Questão de Redes de Computadores — Modulação e Multiplexação — CESPE / CEBRASPE 2025

Modulação e demodulação: conceitos fundamentais

Gabarito: letra B. O desvio de frequência em FM é proporcional à amplitude do sinal modulante e independente de sua frequência — essa é a definição clássica de modulação em frequência, em que a informação é codificada na variação da frequência da portadora, e não na sua amplitude. As demais alternativas apresentam erros conceituais: índice de modulação maior que 1 causa distorção na demodulação AM, FSK e QPSK são técnicas digitais distintas, e rádio amador não usa QAM como padrão. A modulação é o processo de inserir informação em uma onda portadora de frequência mais alta, variando uma de suas características — amplitude, frequência ou fase. No caso da modulação em frequência (FM), a informação é codificada na variação da frequência da portadora. O desvio de frequência ($\Delta f$) é a variação máxima da frequência da portadora em relação à sua frequência central, e ele é diretamente proporcional à amplitude do sinal modulante. Isso significa que, quanto maior a amplitude do sinal de informação, maior será o desvio de frequência. Por outro lado, a frequência do sinal modulante (a taxa com que a informação varia) não influencia o desvio máximo, apenas a taxa com que a frequência da portadora oscila. Essa é a essência da alternativa B. Para entender por que as outras alternativas estão erradas, é preciso dominar as diferenças entre as técnicas de modulação. Na modulação em amplitude (AM), o índice de modulação ($m$) é a razão entre a amplitude do sinal modulante e a amplitude da portadora. Quando $m > 1$, ocorre sobremodulação, o que causa distorção na demodulação — o sinal não é recuperado corretamente. Já as modulações digitais, como FSK (Frequency Shift Keying) e QPSK (Quadrature Phase Shift Keying), são usadas para transmitir dados binários. FSK varia a frequência da portadora para representar 0 e 1, enquanto QPSK varia a fase, usando quatro símbolos distintos. A constelação de símbolos é uma representação gráfica desses símbolos no plano complexo, e cada técnica tem um padrão característico. A pegadinha desta questão está em confundir as características das diferentes modulações. A banca explora o erro comum de associar o desvio de frequência à frequência do sinal modulante, quando na verdade ele depende apenas da amplitude. Além disso, as alternativas C e D dependem de figuras que não estão disponíveis, mas o conhecimento teórico é suficiente para identificar os erros: FSK produz um sinal com saltos de frequência, enquanto QPSK produz uma constelação com quatro pontos equidistantes. A alternativa E também é incorreta, pois o rádio amador tradicionalmente usa modulações analógicas como AM e FM, não QAM. Guarde a distinção central: em FM, o desvio de frequência é controlado pela amplitude do sinal modulante, e a frequência do sinal modulante apenas determina a velocidade das variações. É exatamente esse critério que separa a alternativa correta das demais.

Alternativa A — ❌ Incorreta

Afirma que um sinal AM com índice de modulação maior que 1 será recuperado corretamente. Isso é falso: quando $m > 1$, ocorre sobremodulação, e a envoltória do sinal modulado se distorce, fazendo com que a demodulação por detecção de envoltória não recupere o sinal original. O índice de modulação deve ser menor ou igual a 1 para que a demodulação seja fiel. A banca explora a confusão entre o caso ideal ($m \le 1$) e o caso de sobremodulação.

Alternativa B — ✅ Correta ⟵ GABARITO

Esta é a definição correta de modulação em frequência. O desvio de frequência ($\Delta f$) é proporcional à amplitude do sinal modulante, pois a amplitude controla o quanto a frequência da portadora se afasta do valor central. A frequência do sinal modulante não afeta o desvio máximo, apenas a taxa de variação da frequência. Essa relação é fundamental para entender como a informação é codificada em FM.

Alternativa C — ❌ Incorreta

O sinal resultante apresenta saltos de frequência, não variações contínuas. A banca explora a confusão entre as técnicas digitais.

Alternativa D — ❌ Incorreta

A constelação de símbolos é uma representação gráfica dos símbolos de uma modulação digital no plano complexo. QPSK (Quadrature Phase Shift Keying) utiliza quatro símbolos, cada um com uma fase diferente (0°, 90°, 180°, 270°), resultando em uma constelação com quatro pontos equidistantes do centro. A banca explora a confusão entre as constelações de QPSK e QAM.

Alternativa E — ❌ Incorreta

Sistemas de rádio amador tradicionalmente utilizam modulações analógicas, como AM (Amplitude Modulation) e FM (Frequency Modulation), além de modos digitais como PSK31 e RTTY. QAM (Quadrature Amplitude Modulation) é uma técnica usada em sistemas de comunicação digital de alta capacidade, como modems e TV digital, mas não é o padrão do rádio amador. A banca explora a confusão entre as aplicações das diferentes modulações. Gabarito: letra B