1.- Principios de la modulación en amplitud (AM)
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Materiales
A) Tarjeta de modulador AM
La tarjeta de experimentación SO4201-7U "Modulador / demodulador AM" integra
estos
dos componentes en formato discreto. Estos dos elementos permiten realizar la modulación
AM simple al igual que las modulaciones de doble banda lateral única y doble.
B) Tarjeta de osciladores Colpitts y Hartley
La tarjeta de experimentación SO4201-7L "Osciladores Colpitts y Hartley" se emplea
experimentos de modulación en amplitud como oscilador de frecuencia portadora
para el modulador AM.
para
C) Tarjeta de modulador FM
En la tarjeta de experimentación SO4201-7V "Modulador / demodulador FM" están
integrados estos dos componentes en formato discreto. El modulador y el
demodulador se pueden emplear también individualmente. El demodulador ha sido
diseñado como demodulador de fase
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Modulación en amplitud
Este procedimiento es una forma de modulación de señales en la que la amplitud de
portadora de alta frecuencia se transforma por medio de una señal moduladora de
frecuencia (señal útil). La señal moduladora representa una curva envolvente de la
portadora.
La modulación AM se emplea para la transmisión de onda media, larga y corta.
una
baja
señal
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Descripción matemática
Matemáticamente, este procedimiento se representa como la multiplicación de una
portadora por la frecuencia angular Ω y de una señal de modulación por la
frecuencia angular ω.
onda
UAM (t) = [ UT + UM cos ω t] cos Ωt
Si se recurre a la trigonometría para reformular esta ecuación, para el caso en que las
amplitudes de la señal de modulación y de la portadora sean iguales, se obtiene la
fórmula siguiente:
UAM (t) = UT cos Ωt + 0.5UM cos (Ω - ω) t + 0.5UM cos (Ω + ω) t
Si se observa más detenidamente este resultado, se establece que, a partir de las dos
frecuencias previas a la modulación, se obtiene un espectro que contiene la frecuencia
de la portadora y dos frecuencias laterales.
2.- Introducción a los elementos denominados onda portadora, oscilación de señal y
grado de modulación
 Grado de modulación
Uno de los parámetros más importantes de la modulación en amplitud es lo que se
conoce como grado de modulación “m” y que se expresa como valor absoluto o en
tantos por ciento. Bajo el concepto de grado de modulación se entiende la relación
que existe entre la amplitud de la señal emitida y la amplitud de la portadora.
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Onda portadora
Es una forma de onda, que es modulada por una señal que se quiere transmitir.
Esta onda portadora es de una frecuencia mucho más alta que la de la señal
moduladora.
Al modular una señal desplazamos su contenido en frecuencia, ocupando un cierto
ancho de banda alrededor de la frecuencia de la onda portadora, permitiéndonos
multiplexar en frecuencia varias señales simplemente utilizando diferentes ondas
portadoras y conseguir así un uso más eficiente.
Otra ventaja es la mayor facilidad en la transmisión de la información. Resulta más
barato transmitir una señal de frecuencia alta (como es la modulada) y el alcance es
mayor.
3.- Registro de oscilogramas de modulación en amplitud simple
En este experimento se medirá la señal AM con diferentes grados de modulación. Se
determinarán los efectos que conllevan estos diferentes valores (mayores o menores que 1)
del grado de modulación e, igualmente con distintos grados, se registrarán oscilogramas del
trapecio de modulación.
4.- Representación del trapecio de modulación con diferentes grados de modulación
Otra forma de calcular el índice de modulación es con ayuda del osciloscopio, para los cual
se miden las amplitudes máxima y mínima de la onda portadora
m: Índice de modulación
Uppmáx: Amplitud máxima
Uppmin: Amplitud mínima
Aplicando la tensión modulada a las placas verticales del osciloscopio y la tensión de la señal
a las placas horizontales, se obtiene el trapecio de modulación.
En dependencia de los valores que tome m, se tienen tres casos:
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Si m = 1, se tiene modulación del 100% y la amplitud de la señal modulada es el
doble de la amplitud de la portadora.
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Si m < 1 se tiene un porcentaje de modulación menor al 100%, y la amplitud de la señal modulada
está entre cero y su valor máximo. Es el caso de índice más utilizado aquel cuyo valor está entre
un 70% y un 90%.
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Si m > 1 se tiene una sobre modulación. En este caso la señal modulada es distorsionada y, a partir
de ella, no se puede reconstruir la señal modulante, la cual contiene la información siempre y
cuando se utilice detección de envolvente. Este caso debe ser evitado al máximo.