Modulación de amplitud. Técnica para transmitir información como patrón de variaciones de amplitud de una portadora sinusoidal.

• Amplitud (Amplitude)
• Amplitud modulada (AM) (Amplitude modulation (AM))
• Banda lateral inferior (BLI) (Lower sideband (LSB))
• Banda lateral superior (BLS) (Upper sideband (USB))
• Cuando la señal es compleja, como el audio real, que contiene frecuencias entre 20 Hz y 20 kHz, aparecen múltiples componentes en las bandas laterales, correspondientes a cada componente de frecuencia de la señal de audio (When the signal is complex, such as real audio containing frequencies between 20 Hz and 20 kHz, multiple sideband components appear, corresponding to each frequency component of the audio signal)
• Cuando una portadora es modulada, aparecen nuevas frecuencias a su alrededor: la frecuencia lateral inferior (f_p − f_m) y la frecuencia lateral superior (f_p + f_m) (When a carrier is modulated, new frequencies appear around it: the lower side frequency (f_p − f_m) and the upper side frequency (f_p + f_m))
• Ecuación de la señal modulada en AM (Equation of the AM signal)
• Envolvente (Envelope)
• Espectro de frecuencias de una oscilación modulada en amplitud por una frecuencia f_m constante (Frequency spectrum of an oscillation amplitude-modulated by a constant frequency f_m)
• Esquema de bloques del proceso de modulación (Block diagram of the modulation process)
• Estas bandas laterales contienen la información, mientras que la portadora sirve como referencia (These sidebands contain the information, while the carrier serves as a reference)
• Frecuencia de la portadora (f_p) (Carrier frequency (f_p))
• Frecuencia de la señal moduladora (f_m) (Modulating signal frequency (f_m))
• Frecuencia en kilohercios: f (kHz) (Frequency in kilohertz: f (kHz))
• Frecuencia lateral inferior: f_p − f_m (Lower side frequency: f_p − f_m)
• Frecuencia lateral superior: f_p + f_m (Upper side frequency: f_p + f_m)
• Frecuencia modulada (FM) (Frequency modulation (FM))
• Función seno: portadora (Sine function: carrier)
• La señal moduladora, la señal portadora y la señal modulada en AM en sus distintas etapas (The modulating signal, carrier signal, and AM signal at their respective stages)
• Modulación de fase (Phase modulation)
• Modulación y transmisión de datos (Modulation and data transmission)
• Modulador (Modulator)
• Onda moduladora f_m de 20 kHz (20 kHz modulating wave f_m)
• Oscilador de baja frecuencia (BF) (Low-frequency oscillator)
• Oscilador de radiofrecuencia (RF) (Radio-frequency oscillator)
• Portadora f_p de 100 kHz (100 kHz carrier f_p)
• Portadora modulada con señal de audio (Carrier modulated by an audio signal)
• Representación matemática de la modulación en AM (Mathematical representation of AM modulation)
• Señal (Signal)
• Señal de baja frecuencia (BF), moduladora (a) (Low-frequency modulating signal (a))
• Señal de voz: moduladora (Voice signal: modulating signal)
• Señal enviada: modulada (Transmitted signal: modulated signal)
• Señal modulada (Modulated signal)
• Señal moduladora (Modulating signal)
• Señal moduladora: y_s(t) = A_s · cos(ω_s · t) (Modulating signal: y_s(t) = A_s · cos(ω_s · t))
• Señal portadora (Carrier signal)
• Señal portadora: y_p(t) = A_p · cos(ω_p · t) (Carrier signal: y_p(t) = A_p · cos(ω_p · t))
• Señal portadora de RF sin modular (Unmodulated RF carrier signal)
• Señal portadora de RF sin modular entre 0 y 50 μs, y modulada por la señal de audio a partir de 50 μs (b) (RF carrier signal unmodulated between 0 and 50 μs, and modulated by the audio signal from 50 μs onward (b))
• Tiempo (t) (Time (t))
• Tiempo en microsegundos: t (μs) (Time in microseconds: t (μs))
• Voltaje (V) (Voltage (V))

(Véase AMPUTUDE MODULATION).

Figuras :

Las imágenes ilustran el principio y comportamiento de la modulación de amplitud (AM), un método de transmisión en el cual la amplitud de una onda portadora de alta frecuencia varía en proporción con la señal de audio (baja frecuencia) que se desea transmitir.

En la primera imagen, se comparan dos combinaciones de señales: en circuitos lineales, la señal de audio afecta sutilmente a la portadora de RF; en circuitos no lineales, se obtiene una señal de RF cuya amplitud varía según la envolvente de la señal de audio, es decir, una onda modulada en amplitud.

La segunda imagen detalla gráficamente el proceso de modulación:

• A: una portadora sin modular, constante en amplitud.
• B: una señal de audio pura.
• C y E: portadoras moduladas al 50% y al 100% respectivamente.
• D: una señal de audio con mayor amplitud incrementa el nivel de modulación.
  Estos ejemplos evidencian cómo se combinan ambas señales para obtener una portadora cuya amplitud se ajusta de acuerdo a las variaciones de la señal modulante.

En la tercera imagen se analiza la onda modulada al 100%. Cuando la señal de audio alcanza su pico máximo, la amplitud de la portadora se reduce a cero, interrumpiendo momentáneamente la portadora. Si se excede ese valor, se produce una sobremodulación, lo cual puede generar distorsión.

La cuarta imagen muestra el concepto de bandas laterales. Al modular una portadora de 1000 kHz con una señal de 5 kHz, se generan dos frecuencias adicionales: 995 kHz (banda lateral inferior) y 1005 kHz (banda lateral superior). Estas bandas contienen la información de la señal original y, junto con la portadora, forman el espectro completo de una señal AM.

Figura : concepto de bandas laterales. Al modular una portadora de 1000 kHz con una señal de 5 kHz, se generan dos frecuencias adicionales: 995 kHz (banda lateral inferior) y 1005 kHz (banda lateral superior). Estas bandas contienen la información de la señal original y, junto con la portadora, forman el espectro completo de una señal AM.

Fkigura : La imagen muestra la distribución de potencia en una señal de radiofrecuencia modulada en amplitud (AM) al 100% de modulación, es decir, cuando la señal de audio alcanza su máximo permitido respecto a la portadora.

Desglose de la imagen

Portadora:

• Tiene una potencia base de 50 watts. Es constante y no contiene información útil, pero es necesaria para demodular la señal en el receptor.

Bandas laterales:

• Se generan como resultado de la modulación. Cada una (superior e inferior) contiene la información de la señal de audio.

En este caso, cada banda lateral tiene 12.5 watts, lo que suma 25 watts de potencia útil.

Total de la señal modulada:

• La potencia total es la suma de la portadora y las bandas laterales:

50 + 12.5 + 12.5 = 75 watts

• Solo 1/3 de la potencia total (25 W) lleva información útil.
• La portadora (50 W) no transporta contenido, pero es imprescindible para la demodulación.
• Mejorar la eficiencia implica usar técnicas como la modulación en banda lateral única (SSB), que elimina la portadora y una banda lateral.

Este conjunto de imágenes resume el funcionamiento práctico y matemático de la modulación AM, clave en radiocomunicaciones.

• Amplitud de audio ( Audio amplitude )
• Aumenta la amplitud de la señal ( Increases the amplitude of the signal )
• Banda lateral inferior ( Lower sideband )
• Banda lateral superior ( Upper sideband )
• En este tiempo la RF está interrumpida ( At this time the RF is interrupted )
• Envoltura de modulación ( Modulation envelope )
• Forma de onda de audio con variaciones de RF ( Audio waveform with RF variations )
• Frecuencia de la señal modulante ( Modulating signal frequency )
• Frecuencia de la señal modulante más alta ( Highest modulating frequency )
• Frecuencia de la señal modulante más baja ( Lowest modulating frequency )
• Frecuencia modulante ( Modulating frequency )
• Frecuencia portadora ( Carrier frequency )
• La amplitud máxima de audio excede a la portadora ( Maximum audio amplitude exceeds the carrier )
• Modulación de amplitud del 100 x 100 ( 100% amplitude modulation )
• Portadora modulada al 100 x 100 ( Carrier modulated at 100% )
• Portadora modulada al 50% ( Carrier modulated at 50% )
• Portadora sin modular ( Unmodulated carrier )
• RF modulada en amplitud ( Amplitude modulated RF )
• Señal de audio ( Audio signal )
• Tiempo para un ciclo de AF ( Time for one AF cycle )