Modulación de AMPLITUD.
En esta práctica vamos a analizar un circuito modulador de amplitud AM y la forma que podemos obtener la misma para conseguir las variaciones de la amplitud de la portadora de acuerdo a la variación de la señal.
Basicamente existen dos formas de producir modulación por amplitud:
● Multiplicar la portadora por un factor de ganancia o atenuación que varíe con la señal moduladora.● Hacer adición o mezcla lineal (suma algebraica de señal portadora y moduladora), y aplicar la suma a un circuito no lineal.
Veamos en detalle estos puntos:
Multiplicación analógica.Teniendo en cuenta la fórmula básica de modulación de amplitud del anterior Tema:
El índice de modulación es:
m = Vm ÷ VcEn donde queda que Vm = mVc
Al introducir esta expresión en la ecuación anterior y factorizar, obtenemos:
En esta fórmula se observa que la modulación de amplitud se lleva a cabo multiplicando la portadora por un factor igual a 1 más la onda senoidal moduladora. Si es posible crear un circuito cuya ganancia o atenuación pueda hacerse variar de acuerdo a la señal moduladora, la modulación de amplitud se consigue al hacer pasar la portadora a través de el.
Mezcla no lineal.Este método mézcla de manera lineal las señales moduladoras y portadoras, es decir realizan las mezclas (adición, substración) del voltaje de ambas señales. Después se usa dicho voltaje para hacer variar la corriente de un dispositivo no lineal.
Un dispositivo no lineal es un dispositivo en el que se aplica una tensión y cuya corriente no varía en proporción al voltaje aplicado, como lo haría en una resistencia. Un dispositivo no lineal pues es por tanto un componente en el que se aplica la ley cuadrática como por ejemplo un semiconductor diodo, transistor, FET, etc.
Al utilizar un dispositivo no lineal cuya curva de respuesta es casi una parábola (lo cual la corriente del dispositivo es proporcional al cuadrado del voltaje de entrada), se dice que el dispositivo tiene una respuesta de ley cuadrática.
Al elevar al cuadrado la suma de las señales de la portadora y la moduladora se obtiene la ecuación típica de la modulación de amplitud descrita en la fórmula anterior. Esta relación es la base de la modulación en amplitud, el mezclado y la heterodinaje.
Por desgracia esta forma de modulación también produce otras señales no deseadas como las segundas armónicas (por lo que habría que utilizar filtros para eliminarlas).
Circuito de modulación por amplitud por diodo.
Los diodos y transistores bipolares son dispositivos no lineales cuya respuesta no es de ley cuadrática, pero que tienen capacidades para producir modulación por amplitud.
El circuito anterior se compone de una red mezcladora resistiva formada por R1, R2 y R3; un rectificador formado por el diodo D1 y un circuito sintonizado LC. La señal de la portadora se aplica a R2, y la señal de la moduladora se aplica a R1. Las señales mezcladas aparecen en R3, que se aplican directamente al diodo rectificador.
En la resistencia R3, si las señales de la portadora y moduladora fuesen puras alternas, la salida tendría esta forma:
Hasta el momento las señales solo han realizado el batido de frecuencias, es decir han sumado y restado obteniendo frecuencias sumas algebraicas entre las dos frecuencias. Como la frecuencia de la portadora es mucho mayor que la moduladora, la moduladora "viaja" sobre la portadora, pero todavía no es una señal de amplitud modulada, ya que como he indicado anteriormente la modulación es un proceso de multiplicación y no de adición.
Esta señal compuesta se aplica sobre el diodo rectificador cuyo funcionamiento debe de conocer ya. Por su propia constitución, el diodo solo permite pasar parte del ciclo positivo de la señal compuesta y bloquea la parte negativa de la señal compuesta que llega de R3, por lo que a la salida del diodo rectificador, la forma de la señal presenta la siguiente forma:
Hay que tener en cuenta que estos pulsos se aplican al circuito sintonizado LC y que, además L y C se encuentran en resonancia a la frecuencia de la portadora. cada vez que conduce el diodo, fluye un pulso de corriente por el circuito sintonizado. El inductor y el condensador intercambian energía a la frecuencia de resonancia. Como según la ley de Lenz, dicho pulso se opone a la fuerza que la genera, los pulsos son inversos a la señal que sale por el diodo, por lo que a la salida del circuito sintonizado LC se obtiene una salida completa de la onda AM, como se muestra en la siguiente figura.
