Modulación de Amplitud: Conceptos Básicos y Aplicaciones en Telecomunicaciones
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Definición de Modulación
La modulación se define como el proceso de transformar información de su forma original a una forma más adecuada para la transmisión.
Modulación de Amplitud (AM)
La modulación de amplitud (AM) es el proceso de cambiar la amplitud de una portadora de frecuencia relativamente alta, de acuerdo con la amplitud de la señal modulante. La banda de radio de difusión comercial AM abarca desde 535 a 1605 kHz. Un modulador AM es un aparato lineal con dos señales de entrada: una señal portadora de amplitud constante y de frecuencia sencilla, y la señal de información. Debido a que la información actúa sobre la portadora, se le llama señal modulante. La respuesta se llama onda modulada o señal modulada.
Finalidad de la Modulación
El objetivo de la modulación es adaptar la señal que se va a transmitir al canal de comunicaciones que hay entre la fuente y el destinatario. El objetivo de la transmisión es hacer llegar el mensaje al destino.
Conceptos Clave en Modulación
Banda Base
Se habla de señal cuando se designan los mensajes emitidos. La banda ocupada se encuentra comprendida entre la frecuencia 0, o un valor muy cercano a este, y una frecuencia máxima fmax.
Ancho de Banda de la Señal
El ancho de banda de la señal en banda base es la extensión de las frecuencias sobre las que la señal tiene una potencia superior a cierto límite. Generalmente, este límite fmax se fija a -3 dB, que corresponde a la mitad de la potencia máxima. El ancho de banda se expresa en Hz, kHz o MHz.
Espectro de una Señal
Se habla de espectro de una señal para designar la distribución en frecuencia de su potencia. Se habla también de densidad espectral de potencia (DSP), que es el cuadrado del módulo de la transformada de Fourier de esta señal.
Banda de Paso del Canal
El canal de transmisión puede ser, por ejemplo, una línea bifilar trenzada, un cable coaxial, una guía de ondas, una fibra óptica o, simplemente, el aire. Es evidente que ninguno de estos soportes está caracterizado con la misma banda de paso. La banda de paso del canal no debe confundirse con la distribución espectral de la señal en banda base.
Coeficiente y Porcentaje de Modulación en AM
El coeficiente de modulación es un término utilizado para describir la cantidad de cambio de amplitud (modulación) presente en una forma de onda de AM. El porcentaje de modulación es simplemente el coeficiente de modulación expresado como un porcentaje. Más específicamente, el porcentaje de modulación proporciona el cambio porcentual en la amplitud de la onda de salida cuando está actuando sobre la portadora por una señal modulante.
Matemáticamente, el coeficiente de modulación es:
m = Em / Ec
Donde:
- m = coeficiente de modulación (sin unidad)
- Em = cambio pico en la amplitud del voltaje de la forma de onda de salida (voltios)
- Ec = amplitud pico del voltaje de la portadora no modulada (voltios)
Y el porcentaje de modulación (M) se calcula como:
M = (Em / Ec) x 100
Si la señal modulante es una onda sinusoidal pura de frecuencia simple y el proceso de modulación es simétrico (es decir, las excursiones positivas y negativas de la amplitud de la envolvente son iguales), el porcentaje de modulación puede derivarse de la siguiente manera:
Em = ½ (Vmax - Vmin)
Ec = ½ (Vmax + Vmin)