5_Modulación FM

Programa de Técnico en
Telemática
Tecnologías de Comunicación
de Datos: Modulación
Angular
Ing. Aníbal Coto Cortés
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Modulación Angular
• Definiciones: FASE y FRECUENCIA de
una señal portadora.
• Señal PM y Señal FM.
• Modulaciones de Banda Angosta y de
Banda Ancha.
• FM estéreo.
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Modulación Angular
• También llamada exponencial o no lineal.
• La amplitud de la onda se mantiene
constante, mientras que se varía el ángulo
de la portadora de forma proporcional a la
información.
cos(θ (t )) = cos(ωct + φ0 )
1
424
3
ωc , φ0 ⇒ ctes
Angulo
3
Modulación Angular
• El ángulo está formado por la fase φ0
y por la frecuencia ωc multiplicada por el
tiempo: ωct = fase
• Esto da dos posibilidades de modulación:
haciendo variar la fase o la frecuencia de
manera proporcional a la señal de
información f (t )
• La amplitud de la onda permanece
constante
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Modulación Angular
• PM: Se hace variar a la fase de forma
proporcional a la información.
θ i = ωct + k p f (t )
• FM: Se hace variar a la frecuencia
instantánea de forma proporcional a la
información.
ωi = ωc + k f f (t )
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Modulación Angular
• Las expresiones de las respectivas ondas
moduladas son:
• En términos de frecuencia instantánea:
ωiPM
df (t )
= ωc + k p
dt
ωiFM = ωc + k f f (t )
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Modulación Angular
• En FM la frecuencia es directamente
proporcional a la información. A más
información: más frecuencia.
• En PM la frecuencia es directamente
proporcional a la derivada de la
información, que es equivalente a la
pendiente de la señal. A más pendiente
de la señal de información: más
frecuencia.
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Modulación Angular
• Una variación en frecuencia produce una
variación en fase.
• Una variación en fase produce una
variación en frecuencia.
• Por lo tanto, modular en frecuencia implica
modular en fase; y modular en fase
implica modular en frecuencia.
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Modulación Angular
9
Modulación Angular: FM
10
Modulación Angular: FM
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PM y FM
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Modulaciones de Banda Angosta
• Analizando la desviación de frecuencia de
las señales de PM y FM, se tiene que:
df (t ) ω
iFM = ωc + k f f (t )
ωiPM = ωc + k f
dt
• Pudiéndose expresar ambas como:
ωi = ωc + k ⋅ g (t )
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Modulaciones en Banda Angosta
• k ⋅ g (t ) constituye la desviación de
frecuencia de la portadora a partir de su
valor fijo ωc
• La constante k controla la desviación.
• Si k ⋅ g (t ) << 1 se dice que la modulación
es de banda angosta (NBFM, NBPM).
• En este caso el ancho de banda de la
señal modulada es igual que en AM: dos
veces el de la señal en banda base.
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Modulaciones en Banda Ancha
• Si la constante k es lo suficientemente
grande como para que la condición
k ⋅ g (t ) << 1 no se cumpla, se dice que se
tiene modulación de banda ancha (WBFM,
WBPM).
• En modulación de Banda Ancha, el ancho
de banda es el doble de la desviación
máxima de frecuencia.
∆ω = k g (t ) MAX
AB = 2∆ω
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Espectro de Banda Ancha
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Índice de modulación
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Espectros de FM con modulación de tono
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Potencia de una señal modulada
por ángulo
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Ventajas de la modulación angular
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Aplicaciones de la modulación
angular de Banda Ancha
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Aplicaciones de la modulación
angular de Banda Angosta
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Generación de FM
• Existen 2 tipos: FM indirecta y FM directa.
• La más usada es la FM directa, que hace
uso de un VCO (Voltage Controlled
Oscillator).
• La frecuencia de salida del VCO varía de
forma lineal con la tensión de control.
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Generación de FM
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Demodulación angular
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Receptor de FM (heterodino)
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FM estéreo
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FM estéreo
28
FM estéreo
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AM vs FM
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