) 
em 1000 vezes por segundo, qual vai ser 
sua taxa de transmissão?
Exercício Resolvido 1
• Um sinal analógico transporta 4 bits por símbolo. 
Se a linha é sinalizada (modulada) em 1000 vezes 
por segundo, qual vai ser sua taxa de 
transmissão?
Resposta:
Taxa de modulação = nº de sinalizações por segundo 
= 1000 bauds
Taxa de transmissão = tx de modulação x qde de 
símbolos
Tx transmissão = 1000 x 4 = 4000bps ou 4kbps
Exercício Resolvido 2
• A taxa de transmissão de um determinado 
sinal é de 3000bps, Se cada símbolo 
corresponde a 6 bits, qual a taxa de 
modulação desse sinal? 
Exercício Resolvido 2
• A taxa de transmissão de um determinado 
sinal é de 3000bps, Se cada símbolo 
corresponde a 6 bits, qual a taxa de 
modulação desse sinal? 
Resposta:
Tx modulação = Tx transmissão / nº de bits 
por símbolo
Tx modulação = 3000 / 6 = 500 bauds
Portadora
• Numa transmissão analógica o dispositivo emissor 
produz um sinal de alta freqüência que funciona 
como suporte para o sinal de informação
• O dispositivo receptor é sintonizado na freqüência 
da portadora que ele espera receber do 
transmissor
• A informação digital modula então o sinal da 
portadora modificando um ou mais características 
(amplitude, fase ou freqüência). Chamamos esse 
processo de shift keying e o sinal da informação 
de sinal modulante 
Modulação por amplitude 
(ASK)
• Nessa técnica a intensidade ou amplitude do sinal 
da portadora variam de modo a representar a 
informação binária
• Os níveis de tensão que representam os níveis 0 e 
1 dependem do sistema em questão, o tempo de 
bit é o intervalo de tempo que define o valor de 
um bit
• A modulação por amplitude é muito susceptível à 
interferências por ruídos
ASK
Largura de banda ASK
• A largura de banda é a faixa total de freqüência 
ocupada pelo espectro de freqüências
• No caso do ASK, apenas as freqüências entre fc-
Nbaud/2 e fc+Nbaud/2 são significativas, onde Fc é a 
freqüência central
• A largura de banda pode ser definida então por:
BW= (1+d)x Nbaud, onde BW é a largura de banda em Hz, 
Nbaud é a taxa de modulação,e d é um fator 
relacionado com a modulação, com valor mínimo de 0
Exercício Resolvido 3
• Determine a largura de banda de um sinal 
ASK que está sendo transmitido a 2000bps. 
O modo de transmissão é half-duplex
Exercício Resolvido 3
• Determine a largura de banda de um sinal ASK 
que está sendo transmitido a 2000bps. O modo 
de transmissão é half-duplex
Resposta:
No método ASK não há diferenciação entre tx de 
modulação e tx de transmissão, assim sendo a 
taxa de modulação vale 2000 bauds, um sinal ASK 
requer uma largura de banda mínima igual à taxa 
de modulação, logo a largura de banda é de 2000 
Hz
Exercício Resolvido 4
• Dada uma largura de banda de 10 Khz ( de 
1 a 11), determine a freqüência das 
portadoras e as larguras de bandas em cada 
direção. Assuma também que não existe 
separação entre as bandas nas duas 
direções.
Exercício Resolvido 4
Resposta: Para um sinal ASK full-duplex, a 
largura de banda para cada direção vale:
BW= 10/2=5KHz
As freqüências das portadores podem ser 
escolhidas no meio de cada banda
Fc(direta)= 1+ 5/2= 3,5 KHz
Fc(inversa)= 11 – 5/2= 8,5 KHz
Modulação por freqüência (FSK)
• Nesse processo a portadora tem usa freqüência 
fundamental alterada a fim de representar o bit o 
ou bit 1, a freqüência do sinal é mantida durante 
o intervalo do bit, mas o valor da freqüência é 
diferente para cada bit, tanto a amplitude como a 
fase permanecem iguais
• Na técnica FSK os problemas com ruídos 
diminuem uma vez que o receptor estão 
posicionado para captar variações específicas de 
freqüências
• Um fator limitante do FSK é a capacidade física da 
portadora, em termos de largura de banda
FSK
Largura de banda FSK
• Embora a técnica FSK represente dados 
pela variação entre duas portadoras é 
melhor trabalhar com a análise das duas 
faixas de freqüência existindo no mesmo 
canal.
• A largura de banda é dada pela fórmula:
• BW=Fc1-Fc0 + Nbaud
Exercício Resolvido 5
• Determine a largura de banda mínima para 
um sinal FSK a 2000 bps. Assuma que a 
transmissão ocorre no modo half-duplex e 
que as portadoras estão separadas por 3 
KHz
Exercício Resolvido 5
• Determine a largura de banda mínima para 
um sinal FSK a 2000 bps. Assuma que a 
transmissão ocorre no modo half-duplex e 
que as portadoras estão separadas por 3 
KHz
Resposta: Para FSK, se Fc1 e Fc0 são 
freqüências das portadoras, então:
BW= 2000 + 3000 = 5000 Hz ou 5KHz
Exercício Resolvido 6
• Determine a taxa de transmissão máxima 
de um sinal de largura de banda do meio 
vale 12 KHz e a diferença entre as 
portadoras é de 2 KHz. Assuma a 
transmissão em modo full-duplex
Exercício Resolvido 6
• Determine a taxa de transmissão máxima de um 
sinal de largura de banda do meio, vale 12 KHz e a 
diferença entre as portadoras é de 2 KHz. Assuma 
a transmissão em modo full-duplex
Resposta: 
Em modo full-duplex, cada direção é reservado de 6 
KHz. Se fc1 e fc2 são freqüências das portadoras, 
então:
BW= Nbaud + fc1 f c0
6= Nbaud + 2
Nbaud= 6-2 = 4000 bauds/s, a taxa de transmissão é 
igual a taxa de modulação, ou seja 4000 bps
Modulação por fase (PSK)
• Na técnica PSK a fase da portadora é variada de 
modo a representar os níveis 0 ou 1, Além disso a 
amplitude e a freqüência permanecem 
constantes, enquanto a fase estiver variando, se 
partimos do pressuposto que a fase igual a 0º 
representa o binário o , então podemos 
representar o binário 1 com uma defasagem de 
fase de 180º, a esse método chamamos de 
método 2-PSK,pois representam duas fases 
diferentes 
PSK
PSK
• A modulação PSK não é susceptível às 
degradações provocadas por ruídos, ou as 
limitações de banda
• Podemos Aumentar a taxa de transmissão 
utilizando um maior número de fases para 
representar outros símbolos
PSK
Largura de banda PSK
• A largura de banda mínima PSK é igual a da 
largura de banda ASK, entretanto a taxa de 
transmissão é superiora técnica ASK, uma 
vez que podemos transmitir uma 
quantidade maior de símbolos 
simultaneamente 
Exercício Resolvido 7
• Determine a largura de banda deum sinal 
4-PSK, transmitindo a 2000bps. Considere 
que a taxa de transmissão ocorre em modo 
half-duplex
Exercício Resolvido 7
• Determine a largura de banda de um sinal 
4-PSK, transmitindo a 2000bps. Considere 
que a taxa de transmissão ocorre em modo 
half-duplex
Resposta:
Para a técnica 4-PSK a taxa de modulação é a 
metade da taxa de transmissão. Assim a 
taxa de transmissão vale 1000 Hz
Exercício Resolvido 8
• Dada a largura de banda de 5 KHz e um 
sinal de 8-PSK, quais são as taxas de 
modulação e de transmissão
Exercício Resolvido 8
• Dada a largura de banda de 5 KHz e um sinal de 8-
PSK, quais são as taxas de modulação e de 
transmissão
Resposta: 
A modulação é numérica mente igual a largura de 
banda, isso significa que ocorrem 5000 baud/s, 
com a técnica 8-PSK a taxa de transmissão é 3 
vezes a taxa de modulação, logo a taxa de 
transmissão será de 15000 bps
Modulação por quadrante 
(QAM)
• A modulação PSK é limitada a sensibilidade 
dos equipamentos em distinguir a mudança 
de fase, esse fator reduz a taxa de 
transmissão potencial da técnica PSK
• Na técnica QAM mudamos duas 
características ao mesmo tempo, as 
técnicas de ASK e PSK
QAM
QAM
Largura de banda QAM
• É idêntica a largura de banda do ASK e PSK
Comparação entre transmissão 
e Modulação
• Considerando um sinal FSK que transmite a 
1200 bps, a taxa de transmissão será de 
1200 baud/s, pois a representação nesse 
esquema
• Quando utilizamos a técnica QAM a taxa de 
transmissão fica maior 
Comparação entre transmissão 
e Modulação
Exercício Resolvido 9
• Determine a taxa de transmissão de um 
sinal modulado a 1000 bauds num sistema 
16-QAM
Exercício Resolvido 9
• Determine a taxa de transmissão de um 
sinal modulado a 1000 bauds num sistema 
16-QAM
Resposta:
Um sinal 16-QAM transmite 4 bits por 
modulação, logo a taxa de transmissão é de 
4 x 1000 = 4000 bps
	Número do slide 1
	Aula 04�Modulação de sinais digitais
	Sumário
	Modulação de sinais
	Processo de Modulação
	Tipos de Modulação
	Taxa de transmissão x Taxa de modulação
	Exercício Resolvido 1
	Exercício Resolvido 1
	Exercício Resolvido 2
	Exercício Resolvido 2
	Portadora
	Modulação por amplitude (ASK)
	ASK
	Largura de banda ASK
	Exercício Resolvido 3
	Exercício Resolvido 3
	Exercício Resolvido 4
	Exercício Resolvido 4
	Modulação por freqüência (FSK)
	FSK
	Largura de banda FSK
	Exercício Resolvido 5
	Exercício Resolvido 5
	Exercício Resolvido 6
	Exercício Resolvido 6
	Modulação por fase (PSK)
	PSK
	PSK
	PSK
	Largura de banda PSK
	Exercício Resolvido 7
	Exercício Resolvido 7
	Exercício Resolvido 8
	Exercício Resolvido 8
	Modulação por quadrante (QAM)
	QAM
	QAM
	Largura de banda QAM
	Comparação entre transmissão e Modulação
	Comparação entre transmissão e Modulação
	Exercício Resolvido 9
	Exercício Resolvido 9