Modulación de frecuencia


La modulación de frecuencia ( FM ) es la codificación de información en una onda portadora variando la frecuencia instantánea de la onda. La tecnología se utiliza en telecomunicaciones , radiodifusión , procesamiento de señales e informática .

En la modulación de frecuencia analógica , como la radiodifusión, de una señal de audio que representa voz o música, la desviación de frecuencia instantánea , es decir, la diferencia entre la frecuencia de la portadora y su frecuencia central, tiene una relación funcional con la amplitud de la señal moduladora.

Los datos digitales se pueden codificar y transmitir con un tipo de modulación de frecuencia conocida como modulación por desplazamiento de frecuencia (FSK), en la que la frecuencia instantánea de la portadora se desplaza entre un conjunto de frecuencias. Las frecuencias pueden representar dígitos, como '0' y '1'. FSK se usa ampliamente en módems de computadora , como módems de fax , sistemas de identificación de llamadas telefónicas , abrepuertas de garaje y otras transmisiones de baja frecuencia. [1] Radioteletype también usa FSK. [2]

La modulación de frecuencia es ampliamente utilizado para FM de radio de radiodifusión . También se utiliza en telemetría , radar , prospección sísmica y seguimiento de recién nacidos para detectar convulsiones mediante EEG , [3] sistemas de radio bidireccionales , síntesis de sonido , sistemas de grabación de cinta magnética y algunos sistemas de transmisión de video. En la transmisión por radio, una ventaja de la modulación de frecuencia es que tiene una relación señal-ruido mayor y, por lo tanto, rechaza la interferencia de radiofrecuencia mejor que una señal de modulación de amplitud de potencia (AM) de igual potencia . Por esta razón, la mayor parte de la música se transmiteRadio FM .

La modulación de frecuencia y la modulación de fase son los dos métodos principales complementarios de modulación de ángulo ; La modulación de fase se utiliza a menudo como un paso intermedio para lograr la modulación de frecuencia. Estos métodos contrastan con la modulación de amplitud , en la que la amplitud de la onda portadora varía, mientras que la frecuencia y la fase permanecen constantes.

Si la información que se va a transmitir (es decir, la señal de banda base ) es y la portadora sinusoidal es , donde f c es la frecuencia base de la portadora y A c es la amplitud de la portadora, el modulador combina la portadora con la señal de datos de banda base para obtener la señal transmitida: [ cita requerida ]


Animación de señales de audio, AM y FM
Una señal puede ser transportada por una onda de radio AM o FM.
FM tiene un mejor rechazo de ruido ( RFI ) que AM, como se muestra en esta espectacular demostración publicitaria de Nueva York realizada por General Electric en 1940. La radio tiene receptores AM y FM. Con un arco eléctrico de un millón de voltios como fuente de interferencia detrás, el receptor de AM solo produjo un rugido de estática , mientras que el receptor de FM reprodujo claramente un programa de música del transmisor de FM experimental W2XMN de Armstrong en Nueva Jersey.
Espectro de frecuencia y gráfico en cascada de una  portadora de 146,52 MHz, modulada en frecuencia por una  sinusoide de 1000 Hz. El índice de modulación se ha ajustado a alrededor de 2,4, por lo que la frecuencia de la portadora tiene una pequeña amplitud. Son evidentes varias bandas laterales fuertes; en principio se produce un número infinito en FM pero las bandas laterales de orden superior son de magnitud despreciable.
Modulación FM
Un transmisor de radio FM estadounidense en Buffalo, NY en WEDG