Modulazioni digitali o numeriche

Modulazioni ASK - FSK - PSK

Si chiamano modulazioni numeriche  o digitali, quel tipo di modulazioni in cui il segnale modulante è di tipo numerico e vengono impiegate nella trasmissione dati fra modem, nei ponti radio, nei cellulari, nei collegamenti via satellite.

 

Essenzialmente sono le tre seguenti:

· ASK (Amplitude Shift Keying = modulazione a spostamento di ampiezza).
· FSK (Frequency Shift Keying = modulazione a spostamento di frequenza).
· PSK (Phase Shift Keying = modulazione a spostamento di fase).

Nella ASK il segnale digitale, che costituisce l’informazione da trasmettere, va a modulare una portante sinusoidale facendone variare l’ampiezza.
La più usata di questo tipo è la OOK in cui corrisponde all’uno logico la portante stessa e, allo zero logico l’assenza della portante, come in figura.

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Questo tipo di modulazione, di facile realizzazione sia nei modulatori che nei demodulatori, è stata usata sempre nelle telescriventi e in qualche tipo di ponte radio a breve distanza.
Purtroppo è molto sensibile al rumore, per cui oggi è quasi caduta in disuso nonostante sia stata usata per prima.

Nella FSK si hanno due possibili portanti a frequenze diverse che vengono abbinate ai due valori logici binari uno e zero come in figura.

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Questo tipo di modulazione è stata usata nei primi modem, V21 e V23 molto lenti rispetto a quelli odierni, ed è tuttora usata nei ponti radio e nelle trasmissioni fra cellulari del tipo GSM.

La modulazione numerica più moderna è certamente la PSK, nella quale si ha una sola portante e quindi i due valori numerici uno e zero vengono fatti corrispondere a due fasi diverse della stessa frequenza: 0° e 180° rispettivamente, come in figura.

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Per aumentare la velocità di trasmissione dell’informazione, mantenendo costante la velocità di modulazione, invece di trasmettere solo due valori angolari, 0° e 180°,  si è poi pensato di trasmettere un maggior numero di angoli diversi fra loro, e per consentire una più facile demodulazione in ricezione, visto che il demodulatore potrebbe commettere errore di interpretazione, si è pensato di far variare anche l’ampiezza del segnale modulato dando luogo così alla modulazione QAMPSK
(Quadrature Amplitude Modulation Phase Shift Keying) abbreviata anche QPSK.

Le più moderne modulazioni numeriche, quelle quindi che determinano grandi velocità di trasmissione sono quindi modulazioni di fase e di ampiezza. 
Questo tipo di modulazioni sono usate soprattutto nel campo dei modem, ma anche dei ponti radio, delle trasmissioni satellitari e dei cellulari del tipo GSM.

La modulazione 16 QPSK, ad esempio, è una modulazione numerica di ampiezza e fase a 16 livelli diversi.
In questo caso quindi si ha una sola portante sinusoidale a una sola frequenza, ma si possono trasmettere 16 simboli diversi tra loro per cui, poiché 24=16, l’informazione racchiusa in ogni simbolo che arriva a destinazione è eguale a 4 bit.
I 16 simboli che si vengono così a determinare sono costituiti da due gruppi di 8 ciascuno:

•un tratto di sinusoide con fase scelta fra: 0° - 90° - 180° - 270 e ampiezza 3V oppure 5V;
•un tratto di sinusoide con fase scelta fra: 45° - 135° - 225° - 315° e ampiezza Numeriche1jpg oppure Numeriche2jpg

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Come già detto, ogni configurazione che arriva a destinazione porta con sé l’informazione di 4 bit, per cui a ciascuna di esse è abbinato un quadribit, cioè un gruppo di 4 bit cui corrisponde secondo lo schema il diagramma seguente in cui ad ogni configurazione è fatta corrispondere, una fase angolare, un’ampiezza, ed un gruppo di 4 bit.

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