Fundamentos de Modulación de Amplitud y Angular en Telecomunicaciones

Principio de Modulación de Amplitud

Es el proceso de cambiar la amplitud de la señal portadora de muy alta frecuencia, en proporción al valor instantáneo de la señal moduladora.

Definición de la envolvente de AM

Aunque hay varias clases de modulación de amplitud, la que probablemente se usa con más frecuencia es la AM de portadora de máxima potencia y doble banda lateral. A este sistema se le llama también AM convencional o simplemente AM.

Espectro de frecuencias y ancho de banda de AM

Un espectro de señal de AM contiene los componentes de frecuencia apartados f_m Hz a ambos lados de la portadora. Sin embargo, se debe hacer notar que la onda modulada no contiene un componente de frecuencia que sea igual a la de la señal moduladora. El ancho de banda (B) de una onda DSBFC (Double Sideband Full Carrier) de AM es igual a la diferencia entre la frecuencia máxima del lado superior y la mínima del lado inferior, o también, igual a dos veces la frecuencia máxima de la señal modulante.

Gráfico del espectro de frecuencia

Para graficar el espectro de frecuencia de una onda AM de portadora de máxima potencia y doble banda lateral (DSBFC), se deben representar las bandas laterales simétricas respecto a la portadora central.

Distribución de potencia en AM

En todo circuito eléctrico, la potencia disipada es igual al cuadrado del voltaje dividido entre la resistencia: P_c = (0.707E_c)² / R = (E_c)² / 2R.

El promedio de la potencia disipada en una carga, por una portadora no modulada, es igual al cuadrado del voltaje RMS (RMS = efectivo, o de raíz cuadrática media) de la portadora, dividido entre la resistencia de carga. La potencia total en una onda de amplitud modulada es igual a la suma de las potencias de la portadora y las de la banda lateral superior e inferior.

Transmisión Digital

Ventajas de la transmisión digital:

• Facilidad de procesamiento
• Facilidad de multiplexado
• Inmunidad al ruido
• Puede reconocer y corregir errores

Desventajas:

• Requiere de mayor ancho de banda
• Requiere de una sincronización exacta
• La señal analógica debe convertirse en código digital para su transmisión

Modulación Angular

La modulación angular se produce siempre que se varía el ángulo de fase de una onda senoidal con respecto al tiempo. Una onda con modulación angular se describe matemáticamente como sigue: m(t) = V_c cos[ωt + α(t)].

Ventajas de la modulación angular sobre la AM:

• Mejor fidelidad
• Mejoramiento del ruido
• Mejor aprovechamiento de la potencia

Desventajas:

• Requiere mayor ancho de banda
• Los circuitos receptores y transmisores son más complejos y costosos