Modulacion fm

ESQUEMA

* Introducción
* Revisión Teórica
* Análisis Matemático
* Diseño Circuital
* Resultados
* Conclusión
* Bibliografía

INTRODUCCIÓN

En una señal analógica pueden variar tres propiedades: la amplitud, la frecuencia y la fase. En el corte anterior estudiamos la modulación de amplitud AM. A continuación se tratara sobre la modulación de frecuencia (FM) ,la cual es una de las formas de modulación angular.
Existen varias ventajas en utilizar la modulación angular en vez de la modulación de amplitud, tal como la reducción del ruido, la fidelidad mejorada del sistema y el uso más eficiente de la potencia. Sin embargo, FM , tiene varias desventajas importantes, las cuales incluyen requerir un ancho de banda extendida y circuitos más complejos, tantoen el transmisor, como en el receptor.
La modulación angular fue introducida en el año 1931, como una alternativa a la modulación en amplitud. Se sugirió que la onda con modulación angular era menos susceptible al ruido que AM y consecuentemente, podía mejorar el rendimiento de las comunicaciones de radio. Actualmente la modulación angular se usa extensamente para la radio difusión de radiocomercial, transmisión de sonido de televisión, radio móvil de dos sentidos, radio celular y los sistemas de comunicaciones por microondas y satélite.
El proceso de modulación consiste en variar algunos de los parámetros de una portadora, generalmente senoidal, de acuerdo a una señal de información o señal moduladora. En el caso de modulación angular, se hace variar la frecuencia o la fase de laportadora. Así la modulación angular tiene una de sus variantes: modulación de frecuencia (FM). En este caso, la amplitud de la portadora se mantiene constante. Por esta razón a este tipo de modulación se les designa también como de envolvente constante, en tanto que a la modulación de amplitud se le designa como de envolvente variable. A veces a la modulación angular se le designa también comomodulación exponencial.

REVISIÓN TEÓRICA
Modulador de FM
La modulación de una portadora sobre FM, aunque se puede realizar de varias formas, resulta un problema delicado debido a que se necesitan dos características contrapuestas: estabilidad de frecuencia y que la señal moduladora varíe la frecuencia. Por ello, la solución simple de aplicar la señal moduladora a un oscilador controlado portensión (VCO) no es satisfactoria.
* Modulación del oscilador. En oscilador estable, controlado con un cristal piezoeléctrico, se añade un condensador variable con la señal moduladora (varactor). Eso varía ligeramente la frecuencia del oscilador en función de la señal moduladora. Como la excursión de frecuencia que se consigue no suele ser suficiente, se lleva la señal de salida del oscilador amultiplicadores de frecuencia para alcanzar la frecuencia de radiodifusión elegida.
* Moduladores de fase. Un modulador de FM se puede modelar exactamente como un modulador de PM con un integrador a la entrada de la señal moduladora.
* Modulador con PLL. Vuelve a ser el VCO, pero ahora su salida se compara con una frecuencia de referencia para obtener una señal de error, de modo que se tieneuna realimentación negativa que minimiza dicho error. La señal de error se filtra para que sea insensible a las variaciones dentro del ancho de banda de la señal moduladora, puesto que estas variaciones son las que modulan la salida del VCO. Este método se ha impuesto con la llegada de los PLL integrados ya que ha pasado de ser el más complejo y costoso a ser muy económico. Presenta otrasventajas, como es poder cambiar de frecuencia para pasar de un canal a otro y mantiene coherentes todas las frecuencias del sistema.

ANÁLISIS MATEMÁTICO
Modulación angular:
En una modulación angular, la señal modulada tiene la forma

Donde el ángulo instantáneo es definido como

Es decir, el mensaje es expresado como

En la modulación FM, varía la fase instantánea y la frecuencia...