La modulación es simplemente un proceso ampliamente utilizado en los sistemas de comunicación en el que se utiliza una onda portadora de muy alta frecuencia para transmitir la señal del mensaje de baja frecuencia para que la señal transmitida siga teniendo toda la información contenida en la señal del mensaje original.
¿Cuál es la necesidad de modulación en los sistemas de comunicación?
Las señales de mensajes tienen una frecuencia muy baja debido a que estas señales no pueden transmitirse a largas distancias. Por lo tanto, tales señales de mensaje de baja frecuencia se modulan sobre la señal portadora de alta frecuencia debido a las siguientes razones:
1. Longitud práctica de la antena:
Para la transmisión efectiva de una señal, la altura h de la antena debe ser comparable a la longitud de onda λ de la señal al menos la altura de la antena h debe ser λ / 4 de longitud para que la antena pueda detectar las variaciones de la señal adecuadamente.
La señal del mensaje de baja frecuencia tiene un valor muy alto de λ que requerirá una antena muy alta (prácticamente imposible).
Por ejemplo: Si tenemos que transmitir una señal de 20 kHz entonces λ = C / f y altura de la antena h ≈ λ donde C es la velocidad de la onda, aquí C = 3 × 10 8 m/s .
h ≈ λ = (3 × 10 8 ) / (20 × 10 3 )
h = 15 km.
Por lo tanto, necesitamos modular la señal del mensaje sobre la señal portadora de alta frecuencia para que podamos tener un valor práctico para la altura h de la antena.
2. Bandas estrechas de señal
Una señal de audio generalmente tiene un rango de frecuencia (20 Hz a 20 kHz), si se transmite directamente, la relación entre la frecuencia más alta y la más baja se convierte en ( 20 kHz / 20 Hz ) = 1000 . Pero si esta señal de audio se modula sobre una señal portadora de frecuencia de 1000 kHz , la relación entre la frecuencia más alta y la más baja se convierte en:
(1000 kHz + 20 kHz) / (1000 kHz + 20 Hz) ≅ 1,2
Por lo tanto, necesitamos modulación para convertir una señal de banda ancha en una señal de banda estrecha.
3. Multiplexación de frecuencia
Prácticamente no es posible distinguir entre las diferentes señales de audio cuando se transmiten simultáneamente a través de una sola antena ya que todas ellas se encuentran en el mismo rango espectral. Por lo tanto, cada una de estas señales se traduce a un rango de baja frecuencia antes de la transmisión, lo que hace que sea bastante más fácil recuperarlas y distinguirlas entre sí en el extremo del receptor.
4. Potencia efectiva radiada por antena
Potencia radiada por una antena ∝ (l / λ ) 2 donde l es la longitud de la antena y λ es la longitud de onda de la señal que se va a transferir a través de la antena. Esta relación muestra claramente que cuando las señales que tienen una frecuencia baja y una longitud de onda alta se transmiten directamente, la potencia radiada por la antena es muy baja y la señal se desvanecerá después de viajar cierta distancia.
Por lo tanto, para transmitir tales señales a largas distancias, superponemos estas señales de baja frecuencia sobre la señal portadora que tiene una frecuencia alta y una longitud de onda corta, de modo que la potencia radiada por la antena de la misma longitud será muy grande.