Este artículo forma parte del libro Transmisores y Generadores de RF de Apollon Fanzeres de 1985 que reproducimos en su totalidad para descargar en este sitio, pues la parte teórica todavía es actual y algunos circuitos todavía pueden ser reproducidos con facilidad.
Cuando se genera una señal de radiofrecuencia, es decir, una onda portadora, la misma, si se recibe en una radio receptor, no daría otra indicación más allá de una zona de silencio en la banda, como sucede cuando se sintoniza una estación momentos antes de comenzar su música programación diaria. Hay como una zona silenciosa, que indica la presencia de la onda portadora. Esta onda portadora, si analizada por un proceso visual (osciloscopio, por ejemplo) tendría el aspecto de la figura 1A.
Para que la palabra pronunciada al micrófono del transmisor pueda ser llevada, en esta onda portadora, al receptor, es necesario que las señales de audio, captadas por el micrófono, sean transformadas en corrientes eléctricas de suficiente potencia para modular la portadora de RF. Esta modulación comprime la portadora de RF, cuando se trata de modulación de amplitud, en mayor o menor porcentaje, y en el receptor la señal es recibida con esta variación de la potencia de la portadora. Sufre entonces el proceso de detección y obtenemos la señal de audio idéntica a lo que fue originado por el micrófono (figura 1B, C y D). Así, la modulación sirve para imprimir inteligibilidad, sentido, a la portadora de radiofrecuencia creada por las etapas generadoras de RF.
Tipos de modulación
Hay dos tipos clásicos de modulación. Modulación en amplitud (AM) y modulación en frecuencia (FM). Existen otros procesos de modulación, como de fase, digital, etc., que no serán abordados en este libro que pretende servir de base para el experimentador y radioaficionado que desea iniciarse en el arte de transmisión. A los que leen estas líneas con espíritu crítico deseamos decir que Brasil estaría muy bien servido, pero muy bien servido, si la gran mayoría de los radioaficionados actuantes supiera construir, desde el simple proyecto en el portapapeles hasta el punto final de antena perfectamente casada, transmisor, digamos de 50 vatios, modulados entre 80 y 100 por ciento, en AM. El cordial desafío quedará de pie todavía por muchas ediciones de este libro ...
La modulación FM en lugar de efectuar la potencia de la portadora, afecta la frecuencia. El transmisor irradia en una frecuencia central (cuando no está modulado) y tiene un alejamiento de esta frecuencia cuando se modula. De esta manera la banda que ocupa es mucho mayor que en AM. En AM ocupará entre 6 y 10 KHz, en FM ocupará hasta 25 MHz, esto en lo que se refiere a radioaficionado, pues para radiodifusión la anchura es mayor (75 MHz) para incluir toda la banda de audiofrecuencia.
Modulación en alto nivel
Se llama así el proceso de modular la onda portadora en la etapa final de RF. La etapa moduladora aplica la señal en la línea de alimentación de la etapa final del transmisor, como se puede apreciar en la figura 2. Cuando se trata de transmisores de potencia reducida, por ejemplo 100 o 150 watts, la modulación en alto nivel es la que más el rendimiento da en función de la economía x rendimiento.
Sin embargo, cuando la potencia de RF es elevada, la modulación requerida en vatios, también es elevada (la potencia de audio requerida es de 50 por ciento de la potencia de entrada en cda de la etapa de RF). Si la potencia de entrada en c. c. de la etapa de RF es 100 watts, el modulador de audio debe poder suministrar, de manera, 50 watts.
En la figura 1 tenemos las imágenes que surgen en un osciloscopio cuando se analiza la portadora de RF sin modulación, con 80 por ciento de modulación, con 100 por ciento de modulación y con exceso de modulación.
Modulación a bajo nivel
La modulación a bajo nivel se utiliza cuando se utilizan transmisores de gran potencia o, actualmente, en los circuitos transistorizados.
La modulación se efectúa en una etapa que no es el de salida y luego esta portadora de RF, ya modulada, es amplificada (por amplificadores lineales) que llevan a la antena a la potencia final. La modulación a bajo nivel es hoy muy utilizada, porque se han superado los factores negativos que la hacían muy errática en el pasado. Es más económica que la modulación en etapa final, desde el punto de vista de potencia de las etapas de modulación de alta potencia, pero ofrece algunos otros problemas, pero no insuperables.
En la figura 4 tenemos un circuito amplificador lineal utilizando transistores FET, de autoría del radioaficionado W3FQJ, E. W. Noll y publicado en el libro Radio Trans-mitter-Principles and Projects (Ed. Howard W. Sams & Co. Inc.)
Modulación en FM
La FM tiene muchos atractivos (y también algunas desventajas); sin embargo, sin duda, la baja potencia de audio necesaria para la modulación total, cuando se compara con AM, está a favor de la primera. Hay también menos ruido en la transmisión-recepción de la FM, aunque esto en parte puede ser atribuido al hecho de que las frecuencias donde se puede operar con FM son, por naturaleza, menos ruidosas. No se puede, por ejemplo, comparar el ruido existente en el rango de los 40 metros con el ruido casi inexistente en el rango de los 2 metros, esto independientemente del tipo de modulación.
En la figura 5 tenemos una portadora modulada en FM. El proceso es completamente diferente de AM. Hay una frecuencia central y las desviaciones son para ambos lados. En la figura 61 se observa que la máxima modulación aumenta el número de períodos o frecuencia y que la mínima modulación disminuye el número de períodos de frecuencia en comparación con la frecuencia o el número de períodos de la frecuencia central, esto en función del signo de modulación . Hay dos procesos clásicos de FM.
Modulador de Reactancia
Un circuito a válvula o transistor se utiliza para variar la capacidad o inductancia de un circuito oscilatorio y obtener de este modo la FM.
Modulador de Fase
La FM también puede ser obtenida por la conmutación de la fase de una onda de RF de acuerdo con las variaciones de la señal moduladora. Este proceso es muy utilizado en transmisiones de tipo de dos vías.
En la figura 6 tenemos un modulador de fase, típico, utilizando válvula (A) y transistores (B).
El modulador se inserta entre la etapa oscilador controlado a cristal y las etapas finales de RF. La señal de audio se aplica a la entrada de AF y la salida de RF se desvía en la proporción de profundidad o desviación provocada por la señal de audio.
Varactor (*)
El uso de diodos que varían la capacidad en función de un voltaje aplicado puede ser otro medio de obtener FM (figura7). La señal de audio introduce una variación de voltaje en el diodo Dl que, teniendo su capacidad alterada, produce la desviación de frecuencia.
(*) Lo mismo que varicap
En el capítulo de circuitos prácticos, el lector encontrará varios circuitos de transmisores, algunos con modulación FM.
