Modulación por desplazamiento de frecuencia

Fundamentos de telecomunicaciones

1. Instituto tecnológico de México
Instituto Tecnológico de Tijuana


Subdirección académica
Departamento de sistemas y computación
Semestre agosto-diciembre 2015

Ingeniería en sistemas computacionales

Fundamentos de telecomunicaciones 1SC5B
Arenas Campis Christian

Tema:
Modulación por desplazamiento de frecuencia


Integrantes:

Esqueda Álvarez Carmen Denisse 13211435
Álvarez Villalobos Ángel Ricardo 13211404
Camacho Velázquez Héctor Ernesto 1521003
Neria Díaz Anthony Emmanuel 13211468






Tijuana B.C 29 de septiembre del 2015

2. Índice

Introducción .............................................................................................................................. - 1 -
Modulación por desplazamiento de frecuencia (FSK) ....................................................... - 2 -
Porque se modula una señal .................................................................................................. - 3 -
Cómo trabaja la modulación FSK .......................................................................................... - 3 -
Señal portadora .................................................................................................................... - 3 -
Señal moduladora ................................................................................................................ - 3 -
Señal modulada ................................................................................................................... - 4 -
Regeneradores de señal ......................................................................................................... - 4 -
Principio de regeneración de una señal .......................................................................... - 5 -
Aplicaciones: ............................................................................................................................ - 6 -
Características: ......................................................................................................................... - 7 -
FSK coherente ....................................................................................................................... - 7 -
FSK no coherente.................................................................................................................. - 8 -
Ventajas y desventajas de la FSK .......................................................................................... - 9 -
Conclusiones ........................................................................................................................... - 11 -
Bibliografía............................................................................................................................... - 12 -

3. Índice de imágenes

Imagen 1. Representación de modulación FSK .............................................................. 5
Imagen 2. Represent ación de la señal port adora .............................................. 6
Imagen 3. Representación de la señal moduladora ..................................................... 6
Imagen 4. Representación de la señal modulada ......................................................... 7
Imagen 5. Proceso de la regeneración de señales ....................................................... 7
Imagen 6. Principio de regeneración ................................................................................. 6
Imagen 7. Aparat os donde se aplica la modulación FSK ............................................ 6
Imagen 8. Aparat os donde se aplica la modulación FSK ............................................ 7
Imagen 9. Represent ación gráfica del mét odo de FKS coherent e........................... 6
Imagen 10. Represent ación gráfica del mét odo de FKS no coherent e .................. 7
Imagen 11. Representación gráfica de la comparación entre FM y FSK ............... 9

4. - 1 -


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, pa ra 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 medi o
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:
❏ ASK,
❏ FSK
❏ PSK.

En este documento se tocará 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).

5. - 2 -

Modulación por desplazamiento de frecuencia (FSK)

Modulación por desplazamiento de frecuencia (FSK) es un método de
transmisión de señales digitales. Los dos estados binarios, lógica 0 (bajo) y 1 (alto),
son cada uno representado por una forma de onda analógica. Lógica 0 está
representado por una onda en una frecuencia específica, y la lógica 1 está
representado por una onda en una frecuencia diferente.

Un módem convierte los datos binarios desde un ordenador a FSK para la
transmisión a través de líneas telefónicas, cables, fibra óptica, o medios
inalámbricos. El módem también convierte las señales FSK entrantes a estados
de alta y baja digitales, que el equipo puede " entender. "










La modulación FKS es similar a la modulación FM en transmisión analógica. El
resultado de este tipo de modulación es una onda modulada cuya amplitud es
la misma que la portadora pero variando la frecuencia en función de los valores
que toma la señal moduladora, es decir, a cada símbolo que se quiere transmitir
se le asocia una frecuencia. Para que el receptor interprete bien el mensaje
tendrá que hacer un análisis de la frecuencia que le llega en cada momento en
la señal portadora, es decir, la información del mensaje reside en la frecuencia.
Normalmente esta técnica es usada para transmisión de datos a bajas
velocidades
Onda
analógica
Estado
Digital
Imagen 1. Representación de modulación FSK

6. - 3 -

Porque se modula una señal
Existen varias razones para modular, entre ellas:
❏ Facilita la propagación de la señal de información por cable o por el aire.
❏ Ordena el radioespectro, distribuyendo canales a cada información
distinta.
❏ Disminuye dimensiones de antenas.
❏ Optimiza el ancho de banda de cada canal
❏ Evita interferencia entre canales.
❏ Protege a la Información de las degradaciones por ruido.
❏ Define la calidad de la información transmitida

Cómo trabaja la modulación FSK
La modulación FSK funciona trabajando tres tipos de señales:
 Señal portadora: Es una forma de onda, que es modulada por una señal
que se quiere transmitir. Esta onda portadora es de una frecuencia
mucho más alta que la de la señal moduladora.


Imagen 2. Representación de la señal portadora
Señal moduladora: Es la señal que contiene la información a transmitir.


Imagen 3. Representación de la señal moduladora

7. - 4 -

 Señal modulada: Señal con técnica de modulación ya aplicada para
abarque de más distancia.

Imagen 4. Representación de la señal modulada

Regeneradores de señal
El regenerador es un tipo de repetidor utilizado para la transmisión digital en el
campo de las telecomunicaciones.
La energía de las señales que se transmiten por el canal se puede recuperar
mediante la regeneración, este proceso esta asociado a un tipo de repetidor
llamado regenerador.
El regenerador es un tipo de repetidor (dispositivo eléctrico) diseñado para las
transmisiones digitales, que obtiene a la salida de los mismos impulsos idénticos a
los del emisor de la fuente, aunque en su entrada los impulsos estén
distorsionados y contaminados por el ruido.
Además, los regeneradores se utilizan, cuando la naturaleza de las señales que
se transmite por el canal es digital.
Imagen 5. Proceso de la regeneración de señales

8. - 5 -

Principio de regeneración de una señal
Cuando una señal digital atraviesa un canal, la señal recibida por el receptor
está degradada debido a los efectos de la distorsión y el ruido.La regeneración
es un procedimiento que nos permite recuperar una señal idética a la del emisor
(como se observa en la foto de abajo) mediante el uso del regenerador. Este
procedimiento, es solo aplicable a señales de línea digitales.
Principio de regeneración: El principio de Regeneración, implica la detencción
de la señal de línea que se recibe y la creación de una nueva señal con forma
rectangular limpia para su transmisión (como se ve en la figura). Además,
también es necesario extraer la señal de reloj de sincronismo a partir de la señal
de línea emitida.

Imagen 6. Principio de regeneración

La regeneración de las señales digitales, es todo lo que se necesita para restaurar
la señal a su forma original, es decir, no es necesario amplificar, ecualizar, ni
procesar en alguna otra forma. El hecho de que la señal se pueda regenerar
perfectamente mediante este proced imiento, es la razón por la cual la
transmisión digital produce señales de alta calidad.

9. - 6 -

Aplicaciones:

 Se usan en radiocomunicaciones
 Se utiliza comúnmente para el identificador de llamadas
 Aplicaciones de medición remotas.
 Sistema telefónico celular
 Aplicaciones en los módems para transmisión de datos

Imagen 7. 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.

The Bell 101 módem permitió datos digitales que
deben transmitirse a través de líneas telefónicas
regulares no acondicionados a una velocidad de 110
bits por segundo, ya no están en uso.
Imagen 8. Aparatos donde se
aplica la modulación FSK

10. - 7 -

Características:

● La modulación FSK se emplea normalmente en enlaces asíncronos.
● Es el sistema ideal para operar a baja velocidad.
● Requiere circuitos de media complejidad
● Probabilidad de error elevada, pero inferior a la de ASK

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:



Imagen 9. Representación gráfica del método de FKS coherente

11. - 8 -

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.

Este tipo de modulación FSK representa de la siguiente manera:
Imagen 10. Representación gráfica del método de FKS no coherente

12. - 9 -

COMPARACION ENTRE FM Y FSK



Imagen 11. Representación gráfica de la comparación entre FM y FSK


Características
Frecuencia de
modulación (FM)
• Utiliza la amplitud de una señal para modular la
frecuencia.
• Es usada en radiodifusoras como sistemas de
transmisión de datos.
• Modifica la frecuencia de la señal portadora.
Modulación por
desplazamiento de
frecuencia (FSK)
• Evita la mayor parte de los problemas de ruido.
• Se utilizan sólo 2 frecuencias correspondientes a 1 y 0
de la señal codificada digital.

13. - 10 -

VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LA FSK
VENTAJAS

● Inmunidad al ruido
● Almacenamiento y procesamiento.
● Utilización de regeneradores de señales
● Las señales son más sencillas de medir y evaluar.
DESVENTAJAS
● Requiere sincronización precisa.
● Los sistemas de transmisión de estos son incompatibles con las
instalaciones analógicas existentes.
● Pérdida de calidad cada vez mayor en el muestreo respecto de la señal
original.

14. - 11 -

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 publicas.

15. - 12 -

Bibliografía

Modulación Digital
● http://modulaciondigital.blogspot.mx/2010/11/resumen-modulacion-
digital.html
Tipos de modulación, SlideShare
● http://es.slideshare.net/javieralbarracin/tipos-de-modulacin-1295186

Modulación FSK
● http://www.technologyuk.net/telecommunications/telecom_principles/fr
equency_shif_keying.sht ml
Transmisión de dat os
ht t p://ht ml.rincondelvago.com/t ransmision-de-dat os_4.ht ml
Señales port adoras
● https://es.scribd.com/doc/63578294/Senales-portadoras

Vent ajas y desvent ajas
ht t p://es.slideshare.net /IsluanHuert a/unidad-2-t elecomunicaciones

Aplicaciones, caract erísticas y t ipos de modulación
● http://es.slideshare.net/alexlombana/modulacion-fsk
● http://www.udb.edu.sv/udb/archivo/guia/electronica-
ingenieria/sistemas-de-comunicacion-ii/2012/ii/guia-6.pdf
● http://html.rincondelvago.com/modulacion_4.html