Sisteme și tehnici multimedia

Modulație în frecvență (FM) este un sistem de transmisie radio în care unda purtătoare este modulată astfel încât frecvența sa variază în funcție de semnalul audio transmis. În modulația în frecvență (FM), spre deosebire de modulația în amplitudine (AM), amplitudinea undei purtătoare este menținută constantă, dar frecvența ei este modificată în conformitate cu variațiile semnalului audio transmis. Primul sistem viabil de comunicare radio prin modulația în frecvență a fost descris de inventatorul american Edwin Howard Armstrong în 1936.

Modulația în frecvență (FM) are mai multe avantaje față de de modulația în amplitudine (AM) utilizată ca formă alternativă de radiodifuziune. Cel mai important dintre aceste avantaje este că un sistem FM are o mai mare independență față de perturbarea electromagnetică și electricitatea statică. Diverse perturbări electrice, de ex. cele cauzate de furtunile cu trăsnete și de sistemele de aprindere auto, creează semnale radio modulate în amplitudine care sunt receptate ca zgomote (radioparaziți) de receptoarele AM. Un receptor FM bine conceput nu este sensibil la astfel de perturbări atunci când este reglat la un semnal FM suficient de puternic. De asemenea, raportul semnal/zgomot într-un sistem FM este mult mai mare decât cel al unui sistem AM. În cele din urmă,posturile de radio FM pot opera în benzi de foarte înaltă frecvență față de posturile AM; posturilor de radio FM comerciale le sunt alocate frecvențe cuprinse între 88 și 108 Mhz. Gama de transmisie în aceste benzi de frecvențe este limitată, astfel încât stațiile care funcționează cu aceeași frecvență pot fi amplasate la câteva sute de kilometri una față de alta, fără interferențe reciproce. Aceste caracteristici, împreună cu costul relativ scăzut al echipamentelor pentru stațiile de radiodifuziune FM, au dus la o creștere rapidă a lor în anii de după al doilea război mondial. În decurs de trei ani de la sfârșitul războiului, 600 de posturi de radio FM licențiate difuzau în Statele Unite și până la sfârșitul anilor 80 existau peste 4000. Tendințe similare au avut loc în Marea Britanie și în alte țări.

Din cauza aglomerării în banda de difuzare AM și a incapacității receptoarelor AM standard de a elimina radioparaziții, fidelitatea față de ele a scăzut. Stațiile de radiodifuziune FM nu au aceste dezavantaje și de aceea pot fi utilizate pentru a transmite o muzică care reproduce performanțele originale cu un mare grad de fidelitate, care nu poate fi atins pe benzile AM. Stațiile FM sunt mai bine adaptate decât cele AM pentru transmiterea sunetelor stereo, semnalelor audio pentru programele de televiziune și a apelurilor telefonice interurbane de lungă distanță prin radiorelee. Radiodifuziunea stereofonică FM a captivat un număr mai mare de ascultători a muzicii populare și clasice, astfel încât posturile de radio FM comerciale au atras o audiență mai mare decât posturile AM.

În această formă de modulare, sinusoida purtătoare ia două valori ale fazei, determinate de semnalul de date binar (modularea cu două faze) sau de combinația unui anumit număr de biți (modularea cu N faze). În această aplicație vom examina modulația PSK cu 2 faze, iar celelalte vor fi descrise în alte aplicații.

În modulația PSK cu două faze, denumită și 2 - PSK sau Binar PSK (BPSK) sau codare cu inversarea fazei (Phase Reversal Keying PRK), valoarea fazei sinusoidei purtătoare ia două valori determinate de semnalul de date digital. Una din tehnicile de modulație este cea care utilizează un modulator echilibrat. Sinusoida de la ieșirea modulatorului este purtătoarea de la intrare care este nemodificată sau inversată (răsucită cu 1800), în funcție de semnalul de date.

Diagrama constelațiilor

Stările de modulație ale modulatorului PSK sunt reprezentate prin puncte într-o diagramă vectorială. Fiecare punct este o stare de modulație caracterizată prin fază și prin amplitudine. Această reprezentare se numește diagrama constelațiilor sau mai simplu constelație.

Aspecte principale.

Principalii factori care caracterizează PSK sunt:

- Este utilizată pentru transmisii radio digitale;

- Necesită circuite de complexitate medie - mare ;

- Rată mare de erori, dar mai mică decât la FSK;