Modulación en anillo

En electrónica , la modulación en anillo es una función de procesamiento de señales , una implementación de la mezcla de frecuencias , en la que dos señales se combinan para producir una señal de salida. Una señal, llamada portadora, suele ser una onda sinusoidal u otra forma de onda simple ; la otra señal suele ser más complicada y se denomina señal de entrada o moduladora . Un modulador en anillo es un dispositivo electrónico para la modulación en anillo. Un modulador en anillo se puede utilizar en sintetizadores musicales y como unidad de efectos .

El nombre deriva del hecho de que el circuito analógico de diodos utilizado originalmente para implementar esta técnica toma la forma de un anillo: un anillo de diodos . ^[2] El circuito es similar a un puente rectificador , excepto que en lugar de que los diodos miren hacia la izquierda o hacia la derecha, miran hacia la derecha o hacia la izquierda.

La modulación en anillo es bastante similar a la modulación de amplitud , con la diferencia de que en esta última el modulador se desplaza a positivo antes de multiplicarse por la portadora, mientras que en la primera el modulador no desplazado se multiplica por la portadora. Esto tiene el efecto de que la modulación en anillo de dos ondas sinusoidales que tienen frecuencias de 1.500 Hz y 400 Hz, por ejemplo, producirá como señal de salida la suma de una onda sinusoidal con una frecuencia de 1.900 Hz y otra con una frecuencia de 1.100 Hz. Estas dos frecuencias de salida se conocen como "bandas laterales". Si una de las señales originales fuera en cambio una onda cuadrada , la salida sería bastante diferente, ya que una onda cuadrada consiste en la suma de un número infinito de armónicos impares, y cada armónico generará su propio conjunto de bandas laterales. ^[3]

Denotando la señal portadora por , la señal del modulador por y la señal de salida por (donde denota el tiempo), la modulación en anillo se describe mediante la fórmula${\ estilo de visualización c (t)}$${\ estilo de visualización x (t)}$${\ estilo de visualización y (t)}$${\ estilo de visualización t}$

Si y son ondas sinusoidales con frecuencias y , respectivamente, entonces será la suma de dos ondas sinusoidales (desfasadas), una de frecuencia y otra de frecuencia . Esto es una consecuencia de la identidad trigonométrica.${\ estilo de visualización c (t)}$${\ estilo de visualización x (t)}$${\displaystyle f_{c}}$${\ estilo de visualización f_ {x}}$${\ estilo de visualización y (t)}$${\displaystyle f_{c}+f_{x}}$${\displaystyle f_{c}-f_{x}}$

Alternativamente, se puede usar el hecho de que la multiplicación en el dominio del tiempo es lo mismo que la convolución en el dominio de la frecuencia .

Diagrama esquemático de un modulador de anillo , que muestra un anillo de diodos

Un ejemplo de modulación en anillo en ondas sinusoidales de frecuencia (arriba) y (centro), que produce una variación en la amplitud de la frecuencia similar a una onda sinusoidal en (abajo) ^[1]${\ estilo de visualización f}$${\ estilo de visualización 12f}$${\ estilo de visualización 12f}$

Mezclador de frecuencias de alto nivel doble balanceado Mini-Circuits SBL-1 con cuatro diodos Schottky. Nivel LO +7 dBm (1,41 V _p-p ) y RF 1–500 MHz (ADE-1: 0,5–500 MHz)

Macro del ADE-1

Un ejemplo de modulación en anillo en una onda sinusoidal de frecuencia y una onda cuadrada de frecuencia , que da como resultado un sonido complejo que usa FM analógica conocido como "recorte de diodo" o RM "chopper", que produce una variación en la amplitud de la onda cuadrada. frecuencia en ^[1]${\ estilo de visualización f}$${\ estilo de visualización 12f}$${\ estilo de visualización 12f}$