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Amplitud Modulada ? Principios Básicos

Enviado por juliococco



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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 ondas electromagnéticas, 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. La descripción 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 una identidad trigonométrica. La mencionada identidad es la siguiente:

efectuando el reemplazo correspondiente, se tiene:

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