MODULACION

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Las ondas electromagnéticas transmiten energía a larga distancia. Esta propiedad es usada por la radio para enviar “información” a larga distancia.
Una onda electromagnética se distingue por la “frecuencia”, es decir el número de veces por segundo que el campo eléctrico y magnético cambia. La frecuencia se especifica en Hertz por segundo.
Lo importante para nosotros es la información y la electromagnética no es otra cosa sino el medio para transportar nuestra información y por eso a la onda electromagnética se llama “onda portadora”.
La información se envía en la onda portadora cambiando alguno de los parámetros que definen la onda. Estos parámetros son:
– Amplitud, que abreviaremos con la letra “A”.
– Frecuencia, que abreviaremos con la letra “F”.
– Fase, que no podemos abreviar con F pero se utiliza la “P” ya que en ingles fase se escribe con P y H que es la forma en latín para la F.
“Modulación” es el proceso realizado en el transmisor para incluir nuestra información en la portadora modificando algunos de sus parámetros.
El proceso contrario es “Demodulación” y se realiza en el lado del receptor para recuperar la información enviada.
La manera más básica de enviar información es utilizando código Morse heredado de la telegrafía. Como la información consiste de puntos y rayas, entonces estos se consiguen interrumpiendo la salida de energía del transmisor. Mejor deberíamos decir que hay presencia de portadora durante el punto y la raya, de resto el transmisor no trabaja.
Este método es conocido “Telegrafía por interrupción de onda continua”. Onda continua se dice en inglés “Continius Wave” y se abrevia como “CW” que es el nombre con que se conoce este medio de transmisión.
Las señales de voz varían suavemente y no tan abruptas como es la telegrafía. Entonces la técnica inspirada en la telegrafía logró modular una portadora con cambios de amplitud proporcionales a la variaciones de la voz y entonces se consiguió lo que se llama “Amplitud Modulada” abreviado como “AM”.
También es posible modular cambiando ligeramente la frecuencia de la onda portadora lo cual se llama “Frecuencia Modulada”, abreviado como “FM”.
Es posible modular cambiando la Fase, o mejor dicho cambiando el Angulo de fase del oscilador, esto se llama “modulación de fase” abreviado como “PH”. La modulación de fase no es usada para transmitir voz pero en cambio es extensamente usada en la transmisión de información digital.
Entonces tenemos dos formas básicas de emitir información de voz: AM y FM.
El análisis matemático y la comprobación física indica que cuando se modula en amplitud una frecuencia pura, aparecen otros componentes de frecuencias a su alrededor. La mayor o menor aparición de frecuencias alrededor de la frecuencia portadora se denomina “ancho de banda”. Un teorema derivado de las matemáticas indica el mínimo ancho de banda es igual a la máxima frecuencia que está modulando.
Cuando se estudia la modulación de amplitud se encuentra que el ancho de banda es el doble de la frecuencia de audio que modula y que la potencia de la señal se distribuye 50% en la portadora y el otro 50% en dos bandas laterales, es decir 25% en cada una de las bandas laterales.
La frecuencia de la banda lateral es igual a la frecuencia de la portadora más o menos la frecuencia que está modulando.
Ejemplo, si nosotros transmitimos en una frecuencia de 7 MHz (7.000.000 Hz) y la modulamos con una señal de audio de 1000 Hz, tendremos la portadora de 7 MHz con el 50% de la potencia, una banda lateral superior de frecuencia 7MHz + 1 Khz igual a 7.001 KHz y otra banda lateral inferior de frecuencia 7 MHz – 1 Khz igual a 6.999 KHz. El ancho de banda será de 2 KHz es decir entre 6.999 y 7001 KHz.
Como puede verse la portadora en AM no contiene información pero consume el 50% de la potencia. La información está en la mayor o menor desviación de la banda lateral con relación a la portadora.
Con el fin de aumentar la eficiencia de la transmisión se optó por remover la portadora y solo emitir las bandas laterales teniéndose lo que se llama “Doble Banda Lateral” o DBL y en inglés “Doble Side Band” abreviado como DSB.
En el lado receptor es necesaria una portadora con el fin de encontrar el significado de las bandas laterales. La portadora se introduce manualmente y se trata de localizarla en la mitad de las dos bandas laterales. El resultado no es exacto y se presenta alguna distorsión en la fidelidad de la voz recibida pero tenemos una ganancia del 50% en la energía transmitida lo cual justifica con creces este sistema.
Como cada una de las bandas laterales contienen la misma información, entonces podemos optar por suprimir una de las bandas laterales, entonces el método de transmitir se llama “Banda Lateral Única” o BLU y en inglés “Single Side Band” o SSB.
En SSB hay dos variantes dependiendo de banda es la que se emite: Banda Lateral Inferior, en ingle Low Side Band abreviado “LSB” o Banda lateral superior, en inglés Upper Side Band abreviadao “USB”.
Para el SSB, la inserción de la portadora en el lado receptor no es tan precisa y su fidelidad no es buena, pero la eficiencia es el doble que DSB, es decir cuatro veces más eficiente que le AM y el ancho de banda la mitad.
Estos aumentos de eficiencia es lo que justifica el uso en las transmisiones de voz en HF y es por mucho el modo de modulación preferido por los radioaficionados en comunicaciones de voz.

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