EE –05
Princípios de Telecomunicações
AULA 5
Modulação em Amplitude
Modulação

Processo pelo qual alguma(s) característica(s) da
portadora é(são) alterada(s), por uma forma de
onda, chamada moduladora.

Os sinais em banda base (banda de freqüências,
conforme criada pela fonte) são deslocados em
freqüência, através de processo de modulação.

Caso a portadora seja senoidal, dizemos que a
modulação é do tipo CW (Continuous wave
modulation). Esta modulação pode ser em
amplitude (Amplitude Modulation) ou em
ângulo(Angle Modulation).
Componentes de um sistema de
modulação CW
Sinais AM and FM
produzidos por um
single tone.
(a) Portadora.
(b) Sinal modulador
senoidal.
(c) Sinal modulado
em amplitude
(d) Sinal modulado
em freqüência.
Modulação em amplitude

Seja um sinal senoidal, utilizado como
portadora, definido por:
c(t)  Ac cos(2..fc .t)
Ac é a amplitude da portadora e fc é a sua
freqüência.
 Seja m(t) o sinal em banda base que
carrega a informação. O sinal AM pode ser
descrito de forma geral por:

s(t)  Ac [1  k a .m(t )].cos(2..f c .t )
Modulação em Amplitude
s(t)  Ac [1  k a .m(t )].cos(2..f c .t )

Ka é uma constante chamada de sensibilidade de
amplitude do modulador responsável pela geração
do sinal modulado.

O produto kam(t) deve ser menor que 1 para que
se evite sobremodulação. O valor máximo
absoluto do produto ka.m(t)*100 é chamado de
percentagem de modulação.
Ilustração do processo de modulação em amplitude.
(a) Sinal em banda base m(t). (b) Onda AM para |
kam(t) | < 1 for all t. (c) Onda AM para | kam(t) | > 1
para algum t.
Modulação em amplitude

Se a máxima freqüência do sinal for W, esta
freqüência é chamada de largura de faixa do
sinal. Uma condição necessária para que
não haja distorções é que:
f c  W

A freqüência da portadora deverá ser muito
maior do que a largura de faixa do sinal da
mensagem.
Modulação em AmplitudeAnálise de Fourier

Observando o sinal s(t) e fazendo a sua
transformada de fourier temos que:
s (t )  Ac [1  k a .m(t )]cos(2f c t )  Ac . cos(2f c t )  Ac k a m(t ).cos(2f c t )
e j 2f ct  e  j 2f ct
e j 2f ct  e  j 2f ct
s (t )  Ac [
]  Ac k a m(t ).[
]
2
2
Ac
Ac .k a
 S ( f )  [ ( f  f c )   ( f  f c )] 
[ M ( f  f c )  M ( f  f c )]
2
2
(a) Espectro do sinal em banda base. (b)
Espectro do sinal modulado em
amplitude.
Modulação em Amplitude

Para as freqüências positivas, a máxima
freqüência é fc+w e a menor é fc-w, assim a
largura de faixa de transmissão BT para um
sinal AM é igual ao dobro da largura de
faixa do sinal em banda base, ou seja:
BT  2W
Modulação em Amplitude
Vantagens e Desvantagens
Vantagens:
- Simplicidade de implementação no modulador e
no demodulador.


-
-
Desvantagens:
Desperdício de potência, devido ao fato de que a
portadora é completamente independente do sinal
modulador, assim, gasta-se potência para
transmitir a portadora.
Desperdício em largura de faixa devido ao fato de
que não há a necessidade de transmitir ambas as
bandas a fim de obtermos o sinal
Modulação em Amplitude
Soluções

Para se melhorar o desempenho da modulação
em amplitude, é possível:
a)
Suprimir a portadora;
Modificação da banda lateral da onda AM;
b)
Essas modificações aumentam a complexidade
do sistema em troca de melhor uso dos recursos
de comunicação.
Modulação Linear

Um sinal de modulação linear pode ser
escrito na seguinte forma:
s(t )  sI (t ) cos(2fct )  sQ (t ) sen(2fct )
 sI(t)
é chamado de componente em fase do
sinal modulado;
 sQ é chamado de componente em quadratura
do sinal modulado
Modulação linear

a)
b)
c)
Dependendo de como os componentes sI(t) e sQ(t) estão
definidos, podemos identificar três tipos de modulação
linear envolvendo um sinal de mensagem:
AM DSB (Double Side Band) com portadora
suprimida;
AM SSB (Single Side Band), neste caso somente a
banda superior ou inferior é transmitida
Modulação vestigial , um vestígio de um banda é
transmitido juntamente com a versão correspondente
modificada da outra banda.
AM - DSB
Double Side Band com portadora suprimida
 Neste tipo de modulação, o sinal modulante é
multiplicado pelo modulador, como se observa
abaixo:

AM-DSB – Análise de Fourier

O sinal s(t) é dado por:
s(t )  Ac .m(t ) cos(2f c t )

Cuja transformada de Fourier é dada por:
Ac
S(f ) 
[M(f  f c )  M(f  f c )]
2
Detecção coerente ou
demodulação síncrona
O sinal modulado pode ser recuperado
através de um processo de detecção
coerente.
 Este processo consta de multiplicar o sinal
modulado por um sinal de mesma
freqüência e fase do sinal modulado.
 Para tal, o oscilador local do sinal de
demodulação deve estar sincronizado com o
sinal modulado.

Detecção coerente ou
demodulação síncrona

Analisemos o caso geral onde há uma
diferença de fase .
Detecção coerente ou demodulação síncrona
v( t )  A'c cos(2f c t  ).s( t ) 
 A c A'c cos(2f c t ).cos(2f c t  ).m( t )
1
1
 A c A'c cos(4f c t  )m( t )  A c A'c cos()m( t )
2
2

Através de um filtro passa baixas obtem-se
o sinal:
1
v 0 ( t )  A c A'c cos( )m( t )
2
Demodulação AM-DSB
Costas Loop
Multiplexação em quadratura

Processo que permite multiplexar dois
sinais diferentes, utilizando a mesma largura
de faixa e recuperá-los depois utilizando a
demodulação síncrona. Este processo
também é chamado de QAM (Quadrature
Amplitude Modulation)
Sistema QAM. (a) Transmissor. (b) Receptor.
Necessário o envio de um sinal piloto fora da banda de
passagem do sinal modulado para a sincronização.
Modulação SSB (Single Side
Band)

Melhora a eficiência do sistema, transmitindo
somente a banda lateral superior ou inferior (USB
– Upper Side Band ou LSB-Lower Side Band).

A complexidade é aumentada pelo fato de que
filtros com corte bem acentuado são necessários,
bem como translações de freqüência
intermediárias desde a banda base até a
freqüência.
SSB
Geração de sinais SSB
Geração de sinais SSB -
SSB – Demodulação

Dado um sinal vm(t) modulador, demonstra-se que
um sinal SSB é do tipo:
vm (t ) cos(c t )  vm (t )sen(c t )

2
 Pode-se demodular o sinal através de demodulação
síncrona, ou seja, multiplicá-lo por um sinal de
mesma freqüência, tal como se vê abaixo:
vc (t ) 
Ac


Ac
A c v m (t )
cos( 2c t ) v m (t ) sen( 2c t ) 


y (t ) 
v m (t ) cos(c t ) v m (t ) sen(c t ) cos(c t ) 
 v m (t )
2
2  2
2
2



eliminado por filtragem


Modulação VSB – Vestigial Side
Band

A modulação SSB não tem boa resposta em baixas
freqüências e os filtros são de difícil realização,
pois são de transição abrupta.

A modulação vestigial é tal que o filtro não tem
esta transição abrupta, sendo portanto realizável.

Uma das bandas é quase totalmente transmitida e a
outra é quase totalmente suprimida.
Modulação Vestigial - Espectro
Esquema de geração de modulação
vestigial.
Receptores AM
Receptor Supereteródino