Capítulo 1 y 2 TELECOMUNICACIONES: Comunicación Analógica

Transmisión analógica es método de transmitir la información utilizando una señal continua que varía en su amplitud , fase, o alguna otra propiedad en proporción a esa información. Podría ser la transferencia de una fuente analógica de la señal , utilizando un análogo de modulación método tal como la modulación de frecuencia (FM) o modulación de amplitud (AM), o ninguna modulación en absoluto.

Un ejemplo de una señal analógica es la voz humana. Cuando una persona habla, se crea una onda continua en el aire. Esta onda puede ser capturada por un micrófono y convertida en una señal analógica.

Ente los tipos de modulación analógica más utilizados se encuentran los siguientes:

Modulación en Amplitud (AM)

En esta se varía la amplitud de la banda transportadora de acuerdo con la señal que se envíe. En su forma más sencilla la transportadora se conecta y desconecta para enviar bits 1 y 0. En general la señal que se envía se multiplica por la onda transportadora dando como resultado una señal que contiene la transportadora original mas ods bandas laterales. En esas dos bandas laterales es por donde viaja la información. La modulación en amplitud es apropiada para la transmisión de datos y permite el uso eficiente del ancho de banda de que se dispone en una línea de voz. Sin embargo, es más sensible al ruido durante la transmisión que la modulación en frecuencia.

Transmitimos los ceros y los unos como dos señales iguales pero con distinta amplitud cada una.

La amplitud máxima de cada banda lateral está dada por la expresión: $m={\frac {V_{m}}{V_{p}}}$ , siendo $V_{m}$ la tensión eficaz de la señal moduladora y $V_{p}$ la tensión eficaz de la portadora. Como la potencia es proporcional al cuadrado de la tensión, la potencia de la señal modulada resultará la suma de la potencia de la señal portadora más la potencia de ambas bandas laterales:

P\equiv V_{p}^{2}+\left({\frac {mV_{p}}{2}}\right)^{2}+\left({\frac {mV_{p}}{2}}\right)^{2}

P\equiv V_{p}^{2}+{\frac {m^{2}V_{p}^{2}}{4}}+{\frac {m^{2}V_{p}^{2}}{4}}

$Para que la igualdad sea posible debemos tener en cuenta las potencias en lugar de las tensiones:$

P=P_{p}+{\frac {m^{2}}{4}}P_{p}+{\frac {m^{2}}{4}}P_{p}

P=P_{p}+{\frac {m^{2}}{2}}P_{p}

P=\left(1+{\frac {m^{2}}{2}}\right)P_{p}

En el caso de que la modulación sea al cien por ciento, entonces $m=1$ y por lo tanto la potencia de la señal modulada será:

P=\left(1+{\frac {1}{2}}\right)P_{p}

P={\frac {3}{2}}P_{p}

O lo que es lo mismo:

$P_{p}={\frac {2}{3}}P$

De lo último se desprende que la onda portadora consumirá dos tercios de la potencia total, dejando un tercio para ambas bandas laterales.

Modulación en Frecuencia (FM)

Es una técnica de modulación en la que cada 0 o 1 se representa por medio de una frecuencia distinta. La señal se transmite a una amplitud contante por lo que es resistente a los cambios de amplitud. Sin embargo, se necesita un mayor ancho de banda. En esta modulación la frecuencia de la onda transportadora varia de acuerdo con la señal que hay que enviar. A veces a este tipo de pulsación se le llama conmutación de variación de frecuencia o conmutación de variación transportadora. Cuando se perfeccionó la modulación de frecuencia se usó para remplazar la modulación en amplitud, cuándos se necesitaba una mejor transmisión en presencia de ruidos de impulsos o cambios de voltajes.

Para una portadora modulada en frecuencia, el índice de modulación es directamente proporcional a la amplitud de la señal modulante e inversamente proporcional a su frecuencia y se muestra matemáticamente como:

m= K1Vm

en donde K1 Vm = desviación de frecuencia (radian/segundo)

La cantidad de bandas laterales depende del Índice de modulación (m ). Si m (en Hz) es igual a cero, no hay modulación. Si m es mayor que cero, la modulación ocurre tanto arriba como abajo de la frecuencia portadora P en intervalos iguales a la frecuencia moduladora M. Las bandas laterales pueden tener una amplitud positiva o negativa, dependiendo del valor de m. Cuando la amplitud es positiva, se dice que el componente está en fase. En el caso contrario, se dice que el componente está fuera de fase, y se representa gráficamente con las amplitudes hacia abajo.

Se usa principalmente en:

En la radiodifusión: por la alta fidelidad de la radiodifusión de la música y el habla (88 y 108 MHz)
En la televisión, en la subportadora de sonido donde la información de sonido modula en frecuencia la subportadora de sonido.
En el sistema de televisión en color SECAM donde modula la información de color en FM.
En los sistemas de vídeo analógicos, incluyendo VHS, para registrar la luminancia (blanco y negro) de la señal de video.
En las frecuencias de audio para sintetizar sonido.
Micrófonos inalámbricos: Debido a la mayor insensibilidad ante las interferencias, los micrófonos inalámbricos han venido utilizando la modulación de frecuencia.
Navegación aérea. Sistemas como el DVOR (VOR Doppler), simulan una antena giratoria que, por efecto Doppler, modula en frecuencia la señal transmitida.

Modulación en Fase (PM)

En esta modulación la fase de la transportadora se hace variar de acuerdo a los datos que se van a repetir; un cambio repentino de más de 180 graos no puede distinguirse de un cambio de menos de 180 grados por lo tanto, la gama máxima por la cual puede variar la fase es de 180 grados.

Se usa principalmente en:

La radiodifusión comercial.
Transmisión de sonido de televisión.
Radio móvil de dos sentidos.
Radio celular.
Los sistemas de comunicaciones por microondas y satélite.