Modulació per desplaçament de freqüència

La modulació per desplaçament de freqüència (Frequency Shift Key o FSK) és un tipus de modulació digital similar a la FM analògica on es modifica la freqüència del senyal portador entre un número de valors discrets.

Característiques

Exemple de BFSK

Tal com s’ha dit, en la modulació FSK els símbols fan variar la freqüència del senyal portador. En la seva forma més simple, tenim dues possibles freqüències: f1 i f2, corresponents als dos possibles valors del senyal d’entrada ‘0’ ó ‘1’.

$V(t)=\left\{\begin{matrix} V_p \cdot \sin(2 \pi f_1 t ) & per& a && '1' && binari \\ V_p \cdot \sin(2 \pi f_2 t ) & per& a && '0'&& binari & \end{matrix}\right.$

Aquest tipus de modulació amb només dos símbols possibles es coneix també com BFSK (Binary Frequency Shift Modulation).

Index de modulació i ample de banda

Igual que en la freqüència modulada, en FSK trobem un valor que ens mostra el grau de variació del senyal modulat. En aquest cas, l’index es calcula com:

$h = \frac{\Delta{}f}{f_m}\$

on $\Delta{}f\,$ es la desviació maxima de la portadora i $f_m\,$ es la freqüència del senyal modulador.

Podem veure doncs, que en funció de com de separades estiguin les freqüències moduladores, tindrem un index de modulació mes gran o mes petit, i això ens definirà alguns paràmetres de la transmissió, com l’ample de banda o la protecció contra soroll.

Si l’index de modulació és petit, h<pi/2, tenim una modulació de freqüència anomenada de banda angosta i el seu espectre és similar al de ASK. L’única diferència és que les rèpliques del senyal es veuen afectades per la freqüència. L’ample de banda en aquest cas és el mateix que es necessita per una transmissió modulada en ASK.

Si en cas contrari, h>pi/2, tenim un espectre de banda ample . D’aquesta manera s’aconsegueix una major protecció contra el soroll i les interferències que la que tindríem amb ASK. El problema es que l’ample de banda necessari és superior.

Tipus de modulacions FSK

M-FSK(Multiple Frequency Shift Keying)

Es una variació que utilitza més de dues freqüències, normalment en potencies de 2 (entre 4 i 64). Un exemple seria el DTMF (Dual Tone Muti Frequency), utilitzat a la marcació dels telèfons.

Freqüències del marcador DTMF(amb so)

	1209 Hz	1336 Hz	1477 Hz	1633 Hz
697 Hz	1	2	3	A
770 Hz	4	5	6	B
852 Hz	7	8	9	C
941 Hz	*	0	#	D

AFSK(Audio Frequeny Shift Keying)

La modulació AFSK es diferencia de la FSK en que la freqüència del senyal portador es troba dins la banda audible (20 Hz-20 kHz), per tant és un senyal d'àudio, normalment sobre la banda de 2 kHz.

GFSK (Gaussian Frequency Keying)

Principi del filtre gaussià sobre la banda base

La modulació GFSK o per desplaçament de freqüència gaussiana és una variant de la modulació FSK amb la diferència de que la informació es passa per un filtre gaussià abans de modular el senyal. Això fa que l'espectre d'energia sigui més estret i permet velocitats de transferència més elevades pel mateix canal.

Aplicacions

Actualment aquesta modulació es troba una mica es desús ja que ha sigut desbancada per altres tipus, però encara s'utilitzen alguns modes de MFSK per a transmissions d'ona curta i per a la senyalització dels canals de televisió analògica amb el comandament a distància.

Enllaços externs

• http://www.electronicafacil.net/tutoriales/MODULACION-DIGITAL-FSK-PSK-QAM.php
• http://es.tech-faq.com/fsk.shtml

Bibliografia

• M. Faundez "Sistemas de comunicaciones". Ed. Marcombo 2001. ISBN: 84 267 1304 1 (castellà)