Definición de Radiodifusión

La radiodifusión (en inglés broadcasting) es la producción y difusión de señales radioeléctricas de audio y/o video a través de ondas o cable destinadas al público en general o bien a un sector del mismo.

En la radiodifusión una estación base emite su señal de radiofrecuencia a través del aire. Los receptores de televisión o radio recogen dicha señal casi simultáneamente.

Este caso pone de manifiesto la necesidad de que tanto emisores como receptores dispongan de un medio de transmisión común y compartido.

Indice

2. Modulación AM Balanceado - Definición de Modulación por Amplitud3. Descripción matemática4. Modulación AM Estándar5. Potencia y corriente en las bandas laterales6. Demodulación o Detección7. Corrimiento de Espectro (Desplazamiento de Frecuencia)8. Circuitos de aplicación9. Diagramas básicos de Transmisor y Receptor de AM

1. Introducción

En un sistema de transmisión, es imprescindible la existencia de un equipo transmisor, un canal de comunicación y un dispositivo receptor. Las características del transmisor y del receptor deben ajustarse a las características del canal.En los sistemas de radio, el canal es conformado por el aire y la manera de lograr que una señal se propague en el espacio, es mediante ondaselectromagnéticas, comúnmente denominadas ondas de radio. Estas ondas, para transportar informaciones necesitan ser modificadas en alguno de sus parámetros en función de la información.Uno de los métodos empleados, es el llamado AMPLITUD MODULADA [AM], que consiste en variar la amplitud de la onda de radio. Cuando una señal de baja frecuencia [BF], controla la amplitud de una onda de alta frecuencia [RF], tenemos una modulación por amplitud. La Radio y la Televisión no hubieran sido posibles sin la modulación.En la transmisión existen dos procesos fundamentales. El primero, imprimir la Información [BF] en la Portadora [RF], proceso al que llamamos MODULACIÓN. El segundo, es el proceso decodificador, es decir la recuperación de la información, procedimiento que denominamos DEMODULACIÓN o DETECCIÓN.

2. Modulación AM Balanceado - Definición de Modulación por Amplitud

Para presentar lo que es la modulación en amplitud, comencemos con una etapa amplificadora, donde la señal de entrada "Eo" se amplifica con una ganancia constante "A". En ese caso la salida del amplificador, "Em", es el producto de A y Eo.Supongamos ahora que la ganancia de la etapa amplificadora "A" es variable

en función del tiempo, entre 0 (cero) y un valor máximo, regresando a 0 (cero). Lo anterior significa, que la etapa amplificadora multiplica el valor de entrada "Eo" por un valor diferente de "A" en cada instante. Ladescripción efectuada en el proceso anterior, es lo que denominamos Modulación en Amplitud. Por lo tanto, la modulación en amplitud es un proceso de multiplicación y se muestra en la próxima figura. Al multiplicador lo podemos considerar también, como un dispositivo de ganancia controlada por una tensión. En este caso, la entrada de control de ganancia corresponde con la entrada "x". La forma de onda mostrada en la figura pertenece a un modulador balanceado; mas adelante explicaremos esa denominación. En ella podemos observar que la envolvente de "Em", tiene la misma forma que la señal de entrada "Es".

3. Descripción matemática

Se alimenta una de las entradas de un circuito multiplicador con una RF portadora que llamamos "Eo". La segunda entrada del multiplicador se la alimenta con la señal de BF audio que denominaremos "Es" [modulante]. Esta última señal, es la que promoverá la variación de ganancia del circuito. A los efectos del análisis matemático, las señales Eo y Es son senoidales y las escribiremos como sigue:

donde;  es el valor de pico de la onda portadora (señal de RF). Recordemos

que 

y,

siendo:  el valor de pico de la señal de BF o audio.

Si se aplican las señales definidas a las entradas de un circuito multiplicador

[modulador] el voltaje de salida  se expresa como sigue:

Nota: El valor 1/10 es lo que se denomina factor de multiplicación y es un parámetro propio de cada circuito modulador (multiplicador). En este caso, se ha adoptado éste valor por ser un valor típico.La ecuación anterior representa el producto de dos señales senoidales de frecuencia distinta. La expresión exhibida no tiene la forma que habitualmente utilizan los Ingenieros y Técnicos en Radiocomunicaciones, ésta, se obtiene efectuando la sustitución del producto de las funciones seno, por unaidentidad trigonométrica. La mencionada identidad es la siguiente:

efectuando el reemplazo correspondiente, se tiene:

Análisis de la ecuaciónAnteriormente se ha mencionado que Eo y Es son funciones senoidales,

mientras que no lo es en absoluto. En la ecuación última, puede apreciarse

que (señal de AM), se encuentra formada, por dos ondas cosenoidales de frecuencias diferentes. La primera de las componentes de la señal modulada, tiene la frecuencia diferencia, mientras que la segunda tiene la frecuencia suma.Para el ejemplo representado en las gráficas anteriores, se han utilizado los valores que se detallan a continuación. Para el audio:

; resulta entonces = 5 voltios. Para la portadora:

; luego  = 5 voltios,

en función de estos datos; podremos evaluar la amplitud y frecuencia de cada uno de los términos. La amplitud será:

(recuerde que  ); las frecuencias han de ser:10 KHz +1 KHz = 11 KHz para la suma y,10 KHz - 1 KHz = 9 KHz para la diferencia.

EspectroEn el dominio del tiempo la señal de AM de la figura, resulta ser la suma o superposición de dos componentes; la primera, de frecuencia diferencia (9 KHz) y amplitud máxima 1,25 voltios y la segunda, de frecuencia suma (11 KHz) y amplitud máxima 1,25 voltios. Lo expresado anteriormente puede ser representado física o eléctricamente como dos generadores senoidales en serie como se muestra en la figura:

Recordemos el significado de ESPECTRO: es una representación gráfica discreta de una señal, donde se indican con barras o líneas, la amplitud del pico de cada componente y su posición en el eje de las abscisas (X), revela la frecuencia. En las dos gráficas anteriores tenemos los espectros correspondientes a la entrada al circuito modulador y la salida del mismo. En el espectro de la izquierda (entradas), la primer línea, representa la señal modulante de baja frecuencia [BF] y la segunda, la portadora [RF]. Para el espectro de la derecha (salida), se aprecian: la primer línea, la frecuencia diferencia y la segunda, la frecuencia suma. La componente diferencia es también llamada Banda Lateral Inferior. La componente suma se denomina también Banda Lateral Superior. Las bandas laterales realmente existen, no son solo un argumento matemático, pueden ser filtradas y separadas. En al caso de AM hay dos bandas laterales que se posicionan simétricas respecto de la ubicación original de la portadora. Si se conoce el rango de frecuencias modulantes, es posible predecir el margen de frecuencias que han de ocupar las bandas laterales. Ejemplo: si la frecuencia modulante puede variar entre 50 Hz y 4 KHz, las frecuencias caerán, en el lado inferior, entre 6 KHz y 9,95 KHz. Mientras que del lado superior las frecuencias decaerán entre 10,05 KHz y 14 KHz, según se aprecia en la figura.

4. Modulación AM Estándar

Mediante los circuitos descriptos anteriormente, se han multiplicado dos señales, portadora y modulante, para obtener una salida balanceada, también denominada AM portadora suprimida o AM con supresión de portadora. El modulador en amplitud clásico o estándar, suma el término de la portadora al espectro de salida. La radiodifusión comercial en onda media y la televisión, emplean este tipo de modulación.

Para obtener una señal de AM estándar, la modificación que debe introducirse al circuito presentado anteriormente, es solo, la incorporación de una fuente de continua en serie a la moduladora, de igual valor que el pico máximo de la portadora. En las gráficas anteriores se pueden visualizar: el circuito modificado y la señal eléctrica de salida, junto a la moduladora (Rojo).El voltaje de salida queda expresado por las siguientes ecuaciones:

aplicando igual sustitución que en el caso anterior, se tiene:

la importante diferencia entre las dos ecuaciones resultantes, se encuentra, en que ésta última tiene un término mas que la primera, como se ha mencionado en el párrafo inicial. Aparece en este caso, un término de frecuencia portadora, que resulta ser el de mayor amplitud (Se encuentra dividido por 10, mientras que los restantes por 20).

Análisis de la ecuaciónComo estudio de la ecuación podemos confeccionar la siguiente tabla:

Término Carácter

Término de Portadora

Banda Lateral Inferior

Banda Lateral Superior

A manera de ejemplo, para tener una idea de amplitudes y efectuar alguna comparación, podemos utilizar los mismos valores, que los empleados para el

caso del modulador balanceado. Resultando:

, para el término de portadora y

, para las bandas laterales.

Estos resultados pueden representarse gráficamente en el espectro correspondiente y en un circuito eléctrico, como se aprecia en la siguiente figura:

Comparación entre AM balanceado y AM estándarEn el primer caso la señal de salida contiene dos componentes, las dos bandas laterales. En el segundo caso, las componentes son tres, además de las bandas laterales existe el término de portadora.Si comparamos las señales resultantes, encontraremos que la envolvente de la señal balanceada no tiene la misma forma que la modulante, mientras que la envolvente de la señal clásica mantiene la forma. Los receptores clásicos aprovechan esta característica para efectuar la demodulación. De la onda balanceada, podemos decir que no existirá salida en el transmisor, mientras no exista modulación.

Índice de modulaciónTeóricamente una señal moduladora senoidal produce evolución senoidal de la envolvente. Podemos definir entonces la envolvente de modulación como una fracción "m" de la amplitud de la portadora sin modular o bien como un porcentaje de la portadora.

de la definición y las gráficas anteriores podemos deducir:

; equivale al 100% de profundidad de modulación. Veamos otro ejemplo; sea la siguiente forma de onda modulada:

; en este caso equivale decir 50% de profundidad de modulación.

Aplicando este concepto en la ecuación general de AM clásica y operando matemáticamente podremos escribir la igualdad de la siguiente forma:

de esta última expresión podemos concluir:

La amplitud máxima que puede alcanzar el par de bandas laterales, en condiciones normales de modulación, es solo la mitad de la portadora sin modular, cuando m = 1.

Siendo m = 0, las bandas laterales también son cero; desaparecen los dos términos que representan las mismas.

Si se pretende transmitir una información cuya frecuencia máxima es de 5 KHz, el ancho de banda del canal y de todo el sistema debe ser, el doble de la frecuencia máxima que se desea emitir.

Una condición particular se presenta cuando m > 1, a esta condición se la define como sobre modulación y se puede notar en la representación que se

aprecia mas abajo. Esta señal se obtiene en un circuito real, dado que matemáticamente el resultado sería otro. El defecto se produce, debido a la imposibilidad que tienen los semiconductores (transistores), de conducir en sentido inverso o funcionar, al encontrarse polarizados inversamente.

Bajo estas condiciones, la envolvente resulta una poliarmónica (ya no es una senoidal), sino que se representa por una fundamental y numerosas armónicas; estas armónicas, producen también muchos pares de bandas laterales originados por la distorsión.

5. Potencia y corriente en las bandas laterales

En la última ecuación, expresada para la modulación clásica,

cada término tiene un factor o coeficiente que determina la amplitud del mismo, y, se muestra a continuación:

; respectivamente

Si la potencia la expresamos como  ; a esos términos, para el cálculo de la potencia, desarrollada en cada banda lateral, deberemos elevarlos al cuadrado, resultando:

; mutuamente

de acuerdo a lo enunciado, la razón o relación de potencias, estará dada por:

entonces:

(relación de potencias)

de donde:

siendo , la potencia total para una modulación de índice "m" y , la potencia de la portadora sin modular.

La corriente, de lo último enunciado, se la puede establecer de la siguiente manera:

operando matemáticamente, podremos obtener la siguiente igualdad:

Ejemplo: si se tiene un transmisor AM, cuya potencia de portadora sin modular es de 500 [vatios], en condiciones de 100% de profundidad de modulación, la potencia total será de 750 [vatios]. La adición de 250 [vatios] es la potencia que se desarrolla en el par de bandas laterales; 125 [vatios] en la banda lateral inferior y 125 [vatios] en la banda lateral superior.

6. Demodulación o Detección

La demodulación o detección es un procedimiento que permite recuperar una tensión proporcional al mensaje empleado como modulación. Podemos mencionar dos procedimientos básicos; el primero, mediante el uso de un circuito multiplicador y el segundo, mas tradicional y simple, mediante rectificación y filtrado de la señal AM estándar. Analicemos cada uno en detalle.

Detección AM estándar

En las figuras anteriores hallamos un circuito compuesto, donde tenemos en primer lugar la etapa moduladora, que hemos estudiado anteriormente, y luego, un nuevo multiplicador, que junto a un filtro pasa bajos, permite cumplimentar con la función Detectora. Las señales que se observan, en las gráficas anteriores, corresponden a: la onda de AM que se obtiene a la salida del modulador [negro], la salida del multiplicador utilizado como detector [azul] y finalmente, la tensión recuperada [rojo].Debemos notar, como situación particular en este circuito, que para lograr la multiplicación, de la función detectora, serequiere multiplicar por la misma señal utilizada como portadora.Para completar la explicación de este tipo de circuito detector, es mas sencillo efectuar un ejemplo numérico. El factor de multiplicación, como en los otros ejemplos, es 0,1.Sean entonces, la señal de AM ingresante por la entrada identificada con la letra "x" una tensión definida según siguiente ecuación (valores de un ejemplo precedente):

;

por otro lado, sea la señal portadora que ingresa en la entrada identificada con letra "y":

la señal obtenida en la salida y graficada en color azul, tendrá componentes senoidales, cuyas frecuencias y amplitudes se calculan y describen en la siguiente tabla:

Entrada "y"operación

Entrada "x" Salida

2.5 [V] ; 10 KHz

x 2.5 [V] ; 10 KHz =

Frec. Diferencia

0.31 [V] ; 0 Hz

Frec. Suma 0.31 [V] ; 20KHz

x 1.25 [V] ; 9 KHz =

Frec. Diferencia

0.15 [V] ; 1 KHz

Frec. Suma 0.15 [V] ; 19 KHz

x1.25 [V] ; 11KHz

=

Frec. Diferencia

0.15 [V] ; 1 KHz

Frec. Suma 0.15 [V] ; 21 KHz

Como método de cálculo, se ha multiplicado la entrada "y" (portadora) por cada una de las componentes de la entrada "x" (onda de AM) (aplicación de la propiedad distributiva de un producto), logrando como resultado en la salida, frecuencias suma y diferencia que se describen en la columna "salida". Entre las resultantes, tenemos dos componentes (resaltadas) cuya frecuencia es de 1KHz, que es la empleada como modulante y que, al pasar por un filtro pasa bajos, cuya frecuencia de corte sea la apropiada, se habrá recuperado una tensión proporcional a la mencionada moduladora [rojo]. Es importante mencionar que la tensión rescatada es proporcional y no de la misma amplitud que la empleada en el circuito modulador. La ondulación o rizado que se localiza en la salida, se hace imperceptible cuando se aumenta la relación de frecuencias, entre portadora y moduladora. (Ejemplo: fo = 100 KHz ó mayor)

Detección AM Balanceado

En las figuras anteriores se muestran un circuito compuesto, formado por el modulador balanceado y demodulador, en forma equivalente a lo que se ha mostrado para el caso AM estándar. Las señales, corresponden a las ondas: AM Balanceada ingresante en la entrada "x" del multiplicador utilizado como detector [negro]; salida del mismo multiplicador [azul] y salida demodulada del circuito [rojo].Entre las resultantes, tenemos dos componentes (resaltadas, igual que en el caso anterior) cuya frecuencia es de 1KHz, que es la empleada como modulante y que, al pasar por un filtro pasa bajos, cuya frecuencia de corte sea

la apropiada, se habrá recuperado una tensión proporcional a la mencionada moduladora [rojo].La señal se ha recuperado utilizando la misma técnica que en AM estándar. La diferencia se encuentra en que, en este caso no existe la componente de 10 KHz correspondiente a la portadora de la onda a demodular. Veamos un cuadro semejante al adoptado anteriormente, para obtener la tensión de salida. Siendo las señales empleadas las siguientes:

AM balanceado:

Portadora: 

Entrada "y"operación

Entrada "x" Salida

2.5 [V] ; 10 KHz

x 1.25 [V] ; 9 KHz =

Frec. Diferencia

0.15 [V] ; 1 KHz

Frec. Suma 0.15 [V] ; 19 KHz

x1.25 [V] ; 11KHz

=

Frec. Diferencia

0.15 [V] ; 1 KHz

Frec. Suma 0.15 [V] ; 21 KHz

La onda recuperada [rojo] no es una onda pura , tal como ocurriera en el caso anterior, dado que se ha utilizado una frecuencia portadora de relación muy baja respecto a la moduladora. Si la fo se aumentara a 100 KHz o mas, el resultado sería mucho mas próximo a una senoidal pura.

Detección AM estándar por diodo rectificadorLa siguiente figura muestra un circuito que puede ser utilizado como demodulador mediante la técnica de rectificación.

Habitualmente a este circuito se lo denomina detector de picos. Teóricamente los picos de la señal de entrada son los recuperados, por cuanto la señal de salida será la envolvente superior de la onda AM estándar tal como se muestra en las figuras del detector descrito anteriormente. Siendo en este caso, la onda (A) [negro], la Señal de AM entrante y la onda (B) [rojo] la señal de salida.El funcionamiento del circuito podemos describirlo brevemente así: durante cada semiciclo positivo de la portadora el diodo conduce y carga el capacitor al

valor de pico de la portadora. En cada semiciclo negativo el diodo no conduce y el capacitor se descarga a través de la resistencia. Si se ajusta la constante de tiempo RC a un valor muy superior al período de la portadora, solo existirá una pequeña descarga entre picos positivos. Por tanto la salida será la envolvente superior con una pequeña ondulación como se aprecia en la figura. La ondulación o rizado se minimiza con el aumento de la frecuencia portadora tal el caso anterior, y se hace casi imperceptible cuando la portadora alcanza valores de frecuencia superiores a los 100 KHz, para señales de audio usadas como modulantes.La constante de tiempo RC no puede ser cualquiera. Si es demasiado grande, el circuito no puede detectar el pico siguiente, fundamentalmente en el valle de la modulación, perdiendo la envolvente y, si es muy pequeña, el rizado es demasiado amplio.

7. Corrimiento de Espectro (Desplazamiento de Frecuencia)

En radiocomunicaciones es muy habitual la necesidad de modificar la frecuencia portadora, como también sus consecuentes bandas laterales. Para efectuar este proceso se utilizan técnicas semejantes a las descriptas anteriormente. Las señales moduladas se alimentan en la entrada "x" del multiplicador. Se conecta un oscilador (oscilador local) en la entrada "y", a este oscilador se lo ajusta en una frecuencia tal, que restada o sumada a la portadora modulada, dé la frecuencia deseada. Este es el procedimiento universalmente utilizado para obtener la frecuencia Intermedia en los receptores. Para completar la explicación veamos un ejemplo:

Componentes de la entrada "x" modulada

Amplitud de pico [V]

Frecuencia en [KHz]

Característica

1 fo + fs = 1002Banda lateral superior

4 fo = 1000 Portadora

1 fo - fs = 998Banda lateral Inferior

Las bandas laterales superior e inferior son debidas a una señal modulante de 2 KHz. En la entrada "y" se conecta un oscilador local cuya frecuencia se adopta en 1455 KHz, ya que esta frecuencia es 455 KHz superior a la Frecuencia Intermedia deseada, siendo su amplitud 5 [voltios].La solución la expresaremos en una tabla como en los casos anteriores. En ella se muestran todas las frecuencias que estarán presentes en la salida del circuito multiplicador.

Entrada "y"operación

Entrada "x" Salida

5 [V] ; 1455 KHz

x1 [V] ; 1000 KHz

=

Frec. Diferencia

1 [V] ; 455 KHz

Frec. Suma 1 [V] ; 2445 KHz

x 4 [V] ; 998 KHz =

Frec. Diferencia

0.25 [V] ; 457 KHz

Frec. Suma 0.25 [V] ; 2453 KHz

x1 [V] ; 1002 KHz

=

Frec. Diferencia

0.25 [V] ; 453 KHz

Frec. Suma 0.25 [V] ; 2457 KHz

De la observación y análisis de la tabla, puede concluirse que, cada frecuencia presente en la entrada, se desplaza hacia nuevos valores de frecuencia. Cada conjunto, puede separase mediante el uso de filtros apropiados. Para la selección de la frecuencia deseada se utiliza un filtro pasa banda, en este caso particular, es conveniente usar un circuito resonante, cuya frecuencia de resonancia coincida, para nuestro proceso con 455 KHz y el ancho de banda supere los 4 KHz, permitiendo de esta manera la selección de las tres componentes que fueron resaltadas (453; 455 y 457 KHz). A este procedimiento se lo suele llamar también "Heterodinación, Conversión o Mezcla".

8. Circuitos de aplicación

Modulador balanceado básicoEste circuito muestra un modulador del tipo anillo. El esquema cuenta con una etapa preamplificadora para aumentar el nivel de la señal de entrada de audio, que puede ser la señal proveniente de un micrófono. La otra entrada procede de un oscilador que genera la [RF] portadora. El preset "P" permite el ajuste del circuito, logrando que se elimine la por completo la portadora en ausencia de la señal de audio. Lógicamente, la tecnología actual tiene otros dispositivos del tipo Integrado como el LM1496 o LM1596 que cumplen la función de modulador balanceado muy eficientemente, además de otras aplicaciones que permite desarrollar el circuito integrado.Es importante mencionar que esta modalidad de AM solo se utiliza como señal auxiliar para codificar la transmisión de FM estereofónica y para lacodificación de la información de color de los sistemas NTSC/PAL. También, en las videograbadoras formato VHS, la información de color se imprime en la cinta en esta modalidad.

Modulador estándar básico

El circuito de la figura muestra una etapa de salida en clase "C", de un transmisor, en él se ha incorporado el transformador "T1" [Transformador Modulador] que sumando la señal de audio a la fuente de alimentación "V1", efectúa el proceso de modulación. La señal de audio, la entrega un amplificador de audio, cuya potencia máxima, debe cumplir con la condición de ser el 50 % de la potencia entregada por el transistor en RF según se ha demostrado anteriormente.La bobina L3 junto a los capacitores C4 y C5 forman el circuito "Tanque de salida" que adapta impedancia entre el transistor y la antena. Fija además la frecuencia de trabajo del transmisor por ser un circuito resonante.

Conversor o Mezclador de FrecuenciaCuando dos ondas senoidales excitan un circuito no lineal, no solo se han de producir armónicos de cada señal, sino que aparecerán nuevas frecuencias, suma y diferencia. Este enunciado fue demostrado oportunamente. La generación de estas frecuencias ha permitido la creación de circuitos que permiten el cambio o desplazamiento de frecuencias.

El circuito de la figura muestra un mezclador de frecuencias. Dos ondas senoidales (V1 y V2) entran al circuito formado por el transistor (Bipolar o FET) y sus componentes asociados. La salida contiene las dos frecuencias iniciales (f1 y f2), sus armónicos y lo mas importante, las frecuencias suma (f1 + f2) y diferencia (f1- f2).Un filtro pasa banda, permite obtener la señal de salida. En este caso, un circuito resonante formado por el primario de T1 y C2, que ajustado a una de las frecuencias (suma o diferencia) entregará la tensión a la carga. Todas las demás señales quedan bloqueadas por el filtro.En la mayoría de las aplicaciones una de las tensiones debe se grande, para asegurar el funcionamiento no lineal, y, suele ser provista por un oscilador comúnmente denominado, oscilador local. La otra entrada puede ser de pequeño nivel.En el circuito, la señal grande es la tensión V1, de frecuencia f1, que ingresa en la base del transistor. La señal pequeña será entonces la tensión V2, de frecuencia f2, que llega al emisor.Este mismo circuito, puede ser empleado como detector o demodulador en el modo multiplicador, donde la señal de bajo nivel , debe ser la onda de AM a demodular y la señal de alto nivel, como se ha dicho, debe provenir de un oscilador, cuya frecuencia sea coincidente con la frecuencia portadora de la onda de AM a detectar. Nuevamente se destaca que éste es el caso expuesto en los circuitos detectores, con base, en etapas multiplicadoras.

9. Diagramas básicos de Transmisor y Receptor de AM

El transmisorEn la próxima figura se muestra un diagrama en bloques correspondiente a un transmisor AM estándar.

en él se resumen todo el proceso y tratamiento de señales, necesario para lograr transmitir una señal en la modalidad AM clásica. La primer etapa es la encargada de generar la RF portadora, el circuito utilizado es un oscilador, comúnmente controlado por cristal. Debido a que el nivel y la corriente de salida del oscilador generalmente no son suficiente para excitar la etapa de potencia del transmisor, se intercala una etapa excitadora, que además cumple la función de adaptar impedancias entre etapas. La importancia de la correcta adaptación de impedancia, reside en la estabilidad de frecuencia del oscilador. Cuanto mas alta es la impedancia de carga del oscilador, mas estable en frecuencia resultará éste. En la etapa de potencia de RF del transmisor se efectúa la modulación, donde ingresan la onda portadora y la señal modulante.

El receptorEn la figura se muestra el diagrama de un receptor comúnmente denominado superheterodino.

La señal es tomada por la antena y se aplica a la etapa amplificadora de RF. La salida de este proceso se mezcla con la señal del oscilador local para generar la frecuencia de FI. El conjunto de estas tres etapas es lo que se designa como sintonizador del receptor. La frecuencia de FI se amplifica habitualmente en varias etapas (mínimo dos), de la última se alimenta el detector, circuito que ha de recuperar la señal moduladora. Con esta última se acometerá hacia los amplificadores de audio, que permitirán lograr el nivel y potencia suficiente para excitar los sistemas acústicos (altavoz). En cuanto a la etapa C.A.G. (Control Automático de Ganancia) esta destinada a lograr una estabilidad de amplitud entra las diferentes emisoras sintonizadas, evitando los bruscos cambios de volumen al cambiar la emisora captada.La tecnología actual a logrado resumir todas estas etapas en un único circuito integrado, un ejemplo de ello podemos encontrarlo en el TDA1083. Este circuito integrado permite construir con ese único chip, receptores AM/FM,

incluida la etapa amplificadora de audio.Nota: en todo este trabajo se ha utilizado la simulación computada, mediante el empleo del software ELECTRONICS WORKBENCH 5.0. El mencionado puede obtenerse en su versión educativa o demostrativa desde http://www.electronicsworkbench.com en forma gratuita

Amplitud modulada«AM» redirige aquí. Para otras acepciones, véase Am.

Amplitud modulada (AM) o modulación de amplitud es un tipo de modulación lineal que consiste

en hacer variar la amplitud de laseñal portadora de forma que esta cambie de acuerdo con las

variaciones de nivel de la señal que contiene la información que se desea transmitir, llamada señal

moduladora o modulante.

Una señal (arriba) puede ser transportada en una onda AM o FM.

Contenido

  [ocultar] 

1     Aplicaciones tecnológicas de la AM   

2     Representación matemática de la modulación en AM   

3     Demodulación de AM   

4     Potencia de la señal modulada   

5     Véase también   

6     Enlaces externos   

[editar]Aplicaciones tecnológicas de la AM

Una gran ventaja de AM es que su demodulación es muy simple y, por consiguiente, los receptores

son sencillos y baratos , todo esto gracias a Robert Herzenbert que en 1932 patento el termino AM;

un ejemplo de esto es la radio a galena. Otras formas de AM como la modulación por Banda lateral

única o la Doble Banda Lateral son más eficientes en ancho de banda o potencia pero en

contrapartida los receptores y transmisores son más caros y difíciles de construir, ya que además

deberán reinsertar la portadora para conformar la AM nuevamente y poder demodular la señal

trasmitida.

La AM es usada en la radiofonía, en las ondas medias, ondas cortas, e incluso en la VHF: es

utilizada en las comunicaciones radiales entre los aviones y las torres de control de los aeropuertos.

La llamada "Onda Media" (capaz de ser captada por la mayoría de los receptores de uso doméstico)

abarca un rango de frecuencia que va desde 535 a 1705khz

[editar]Representación matemática de la modulación en AM

La señal moduladora, la señal portadora y la señal modulada en AM en sus distintas etapas.

Al considerar la señal moduladora (señal del mensaje) como:

y Señal portadora como:

La ecuación de la señal modulada en AM es la siguiente:

 = Señal modulada

 = Señal moduladora normalizada con respecto a su amplitud

= 

 = Índice de modulación (suele ser menor que la unidad)=

Básicamente, se trata de multiplicar el mensaje a transmitir   por la portadora

cosenoidal y, a su vez, sumarle esa portadora cosenoidal. El espectro en frecuencias

de la señal quedará trasladado a   radianes por segundo, tanto en la parte positiva

del mismo cómo en la negativa, y su amplitud será, en ambos casos, el producto de la

señal moduladora por la amplitud de la portadora, sumado a la amplitud de la

portadora, y dividido por dos. El resultado se aprecia en los enlaces a las siguientes

imágenes:

[editar]Demodulación de AM

Existen dos posibilidades para la demodulación de una señal   modulada en AM.

La primera de ellas, la más simple, es sólo posible en caso de que se cumpla la

condición siguiente:

En este supuesto, la envolvente de la señal modulada, esto es   

es siempre positiva y para recuperar la señal moduladora es suficiente con un

receptor que capte dicha envolvente. Esto se consigue con un simple circuito

rectificador con carga capacitiva. Así funcionaba la pionera radio de galena.

La otra opción para la demodulación de la señal modulada en AM es utilizar el

mismo tipo de demodulación que se usa en las otras modulaciones lineales. Se

trata del demodulador coherente. Para ello, es necesario conocer la frecuencia de

la portadora   y, en ocasiones, también la fase, lo que requiere la utilización de

un PLL (Phase Lock Loop). En este otro supuesto, no es necesario que el índice

de modulación sea menor que la unidad, o lo que es lo mismo, no es necesario

que la envolvente [1 + m·x(t)] sea siempre positiva.

El demodulador coherente utiliza la siguiente propiedad matemática de la función

coseno:

para multiplicar la función   por la portadora:

A partir de esto, con un filtro paso-bajo y un supresor de continua, se obtiene la

señal  .

[editar]Potencia de la señal modulada

La amplitud máxima de cada banda lateral está dada por la

expresión:   y cómo la potencia es proporcional al cuadrado de la

tensión, la potencia de la señal modulada resultará la suma de la potencia de la

señal portadora mas la potencia de ambas bandas laterales:

Para que la igualdad sea posible debemos tener en cuenta las potencias en lugar

de las tensiones:

En el caso de que la modulación sea al cien por ciento, entonces   y por

lo tanto la potencia de la señal modulada será:

O lo que es lo mismo:

De lo último se desprende que la onda portadora consumirá dos tercios de la

potencia total, dejando un tercio para ambas bandas laterales.

[editar]Véase también

TV abierta

VHF de televisión

Se considera que uno de los eventos más importantes en la historia de la reglamentación de la

radiodifusión televisiva fue la creación de una escasez artificial de las licencias de

VHF. La FCC decisión 's para localizar servicios de televisión en la banda VHF limitada

cambiado las formas de servicio de la televisión y la competencia entre las redes en la

industria. La justificación de esta política fue la de crear una situación de aumento de la

competencia y la elección espectador. La televisión ha sido añadido a la banda VHF en 1941

en los canales del uno al seis. Durante la Segunda Guerra Mundial , el canal uno se retiró y se

utiliza sólo con fines de guerra. Más tarde, en 1945, los canales de siete a trece se han

añadido. [7]

La gran tajada de vista técnico y valor comercial del espectro VHF tomado por la radiodifusión

de televisión ha atraído la atención de muchas empresas y los gobiernos recientemente, con el

desarrollo de los más eficientes de televisión digital las normas de radiodifusión. En algunos

países, la mayor parte de este espectro es probable que esté disponible (probablemente a la

venta) en la próxima década más o menos (12 de junio de 2009, en el Estados Unidos ).

[ editar ]87.5-87.9 MHz

87.5-87.9 MHz es una frecuencia de radio que, en la mayor parte del mundo, se utiliza para la

radiodifusión de FM . En América del Norte , sin embargo, este ancho de banda se asigna

a VHF canal de televisión 6 (82-88 MHz). El audio analógico para la televisión el canal 6 se

emite a las 87.75 MHz (ajustable hasta 87,74). Varias estaciones, sobre todo aquellos que se

unan al pulso 87 franquicias, han operado en esta frecuencia como las estaciones de radio, a

pesar de que utilizan las licencias de televisión. Como resultado, los receptores de radio FM,

tales como los encontrados en los automóviles que están diseñados para sintonizar en este

rango de frecuencia podría recibir el audio de analógico modo de programación en el canal de

televisión local 6, mientras que en América del Norte.

87,9 MHz es normalmente fuera de los límites para la radiodifusión sonora FM, excepto para

los desplazados de la clase D estaciones que no tienen otras frecuencias en la sub-banda

normal de 88.1 a 107.9 MHz en el que se mueva. Hasta ahora, sólo 2 estaciones de haber

calificado para operar en 87,9 MHz: 10 vatios KSFH en Mountain View, California , y de 34

vatios traductorK200AA en Sun Valley, Nevada .

Muy alta frecuenciaDe Wikipedia, la enciclopedia libre

"VHF" vuelve a dirigir aquí. Para otras aplicaciones, vea VHF (desambiguación) .

Muy alta frecuencia

Rango de frecuencia 30 a 300 MHz.

De longitud de onda amplia 1 a 10 m

Radiocomunicaciones de la UIT números de los anillos

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Radiocomunicaciones de la UIT Símbolos Band

ELF SLF ULF VLF LF MF HF VHF UHF SHF EHF THF

Radio de la OTAN bandas

A B C D E F G H I J K L M

IEEE bandas de radar

HF VHF UHF L S C X u  K  K K   a Q V W

v d e

Muy alta frecuencia (VHF) es la frecuencia de radio van desde 30 MHz a 300 MHz . Las

frecuencias situadas inmediatamente debajo de VHF se denotan de alta frecuencia (HF), y las

frecuencias más altas próximas que se conoce como frecuencia ultra alta (UHF). La asignación de

frecuencia se realiza por la UIT .

Estos nombres se refieren a la utilización de frecuencias de gama alta se originan a partir de

mediados del siglo 20, cuando el servicio de radio regular que se usa MF, frecuencias medias, mejor

conocido como " AM "en EE.UU., por debajo de la IC. Actualmente VHF está en el extremo de baja

frecuencia de uso práctico, los nuevos sistemas tienden a utilizar frecuencias en la SHFy EHF por

encima de la UHF rango. Ver espectro radioeléctrico para la imagen completa.

Los usos más comunes de VHF son la radio FM de radiodifusión, la televisiónde difusión, las

estaciones móviles terrestres (de emergencia, los negocios, el uso privado y militar), de largo

alcance de comunicación de datos con los módems de radio , los radioaficionados , los marinos de

comunicaciones ,control de tráfico aéreo y comunicaciones sistemas de navegación aérea (por

ejemplo, VOR , DME y normas internacionales del trabajo ).

Contenido 

 [hide] 

1     Características de propagación   

2     Línea de vista de cálculo   

3     Uso universal   

4     Por país   

o 4.1      Australia   

o 4,2      Nueva Zelanda   

o 4,3      del Reino Unido   

o 4.4      Estados Unidos y Canadá   

4.4.1      televisión VHF   

4.4.2      87,5 a 87,9 MHz.   

5     La operación sin licencia   

6     Véase también   

7     Referencias   

[ editar ]las características de propagación

VHF de propagación de las características son ideales para distancias cortas la comunicación

terrestre, con un rango de general, un poco más allá de la línea de visión desde el transmisor (ver

fórmula abajo). A diferencia de las altas frecuencias (HF), la ionosfera, por lo general no reflejan la

radio VHF y por lo tanto las transmisiones se limitan a la zona local (y no interferir con las

transmisiones a miles de kilómetros de distancia). VHF también se ven menos afectadas por el ruido

atmosférico y la interferencia de los equipos eléctricos de las frecuencias más bajas. Si bien se

obstruyen más fácilmente por las características de la tierra que los HF y frecuencias más bajas, que

se ve menos afectada por los edificios y otros objetos menos importantes que las frecuencias de

UHF.

[ editar ]Línea de vista de cálculo

Para que la televisión analógica, la gama de VHF de transmisión es una función de la potencia del

transmisor, la sensibilidad del receptor, y la distancia al horizonte, ya que las señales de VHF se

propagan en condiciones normales como cerca de la línea de visión fenómeno. La distancia

al horizonte de radio se extendió poco más de la línea geométrica de la vista hasta el horizonte,

como las ondas de radio se inclinó ligeramente hacia la Tierra por la atmósfera.

Una aproximación para calcular la distancia del horizonte de línea de vista (en la Tierra) es la

siguiente:

la distancia en millas =   donde   es la altura de la antena en pies

= distancia en kilómetros   donde   es la altura de la antena en metros.

Estas aproximaciones son válidas sólo para antenas a alturas que son pequeñas en comparación

con el radio de la Tierra. Ellos no necesariamente puede ser exacta en las zonas montañosas, ya

que el paisaje no puede ser lo suficientemente transparente para las ondas de radio.

En los sistemas de comunicaciones de ingeniería, cálculos más complejos son necesarios para

evaluar el área de cobertura probable de una estación transmisora propuesta. [ cita requerida ]

La precisión de estos cálculos para televisión digital de señales está siendo objeto de debate. [1]

[ editar ]Uso universal

Algunos subpartes de la banda de VHF tienen el mismo uso en todo el mundo. Algunos de los usos

nacionales se detallan a continuación.

108-118 MHz: balizas de navegación aérea VOR y el sistema de aterrizaje por

instrumentos localizador.

118-137 MHz: Airband de control del tráfico aéreo , AM , de 121,5 MHz es la frecuencia de

emergencia

144-146 MHz: La radioafición . En algunos países, 144-148 MHz.

Mapping a connected worldFiled under: Africa ::

I’m fascinated by container ships. They’re my favorite metaphor for a connected world. When I visit port cities, I often try to drag friends with me to watch cranes load and unload stacks of interchangeable red, blue and grey boxes. For some reason, they’re often less enthusiastic than I am about sitting in a parked car in a bad part of town, watching the mundane aspects of global trade take place through a chain-link fence, one metal box at a time. (Then again, there are people who don’t find watching the blinking lights in a large datacenter fascinating either. I guess it takes all kinds.)

So, needless to say, I’m looking forward to the BBC’s new project, “The Box“. The folks at the Beeb have started a project with shipping line NYK designed to allow readers to track the movements of a single container over the course of a year. The container has been painted with a BBC URL and fitted with a GPS transponder, but otherwise will function as an ordinary container, carrying loads from one port to another. Its voyage will be visualized on a web map, giving viewers a sense for the vagaries of international trade. (Depending on whether BBC stacks the deck or not, this could also be a stunningly boring voyage, if the container simply cycles between Southhampton and Bruges.)

BBC says that the project was inspired by Marc Levinson’s excellent book, The Box. (My review of the book is here.) It could just have easily been inspired by William Gibson’s newest novel, Spook Country, which centers on the movements of a specific Maersk shipping container around the world. (Not his strongest recent book, but includes some excellent port scenes, so worthwhile for containerphiles.) Or by Brian Cudahy’s “Box Boats“, a useful complement to Levinson’s epic, focusing more on the evolution of ships and shipping lines and less on the containers themselves.

One of the goals of the BBC project is likely to help viewers visualize the complex networks that characterize our global world. It’s not hard to find examples of objects that seem to defy logic, but make perfect sense in a globalized world – Fiji water, for instance. But it’s harder to find good visualizations of the networks that underpin the connections between our different nations and economies. If we could map the travels of every container for a year, we’d likely learn a great deal about what countries are tightly connected to one another, about who exports to whom, when and how often. I’ve found it surprisingly difficult to find maps that show me where containers are going, either because construction of such a map would require cooperation of dozens of firms and hundreds of port authorities, or perhaps because such network maps would reveal vulnerabilities in global shipping networks. (If your goal is to get materials for a dirty bomb into the US, it would be useful to know what ports that regularly ship to Long Beach, CA are insecure. Fortunately, ABC already did this work for you – reporter Brian Ross packed 15 pounds of depleted uranium – very difficult to distinguish in terms of density and chemical properties than more dangerous forms of uranium – into a shipping container in Jakarta and sent it to Los Angeles. No problems with port security until ABC ran the story…)

I’m surprised at how few maps of networks I’ve been able to find, both in a daylong internet crawl, and in a pleasant though frustrating morning at the local university library. For the most part, maps that focus on economics, transport or communications tend to map statistics by coloring countries based on those factors – Ghana shows up in a light color on a map of airline passengers per year, while Germany shows up dark. Some of these maps are quite interesting – the fine folks atWorldmapper offer a collection of cartograms, maps distorted to show a particular statistic not by coloring a nation, but by changing the size of a country in proportion to a statistic. The map above features a view of the world distorted to show where the 1.6 billion air passengers per year originate from. (If you, like me, travel too much, you’re represented many times in this data set. The total number of people who get on an airplane per year is far fewer than a billion.)

This sort of map is useful (possibly more useful than a standard world map colored to illustrate these statistics), but it doesn’t show us where those American flyers are going. It visualizes a phenomenon on a national basis, not on an interconnected one. The map above gets a little closer to what I’m hoping for, showing the prevalence of air travel by coloring countries and showing the prevalence of certain air routes by displaying arrows of varying widths. (This map is scanned from Oxford’s Atlas of the World, 13th edition. Score one for those dead tree libraries.)

Detail from a map of steamship routes in the early 1900s, from a collection at Princeton University

But oddly, it’s hard to find something as comprehensive and rich as the map above, a visualization of steamship routes in the early 1900s, from a collection of maps at Princeton University. I’ve started to think of network maps of this type as “infrastructure maps”, or as “potential maps”. In other words, they tell us where connections potentially exist, but not how often they’re actually used. How many steamships travelled from New York to Pernambuco versus New York to Liverpool? What connections were vital to international commerce and which existed because ships needed a place to dock and refuel? Which connections were symmetrical, with goods flowing back and forth, and which represent colonies dependent on their home countries?

Looking for maps that show actual, rather than potential, flows between nations, I find myself looking at a lot of maps of communications data. Early in the Internet revolution, there was a deep interest in mapping the Internet. The visualization above is Bell Labs researchers, including Stephen Eick, Ken Cox, Taosong He and Graham Wills, and shows internet traffic on the NSFNET backbone in 1993, before the internet became it’s highly commercialized self. The colors of the arcs represent the activity of different links, with red links showing heavy traffic between countries.

The fine folks at TeleGeography offer this map of telecommunication flow between nations. The connections between countries are measured in terms of millions of international telephone minutes per year – they don’t reflect the actual, physical routing of those calls, but show the conceptual connections between those countries. Looking at a subset of the map, we quickly see that Turkey has a great deal of telephone traffic with Germany (reflecting the large number of Turkish immigrants in Germany), and much lighter connections with other European nations – the flows quickly tell us something about the relationships between different places in the globe.

I’m searching for more maps that help visualize the connections between countries and cultures in a globalized world. One of the more promising sets of maps I’ve seen comes from Princeton’s International Network Archive, which offers a fascinating set of flow maps that look at arms, tobacco and some types of cultural trade. My favorite thus far is a simple interactive map that attempts to show how far places are from each other in terms of travel time, rather than geographic distance. As every traveller knows, it’s easier and faster to travel from New York City to London that New York City to Camden, Maine, for instance – this map takes an early step at redrawing the world in terms of the actual effort required to make a trip, not just the geographic distance.

I’d be grateful for suggestions of maps of globalization that I’ve not yet found, especially maps that contrast infrastructure and practice, potential and actual use. Please feel free to clutter up the comment thread with good suggestions, or suggestions of globalization maps you’d like to see.