4. am-fm

UNIDAD 2. TEMA 4TALLER DE CODIFICACIÓN SONORA IDOCENTE: SONIA CASTROAM-FM

AMPLITUD MODULADA y FRECUENCIA MODULADA

ÚLTIMA REVISIÓN: 14 de septiembre de 2004

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Las ondas radiofónicas de diferente longitud se utilizan para distintos fines; por lo general se identifican mediante su frecuencia, que es la inversa de la longitud de onda de la radiación. Las ondas más cortas poseen una frecuencia más alta (número de ciclos por segundo); las ondas más largas tienen una frecuencia más baja (menos ciclos por segundo).

El ciclo por segundo= (hercio, Hz)Un kilohercio (kHz)= 1.000 ciclos por segundo1 megahercio (MHz)= 1 millón de ciclos por segundo1 gigahercio (GHz)= 1.000 millones de ciclos por segundo

Las ondas electromagnéticas dentro de una atmósfera uniforme se desplazan en línea recta, y como la superficie terrestre es prácticamente esférica, la comunicación radiofónica a larga distancia es posible gracias a la reflexión de las ondas de radio en la ionosfera. Las ondas radiofónicas de longitud de onda inferior a unos 10 m, que reciben los nombres de frecuencias muy alta (VHF), ultraalta (UHF) y superalta (SHF), no se reflejan en la ionosfera; así, en la práctica, estas ondas muy cortas sólo se captan a distancia visual. Las longitudes de onda inferiores a unos pocos centímetros son absorbidas por las gotas de agua o por las nubes; las inferiores a 1,5 cm pueden quedar absorbidas por el vapor de agua existente en la atmósfera limpia.

Los sistemas normales de radiocomunicación constan de dos componentes básicos, el transmisor y el receptor.

El transmisor genera oscilaciones eléctricas con una frecuencia de radio denominada frecuencia portadora. Se puede amplificar la amplitud o la propia frecuencia para variar la onda portadora.

Una señal modulada en amplitud (AM) se compone de la frecuencia portadora y dos bandas laterales producto de la modulación. La frecuencia modulada (FM) produce más de un par de bandas laterales para cada frecuencia de modulación, gracias a lo cual son posibles las complejas variaciones que se emiten en forma de voz o cualquier otro sonido en la radiodifusión, y en las alteraciones de luz y oscuridad en las emisiones televisivas.


MODULACIÓN DE RADIO

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Las ondas de frecuencia audio hay que mezclarlas con ondas portadoras para poder ser emitidas por la radio. Es necesario modificar la frecuencia (ritmo de oscilación) o la amplitud (altura) mediante un proceso denominado modulación. Estos dos procesos explican la existencia de los dos tipos de estaciones AM o FM en la radio. Las señales son totalmente diferentes, por lo que no pueden recibirse simultáneamente.

Radiofrecuencia y longitudes de onda

Las ondas de radio poseen un campo muy amplio de aplicación, incluida la comunicación durante los rescates de emergencia (radiotransistores y de onda corta), emisiones internacionales (satélites) y hornos (microondas). Una onda de radio queda definida por su longitud de onda (la distancia entre dos crestas consecutivas) o por su frecuencia (el número de crestas que pasan por un punto durante un segundo). Las longitudes de las ondas de radio van desde 100.000 m hasta 1 mm. Las frecuencias varían de 3 kilohertzios a 300 gigahertzios.

FRECUENCIA DENOMINACIÓN ABREVIADA DE LONGITUD DE ONDA 3-30 kHz Frecuencia muy baja VLF 100.000-10.000 m 30-300 kHz Frecuencia baja LF 10.000-1.000 m 300-3.000 kHz Frecuencia media MF 1.000-100 m 3-30 MHz Frecuencia alta (onda corta) HF 100-10 m 30-300 MHz Frecuencia muy alta VHF 10-1 m 300-3000 MHz Frecuencia ultraelevada UHF 1 m-10 cm 3-30 GHz Frecuencia superelevada SHF 10-1 cm 30-300 GHz Frecuencia extremadamente alta EHF 1 cm-1 mm * kHz = kilohercio, o 1.000 Hz; MHz = megahercio, o 1.000 kHz; GHz = gigahercio, o 1.000 MHz.

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La modulación de la portadora para que pueda transportar impulsos se puede efectuar a nivel bajo o alto. En el primer caso, la señal de frecuencia audio del micrófono, con una amplificación pequeña o nula, sirve para modular la salida del oscilador y la frecuencia modulada de la portadora se amplifica antes de conducirla a la antena; en el segundo caso, las oscilaciones de radiofrecuencia y la señal de frecuencia audio se amplifican de forma independiente y la modulación se efectúa justo antes de transmitir las oscilaciones a la antena. La señal se puede superponer a la portadora mediante modulación de frecuencia (FM) o de amplitud (AM).

La forma más sencilla de modulación es la codificación, interrumpiendo la onda portadora a intervalos concretos mediante una clave o conmutador para formar los puntos y las rayas de la radiotelegrafía de onda continua.

La onda portadora también se puede modular variando la amplitud de la onda según las variaciones de la frecuencia e intensidad de una señal sonora, tal como una nota musical. Esta forma de modulación, AM, se utiliza en muchos servicios de radiotelefonía, incluidas las emisiones normales de radio. La AM también se emplea en la telefonía por onda portadora, en la que la portadora modulada se transmite por cable, y en la transmisión de imágenes estáticas a través de cable o radio.

En la FM, la frecuencia de la onda portadora se varía dentro de un rango establecido a un ritmo equivalente a la frecuencia de una señal sonora. Esta forma de modulación, desarrollada en la década de 1930, presenta la ventaja de generar señales relativamente limpias de ruidos e interferencias procedentes de fuentes tales como los sistemas de encendido de los automóviles o las tormentas, que afectan en gran medida a las señales AM. Por tanto, la radiodifusión FM se efectúa en bandas de alta frecuencia (88 a 108 MHz), aptas para señales grandes pero con alcance de recepción limitado.

Las ondas portadoras también se pueden modular variando la fase de la portadora según la amplitud de la señal. La modulación en fase, sin embargo, ha quedado reducida a equipos especializados.

El desarrollo de la técnica de transmisión de ondas continuas en pequeños impulsos de enorme potencia, como en el caso del radar, planteó la posibilidad de otra forma nueva de modulación, la modulación de impulsos en tiempo, en la que el espacio entre los impulsos se modifica de acuerdo con la señal.

La información transportada por una onda modulada se devuelve a su forma original mediante el proceso inverso, denominado demodulación o detección. Las emisiones de ondas de radio a frecuencias bajas y medias van moduladas en amplitud. Para frecuencias más altas se utilizan tanto la AM como la FM; en la televisión comercial de nuestros días, por ejemplo, el sonido va por FM, mientras que las imágenes se transportan por AM.

En el rango de las frecuencias superaltas (por encima del rango de las ultraaltas), en el que se pueden utilizar anchos de banda mayores, la imagen también se transmite por FM. En la actualidad, tanto el sonido como las imágenes se pueden enviar de forma digital a dichas frecuencias.

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MÁS ENLACES: LECTURAS OPCIONALES

AMPLITUD MODULADA Y FRECUENCIA MODULADA

ÚLTIMA REVISIÓN: 14 de septiembre de 2004http://es.geocities.com/jose958/amplitudmodulada1.htm

LA MODULACIÓN

La transmisión se basa principalmente en la difusión por el aire y el espacio de ondas y señales electromagnéticas, para que sean captadas por un receptor alejado del punto de la emisión.

Para que la transmisión se produzca, primero necesitamos de un oscilador, para que genere una tensión de corriente alterna a la frecuencia que se desee. Por tanto si esta frecuencia fija la alteramos al ritmo que nos marque una señal moduladora, variándola con la misma forma que esta, y puesto que la señal de audio es variable, podremos hacer variar la señal de la portadora al RITMO DE LA DEL AUDIO.

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RECEPCIÓN EN FRECUENCIA MODULADA

La información modulada, en su correspondiente portadora, se emite al aire, pero ahora necesitamos de un receptor que nos sintonice esa señal, y nos la module para poder hacerla audible.

La frecuencia modulada en amplitud produciría una corriente a través del diodo, que sólo conduce en sentido positivo, por lo que pasarán los semiciclos positivos, éstos producirán una carga en el condensador. Estas cargas proporcionan la tensión máxima de la señal de radiofrecuencia, y como consecuencia cuando decrezca, también lo hará la tensión del condensador. Durante los semiciclos negativos el condensador, como el diodo no los conduce descargara sobre los auriculares su tensión, produciéndose de esta forma un seguimiento de la señal moduladora, provocando así que podamos convertir en audible la señal sintonizada por el condensador variable.

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Resumiendo: el proceso de detección como se observa en el diagrama en bloques, comprende: (1)- selección: se selecciona la señal que se desea recibir entre todas las captadas por la antena. (2)- rectificación: se eliminan las semiondas de la señal de entrada. Y (3)- filtraje: eliminación de la componente de radiofrecuencia de la señal, para su posterior amplificación de b.f.

Las funciones básicas de un receptor son: (1)- Captar las señales recibidas (2)- Modular estas señales, y (3)- Entregar estas señales moduladas.

Entre estas funciones podemos intercalar unas etapas de amplificación necesarias para suministrar a las señales potencia suficiente en las distintas etapas para excitar a sus etapas siguientes.

Las características que califican a un receptor son: (1)- Sensibilidad: capacidad de un receptor para recepcionar debidamente las señales débiles. (2)- Selectividad: aptitud para seleccionar la señal deseada. Y (3)- Fidelidad: grado de igualdad entre la señal recibida y la entregada.

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SISTEMAS DE MODULACION DE SEÑAL

http://arieldx.tripod.com/manualdx/variantes/dxom.htm

AM y FM hacen referencia al tipo de modulación que usan las emisoras en bandas de radiodifusión en Onda Media y VHF respectivamente y no a la banda en sí.

¿Qué es la modulación?

En un transmisor de radio se genera una señal de radiofrecuencia que es emitida a través de la antena y captada por un receptor. Ahora bien, esa señal será solo un ruido sin sentido. Para emitir información a través de la radio, el mensaje (por ejemplo una señal de audio: voz o música) tiene que ser "mezclado" con la señal de radio (ahora llamada "portadora" pues transporta la señal con la información hasta el receptor): es decir que la señal es modulada por el transmisor.

Existen varios sistemas de modulación, que podemos dividir en 2 grupos: los sistemas de transmisión de audio (voz): AM, FM, BLU, y los sistemas "sin voz": CW (Morse), RTTY (Radioteletipo) que sirven para transmisión de textos, imágenes, etc.

MODOS DE VOZ:

AM - Amplitud Modulada

Es el modo más común de transmisión de voz entre las emisoras de radio en Onda Larga, Media y Corta. Como su nombre lo indica este método de modulación utiliza la amplitud de onda para transportar la señal de audio. Como muestra la figura, la variación en la amplitud de la señal es resultado de la señal de audio.

ONDA MEDIA es la segunda banda más importante (después de la Onda Corta), por dos razones: es la banda "estándar" de radiodifusión, lo que implica una gran cantidad de emisoras y, con buenas condiciones de propagación, permite la recepción a grandes distancias.

La radiodifusión en onda media tiene lugar en la «Banda standard de radiodifusión», también conocida como «Banda de AM» por el tipo de modulación que utilizan estas emisoras, se extiende entre los 520 a 1.700 kHz (576 y 176 metros).

En las regiones 2 y 3 (América, Australia), la radiodifusión entre las frecuencias de 520 y 540 es compartida con otros servicios. Recientemente se han ampliado los servicios de

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radiodifusión en Onda Media hasta los 1700kHz, pero por lo general las frecuencias asignadas para estas emisoras llegan hasta los 1600 o1610 kHz. También hay que recordar que mientras la separación entre emisoras en la Región 2 y 3 es de 10 kHz, en Europa se ha adoptado por una distancia de 9 kHz entre las mismas.

La banda de onda media está evidentemente asignada para cobertura regional o incluso local, como puede deducirse de la distribución de las emisoras de onda media alrededor del mundo. La cobertura más fiable es efectuada por la onda terrestre. Por regla general puede decirse que, en ausencia de interferencias y con una emisora de potencia moderada el alcance de la onda terrestre de un transmisor de onda media, expresada en kilómetros es igual a su longitud de onda en metros. De aquí se deduce claramente que una emisora que funcione en 500 metros (0,6 MHz) tiene una cobertura hasta 500 kilómetros a contar desde su antena transmisora.

Como hemos dicho, ésta es una regla general. Las emisoras de alta potencia pueden alcanzar mucho más, en tanto que la propagación también es influida favorablemente y parte de su trayectoria es sobre el agua. Por otra parte, los transmisores que operan en la misma frecuencia, o próxima a ésta, tienden a limitar el alcance de un transmisor de onda media.

La mayoría de las antenas transmisoras para la onda media, son simples mástiles verticales en media onda, y el diagrama resultante de cobertura es aproximadamente circular si el terreno no presenta irregularidades. La cobertura de la onda terrestre depende de la absorción de la señal, el contacto terrestre y es aproximadamente estacionaria durante el día y la noche.

Durante las horas del día la propagación en onda media puede considerarse como limitada a la propagación de la onda terrestre, ya que la onda ionosférica es absorbida por varias capas ionosféricas de baja altitud (60-100 kilómetros). Después de puesto el Sol, dichas capas se disuelven bastante rápidamente y la absorción se reduce con celeridad. Entonces la propagación ionosférica de las señales en la banda de radiodifusión de onda media hace que se propaguen mucho más lejos.

Consideradas técnicamente, podemos distinguir las siguientes áreas regulares de cobertura de la onda ionosférica (repetimos con una potencia razonable de transmisión - 100 kW o más - y un canal exento de interferencias):

para la onda media corta (1.200-1.605 kHz) una cobertura durante las horas nocturnas de 1.000 kilómetros aproximadamente.

para la onda media intermedia (700-1.200 kHz) una cobertura durante las horas nocturnas de 800 kilómetros aproximadamente.

para la onda media larga (535-700kHz) una cobertura de onda ionosférica más bien despreciable. También, la interacción entre las ondas terrestres e ionosférica tiende a producir zonas de desvanecimiento.

ONDA LARGA La radiodifusión en Onda Larga (OL) se extiende entre los 150 y 300 kHz (2000 y 1000 metros); con separación entre emisoras de 9kHz. Las emisoras de radiodifusión en Onda Larga se encuentran solo en la "Región 1" del planeta, así que solo es posible la captación de Radiodifusoras de Europa, Norte de África y países asiáticos de la Ex-URSS.

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En OL solo transmiten unas pocas emisoras europeas, asiáticas y norafricanas, por lo que se hace sumamente interesante tratar de captarlas. La onda larga ha dejado hace muchos años de ser una banda de radiodifusión importante y fuera de Europa es utilizada principalmente como una banda para los sistemas de navegación.

FRECUENCIA MODULADA

Frecuencia modulada (FM), sistema de transmisión de radio en el que la onda portadora se modula de forma que su frecuencia varíe según la señal de audio

transmitida.

El primer sistema operativo de comunicación radiofónica fue descrito por el inventor norteamericano Edwin H. Armstrong en 1936.

La frecuencia modulada posee varias ventajas sobre el sistema de modulación de amplitud (AM) utilizado alternativamente en radiodifusión. La más importante es que al sistema FM apenas le afectan las interferencias y descargas estáticas. Algunas perturbaciones eléctricas, como las originadas por tormentas o sistemas de encendido de los automóviles, producen señales de radio de amplitud modulada que se captan como ruido en los receptores AM.

Un equipo de FM bien diseñado no es sensible a tales perturbaciones cuando se sintoniza una señal FM de suficiente potencia. Además, la relación señal-ruido en los sistemas FM es mucho mayor que en los AM. Por último, las emisoras de FM pueden trabajar en bandas de frecuencias muy altas, en las que las interferencias en AM son importantes; las estaciones o emisoras comerciales de radio FM tienen frecuencias entre 88 y 108 Mhz.

El alcance en estas bandas está limitado para que pueda haber emisoras de la misma frecuencia situadas a unos cientos de kilómetros sin que se interfieran entre ellas.

Estas características, unidas al coste relativamente bajo de los equipos, originaron un rápido incremento de las estaciones o emisoras FM en los años posteriores a la Segunda Guerra Mundial. En los tres años siguientes había 600 emisoras FM en los Estados Unidos y a finales de los años 80 había más de 4.000. Los demás países han conocido una evolución similar.

Debido a la saturación en la banda de emisión AM y a la incapacidad de los receptores AM para eliminar los ruidos, la fidelidad tonal de las estaciones normales se limita intencionadamente. La FM no presenta estos inconvenientes y por tanto puede utilizarse para transmitir reproducciones musicales de actuaciones en directo con un grado de fidelidad inalcanzable en la banda AM.

La emisión FM en estéreo ha atraído un número creciente de oyentes tanto de música popular como clásica, de forma que las estaciones o emisoras FM comerciales poseen unos índices de audiencia más elevados que las AM.

Rango de la Frecuencia modulada

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Transmisiones estándar de FM están basadas en el rango de los 88 a 108 Mhz; También conocido como el rango de la radiofrecuencia. De hecho, pueden estar en cualquier frecuencia, siempre y cuando un receptor este sintonizado para demodularlas. Así que como la portadora de R.F. y la señal de entrada no pueden hacer mucho por si mismas. Es necesario modularlas. Este es el principio del transmisor, un ejemplo es muy útil para ilustrar que es lo que realmente ocurre, si se estuviera transmitiendo una señal de 100Mhz y se sintonizara la radio a esta frecuencia, no se escucharía nada. Esta señal solo es capturada o captada y simplemente produce un valor de D.C. ahora si movemos una señal de entrada a +/- 100Khz en cualquier dirección a una frecuencia de 1khz, entonces escucharíamos una señal de 1khz, y si solo moviéramos +/- 10khz se escucharía 1/10 la original en volumen de sonido. Así que la frecuencia a la que cambiamos la portadora, produce una frecuencia audible que oímos, y lo más que alejamos nuestra frecuencia de entrada de la portadora. Tenemos una salida con más volumen.

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