O que é supermodulação?

O artigo da Wikipedia é muito curto e não explica muito bem o conceito, e não há outros sites que eu possa encontrar que dê uma explicação simples. O que significa 100% de modulação? Entendo os conceitos básicos por trás da modulação de amplitude, modulação de frequência e modulação por largura de pulso, mas nunca entendi o que se entende por "quantidade" de modulação ou profundidade de modulação.

Alguém pode esclarecer um pouco sobre o assunto?

Obrigado!

Na imagem abaixo, uma onda senoidal modulada em amplitude:

• 0% não modulado, o envelope senoidal não é visível;
• <100% de profundidade de modulação é o uso normal de AM;
• 100% de profundidade de modulação, o envelope senoidal toca em y = 0. Modulação máxima que pode ser recuperada com um detector de envelope sem distorção;
• > 100% de profundidade de modulação, "supermodulação", a onda senoidal original não pode mais ser detectada com um detector de envelope.

Uma visão geral das profundidades de modulação mais importantes (0, 50, 100 e 200%):

A animação foi criada usando o gnuplot usando o seguinte script:

unset xtics
set yrange [-3:3]
set samples 10000
do for [d=0:200] { plot sin(2*pi*3*x)*(1+(sin(2*pi*x/10))*d/100) title sprintf("%3i%%",d); }

A modulação AM em excesso faz com que a onda portadora inverta sua fase quando o sinal de modulação tem uma amplitude acima de um determinado nível. A transmissão AM normalmente nunca faz isso porque a complexidade de um desmodulador preciso é grande demais para milhares e milhões de receptores.

AM é apenas a multiplicação matemática de dois sinais e o AM de transmissão regular permanece como um multiplicador de 2 quadrantes, enquanto a modulação completa usa todos os quatro quadrantes.

100% de modulação é o local em que o sinal de modulação leva a transportadora a zero e é teoricamente a modulação máxima que pode ser desmodulada com sucesso por um detector de envelope AM regular.

A modulação excessiva não tem realmente nenhum significado para os sistemas FM (ao contrário da AM). Se a amplitude do sinal de modulação for muito grande, qualquer modulador de frequência decente limitará o sinal, de modo que não possa empurrar a largura de banda do sinal modulado para muito amplo no espectro de frequência. Com efeito, o sinal de modulação fica cortado.

Com a modulação de amplitude, o sinal da portadora é acionado alternadamente acima e abaixo do valor de repouso (não modulado). Com 100% de modulação, os picos serão direcionados para o dobro da potência em repouso e os "vales" atingirão zero. Se o nível de modulação for aumentado além desse valor, os vales tentarão ficar abaixo de zero. Como o nível de potência não pode ficar abaixo de zero, o sinal será "cortado", produzindo distorção. Os picos também podem diminuir, mas isso dependerá da capacidade do estágio de potência.

Para a modulação de frequência, ultrapassar o valor do desvio projetado produzirá um sinal cuja largura de banda excede o valor para o qual o receptor foi projetado. O receptor sofrerá distorção porque parte do sinal foi filtrada e a largura de banda excessiva do sinal transmitido pode interferir nas estações nas frequências adjacentes.