FM de Banda Ancha

El ancho de banda depende ms que nada de la desviacin de frecuencia pico, f. esto para

una constante moduladora dada, y est depende a su vez de la amplitud de la seal

moduladora. En consecuencia, se debe establecer algn limite de la seal moduladora para

evitar anchos de bandas excesivos.

Para la radiodifusin comercial FM, la FCC (Comisin Federal de Comunicaciones) ha

asignado una banda de frecuencias de 20 MHz, al servicio de emisiones de FM, que va de los

88 a los 108 MHz. Esta banda de 20 MHz, se divide en canales de 100 y 200kHz de ancho de

banda, que comienzan en 88.1 MHz, es decir 88.3 MHz, 88.5 MHz y as sucesivamente.

Para tener una msica de alta calidad y confiable, la desviacin mxima de frecuencia

permitida es de 75kHz con una frecuencia mxima de seal moduladora de 15kHz.

(Reglamento de Radiodifusin Sonora, Capitulo V, Parmetros tcnicos de operacin)

Moduladores de Frecuencia y de Fase

La principal diferencia entre los moduladores de frecuencia y de fase radica en si

cambia la frecuencia o la fase de la portadora, en forma directa, debido a la seal

moduladora, y de cual propiedad cambia en forma indirecta.

Cuando la seal de informacin modifica la frecuencia del oscilador de portadora,

resulta FM directa (PM indirecta). Cuando la seal de informacin modula la fase de la

seal portadora, resulta la PM directa (FM indirecta).

La ventaja de la FM directa, es que se obtiene con facilidad desviaciones relativamente

altas, de frecuencia e ndices de modulacin, debido a que los osciladores son

inherentemente inestables. Su desventaja radica en que se deben sintonizar los

osciladores LC, inestables, para producir la frecuencia de portadora; adems requiere

la adicin de algn tipo de circuito de control automtico de frecuencia (AFC) para

mantener la frecuencia de la portadora dentro de los estrictos limites de estabilidad de

frecuencia de la FCC.

La principal ventaja de la PM directa, es que el oscilador de portadora esta separado del

circuito real de modulacin, por lo que se podra ser una fuente estable. La desventaja

seria, que es mas difcil lograr grades desviaciones de fase por el hecho de que los

osciladores son inherentemente inestables.

Moduladores de FM directos:

La frecuencia de la portadora varia directamente por la seal modulante.

En la FM directa la frecuencia del oscilador se cambia directamente por la seal modulante

y la magnitud del cambio de frecuencia es proporcional a la amplitud del voltaje de la seal

modulante.

Hay tres mtodos comunes para producir modulacin directa de frecuencia:

- Moduladores de Diodo Varactor: Se usa un diodo varactor para transformar los cambios de amplitud de la seal moduladora en cambios de frecuencia. La desviacin de frecuencia

pico se limita a valores pequeos. Se trabaja con ndices bajos.

- Modulador de Reactancia de FM: la mxima desviacin de frecuencia obtenida es de 5KHz.

- Moduladores de FM directa en circuito integrado lineal: son estables pero tienen una baja potencia de salida, obligando a tener otros componentes externos para que funcione.

Modulador directo de FM sencillo

Modulador directo de FM con diodo varactor

Moduladores de PM directos:

La modulacin directa de PM, es una modulacin angular en la que se desva la frecuencia de

la portadora en forma indirecta, mediante la seal moduladora, y se cambia en forma directa

la fase de l portadora.

La fase instantnea de la portadora es directamente proporcional a la seal moduladora. Y el

desplazamiento de fase es directamente proporcional a la amplitud de la seal moduladora.

- Moduladores de Diodo Varactor: Este tipo de moduladores deben mantener bastante

pequea la amplitud de la seal moduladora, para evitar distorsin en la forma de onda

modulada; limitando la desviacin de fase a valores pequeos, y uso a aplicaciones de bajo

ndice y banda angosta.

- Modulador con Transistor: Es un circuito amplificador, clase A, en donde la portadora sufre

desplazamientos de fase, producto de la amplitud de entrada de la seal moduladora.

Modulador directo de PM

Modulador directo de PM con transistor

Transmisores de FM directa:

En la onda de salida, la desviacin de frecuencia es directamente proporcional a la seal

modulante. (Control de Frecuencia Automtica: AFC)

-Transmisor directo de FM de Crosby: Usa multiplicacin de frecuencia; en donde la desviacin de frecuencia y de fase se multiplican tambin, junto con el ndice de

modulacin; sin verse afectada la frecuencia de la seal moduladora (fm).

- Transmisor directo de FM con lazo de fase cerrada: VCO, Oscilador controlado por tensin.

Transmisores indirectos de FM: la desviacin de fase es directamente proporcional a la

seal modulante.

-Transmisor indirecto de FM de Armstrong: Portadora cambia de fase 90

Transmisor directo de FM de Crosby

Transmisor directo de FM con lazo de fase cerrada

Transmisor indirecto de FM de Armstrong

Demoduladores de FM: La demodulacin en frecuencia es el proceso que permite

recuperar la seal moduladora a partir de la seal FM.

Los demoduladores de FM son circuitos dependientes de la frecuencia, diseados para producir un voltaje de salida que sea proporcional a la frecuencia instantnea en su

entrada. El esquema ms sencillo para demodular una seal FM se denomina discriminador en

frecuencia.

Discriminadores de frecuencia con circuito sintonizado: - Detector de pendiente. - Discriminador de Foster-Seeley.

- Detector de pendiente balanceado. - Detector de relacin.

Los discriminadores de frecuencia de circuito sintonizado, se convierten de FM a AM y

despus demodulan la envolvente de AM con detectores de picos convencionales.

Receptor de FM con doble conversin

Detector balanceado por pendiente

Detector por pendiente

Discriminadores de Foster-Seeley

Demoduladores de FM:

-Demodulador de FM con lazo de fase cerrada (PLL):

-Demodulador de FM en cuadratura: Utiliza un desplazador de fase de 90 , y un detector de productor para demodular las seales de FM.

La diferencia entre Modulacin de Frecuencia (FM), y Modulacin de Fase (PM), es

sencillamente el ndice de modulacin.

Para la PM, el ndice de modulacin es directamente proporcional a la amplitud de la

seal moduladora, e independiente de su frecuencia.

Otra caracterstica de la PM, es si f y fm aumentan en forma proporcional, el ndice de

modulacin permanece constante.

Un modulador de FM precedido por un diferenciador genera una forma de onda PM.

Con FM, el ndice de modulacin es directamente proporcional a la amplitud de la seal

modulad ora e inversamente proporcional a su frecuencia.

Un modulador de PM precedido por un integrador produce una forma de onda de FM.