i. La modulación
Este
sistema, que actualmente aún se emplea, parte de dos ondas:
- Onda portadora: es la
encargada de fijar la frecuencia de transmisión y es la que alteraremos
para que transporte la información que queremos.
- Onda moduladora: es la
onda que queremos transmitir (voz, música, datos, etc...).
El proceso de modulación se basa alterar de una forma
determinada la onda portadora en función de la onda moduladora, obteniéndose
como resultado final la onda modulada que será radiada.
Para
ello nos basaremos en los dos parámetros más importantes de una onda:
- La amplitud.
- La frecuencia.
En función del parámetro empleado vamos a tener dos posibles
tipos modulación:
- Modulación en amplitud
(AM).
- Modulación en
frecuencia (FM).
Por supuesto existen más tipos de modulación, pero solamente
tienen interés para transmisión radioeléctrica estas dos.
1.1 Modulación en amplitud (AM)
La
modulación en amplitud fué el primer método de transmisión por radio.
Se
basa en variar la amplitud de la onda portadora en función de la amplitud de la
onda moduladora, obteniendo como resultado una onda modulada que contiene a la
moduladora. Si unimos los extremos de la onda modulada obtendremos la señal
moduladora y su simétrica (trazado en verde en el siguiente gráfico):
Un parámetro importante es el porcentaje de modulación, que indica la
amplitud mínima o nivel cero de la onda modulada. Una modulación al 100% indica
que la amplitud mínima será cero.
Una portadora puede modularse de diferentes modos
dependiendo del parámetro de la misma sobre el que se actúe.
Se modula en amplitud una portadora , cuando sea la
distancia existente entre el punto de la misma en el que la portadora vale cero
y los puntos en que toma el valor máximo ó mínimo , la que se altere , esto es
, su amplitud.
Es la amplitud (intensidad) de la información a
transmitirla que varía la amplitud de la onda portadora . Y resulta que , al
añadir esta información se obtiene tres frecuencias:
a) La
frecuencia de la portadora f
b) La
frecuencia suma de la portadora y la información.
c) La
frecuencia diferencia de la portadora y la información
Se
puede demostrar matemáticamente que la onda modulada final se puede descomponer
en tres señales: una de frecuencia igual a la portadora y otras resultado de
sumar y restar la frecuencia de la moduladora a la de la portadora. Es decir,
si tuviéramos una portadora de 500 KHz y la onda moduladora posee una
frecuencia máxima de 20 KHz (como las señales musicales) obtendremos tres
ondas: una de 500 KHz y dos bandas laterales de 480 KHz y 520 KHz.
Esto
es importante para saber el ancho de banda que ocupa la transmisión (en este
caso 20+20=40 KHz).
Optimización de la potencia
Como
consecuencia de todo lo anterior vamos a obtener que en el mejor de los casos
(porcentaje de modulación del 100%) la onda portadora consume el 50% de la
potencia y cada banda lateral un 25%. Esto se resuelve filtrando la onda
modulada antes de emitirla, con lo que nos situamos en uno de los siguientes
sistemas:
- Modulación en doble
banda lateral (DSB): se suprime la frecuencia central (portadora).
- Modulación en banda
lateral única (BLU o SSB): suprime la portadora y una de las bandas
laterales.
- Modulación en banda
lateral vestigial (BLV): se suprime una parte de una de las bandas
laterales. Este sistema se emplea en imagen de TV (vídeo). Empleando uno
de los sistemas anteriores obtendremos un mayor aprovechamiento de la
potencia y ocuparemos un menor ancho de banda.
1.2 Modulación en frecuencia (FM)
La
modulación en Frecuencia es la técnica de transmisión por radio más popular
actualmente. La FM es tan popular porque es capaz de transmitir más información
del sonido que queremos transmitir, ya que en AM si se transmiten sonidos que
están a frecuencias muy altas se consume un gran ancho de banda
La modulación de
amplitud tiene en la práctica dos inconvenientes: por un lado , no siempre se
transmite la información con la suficiente calidad , ya que el ancho de banda
en las emisiones está limitado; por otra parte, en la recepción es difícil
eliminar las interferencias producidas por descargas atmosféricas , motores,
etc.
La modulación
de frecuencia consiste en varar la frecuencia de la onda portadora de
acuerdo con la intensidad de la onda de información . La amplitud de la onda
modulada es constante e igual que la de la onda portadora.
La frecuencia
de la portadora oscila más o menos rápidamente , según la onda moduladora, esto
es , si aplicamos una moduladora de 100 Hz , la onda modulada se desplaza
arriba y abajo cien veces en un segundo respecto de su frecuencia central , que
es la portadora; además el grado de esta variación dependerá del volumen
con que modulemos la portadora, a lo que denominamos “índice de modulación”.
Debido a que los ruidos o interferencias que se mencionaron
anteriormente alteran la amplitud de la onda, no afecta a la información
transmitida en FM, puesto que la información se extrae de la variación de
frecuencia y no de la amplitud, que es constante.
Como
consecuencia de estas características de modulación podemos observar cómo la
calidad de sonido o imagen es mayor cuando modulamos en frecuencia que cuando
lo hacemos en amplitud o banda lateral. Además al no alterar la frecuencia de
la portadora en la medida que aplicamos la información, podemos transmitir
señales sonoras o información de otro tipo (datos o imágenes), que comprenden
mayor abanico de frecuencias moduladoras, sin por ello abarcar mayor ancho de
banda.
Éste es el motivo por el que las llamadas “radio fórmulas”
utilizan la frecuencia modulada, o dicho de otro modo, el nacimiento de las
estaciones que a mediados de los sesenta eligieron este sistema para emitir sus
programas con mayor calidad de sonido dio origen a la radiodifusión musical.
Otros usos de
la frecuencia modulada son la telefonía móvil, televisión y servicios de
comunicación entre los trabajadores de empresas de paquetería, talleres,
comercios...
Bandas de frecuencia
Internacionalmente
se han dividido todo el espectro de frecuencia en las denominadas bandas de
frecuencia. Esto se hace así para poder delimitar el acceso de los usuarios a
estas bandas. Hay que mencionar que este clasificación no es global y que
algunos paises difieren en su delimitación, pero en general podemos aceptarlas
como generales.
|
Denominación |
Siglas |
Margen de frecuencias |
|
Frecuencias muy bajas |
VLF |
3 - 30 KHz |
|
Frecuencias bajas |
LF |
30 - 300 KHz |
|
Frecuencias medias |
MF |
300 - 3000 KHz |
|
Frecuencias altas |
HF |
3 - 30 MHz |
|
Frecuencias muy altas |
VHF |
30 - 300 MHz |
|
Frecuencias ultra altas |
UHF |
300 - 3000 MHz |
|
Frecuencias super altas |
SHF |
3 - 30 GHz |
|
Frecuencias extra altas |
EHF |
30 - 300 GHz |
Las
bandas de frecuencia más baja se reservan para las emisoras que transmiten en
AM, mientras que las de FM transmiten sobre los 100 MHz.
La
única banda que está libre para cualquier uso (como radiocontrol) y para
cualquier persona es la banda de los 27 MHz, pero debido a esto está bastante
saturada y sólo es conveniente utilizarla para practicar con montajes caseros y
sistemas de poco alcance (no más de 100m).
Para concluir este tema, se muestra a continuación algunos
equipos de radio para aficionados que permiten trabajar en un solo modo, como
este transceptor de fm para VHF...
.Este “ multimodo” para
HF que, como su calificativo indica, trabaja tanto en fm, como am, como en
ambas bandas laterales...
Y aquí tenemos este “multimodo” y “multibanda” que nos
permite operar en todos los modos entre en bandas de HF VHF y UHF
