Modulación de vídeo

Las señales de video generalmente se codifican en dígitos binarios (0, 1) o en modulación por impulsos codificados (PCM) de siete dígitos , un método utilizado para representar digitalmente la señal de video original. La señal de video convertida a PCM de dígitos binarios en el punto de origen se puede transmitir a través del cable telefónico existente directamente al destino. ^{[ 2 ]} Si la distancia entre el origen y el destino es demasiado grande, se necesita un repetidor para recibir la señal y retransmitirla con mayor potencia para que pueda cubrir distancias más largas. El circuito diseñado para la transmisión debe reunir la mayor cantidad de ventajas posible para ser eficiente. En otras palabras, el circuito debe construirse con alta calidad y confiabilidad y con un costo mínimo. El cable más común utilizado para construir el circuito es el cable de 51 pares . Este tipo de cable se utiliza a menudo en telefonía doméstica debido a su bajo precio y buena funcionalidad. Además, las señales se pueden transmitir de manera eficiente ya que la distancia entre dos repetidores adyacentes puede ser de 6000 pies en lugar de solo 3000 pies en comparación con otros cables.

La codificación es el proceso mediante el cual las entradas de video se convierten en dígitos binarios (0, 1), ya que los dígitos se pueden transmitir con mucha más facilidad. En la codificación se utiliza un oscilador de cristal. ^{[ 3 ]} Es un oscilador electrónico que utiliza la resonancia mecánica de un cristal vibrante o un material piezoeléctrico para crear una señal eléctrica con una frecuencia muy precisa. ^{[ 4 ]} Dentro del oscilador de cristal, generalmente hay un cristal o un material elástico cuyos átomos, moléculas o iones constituyentes están en un orden regular. Por ejemplo, el cuarzo se usa a menudo en osciladores de cristal debido a su elasticidad. Después de que un cristal se instala correctamente, el campo eléctrico puede distorsionarse por un cambio en el voltaje debido a un electrodo cerca o sobre el cristal. Esta característica se llama electroestricción o piezoelectricidad inversa . ^{[ 5 ]} Cuando las señales de video se ingresan a los osciladores, el cristal con los electrodos conectados a él comienza a vibrar como un resonador. La propiedad piezoeléctrica del cristal convierte las vibraciones mecánicas en un voltaje oscilante , que luego es captado por los electrodos conectados. De esta forma, el campo eléctrico se distorsiona debido a las diferencias de potencial entre los electrodos. Dado que la señal de video original existe como un voltaje variable en el tiempo en un cable, el campo eléctrico distorsionado también varía en el tiempo. El campo eléctrico cambiante se convierte en una forma de onda , una señal con forma de onda . Finalmente, las señales de salida se combinan con una onda portadora y se transforman en señales de radiofrecuencia (RF), que luego se transmiten al receptor.

Una vez que las señales de RF llegan a su destino, el receptor no puede obtener los datos directamente de dichas señales debido a la presencia simultánea de señales de RF codificadas y multiplicadas. Para solucionar este problema, se utiliza un filtro electrónico . La frecuencia de cada señal de RF suele ser diferente a la de las demás. Un filtro electrónico puede seleccionar una única señal de RF en función de su frecuencia portadora, rechazando todas las demás. Un ejemplo de esta operación es la selección de un canal en un televisor. Con una sola señal de RF que pasa a través del filtro electrónico, se recibe únicamente la señal de vídeo correspondiente, sin interferencias de las demás señales de RF. ^{[ 6 ]}

Para las señales de RF codificadas, se utiliza un sensor de luz . Generalmente, un sensor de luz es un dispositivo que detecta cambios en la cantidad de luz y proporciona una salida correspondiente. Una aplicación de los sensores de luz es el sistema de sensor de luz compensado. Este sistema puede controlar el nivel de luz en un lugar de trabajo. La relación entre la luz en los sensores de luz y el nivel de luz controlada en el lugar de trabajo se mantiene prácticamente constante a medida que varía la luz natural que entra en la habitación. ^{[ 7 ]} En el proceso de decodificación, se utiliza un sensor de luz para detectar la señal de RF y luego emitir la señal decodificada. Generalmente, las señales de RF transmitidas por filtros eléctricos se convierten primero de dígitos binarios a dígitos octales (0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7). Las señales octales son detectadas por los sensores de luz. Los sensores responden generando señales eléctricas digitales correspondientes que luego se decodifican para informar al receptor del mensaje transmitido o se aplican a equipos externos como una calculadora, una computadora, una fotocopiadora u otros dispositivos apropiados para la ocasión. ^{[ 1 ]}

La modulación de amplitud funciona variando la amplitud de la onda portadora según la forma de onda curvada de la señal de vídeo original. En otras palabras, cuando la onda portadora se combina con la señal de vídeo, la frecuencia de la señal combinada es la misma que la de la onda portadora, pero con amplitud variable. La imagen superior explica con mayor claridad cómo cambia la forma. Durante el proceso de combinación, si la señal de vídeo se encuentra en su pico (valor de amplitud más alto), la amplitud de la onda portadora modificada será la más alta, y en el valle (valor de amplitud más bajo), la amplitud de la onda portadora modificada será la más baja. En otras palabras, en el punto de la onda portadora que corresponde al pico de la señal de vídeo, la forma de la onda será más abultada, y en el punto correspondiente al valle, será más hundida. De hecho, el cambio en la amplitud de la onda portadora es proporcional a la amplitud de la señal de vídeo.

En la modulación de frecuencia, la onda portadora se combina con la señal de vídeo variando la frecuencia instantánea de la onda (la frecuencia de la onda en un punto determinado). (Compárese con la modulación de amplitud, en la que la amplitud de la onda portadora varía, mientras que la frecuencia permanece constante). Como se observa en la imagen anterior, si la señal de vídeo alcanza su valor máximo, la frecuencia instantánea de la onda portadora aumentará, y en el caso del valor mínimo, disminuirá. Visualmente, la onda portadora se vuelve más densa en el punto correspondiente al valor máximo de la señal de vídeo y más delgada en el punto correspondiente al valor mínimo.

• Radio o televisión (radiodifusión)
• Banda de aviones

La modulación de amplitud (AM) se aplica en estas áreas porque la señal de vídeo modulada en amplitud se puede codificar y decodificar fácilmente, ya que el cambio en la amplitud de la onda portadora y la amplitud de la señal de vídeo original son proporcionales . Sin embargo, la modulación de amplitud es sensible al ruido y a las interferencias electromagnéticas . Por lo tanto, las técnicas de AM se utilizan principalmente en campos menos técnicos que toleran el ruido y las interferencias electromagnéticas, como la radiodifusión.

• Almacenamiento de datos en cinta magnética
• Sistemas de videograbadora

La modulación de frecuencia (FM) se aplica en estos campos porque es menos sensible al ruido y a las interferencias electromagnéticas, y cuando se recopilan datos o se graba la señal, es realmente importante minimizar los efectos de las interferencias externas, como el ruido y las interferencias electromagnéticas.