Conceptos Esenciales de Modulación AM, FM, PM y Receptores de Radio

Modulación de Amplitud (AM)

La modulación de amplitud (AM) consiste en variar la amplitud de la onda portadora de forma que esta cambie de acuerdo con las variaciones de nivel de la señal moduladora, que es la información que se desea transmitir.

Es crucial tener precaución al modular una señal de gran magnitud, ya que esto puede conducir a problemas de sobremodulación. Para evitar este inconveniente, se recurre al índice de modulación, un parámetro fundamental para cuantificar la profundidad de la modulación.

Características Principales de la Modulación AM

• Fácil demodulación: Su simplicidad la hace accesible para receptores básicos.
• Sensibilidad ante ruidos: Es susceptible a interferencias y ruido eléctrico.
• Bajo rendimiento en transmisión: Gran parte de la potencia se consume en la portadora, que no lleva información.
• Ancho de banda elevado: Requiere un ancho de banda considerable para transmitir la información.

Espectro de una Señal AM

El espectro de una señal AM está compuesto por:

• Portadora: Es la señal fundamental y se representa mediante una línea vertical situada en la frecuencia de la portadora (f_c).
• Frecuencias Laterales: A cada lado de la portadora, aparecen dos frecuencias laterales:
  • Frecuencia Lateral Inferior (FLI): f_c - f_m
  • Frecuencia Lateral Superior (FLS): f_c + f_m
  Donde f_m es la frecuencia de la señal moduladora.

Variantes de la Modulación de Amplitud

Doble Banda Lateral (DBL)

• Portadora eliminada.
• Mejor rendimiento de transmisión (hasta 50%).
• Demodulación más compleja.
• Receptores más costosos.

Banda Lateral Única (BLU)

• Elimina la portadora y una banda lateral completa.
• Mejor rendimiento de transmisión (hasta 100%).
• Demodulación significativamente más difícil.
• Receptores aún más caros.

Banda Lateral Vestigial (BLV)

• Elimina parcialmente una banda lateral.
• Representa una solución de compromiso entre la facilidad de demodulación, el ahorro de potencia y la anchura de canal.

Modulación en Frecuencia (FM)

En la modulación en frecuencia (FM), la frecuencia de la señal portadora (que tiene una amplitud fija) se modifica por los cambios de amplitud de la señal moduladora.

En este tipo de modulación, la señal modulada presenta una frecuencia de reposo que coincide con la de la portadora cuando no se transmite información (por ejemplo, sonido). Sin embargo, a medida que la señal moduladora varía su voltaje, la portadora modifica su frecuencia de manera proporcional.

Para cuantificar la modulación efectuada, se utiliza el concepto de desviación de frecuencia, que indica la cantidad de hercios que la señal modulada se ha desplazado de su frecuencia central.

Modulación de Fase (PM)

En el sistema de modulación de fase (PM), las variaciones de amplitud de la onda moduladora provocarán desplazamientos en la fase de la portadora, desviándose de su posición de reposo.

Este tipo de modulación se utiliza habitualmente con señales moduladoras digitales, como en los esquemas PSK (Phase-Shift Keying) y QPSK (Quadrature Phase-Shift Keying).

Receptor de Radio

El receptor de radio más común en la actualidad emplea una arquitectura denominada receptor superheterodino. Este diseño consiste en transformar la frecuencia de cualquier emisora de radio recibida hasta un valor fijo, conocido como frecuencia intermedia (FI), que es la señal que finalmente llega al demodulador para extraer la información.