Radiodifusión Sonora

Sistemas de Radiodifusión Sonora Analógicos

     Un sistema de radiodifusión se encarga de producir y difundir, mediante un  medio de transmisión, señales electromagnéticas de audio o video  destinadas a un público determinado. La radiodifusión de audio que  emplea como medio de transmisión al aire utiliza técnicas de modulación  llamadas Amplitud Modulada (AM) y Frecuencia Modulada (FM). Las ondas electromagnéticas están formadas por la conjunción de un  campo eléctrico y otro magnético, esta unión permite la transmisión de las  ondas por el espacio, es decir, su propagación. Para caracterizar una  onda electromagnética se establecen tres parámetros:   

• Frecuencia: Se refiere a un fenómeno periódico de ocurrencia  cíclica como una onda sonora. 
• Velocidad: Es igual a la velocidad de la luz (300.000 Km/s) y es  independiente de la frecuencia. 
• Longitud de onda: Es la velocidad de propagación (velocidad de la  luz) dividida entre la frecuencia.   

     Para realizar la radiodifusión, el audio que se encuentra en señales  eléctricas se convierte mediante un emisor en corrientes de Radio  Frecuencia (RF), estas a su vez se transforman en ondas electromagnéticas  al ser aplicadas a una antena de emisión. Por el contrario, estas ondas al  ser captadas por la antena de un receptor, se convierten en débiles  corrientes eléctricas; las cuales son amplificadas y tratadas para que  puedan excitar el altavoz. Figura1.1  

     Para transmitir información es necesario manipular la onda de emisión. A la  onda que se genera en el transmisor mediante un circuito electrónico,  conocido como oscilador, se le llama onda portadora y es la que  transporta la información.Es necesario realizar una sintonización para recibir la información  adecuadamente, es decir, el oscilador del receptor  y del transmisor  deberán estar trabajando a la misma frecuencia. En el receptor la onda portadora es anulada o seleccionada y amplificada gracias a la  sintonización.

     El tipo de transmisión más empleado es el que utiliza dos osciladores, el de  RF, que genera la portadora, y el de Audio Frecuencia (AF); ambas señales  se mezclan de forma que la señal de AF se monta sobre la señal de RF, lo  que se conoce como modulación. Los métodos de modulación más  conocidos para la transmisión de sonido e imagen son modulación de  amplitud y modulación de frecuencia.

Sistema de Amplitud Modulada (AM)

     Las señales de AF, que van de los 20 Hz a los 20 KHz, no pueden viajar a  largas distancias, en cambio las señales de RF son de frecuencias más  elevadas y pueden desplazarse a mayores distancias con una potencia  mucho menor. Es por eso que para transmitir información (señal de AF) a  gran distancia, esta señal modula o codifica a una portadora (señal RF). 

• En un modulador AM las señales de entrada son la RF de amplitud y  frecuencia constante y la AF o moduladora y el parámetro que se  modifica en la señal portadora por la señal moduladora es la amplitud.

• Un transmisor de AM cuenta con un oscilador que produce una corriente  eléctrica de muy alta frecuencia (radiofrecuencia), cuyo valor se  encuentra entre los 30 kHz y 300 MHz; esta corriente se amplifica y se aplica  a un modulador. Por otra parte, una señal con frecuencias acústicas  (audiofrecuencia) se transforma en una corriente eléctrica, es amplificada  y se alimenta al modulador. Éste mezcla ambas señales produciendo una  corriente de alta frecuencia modulada en su amplitud; la cual lleva incorporadas las características de la señal de audiofrecuencia.                                                                        
• Finalmente, la corriente modulada se hace pasar por la antena que emite  ondas electromagnéticas con la misma frecuencia y amplitud que tiene la  corriente que la alimentó. La frecuencia de emisión de la estación de radio  es la frecuencia que produce el oscilador. Figura 1.2.

     En el proceso de modulación la amplitud de la portadora varía de  acuerdo a la variación de la señal de audio. La amplitud de la envolvente  de la portadora modulada, depende de la amplitud de la portadora y de  la moduladora (la señal de audio). Figura 1.3.

      En la recepción, las ondas electromagnéticas son captadas por medio de  una antena,  en la que se induce una corriente eléctrica con las mismas  características de frecuencia y amplitud de las ondas. La corriente es  seleccionada de cualquier otra emisión o ruido con un sintonizador de  frecuencia. Posteriormente, se amplifica, se hace pasar por un filtro, que  elimina la componente de alta frecuencia y se hace pasar a una bocina  que la transforma en una onda de sonido. Figura 1.4

     Al realizar el proceso de modulación se tienen tres frecuencias: La  frecuencia de la portadora f, la frecuencia suma de la portadora y la  información y la frecuencia diferencia de la portadora y la información.  Esto significa que la información no la compone una onda única, sino  varias dentro de una banda, se necesita un gran ancho de banda para transmitir información con buena calidad de sonido, cuya frecuencia  estuviera entre los 20 Hz y 20 KHz.  

     Sin embargo, en la recepción con amplitud modulada los desvanecimientos de señal no provocan demasiado ruido, por lo que es  empleado en algunas comunicaciones móviles, entre un avión y la torre de control por ejemplo. Por otra parte, la modulación en amplitud tiene el  inconveniente de ser vulnerable a las interferencias.

Sistema de Frecuencia Modulada (FM)

     En 1933 Armstrong inventó otro tipo de emisión de señales de radio, la  frecuencia modulada. En este sistema la frecuencia emitida por el  oscilador se cambia de acuerdo con el valor de la amplitud de la onda  sonora que se desea transmitir. Mientras más intensa sea la onda acústica,  mayor será el valor de la frecuencia de la onda emitida.

La frecuencia modulada tiene varias ventajas sobre la AM, la más  importante es que casi no le afectan las interferencias y descargas  estáticas. La FM se propaga por ondas directas como consecuencia de su  ubicación en la banda de frecuencia de entre los 88 y 108 MHz.

La transmisión por modulación de frecuencia consiste en modular la  portadora de forma que la señal de entrada o AF (Figura 1.5) le haga  aumentar o disminuir su frecuencia. Como en la AM, la portadora (Figura  1.5) se está irradiando continuamente por la antena, en los silencios la  portadora saldrá con la frecuencia del oscilador, cuando el dispositivo de  sonido capte una señal, ésta modulará la portadora haciéndole variar su  frecuencia (Figura 1.6).

     Es así como, la modulación en frecuencia permite variar la frecuencia de  la portadora proporcionalmente a la frecuencia de la onda moduladora,  permaneciendo constante su amplitud.  Al contrario de la AM, la FM  crea un conjunto de bandas laterales cuya extensión depende de la amplitud de la onda moduladora. Por ello, el  ancho de banda de un canal de FM es mayor. Desde un punto de vista  práctico,  se puede saber hasta dónde llegan las componentes  importantes, la regla de Carson dice que el ancho de banda de FM es el  doble del de la señal moduladora.

     La propagación de FM en la banda de  VHF (30 - 300 MHz) se realiza por  medio de ondas directas, que se caracterizan por su direccionalidad y su  limitada cobertura. Esto provoca que las señales de FM puedan ser  fácilmente absorbidas por los obstáculos que encuentran en su trayectoria  y que solo se emplee como servicio de radio local principalmente, ya que  para incrementar su cobertura se necesitarían repetidores,  lo que equivale  a una mayor inversión.

      Una señal modulada en FM puede ser usada para transportar una señal  estereofónica, esto se logra mediante una múltiplexación de los canales  izquierdo y derecho de la señal estéreo antes del proceso de modulación.  En el receptor se lleva a cabo la demultiplexación después de la  demodulación de la señal FM. 

Preguntas:

• ¿Cuales son los parametros de una onda electromagnetica?
• Diferencia entre AM y FM
• ¿Cual es mejor entre AM y FM segu sus caracteristicas?