O processo de modulação pode ser definido como a transformação de um sinal que contém uma informação útil em seu formato original (banda-base) em um sinal modulado adequado ao meio de transmissão que se pretende utilizar.
Nota: Artigo publicado na revista Eletrônica Total 117 de 2006.
Na figura 1 é mostrada a modulação ASK na sua forma "on-off" (também conhecida como OOK - On-Off Keying). A associação dos símbolos digitais "0" e "1" com a amplitude da portadora transmitida (ligada ou desligada) fica evidente.
É possível aumentar a capacidade de transmissão do sistema adotando um número maior de valores de amplitude para a portadora. Por exemplo, agrupando-se dois buis, existirão quatro possibilidades (00, 01, 10, 11), con-forme ilustra a tabela 1, onde V representa o valor máximo da portadora. Assim sendo, para cada amplitude transmitida correspondem agora dois bits, dobrando-se a taxa de transmissão do sistema em relação ao OOK (figura 2).
Sistemas deste tipo, que utilizam múltiplas amplitudes, são chamados M-ASK.
O processo de recepção de um sinal modulado é chamado demodulação, onde, a partir da portadora modulada, são extraídos os sinais de informação. No caso do ASK (00K), a envoltória da portadora modulada contém a informação útil. Um processo de filtragem e retificação é capaz de extrair a informação. Na figura 3 a envoltória do sinal modulado representará a informação recuperada.
A demodulação de um sinal M-ASK levará a um circuito um pouco mais sofisticado, com a inclusão de comparadores de tensão. Notar que o aumento no número de níveis de amplitude e consequente aumento de taxa de transmissão implicam em uma maior dificuldade no receptor para interpretar qual nível de amplitude foi realmente enviado, principalmente na presença de ruídos.
Construção de um modulador ASK
Diversas técnicas podem ser empregadas na construção destes moduladores. O uso de componentes programáveis conduz a circuitos compactos e confiáveis. Entretanto, as ferramentas para a construção desses circuitos (kits de desenvolvimento) nem sempre estão disponíveis para uso e, alternativas mais simples, utilizando componentes comerciais comuns podem ser mais viáveis. O circuito proposto neste artigo foi simulado com o programa "Simetrix”, que é uma versão do popular Spice e se encontra disponível na versão de-: no endereço www.catena.uk.com.
Diagrama em blocos
O diagrama em blocos é exibido na figura 4. Ele é dividido em:
Gerador de clock: Construído com um oscilador a cristal, fornece a base de tempo para todo o circuito modulador.
Divisores de frequência: Este bloco é formado por circuitos divisores (contadores binários). Estes visores produzem sinais que são usados para gerar o clock de transmissão do gerador de padrão e o endereçamento da tabela de armazenamento.
Gerador de padrão: Este gerador produz uma sequência pseudoaleatória constituída de 0's e 1`s que simulam uma fonte de dados pseudoaleatórios (sinal modulador). Constitui-se de registradores de deslocamento, convenientemente realimentados.
Tabela de armazenamento: A portadora será sintetizada através de valores discretos, correspondendo a um ciclo de uma senoide com uma determinada amplitude. Os valores das amostras são definidos segundo o tipo de conversor digital-analógico (D/A) a ser utilizado.
Conversor D/A: Converte valores binários da tabela de armazenamento em valores correspondentes de tensão.
Simulação computacional
O diagrama esquemático mostrado na figura 5 implementa um circuito modulador ASK (00K). Um ciclo da portadora é sintetizado a partir de 16 amostras discretas, apresentadas na tabela 2.0 conversor digital-analógico (U8) possui 8 bits, portanto, teremos apenas 256 valores discretos possíveis. Nas primeiras 16 posições de urna memória EPROM são gravados os valores correspondentes a um ciclo de senoide. Os próximos dezesseis valores correspondem a um valor nulo de tensão. O endereçamento da FROM é feito através das saídas do divisor binário (U2) e do sinal de dados. Cada vez que o dado corresponde ao valor "zero", são endereçadas as primeiras 16 posições da EPROM (estado "ON"). Quando o dado é "um", as 16 posições seguintes são endereçadas, correspondendo ao estado "OFF". A frequência do gerador que fornece o relógio dos contadores binários deverá ser 16 vezes maior que a frequência desejada para a portadora.
Os dados são simulados por um gerador de padrão pseudorrandômico, constituído pelo registrador de deslocamento (U4), porta EX-OR (U3) e inversor (U7). O conversor D/A traduzirá os valores da tabela para valores de tensão. Como os valores da tabela são todos positivos, em uma escala de 0 até 255, o zero da portadora corresponderá ao meio da escala. com valor decimal igual a 128.
Uma sequência binária (DADOS) do gerador de padrões modula a portadora (sinal modulado), como exibido na figura na figura 6.
*Augusto Carlos Pavão e Márcio Antônio Mathias são professores do Instituto Mauá de Tecnologia (IMT).
