Modulación de ángulo
El otro tipo de modulación en la modulación de onda continua es el Angle Modulation. La modulación de ángulo es el proceso en el que la frecuencia o la fase de la portadora varía según la señal del mensaje. Esto se divide a su vez en modulación de frecuencia y fase.
La modulación de frecuencia es el proceso de variar la frecuencia de la señal portadora linealmente con la señal del mensaje.
La modulación de fase es el proceso de variar la fase de la señal portadora linealmente con la señal del mensaje.
Analicemos ahora estos temas con mayor detalle.
Modulación de frecuencia
En la modulación de amplitud, la amplitud de la portadora varía. Pero en la modulación de frecuencia (FM), la frecuencia de la señal portadora varía de acuerdo con la amplitud instantánea de la señal moduladora.
La amplitud y la fase de la señal portadora permanecen constantes mientras que la frecuencia de la portadora cambia. Esto se puede comprender mejor observando las siguientes figuras.
La frecuencia de la onda modulada permanece constante como la frecuencia de la onda portadora cuando la señal del mensaje está en cero. La frecuencia aumenta cuando la señal del mensaje alcanza su máxima amplitud.
Lo que significa que con el aumento de amplitud de la señal moduladora o de mensaje, aumenta la frecuencia de la portadora. Asimismo, con la disminución de la amplitud de la señal moduladora, la frecuencia también disminuye.
Representación matemática
Sea la frecuencia portadora fc
La frecuencia a la máxima amplitud de la señal de mensaje = fc + Δf
La frecuencia a la amplitud mínima de la señal de mensaje = fc - Δf
La diferencia entre la frecuencia modulada FM y la frecuencia normal se denomina como Frequency Deviation y se denota por Δf.
La desviación de la frecuencia de la señal portadora de alta a baja o de baja a alta puede denominarse Carrier Swing.
Carrier Swing = 2 × desviación de frecuencia
= 2 × Δf
Ecuación para FM WAVE
La ecuación de la onda FM es:
$$ s (t) = A_ccos [W_ct + 2 \ pi k_fm (t)] $$
Dónde,
Ac = la amplitud de la portadora
wc = frecuencia angular de la portadora = 2πfc
m(t) = señal de mensaje
FM se puede dividir en Narrowband FM y Wideband FM.
FM de banda estrecha
Las características de Narrowband FM son las siguientes:
Esta modulación de frecuencia tiene un ancho de banda pequeño.
El índice de modulación es pequeño.
Su espectro consta de portadora, USB y LSB.
Se utiliza en comunicaciones móviles como radio de policía, ambulancias, taxis, etc.
FM de banda ancha
Las características de Wideband FM son las siguientes:
Esta modulación de frecuencia tiene un ancho de banda infinito.
El índice de modulación es grande, es decir, superior a 1.
Su espectro consta de un portador y un número infinito de bandas laterales, que se ubican a su alrededor.
Se utiliza en aplicaciones de transmisión de entretenimiento como radio FM, TV, etc.
Modulación de fase
En la modulación de frecuencia, la frecuencia de la portadora varía. Pero enPhase Modulation (PM), la fase de la señal portadora varía de acuerdo con la amplitud instantánea de la señal moduladora.
La amplitud y la frecuencia de la señal portadora permanecen constantes mientras que la fase de la portadora cambia. Esto se puede comprender mejor observando las siguientes figuras.
La fase de la onda modulada tiene puntos infinitos donde puede tener lugar el cambio de fase en una onda. La amplitud instantánea de la señal moduladora cambia la fase de la portadora. Cuando la amplitud es positiva, la fase cambia en una dirección y si la amplitud es negativa, la fase cambia en la dirección opuesta.
Relación entre PM y FM
El cambio de fase cambia la frecuencia de la onda modulada. La frecuencia de la onda también cambia la fase de la onda. Aunque están relacionados, su relación no es lineal. La modulación de fase es un método indirecto de producir FM. La cantidad de desplazamiento de frecuencia, producido por un modulador de fase, aumenta con la frecuencia de modulación. Se emplea un ecualizador de audio para compensar esto.
Ecuación para onda PM
La ecuación para la onda PM es:
$$ s (t) = A_ccos [W_ct + k_pm (t)] $$
Dónde,
Ac = la amplitud de la portadora
wc = frecuencia angular de la portadora = 2πfc
m(t) = señal de mensaje
La modulación de fase se utiliza en los sistemas de comunicaciones móviles, mientras que la modulación de frecuencia se utiliza principalmente para la radiodifusión de FM.