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Modulación analógica: AM, FM, PM y transmisión FM estéreo

ElectrónicaActualizado el 4,9 KB

Resumen

El texto presenta los tres parámetros de la señal portadora que pueden modularse (amplitud, frecuencia y fase) y explica la modulación angular, con sus variantes de banda angosta y banda ancha. Después describe cómo funciona la transmisión estéreo en FM, con el piloto de 19 kHz, la suma y resta de canales y el proceso de recuperación en el receptor. Incluye también el índice de modulación y el rango comercial de FM.

Puntos clave

  • La señal analógica puede modularse en amplitud (AM), en frecuencia (FM) o en fase (PM).
  • La modulación en fase es teórica porque es muy difícil de demodular con ruido o interferencia.
  • En FM estéreo se transmiten la suma y la resta de los canales izquierdo y derecho, de 15 kHz cada uno.
  • El piloto de 19 kHz indica al receptor que la señal es estéreo.
  • El índice de modulación beta menor que 1 corresponde a FM de banda angosta; igual o mayor que 1, a banda ancha.
  • El rango de FM comercial va de 88 a 108 MHz, con una frecuencia intermedia de 10,7 MHz.

Ponte a prueba

La señal analógica o temporal puede variar 3 parámetros distintos, generando así 3 tipos distintos de modulación, estas son la modulación en amplitud, y la modulación en frecuencia y la modulación en fase.
La modulación en amplitud la desarrollamos anteriormente, y en este único caso se modifica la amplitud, según el índice de modulación de la señal modulada. Las modulaciones en fase o en frecuencia entran dentro de lo que se denomina una modulación angular, y en estos casos la señal modulada no puede modificar la amplitud, sino que modifica la frecuencia o fase de la señal modulada. La modulación en fase es un tipo de modulación meramente teórica dado que no se aplica en ningún caso práctico ya que la señal es muy difícil de demodular en el receptor, especialmente con la existencia de ruido o interferencia. En este caso la señal modulada se acelera o incrementa su frecuencia durante el tiempo que la señal del mensaje va subiendo o tiene pendiente positiva, y pasa lo contrario mientras la señal del mensaje decrece o tiene pendiente negativa. La modulación en frecuencia es altamente utilizada y analizaremos los aspectos de la banda angosta, la banda ancha y la modulación en estero. En este caso el ancho de banda mínimo de la señal modulada es de 15khz y en este caso la señal se acelera o incrementa su


frecuencia durante el semiciclo positivo y desacelera o disminuye su frecuencia durante el semiciclo negativo.

FM estéreo: la carácterística de una señal estéreo es que puede transmitir y recibir dos canales distintos (izquierdo y derecho) de 15 khz cada uno. Como ambos ocupan la misma banda base, se requiere de algún tipo de modulación para correr o desfasar en frecuencia a los canales. Los canales que se transmiten no son directamente los canales izquierdo y derecho, sino que se transmiten la suma y la resta de ambos canales según se puede ver en el siguiente diagrama de frecuencia: (fig 1)

Generalmente cuando un receptor de FM detecta al piloto de 19 khz, generado en el transmisor, reconoce que se trata de una señal estéreo, dado que las señales de un solo canal llegan hasta 15 khz solamente. Los diagramas en bloques de los transmisores y receptores estéreo se representa a continuación: (fig 2)

La señal FM estéreo es la suma de 3 componentes. La primera es la proveniente del sumador, que nos entrega la suma de los canales izquierdo y derecho, la segunda componente viene directamente del piloto de 19 khz generado internamente, y el tercero proviene del modulador balanceado que genera la doble banda lateral con portadora suprimida entre la resta del canal izquierdo 


con el derecho y los 38khz provenientes del duplicador.

Como puede apreciarse, en el receptor los 3 filtros recuperan las 3 partes de la señal FM estéreo indicadas anteriormente. Con la segunda parte se genera una indicación habitual para este tipo de señales y también se duplica la misma generando los 38 khz. Con estos últimos y la señal proveniente de filtros pasa altos se recupera la resta del canal izquierdo con el derecho por medio del modulador balanceado.
Por último la resta y la suma entre ambos canales por medio de un medio sumador y restador, se recuperan nuevamente los canales izquierdo y derecho respectivamente
Este índice nos indica el cociente entre la máxima variación de frecuencia en función de la máxima frecuencia del mensaje. Este índice, que suele denominarse  beta, puede tomar infinidad de valores. Si este índice es mucho menor que la unidad se dice que se trata de frecuencia modulada de banda angosta y el espectro es similar al de una señal modulada en amplitud, por lo cual el receptor es muy similar al del receptor superheterodino de AM. Si el índice de modulación es mayor o igual a la unidad se trata de una señal de FM de de banda ancha, por lo cual el ancho de banda se va incrementando a medida que el índice de modulación.


La razón por la cual el índice de modulación se denomina con la letra b es debido a que existe una función particular matemática que se denomina bessele, que nos indica cuantas sevales aparecerán en el espectro de frecuencia.
Por una cuestión de simplicidad analizaremos a las señales de FM de banda angosta, dado que hacen al receptor mucho mas sencillo y con pequeñas modificaciones se puede transformar el receptor súper heterodino en un receptor de FM. El rango de FM comercial va desde 88 a 108 mhz con una frecuencia intermedia de 10,7 mhz

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Preguntas frecuentes

¿Qué es el índice de modulación en FM?

Es el cociente entre la máxima variación de frecuencia y la máxima frecuencia del mensaje, y se denomina beta. Si es menor que 1 la FM es de banda angosta y si es igual o mayor que 1 es de banda ancha.

¿Cómo sabe un receptor de FM que la señal es estéreo?

Cuando el receptor detecta el piloto de 19 kHz generado en el transmisor, reconoce que se trata de una señal estéreo, ya que las señales de un solo canal llegan solamente hasta 15 kHz.

¿Por qué la modulación en fase no se usa en la práctica?

Es un tipo de modulación meramente teórico, porque la señal resulta muy difícil de demodular en el receptor, especialmente con ruido o interferencia.

Ponte a prueba

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Test

1. ¿Cuáles son los tres parámetros de la señal que pueden modificarse en la modulación analógica?
2. ¿Qué frecuencia tiene el piloto que indica una señal FM estéreo?
3. ¿Qué componentes se transmiten en lugar de los canales izquierdo y derecho directamente?
4. Según el texto, ¿qué indica un índice de modulación menor que la unidad?
5. ¿Cuál es el rango de frecuencias de la FM comercial indicado en el texto?
6. ¿Con qué frecuencia intermedia trabaja el receptor de FM mencionado?

Preguntas generadas con IA a partir del documento: comprueba las respuestas con el texto.