MODULADOR FM.

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1 MODULADOR FM

2 inventor norteamericano Edwin H. Armstrong en 1936.
CARACTERISTICAS DE FM El primer sistema operativo de comunicación radiofónica fue descrito por el inventor norteamericano Edwin H. Armstrong en 1936. La frecuencia modulada posee varias ventajas sobre el sistema de modulación de amplitud (AM) utilizado alternativamente en radiodifusión. Las características principales de la frecuencia modulada son: su modulación y su propagación por ondas directas como consecuencia de su ubicación en la banda de frecuencia de VHF. La modulación en frecuencia consiste en variar la frecuencia de la portadora proporcionalmente a la frecuencia de la onda moduladora (información), permaneciendo constante su amplitud

3 CARACTERISTICAS DE FM Las características derivadas de su mayor anchura de canal no son consecuencia directa de la tecnología de FM. La banda emisora FM cubre la zona de frecuencia de MHz. Si la amplitud de banda de un emisor es 1 MHz, entonces pueden caber (108-88)/1 = 20 emisores en la banda emisora FM. Si la amplitud de banda de un emisor es 0,2 MHz (= 200 KHz), entonces pueden caber (108-88)/0,2 = 100 emisores en la banda emisora FM.

4 SPECTRO DISPERSO Spread Spectrum ('espectro disperso') es una técnica de comunicación que por los altos costes que acarrea, se aplicó casi exclusivamente para objetivos militares, hasta comienzos de los años noventa. Sin embargo, comienza a surgir lentamente un mercado comercial. Seguramente mucha gente ha escuchado alguna vez nombrar a LAN (Local Area Networks: Area de redes locales). Estas son redes que comunican ordenadores entre sí a través de cables, lo que hace posible que por ordenador se pueda enviar correo dentro de un edificio determinado.

5 SALTO EN FRECUENCIA (FHSS: FREQUENCY HOPPING SPREAD SPECTRUM)
FHSS de banda estrecha consiste en que una trama de bits se envía ocupando ranuras específicas e tiempo en diversos canales de radio-frecuencia. FHSS de banda ancha consiste en que durante el intervalo de 1 bit se conmutan diversos canales de radio-frecuencia. Una transmisión en espectro ensanchado ofrece 3 ventajas principales: 1.- Las señales en espectro son altamente resistentes al ruido y a la interferencia 2.- Las señales en espectro son ensanchado son difíciles de interceptar. 3.- Trasmisiones en espectro ensanchado pueden compartir una banda de frecuencia con muchos tipos de trasmisores convencionales con mínima interferencia.

6 ¿QUÉ ES ACCESO INALÁMBRICO?
En muchos casos usuarios quieren acceder a un medio común para obtener un servicio. Ejemplos: computadoras conectadas a una red, teléfonos fijos y móviles, etc. El acceso inalámbrico es aquél en que los usuarios obtienen su servicio mediante un enlace óptico o de radio-frecuencias. Muchos piensan que esta será la tecnología de acceso del futuro porque evitará el uso de diferentes modos de conexión existentes hoy en día: RS-232C, RJ-45, RJ-11, Centronics, etc. Para tener acceso, se han creado protocolos que garantizan que el acceso obedezca a algún criterio acordado: acceso justo, dar prioridad a la información sensible a retardos, ofrecer garantías de transporte confiable, etc.

7 FRECUENCIAS PARA SISTEMAS SPREAD SPECTRUM, WI-FI, BLUETOOTH Y WLAN
Desde hasta MHz Interior y Exterior Desde 2, hasta 2, MHz Interior y Exterior Desde 5, hasta 5, MHz Uso Bajo Techo Desde 5, hasta 5, MHz Interior y Exterior

8 (FSK) TRANSMISÓN POR DESPLAZAMIENTO DE FRECUENCIA
La transmisión por desplazamiento de frecuencia (FSK), es una forma, en alguna medida simple, de modulación digital de bajo rendimiento. El FSK binario es una forma de modulación angular de amplitud constante, similar a la modulación en frecuencia convencional, excepto que la señal modulante es un flujo de pulsos binarios que varía, entre dos niveles de voltaje discreto, en lugar de una forma de onda analógica que cambia de manera continua. La expresión general para una señal FSK binaria es: donde v(t) = forma de onda FSK binaria Vc = amplitud pico de la portadora no modulada wc, = frecuencia de la portadora en radianes vm(t) = señal modulante digital binaria D w = cambio en frecuencia de salida en radianes

9 MODULADOR FM EN BANDA ANGOSTA, NBFM

10 MODULADOR FM EN BANDA ANCHA INDIRECTO

11 FRECUENCIA MODULADA (FM)
MODULACIÓN ANGULAR QUE TRANSMITE INFORMACIÓN A TRAVÉS DE UNA ONDA PORTADORA. LA SEÑAL PORTADORA VARIA SU FRECUENCIA Y LA SEÑAL MODULADA MANTENDRÁ FIJA SU AMPLITUD. ES EL PROCESO DE COMBINAR UNA SEÑAL DE AF (AUDIO FRECUENCIA) CON OTRA DE RF (RADIO FRECUENCIA) EN EL RANGO DE FRECUENCIAS ENTRE 88MHZ Y 108MHZ, TAL QUE LA AMPLITUD DE LA AF VARÍE LA FRECUENCIA DE LA RF.

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14 ESPECTRO DE FRECUENCIA EN FM
NO CONTIENE CANTIDADES SIGNIFICATIVAS DE POTENCIA TIENE INFINITAS FRECUENCIAS LATERALES, ESPACIADAS EN fm ALREDEDOR DE LA FRECUENCIA DE LA SEÑAL PORTADORA fp

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16 ECUACIÓN DE LA SEÑAL MODULADA EN FRECUENCIA.

17 Índice de Modulación Para una portadora modulada en frecuencia, el índice de modulación es directamente proporcional a la amplitud de la señal modulante e inversamente proporcional a su frecuencia y se muestra matemáticamente como:                                                                            =  K1Vm / Wm De donde K1 Vm = desviación de frecuencia (radian/segundo) La cantidad de bandas laterales depende del Índice de modulación (m ). Si m (en Hz) es igual a cero, no hay modulación. Si m es mayor que cero, la modulación ocurre tanto arriba como abajo de la frecuencia portadora P en intervalos iguales a la frecuencia moduladora M. Las bandas laterales pueden tener una amplitud positiva o negativa, dependiendo del valor de m. Cuando la amplitud es positiva, se dice que el componente está en fase. En el caso contrario, se dice que el componente está fuera de fase, y se representa gráficamente con las amplitudes hacia abajo.

18 Ventajas de la Modulación de Frecuencia sobre la de Amplitud
Mayor calidad de reproducción como resultado de su casi inmunidad hacia las interferencias eléctrica. En consecuencia, es un sistema adecuado para la emisión de programas (música) de alta fidelidad.  Necesitan una potencia de modulación mucho menor que las de amplitud.  Las señales moduladas en frecuencia son mucho menos afectadas por los ruidos y señales externas  Aumento en el ancho de banda de las señales moduladas en frecuencia.  ¿Por que las señales moduladas en frecuencia son mucho menos afectadas por los ruidos y señales externas?  Dichas 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 fácil de filtrar en el receptor la modificación de la amplitud; sin embargo, en la modulación en amplitud se confunde con la modulación de la propia onda y puede dificultar en gran medida a la hora de demodular la información ya que se puede confundir la modulación producida por la información y la producida por el ruido.

19 Aplicaciones En la radiodifusión:por la alta fidelidad de la radiodifusión de la música y el habla (88 y 108 MHz) En la televisión, en la subportadora de sonido donde la información de sonido modula en frecuencia la subportadora de sonido. En el sistema de televisión en color SECAM donde modula la información de color en FM. En los sistemas de vídeo analógicos, incluyendo VHS, para registrar la luminancia (blanco y negro) de la señal de video. En las frecuencias de audio para sintetizar sonido. Micrófonos inalámbricos: Debido a la mayor insensibilidad ante las interferencias, los micrófonos inalámbricos han venido utilizando la modulación de frecuencia. Navegación aérea. Sistemas como el DVOR (VOR Doppler), simulan una antena giratoria que, por efecto Doppler, modula en frecuencia la señal transmitida.

20 Ancho de banda  Al contrario que en el caso de Amplitud Modulada, que se concentra en la frecuencia portadora y dos bandas laterales, el ancho de banda de una señal de FM se extiende indefinidamente teniendo como una amplitud estándar o de rango de transferencia de 58kHz con 6 canales de transferencia, cancelándose solamente en ciertos valores de frecuencia discretos. Cuando la señal moduladora es una sinusoide el espectro de potencia que se tiene es discreto y simétrico respecto de la frecuencia de la portadora, la contribución de cada frecuencia al espectro de la señal modulada tiene que ver con las funciones de Bessel de primera especie Jn. A través de la regla de Carson es posible determinar el ancho de banda que se requiere para transmitir una señal modulada en FM (o PM). Mientras que la frecuencia AM contiene una amplitud del espectro de transferencia 38kHz y un ancho de banda de 56KB/s conteniendo 5 canales de transferencia.

21 CONCLUSIONES El ancho de banda teórico de una señal modulada en FM es infinito. FM presentó otras ventajas distintas con respecto a la modulación de amplitud pero no una reducción en el ancho de banda. La modulación FM es inmune a las no linealidades. Las no linealidades en este caso generan ondas moduladas con portadoras múltiplos de la original. Permite diseñar multiplicadores de frecuencia (generadores de ondas FM con portadora múltiplo de la original) a partir de sencillos elementos no lineales. Hay que tener cuidado con el corrimiento de fase o con la distorsión por retardo. El ancho de banda de una señal WBFM depende exclusivamente del valor pico de la señal moduladora m(t) y es independiente de su ancho de banda. El ancho de banda de una señal WBPM depende del espectro de la señal moduladora m(t) el cual depende del valor pico y del ancho de banda de la señal moduladora m(t). La modulación exponencial es no lineal por lo que el espectro de la señal modulada no está tan claramente relacionado con la banda base como en el caso de AM. La modulación exponencial es menos vulnerable ante señales interferentes de amplitud pequeña que la modulación lineal. La FM es menos vulnerable que la PM cuando la señal interferente tiene frecuencia próxima a la portadora.