Conceptos Esenciales de Modulación AM y Espectro Radioeléctrico
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Preguntas Frecuentes sobre Modulación de Amplitud (AM) y Espectro
1. ¿Cómo es la forma de onda de la voz humana?
Es una onda aleatoria, limitada en frecuencia (generalmente entre 300 y 3400 Hz para aplicaciones telefónicas).
2. ¿Cómo se calcula el índice de modulación?
El índice de modulación (m) se calcula mediante las siguientes fórmulas:
- m = (Vmax – Vmin) / (Vmax + Vmin)
- m = Vp_moduladora / Vp_portadora
Donde Vmax y Vmin son los valores máximo y mínimo de la envolvente de la señal modulada, y Vp_moduladora y Vp_portadora son las amplitudes pico de la señal moduladora y la portadora, respectivamente.
3. ¿Cómo se calcula la potencia lateral?
La potencia lateral (Pl) se calcula como:
Pl = (m2 × Pportadora) / 4
Donde m es el índice de modulación y Pportadora es la potencia de la señal portadora.
4. ¿Cómo se genera una portadora?
Una portadora se genera mediante un oscilador, que es un circuito electrónico diseñado para producir una señal de alta frecuencia (un tono puro) a partir de una fuente de energía continua. La frecuencia de esta señal no suele ser modificable externamente en un oscilador básico.
5. ¿Cómo se calcula el ancho de banda (ΔB) en AM?
El ancho de banda (ΔB) en la modulación de amplitud (AM) se calcula como:
ΔB = 2 × Fm
Donde Fm es la frecuencia máxima de la señal moduladora.
6. ¿Cómo se llama la señal que contiene la información?
La señal que contiene la información se denomina señal moduladora.
7. ¿Cómo se vería la voz humana en un analizador de espectros?
En un analizador de espectros, la voz humana (como señal de banda base) se vería como un espectro complejo y dinámico, con una distribución de energía que varía continuamente en amplitud y frecuencia, generalmente concentrada entre 0 y aproximadamente 15 kHz. Si esta señal está modulada en AM, su espectro se desplazaría alrededor de la frecuencia de la portadora, mostrando la portadora central y las bandas laterales simétricas.
8. ¿Cuánto es el ancho de banda (ΔB) comercial de AM?
El ancho de banda comercial típico para la modulación de amplitud (AM) es de 9 kHz.
9. Interpretación de una señal AM en el dominio del tiempo o la frecuencia
Dada una señal modulada en AM, es posible obtener la amplitud de la señal moduladora, la amplitud de la portadora y sus respectivas frecuencias a partir de su representación matemática o su visualización en un analizador de espectros.
10. ¿En qué consiste la modulación de amplitud (AM)?
La modulación de amplitud (AM) consiste en modificar la amplitud de la señal portadora en función de la amplitud de la señal moduladora (la información que se desea transmitir).
11. ¿Qué es el SPAN en un analizador de espectros?
El SPAN (Spectrum Analyzer Span) en un analizador de espectros indica el rango total de frecuencias que se muestra en la pantalla. Este valor determina la extensión de la imagen en el eje horizontal (frecuencia) y, por lo tanto, el valor en frecuencia de cada división horizontal.
12. ¿Entre qué valores debe encontrarse el índice de modulación (m)?
El índice de modulación (m) debe estar entre 0 y 1 (o entre 0% y 100%) para asegurar una modulación adecuada y evitar la sobremodulación.
13. ¿Cuál es la banda base típica utilizada en AM comercial?
La banda base típica utilizada en AM comercial es de 4.5 kHz.
14. ¿Por qué se limita el ancho de banda en las transmisiones?
Se limita el ancho de banda para evitar interferencias con otras emisoras que operan en bandas de frecuencia adyacentes. Dado que el espectro de frecuencias asignado a la AM es finito, un ancho de banda reducido permite acomodar un mayor número de emisoras y optimizar el uso del espectro radioeléctrico.
15. ¿Por qué no se puede transmitir directamente en banda base a largas distancias?
No es posible transmitir directamente en banda base a largas distancias porque las señales de baja frecuencia no se propagan eficientemente y sufren una gran atenuación. Además, la transmisión en banda base limitaría la capacidad a un único canal, impidiendo la multiplexación de múltiples señales en el mismo medio.
16. ¿Qué se entiende por frecuencia central en un analizador de espectros?
La frecuencia central indica el valor de la frecuencia que se sitúa en el centro de la pantalla del analizador de espectros. Puede coincidir o no con la frecuencia de la portadora (también conocida como frecuencia carrier).
17. ¿Qué se entiende por información en banda base?
La información en banda base es la señal original que aún no ha sido modulada; es decir, la señal de información pura antes de cualquier proceso de modulación.
18. ¿Qué es la sobremodulación?
La sobremodulación ocurre cuando el índice de modulación (m) es mayor que 1. En esta situación, la información original no puede ser recuperada correctamente, el ancho de banda de la señal aumenta excesivamente y se invade el espectro de frecuencias asignado a otras emisoras, causando distorsión.
19. ¿Qué es un filtro paso banda?
Un filtro paso banda es un circuito electrónico que permite el paso de un rango específico de frecuencias, atenuando o rechazando significativamente las frecuencias fuera de ese rango. Por lo tanto, posee dos frecuencias de corte: una inferior y otra superior.
20. ¿Qué es un sintonizador?
Un sintonizador es un filtro paso banda variable, generalmente ubicado en el receptor, que permite seleccionar la banda de frecuencia de la emisora deseada para su recepción, ajustándose a la frecuencia de la portadora.
21. ¿Qué es un tono puro?
Un tono puro es una señal que consta de una única frecuencia. Por lo general, se representa como una señal senoidal, y su espectro de frecuencias se visualiza como una única línea o "flecha" en la frecuencia correspondiente al tono.
22. ¿Qué nos indica el índice de modulación?
El índice de modulación nos proporciona una medida de cuánto se manipula la amplitud de la portadora en relación con la amplitud de la señal moduladora. También se expresa como el porcentaje de modulación.
23. ¿Qué ocurre si aumenta el índice de modulación (m)?
Si el índice de modulación (m) aumenta, el ancho de banda de la señal modulada también aumenta.
24. ¿Qué operación se realiza para modular la señal moduladora a la frecuencia de la portadora?
Para modular, se realiza una multiplicación entre la señal moduladora y la portadora, no una suma.
25. ¿Qué sucede si el índice de modulación (m) es bajo?
Si el índice de modulación (m) es bajo, la amplitud de la señal modulada varía poco, lo que puede dificultar la detección de la información y hacer que esta se confunda fácilmente con el ruido, reduciendo la calidad de la señal recibida.
26. Si se aumenta la amplitud de la señal moduladora, ¿qué ocurre?
Si se aumenta la amplitud de la señal moduladora, la amplitud de las bandas laterales en el espectro aumenta, lo que a su vez incrementa el índice de modulación y, consecuentemente, el ancho de banda de la señal modulada.
27. Si el índice de modulación es mayor de 1, ¿qué ocurre?
Si el índice de modulación es mayor de 1, se produce sobremodulación. Esto provoca un aumento excesivo del ancho de banda, lo que resulta en la invasión de las bandas de frecuencia asignadas a otras emisoras y una distorsión irrecuperable de la información transmitida.