Dentro de las aplicaciones de F.M. se encuentra la radio, en donde los receptores emplean un detector de FM y e6-iben un fenómeno llamado efecto de captura, en donde el sintoni'ador es capa' de recibir la se&al m%s fuerte de las "ue transmiten en la misma frecuencia. )in embargo, la falta de selecti#idad por las des#iaciones de frecuencia causa "ue una se&al sea repentinamente tomada por otra de un canal adyacente. 7tra de las características "ue presenta F.M., es la poder transmitir se&ales estereofónicas, y entre otras de sus aplicaciones se encuentran la tele#isión, como sub0portadora de sonido8 en micrófonos inal%mbricos8 y como ayuda en na#egación aérea.
Otra# a"licacione# +a modulación de frecuencia encuentra aplicación en gran cantidad de sistemas de comunicación. $parte de la FM de radiodifusión, entre 99 y :;9 M<', la separación entre dos canales adyacentes es de =;; ><' y la des#iación de frecuencia ?f@AB ><'. la FM se #iene utili'ando principalmente en las siguientes aplicaciones
e#"ue#ta en 'recuencia. Varíe la amplitud del generador de audio entre ;;<' y ;*<', mida y anote la amplitud de la se&al de salida del detector para cada frecuencia, capture y compare las se&ales de ambos canales del 7C.
Linealidad del detecto de en$ol$ente. Module la portadora con una onda sinusoidal de :*<' y #aríe la amplitud de la se&al moduladora para obtener porcenta(es de modulación entre =;G y :;;G8 mida y anote la amplitud de la se&al de salida del detector para cada porcenta(e de modulación.
-etección de una onda !M #obre )odulada. Module la portadora con una se&al de $F de :*<' y m@ H;G. $umente la amplitud de la se&al $F o a tra#és del control del índice de modulación -asta obtener una se&al $M sobre modulada, capture la onda de se&al de salida del detector.
Tele$i#ión:
%ub"ortadora de #onido: +a información de sonido modula en frecuencia la subportadora de sonido, "ue posteriormente se une a las restantes componentes de la se&al de V para modular en $M la portadora del canal correspondiente y se filtra para obtener la banda lateral #estigial. El sonido 4C$M es digital y no sigue este proceso. %E&!M: El sistema de tele#isión en color )EC$M modula la información de color en FM. Micró'ono# inal()brico#.
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Debido a la mayor insensibilidad ante las interferencias, los micrófonos inal%mbricos -an #enido utili'ando la modulación de frecuencia.
!*uda# a la na$e+ación a,rea.: )istemas como el DV7 V7 Doppler!, simulan una antena giratoria "ue, por efecto Doppler, modula en frecuencia la se&al transmitida.
III. -E%!OLLO -E L! E/EIEN&I! #.
E'ui!os y materiales(
)*enerador de audio de +- / +0- )E'ui!o modulador #$F$ )2scilosco!io %3m-, 3m4div, ca5les 6N conector 7.
IV. E%/E%T!% ! /E1NT!% 2.
-e'ina la )odulación de 'recuencia FM * el 3ndice de )odulación en FM
Modulación en Frecuencia )e refiere a la forma de transmitir nformación a tra#és de una 7nda portadora #ariando su frecuencia. En este tipo de modulación la #ariación se produce en los saltos de frecuencias. +as características principales de la frecuencia modulada son )u modulación y su propagación por ondas directas como consecuencia de su ubicación en la banda de frecuencia de V
4ndice de )odulación El índice de modulación es la des#iación m%6ima de fase en radianes. Iara una modulación en frecuencia el índice de modulación es directamente proporcional a la amplitud de la se&al moduladora, e in#ersamente proporcional a la frecuencia de la se&al moduladora. $dem%s el índice de modulación para FM es a dimensional y solo se usa para describir la profundidad de la modulación lograda en una se&al moduladora con determinada amplitud m%6ima y frecuencia en radianes.
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Venta6a# de la FM #obre la !M
In)unidad al ruido +a mayor parte del ruido, incluyendo el ruido causado por el -ombre produce #ariaciones no deseadas de amplitud en la onda modulada es decir, ruido de $M!. Dic-as perturbaciones afectan a la amplitud de la onda produciendo una modulación adicional en amplitud, en el caso de las modulaciones en frecuencia como la amplitud debe ser constante es bastante f%cil de filtrar en el receptor la modificación de la amplitud8 sin embargo, en la modulación en amplitud se confunde con la modulación de la propia onda y puede dificultar en gran medida a la -ora de demodular la información ya "ue se puede confundir la modulación producida por la información y la producida por el ruido.
-e#e)"e7o ante el ruido * )e6ora)iento de la relación #e7al a ruido Con el uso de limitadores, los demuladores de FM pueden, en realidad, reducir el ni#el de ruido y me(orar la relación se&al a ruido durante el proceso de demodulación.
audio de B;<' a :B*<' formaba todo el espectro de frecuencias de información de #o' y msica. En :KH:, la FCC autori'o la transmisión estereofónica en banda comercial de FM. En la transmisión estereofónica, la se&al de información se di#ide espacialmente en dos canales de audio, de B;<' a :B*<' uno derec-o y uno i'"uierdo. $sí con la transmisión estereofónica es posible reproducir msica con una direccionalidad y dimensión espacial e6clusi#as, "ue antes solo era posible con la fuente #i#a, es decir con una fuente e6tendida. ;.
&u(l e# la banda de 'recuencia a#i+nada a la FM
)egn la FCC Comisión Federal de Comunicaciones! en Estados /nidos se -a asignado una banda de frecuencias de 0M<= al ser#icio de emisiones de FM. L para $mérica cubren la banda de 99 a :;9 M<'. Es decir "ue se ubican =;;,:@ =;; emisoras en la serie 998 99.:8 99.=8 99.8 99.NOO. :;A.98 :;A.K8 :;9. 5.
M,todo "ara +enerar FM
En la modulación angular, se toma la potencia de la portadora, con la modulación, y se redistribuye en las bandas laterales, por lo "ue, se podría decir, "ue la modulación angular pone la mayor potencia en la información.
+a modulación de una portadora sobre FM, aun"ue se puede reali'ar de #arias formas, resulta un problema delicado debido a "ue se necesitan dos características contrapuestas estabilidad de frecuencia y "ue la se&al moduladora #aríe la frecuencia. Ior ello, la solución simple de aplicar la se&al moduladora a un oscilador controlado por tensión VC7! no es satisfactoria.
/o#ibilidad de e)itir audio de )a*or 'idelidad.
Modulación del o#cilador:
+a ra'ón es "ue al modular en frecuencia se pueden abarcar anc-os de banda mayores. )egn el índice de modulación en FM se abarca mayor o menor anc-o y mayor anc-o implica m%s calidad de audio. El anc-o tiene "ue #er también con la frecuencia de modulación. En comunicaciones, interesa "ue se entienda lo "ue -abla, no interesan las frecuencias altas del espectro de la #o', ya "ue su información es poco til para ese fin, en cambio se lle#a potencia "ue necesitamos para me(orar la posibilidad de "ue nos escuc-en me(or. Iero para transmitir msica se "uerr% abarcar tonos m%s altos, compatibles con la audición normal de nuestros oídos.
En oscilador estable, controlado con un cristal piezoeléctrico, se a&ade un condensador #ariable con la se&al moduladora varactor!. Eso #aría ligeramente la frecuencia del oscilador en función de la se&al moduladora. Como la e6cursión de frecuencia "ue se consigue no suele ser suficiente, se lle#a la se&al de salida del oscilador a multiplicadores de frecuencia para alcan'ar la frecuencia de radiodifusión elegida.
#o de ener+3a * e'iciencia ener+,tica
8.
E9"liue la tran#)i#ión FM e#t,reo.
Moduladore# de 'a#e: /n modulador de FM se puede modelar e6actamente como un modulador de PM con un integrador a la entrada de la se&al moduladora.
Modulador con PLL:
Vuel#e a ser el VC7, pero a-ora su salida se compara con una frecuencia de referencia para obtener una se&al de error, de modo "ue se tiene una realimentación negati#a "ue minimi'a dic-o error. +a se&al de error se filtra para "ue sea insensible a las #ariaciones dentro del anc-o de banda de la se&al moduladora, puesto "ue estas #ariaciones son las "ue modulan la salida del VC7. Este método se -a impuesto con la llegada de los I++ integrados ya "ue -a pasado de ser el m%s comple(o y costoso a ser muy económico. Iresenta otras #enta(as, como es poder cambiar de frecuencia para pasar de un canal a otro y mantiene co-erentes todas las frecuencias del sistema >.
For)a# de onda
!n(li#i# )ate)(tico de FM? 'or)a# de onda? e#"ectro de#$iación de 'recuencia? 3ndice de )odulación? etc. Figura +. Forma de onda de una se"al modulada en &recuencia.
-e#$iación de 'recuencia @A' -e#$iación in#tant(nea de 'a#e Es el cambio instant%neo de fase de la portadora, en determinado momento, e indica cuanto est% cambiando la fase de la portadora con respecto a su fase de referencia.
Fa#e in#tant(nea Es la fase precisa de la portadora en un instante dado.
-e#$iación in#tant(nea de 'recuencia Es el cambio instant%neo en la frecuencia de la portadora, y se define como la primera deri#ada de la des#iación instant%nea con respecto al tiempo. Ior consiguiente la des#iación instant%nea de fase es la primera integral de la des#iación instant%nea de frecuencia.
Frecuencia in#tant(nea Es la frecuencia precisa de la portadora en determinado momento, y se define como la primera deri#ada de la fase instant%nea respecto al tiempo.
%en#ibilidad a la de#$iación +as sensibilidades a las des#iación son las funciones de transferencia de salida en función de la entrada de los moduladores, "ue producen la relación entre "ue par%metro de salida cambia con respecto a los cambios especificados de la se&al de entrada.
Es el cambio de frecuencia "ue sucede en la portadora cuando sobre ella acta la frecuencia la frecuencia de la se&al moduladora. )e e6presa normalmente como el despla'amiento m%6imo de frecuencia. En FM la des#iación m%6ima de frecuencia no es m%s "ue el producto a la sensibilidad a la des#iación y el #olta(e m%6imo de la se&al moduladora.
/orcenta6e de )odulación 7 también llamado modulación porcentual, para una onda con modulación angular, se calcula en forma distinta "ue en la onda de amplitud modulada. Con la modulación angular, el porcenta(e de modulación es tan solo la relación de des#iación de frecuencia producida realmente, entre la des#iación m%6ima de frecuencia permitida, e6presada en forma porcentual.
elación de de#$iación Es el índice de modulación en el peor de los casos, y es igual a la des#iación m%6ima de frecuencia m%6ima di#idida entre la frecuencia m%6ima de se&al moduladora. C.
&u(l e# el ancDo de banda a#i+nado a un tran#)i#or FM
+as emisoras de radio de FM, est%n separadas :;; *<' y para $mérica cubren la banda de 99 a :;9 M<'. Es decir "ue se ubican =;;,:@ =;; emisoras en la serie 998 99.:8 99.=8 99.8 99.NOO. :;A.98 :;A.K8
:;9. Cada emisora tiene una banda de 0B;*<' a PB; *<'. .
E9"liue ue e# FM de banda e#trecDa * FM de banda ancDa.
+a se&al FM #iene dada por
Dependiendo del #alor del índice de modulación Q se pueden distinguir dos casos de modulación en frecuencia FM de banda e#trecDa, para Q pe"ue&o.
20.
-ia+ra)a de bloue# de un tran#)i#or FM * de un tran#)i#or FM e#t,reo.
Tran#)i#or FM:
FM de banda ancDa, para Q grande.
.
Medio# u#ado# en la "ro"a+ación de la #e7al FM
Tran#)i#or FM e#t,reo:
Como condensador #ariable se suele usar un #aricap. Iroceso para generar la se&al FM
VI. BIBLIO1!FI!
R:S ))EM$) DE C7M/4C$C74E) DT$+E) L $4$+7TC7) U +E74 1 C7/C<
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