PRINCIPIOS DE MODULACIÓN
ANALÓGICA EN AMPLITUD
Conceptos y Fundamentos de la Modulación de
Amplitud
• Modulación es el proceso de modificar la característica de
una señal de acuerdo con la característica de otra señal. La
señal de información (voz, video, datos binarios u otro tipo
de información se utiliza para modificar una señal con una
frecuencia más alta llamada portadora. La señal de
información se denomina señal moduladora y la señal con
una frecuencia más alta se llama onda portadora o
modulada
Modulación de AM y de FM
Conceptos y Fundamentos de la Modulación de
Amplitud
Representación Matemática de la Modulación de
Amplitud
• Las señales senoidales de corriente alterna (AC) pueden
representarse en forma matemática mediante funciones
trigonométricas. Por ejemplo, la onda portadora senoidal
puede expresarse mediante la siguiente ecuación:
v P  V P sen 2  f p t
Representación Matemática de la Modulación de
Amplitud
• v P = valor instantáneo del voltaje de la onda senoidal de la
portadora en un tiempo específico dentro del ciclo
•V P = valor máximo de la portadora senoidal no modulada
medido entre cero y la amplitud máxima de las alternancias
positivo y negativo
• f p = es la frecuencia de la onda senoidal de la portadora;
• t = un punto particular en el tiempo durante el ciclo de la
portadora.
Representación Matemática de la Modulación de
Amplitud
• De la misma forma una señal moduladora de onda senoidal
puede expresarse de una fórmula similar
v m  V m sen 2  f m t
Representación Matemática de la Modulación de
Amplitud
• vm = valor instantáneo de la señal de información
• Vm = amplitud máxima de la señal de información
•
fm = frecuencia de la señal moduladora
Índice y Porcentaje de Modulación
• El índice de modulación sólo es el cuociente del voltaje
máximo de señal moduladora y el voltaje de la portadora.
m 
Vm
Vp
• Cuando el índice de modulación se multiplica por 100 ,
el grado de modulación queda expresado en porcentaje.
• Es más común expresar la magnitud de la modulación
de amplitud en porcentaje que como valor fraccionario.
• En la práctica es deseable operar una modulación tan
próxima a 100% como sea posible.
Espectro de Frecuencias de una Señal en
Amplitud
• Siempre que una señal de información modula una
portadora, como parte del proceso se generan señales con
diferentes frecuencias. Estas nuevas frecuencias se llaman
frecuencias laterales o bandas laterales y ocurren en el
especto de frecuencias situado inmediatamente arriba y
debajo de la frecuencia portadora.
535KHz
540KHz
550KHz
560KHz
1590KHz
1600KHz
1
2
3
106
107
1605KHz
10 KHz canal
Espectro de frecuencias de la banda de radiodifusión de AM
Bandas Laterales
• Las bandas laterales se presentan en frecuencias y son la
suma y diferencia entre las frecuencias de la portadora y de
la moduladora. Cuando se trata de señales formadas por
más de una frecuencia, es mejor mostrar la señal de AM en
el dominio de la frecuencia en vez del dominio del tiempo.
v AM
 V p sen 2  f p t 
Portadora
Vm
2
sen 2  t  f p  f m
Banda Lateral Inferior
BLI

Vm
2
sen 2  t  f p  f m

Banda Lateral Superior
BLS
Bandas Laterales
• La onda AM es la
suma algebraica de
las ondas seno de la
portadora y de las
bandas laterales.
a) moduladora
b) banda lateral inferior
a)
b)
c)
d)
c) portadora;
d) banda lateral superior;
e) onda compuesta AM
ciclo
e)
estas amplitudes
instantáneas se
suman para producir la
resultante
Bandas Laterales
3KHz
300Hz
3KHz
300Hz
bandas
laterales
inferiores
f p -3KHz
bandas
laterales
superiores
fp
f p+3KHz
frecuencia
Bandas laterales superior e inferior de una señal
de voz moduladora de AM
Representación de una Señal AM en el Dominio
de la Frecuencia
• Otro método para mostrar las señales de las bandas
laterales es trazar las amplitudes de la portadora y de las
bandas laterales con respecto a la frecuencia.
• El eje horizontal representa frecuencia y el eje vertical las
amplitudes de las señales.
• Las señales pueden ser voltaje, corriente o magnitudes de
la potencia y pueden expresar en valores máximos o RMS.
• El trazado de la amplitud de una señal versus la frecuencia
se denomina representación en el dominio de la frecuencia.
• El instrumento conocido como analizador de espectros se
emplea para presentar una señal en el dominio de la
frecuencia.
Representación de una Señal AM en el Dominio
de la Frecuencia
Ancho de banda
• El ancho total de la banda es sólo la diferencia entre las frecuencias
superior e inferior de las bandas laterales.
Distribución de Potencias en una Señal Modulada
en Amplitud para un Sistema DBLCP
• Para comunicarse por radio, la señal AM es amplificada
con un circuito amplificador de potencia y se envía a una
antena que tiene impedancia característica R.
• La potencia total transmitida se divide entre la portadora y
las bandas laterales superior e inferior.
• La potencia total transmitida, PT, solo es la suma de la
potencia PC de la portadora y la potencia de las bandas
laterales PBLS y PBLI.
PT  PC  PBLI  PBLS
Potencias de Bandas Laterales
• Depende del valor del índice de modulación.
• Cuanto mayor sea el índice de modulación, tanto más alta
será la potencia de la banda lateral.
• La potencia PS en cada banda lateral esta determinada por
la expresión
PS  PBLI  PBLS 
Pc  m
4
2

Doble Banda Lateral y Banda Lateral Única Sin
Portadora
• Como dos tercios de la potencia transmitida aparecen en la
portadora, que no transmite información alguna, y la
verdadera información está en las bandas laterales se puede
suprimir la portadora.
• Al suprimir la portadora, la señal resultante se reduce a las
bandas laterales superior e inferior.
• Esta señal se llama señal de portadora suprimida y doble
banda lateral (DSSC o DBL).
Doble Banda Lateral y Banda Lateral Única Sin
Portadora
• La modulación de amplitud genera dos conjuntos de
bandas laterales, cada una de las cuales contiene la misma
información.
• Siendo que la información de la señal AM o DBL es
redundante, la información puede transmitirse en una sola
banda lateral,
• Al eliminar una banda lateral se produce una señal de
banda lateral única (BLU)
• Suprimiendo la portadora y una banda lateral se produce
una señal AM más eficiente.
Doble Banda Lateral Sin Portadora
• Durante el proceso de
modulación la portadora
se suprime, se conserva
las dos señales de la banda
lateral.
• Aún cuando la portadora
se ha eliminado las señal
DBL de dominio de
tiempo es una onda
senoidal en que la
amplitud de la frecuencia
portadora varía.
Portadora
Suprimida
BLI
fc - fm
BLS
fc
fc + fm
Frecuencia
BLU en Dominio de la Frecuencia
Portadora
BLI
fc - fm
Suprimidas
BLS
fc
fc + fm
Frecuencia
Banda Lateral Única
2
PT = P p +m Pp /2
2
Sistema de banda lateral
única:
amplitud
fm
2
LSB
USB
fp
2
2
amplitud
Pp = Vp /R
b
con
señal
modulante
2
PLSB= 0
PUSB= m Pp /4
fm
USB
fp
Pp = 0
c
señal
modulante
2
PLSB= 0
PUSB= m Pp /4=PT
fm
USB
fp (suprimida)
2
P T = 0.01Pp +m Pp /4
2
Pp= (0.1Vp) /R
d
con
e) banda lateral independiente
2
PLSB= m Pp /4 PUSB= m Pp /4
de
c) banda lateral única con
portadora suprimida
d) banda lateral única
portadora reducida
señal
modulante
PT = P p +m Pp /4
amplitud
b) banda lateral única
portadora completa
a
amplitud
a) AM
convencional
DSBFC
Pp = Vp /R
señal
modulante
2
PLSB= 0
PUSB= m Pp /4
fm
USB
fp
2
P T = 0.01Pp +m Pp /2
2
Pp= (0.1Vp) /R
e
amplitud
•
señal
modulante
fm
2
2
PLSB= m Pp /4 PUSB= m Pp /4
ch A
ch B
fp
2
PT = Pp +m Pp/4+PLSB
f) banda lateral vestigial
2
f
amplitud
Pp = Vp /R
señal
modulante
fm
2
PLSB= < PUSB PUSB = m Pp /4
LSB
USB
fp
AM de Banda Lateral Vestigial
• La AM de banda lateral vestigial (VSB=Vestigial Side
Band) es una forma de modulación de amplitud en donde
la portadora y una banda lateral completa se transmiten,
pero sólo se transmite parte de la segunda banda lateral. La
portadora se transmite a toda potencia. En la VSB, las
frecuencias inferiores de la señal modulantes se transmiten
en doble banda lateral y las frecuencias superiores de la
señal modulante se transmiten en banda lateral única. En
consecuencia, las frecuencias inferiores pueden apreciar el
beneficio de la modulación al 100%, mientras que las
frecuencias superiores no pueden lograr más que el efecto
del 50% de modulación. Por consiguiente, se enfatizan las
señales modulantes de frecuencia superiores.
+Vc c
T1
S a lid a
AM
C3
E ntra d a
P o rta d o ra
de R F
Q1
L1
L2
L3
C5
C4
T2
E ntra da
S eñ a l
M o d u la d o ra
C4
L4
C1
L3
E ntra da
P orta do ra
de R F
Q1
L1
L2
C3
R1
C2
+Vcc
T1
E ntra da
S eñ al
M o du la do ra
C5
C6
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Bandas Laterales