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AM broadcasting (Amplitude Modulation) Radiodifusión AM: Conceptos y Principios Fundamentales

La radiodifusión AM (Modulación de Amplitud) fue uno de los primeros sistemas utilizados para transmitir señales de audio a través de ondas electromagnéticas, logrando cubrir amplias zonas geográficas. Aunque ha sido parcialmente reemplazada por tecnologías más modernas, como la FM y los sistemas digitales, AM aún tiene aplicaciones relevantes debido a su amplio alcance y simplicidad tecnológica.

Principio de la Modulación de Amplitud

 

La modulación es el proceso mediante el cual se superpone información de audio (voz o música) sobre una señal portadora de radiofrecuencia (RF). En la modulación AM, la amplitud de la señal portadora varía en función de la señal de audio, mientras que su frecuencia permanece constante.

El proceso consiste en mezclar la señal de audiofrecuencia (AF) con una señal portadora en un circuito no lineal, generando una señal modulada que contiene:

  1. La portadora original.
  2. Bandas laterales: una superior (USB, Upper Sideband) y otra inferior (LSB, Lower Sideband), ambas simétricas respecto a la portadora.

La señal modulada es transmitida a través de una antena y puede ser recibida por un receptor, donde un detector extrae la señal de audio original mediante demodulación.

Porcentaje de Modulación y su Importancia

El porcentaje de modulación determina la amplitud con la que varía la señal portadora respecto a su valor original. Este porcentaje puede calcularse mediante la siguiente fórmula:

  • e_max: Voltaje máximo de la señal modulada.

  • e_min: Voltaje mínimo de la señal modulada.

  • Modulación al 50%: La amplitud de la portadora varía en un 50%.

  • Modulación al 100%: La amplitud de la portadora se duplica en los picos positivos y se reduce a cero en los negativos.

Si la modulación excede el 100%, la portadora desaparece en ciertos intervalos, produciendo distorsión y pérdida de información. Una buena modulación asegura mayor eficiencia en la transmisión y calidad en la recepción, incluso con baja potencia.

Bandas Laterales en AM

Cuando una señal de audio modula una portadora, se generan bandas laterales, que son componentes de frecuencia adicionales:

  1. Banda lateral superior (USB): Es la suma de la frecuencia portadora y la frecuencia de audio.
  2. Banda lateral inferior (LSB): Es la diferencia entre la frecuencia portadora y la frecuencia de audio.

Por ejemplo, si la portadora tiene una frecuencia de 1000 kHz y la señal de audio es de 5 kHz, las bandas laterales se ubican en 1005 kHz (USB) y 995 kHz (LSB).
El ancho de banda total de una señal AM es el doble de la frecuencia de audio máxima. En radiodifusión, el canal asignado es de 9 kHz, limitando las frecuencias de audio a 4.5 kHz, lo que reduce la calidad sonora respecto a sistemas como la FM.

Distribución de Potencia en AM

En una onda AM, la potencia total se divide entre la portadora y las bandas laterales:

  • La portadora transporta la mayor parte de la potencia, pero no contiene información.
  • Las bandas laterales contienen la información de audio.

Por ejemplo:

  • Si una portadora de 50 W se modula al 100%, la potencia total será de 75 W.
  • La potencia de las bandas laterales será 25 W, con 12.5 W en cada banda.

La potencia de las bandas laterales disminuye drásticamente si la modulación es menor al 100%, afectando la eficiencia de la transmisión.

Ventajas y Desventajas de AM

Ventajas:

  1. Cobertura amplia: Las ondas de AM, especialmente en frecuencias bajas (530-1600 kHz), pueden propagarse a grandes distancias y rebotar en la ionósfera durante la noche, lo que permite cubrir áreas extensas.
  2. Simplicidad: Los transmisores y receptores AM son más fáciles y económicos de construir.
  3. Disponibilidad: Es ideal para regiones rurales o con infraestructura limitada.

Desventajas:

  1. Susceptibilidad al ruido: AM es vulnerable a interferencias, como relámpagos, motores eléctricos y otros dispositivos electrónicos, ya que el ruido afecta directamente la amplitud de la señal.
  2. Baja fidelidad: La limitación del ancho de banda a 9 kHz restringe la calidad de audio, siendo insuficiente para alta fidelidad (requiere hasta 15 kHz).
  3. Ineficiencia energética: Gran parte de la potencia se pierde en la portadora, que no transporta información.
Aplicaciones Actuales de AM

A pesar de sus limitaciones, la radiodifusión AM sigue siendo útil en:

  1. Radio de onda media (MW): Para la transmisión de noticias y programas hablados.
  2. Onda corta (SW): Utilizada para transmisiones internacionales, especialmente en áreas rurales y remotas.
  3. Radiocomunicaciones aeronáuticas: Las bandas de AM son estándar en comunicaciones entre aeronaves y torres de control debido a su simplicidad y robustez.
Evolución y Comparación con FM

La radiodifusión FM (Modulación de Frecuencia) se introdujo como una alternativa superior a AM, ya que ofrece:

  • Mayor calidad de audio: FM permite frecuencias de audio de hasta 15 kHz.
  • Resistencia al ruido: La información en FM se transmite mediante cambios en la frecuencia, lo que la hace menos sensible a interferencias de amplitud.
  • Aplicaciones urbanas: Debido a su menor alcance, las transmisiones FM son ideales para zonas urbanas con alta densidad de oyentes.

Sin embargo, la cobertura limitada de FM (alrededor de 40 km) la hace menos práctica para transmisiones en zonas rurales o para cubrir grandes regiones, donde AM todavía tiene ventaja.

La radiodifusión AM ha sido fundamental en la historia de las telecomunicaciones, permitiendo la transmisión de información a grandes distancias con tecnología simple y eficiente. Aunque enfrenta desafíos como interferencias y baja calidad de audio, sigue siendo relevante en aplicaciones específicas donde la cobertura es prioritaria, como transmisiones de onda media y onda corta.

Hoy, AM coexiste con tecnologías más avanzadas como FM y sistemas digitales, mostrando que su amplio alcance y robustez siguen siendo valiosas, especialmente en regiones rurales y situaciones críticas.

Términos destacados:

  1. Radiodifusión AM (AM broadcasting)
  2. Modulación de amplitud (Amplitude modulation)
  3. Señal portadora (Carrier signal)
  4. Bandas laterales (Sidebands)
  5. Frecuencia de audio (Audio frequency)
  6. Ancho de banda (Bandwidth)
  7. Porcentaje de modulación (Modulation percentage)
  8. Cobertura amplia (Wide coverage)
  9. Ruido e interferencia (Noise and interference)
  10. Onda corta (Shortwave)
  11. Señal modulada (Modulated signal)
  12. Frecuencia portadora (Carrier frequency)
  13. Demodulación (Demodulation)
  14. Transmisor (Transmitter)
  15. Receptor (Receiver)
  16. Envolvente de modulación (Modulation envelope)
  17. Señal de audiofrecuencia (Audio frequency signal)
  18. Canal de transmisión (Transmission channel)
  19. Onda electromagnética (Electromagnetic wave)
  20. Potencia de transmisión (Transmission power)
  21. Alta fidelidad (High fidelity)
  22. Señal de RF (RF signal)
  23. Interferencia electromagnética (Electromagnetic interference)
  24. Sistema no lineal (Non-linear system)
  25. Frecuencia lateral superior (Upper sideband)
AM suppression (electronics, computer science, nuclear energy) Supresión de la modulación de amplitud. Característica de un sintonizador de frecuencia modulada de suprimir los cambios de amplitud en las señales recibidas, mejorando con ello la relación señal a ruido, al rechazar el ruido y las interferencias.
am/fm receiver (electronics, computer science, nuclear energy) Receptor de modulacion de amplitud y de frecuencia. Receptor de radio capaz de recibir ondas moduladas en amplitud y ondas moduladas en frecuencia.
AMAD (electronics, computer science, nuclear energy) AMAD, diámetro aerodinámico medio de actividad. Refiriéndose a una distribución de partículas, diámetro de una esfera de densidad unidad que tiene una velocidad igual a la de aquellas partículas de la distribución que corresponden a la media de la actividad.
amateur service (electronics, computer science, nuclear energy) Servicio de aficionado. Servicio de radiocomunicación empleado por operadores con licencia, sin interés pecuniario, para el adiestramiento, comunicación e investigación tecnológica.