Frecunecia modulada teoria

Objetivos: Describir, manipular y analizar señales moduladas en Frecuencia.
Introducción
En una señal analógica pueden variar tres propiedades: la amplitud, la frecuencia y la fase. Existen varias ventajas en utilizar la modulación angular en vez de la modulación en amplitud, tal como la reducción de ruido, la fidelidad mejorada del sistema y el uso más eficiente de la potencia. Sin embargo,FM, tienen varias desventajas importantes, las cuales incluyen requerir un ancho de banda extendida y circuitos más complejos, tanto en el transmisor, como en el receptor.
La modulación angular fue introducida primero en 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 elrendimiento de las comunicaciones de radio. El mayor E. H. Armstrong desarrolló el primer sistema de radio de FM con éxito, en 1936 (quien también desarrolló el receptor superheterodino) y, en julio de 1939, la primera radiodifusión de señales de FM programada regularmente comenzó en Alpine, New Jersey. Actualmente, la modulación angular se usa extensamente para la radiodifusión de radio comercial,transmisión de sonido de televisión, radio móvil de dos sentidos, radio celular y los sistemas de comunicaciones por microondas y satélite.
La modulación angular resulta cuando el ángulo de fase (θ), de una onda sinusoidal, varía con respecto al tiempo sin tocar los otros parámetros. La onda con modulación angular se muestra matemáticamente como

Con la modulación angular, es necesario queθ(t) sea una función de la señal modulante. Por lo tanto, si vm(t) es la señal modulante, la modulación angular se muestra matemáticamente como

Al modular en frecuencia vamos a tener una onda portadora como en el caso de la modulación A.M. en la cual vamos a imprimir la información que queremos enviar. En este caso lo que varía es que la información se imprime en la frecuencia de la señalportadora. La frecuencia de la señal portadora fp va a ser variada al ritmo de la tensión de baja frecuencia, Vbf, de la onda moduladora. Si aumenta la tensión de baja frecuencia va a aumentar el valor de la frecuencia de la portadora y al disminuir la tensión de baja frecuencia la frecuencia de la portadora va a disminuir. La amplitud de las ondas va a ser constante en este proceso de modulación debaja frecuencia.
Pueden definirse de la siguiente manera:
Modulación en frecuencia (FM): variando la frecuencia de la portadora de amplitud constante directamente proporcional, a la amplitud de la señal modulante, con una velocidad igual a la frecuencia de la señal modulante.
La figura 6-1 muestra la forma de onda para una portadora sinusoidal para la cual lamodulación angular está ocurriendo. La frecuencia y la fase de la portadora están cambiando proporcionalmente, con la amplitud de la señal modulante (vm) El cambio en frecuencia (∆f) se llama desviación en frecuencia y el cambio en fase (∆θ) se llama desviación en fase. La desviación en frecuencia es el desplazamiento relativo de la frecuencia de la portadora en hertzy la desviación en fase es el desplazamiento angular relativo (en radianes), de la portadora, con respecto a una fase de referencia. La magnitud de la desviación en frecuencia y en fase es proporcional a la amplitud de la señal modulante (vm) y la velocidad en que la desviación ocurre es igual a la frecuencia de la señal modulante (fm). Siempre que el periodo (T) de una portadorasinusoidal cambia, también cambia su frecuencia y, si los cambios son continuos, la onda ya no es una frecuencia única. Se mostrará que la forma de onda resultante abarca la frecuencia de la portadora original (a veces llamada la frecuencia de reposo de la portadora) y un número infinito de pares de frecuencias laterales desplazadas en ambos lados de la portadora por un número entero como múltiplo...