Radiofrecuencia: El Espectro Electromagnético

El término radiofrecuencia, también denominado espectro de radiofrecuencia o RF, se aplica a la porción menos energética del espectro electromagnético, situada entre unos 3 kHz y unos 300 GHz. El hercio es la unidad de medida de la frecuencia de las ondas, y corresponde a un ciclo por segundo.¹ Las ondas electromagnéticas de esta región del espectro, se pueden transmitir aplicando la corriente alterna originada en un generador a una antena.

Cuando se desea transmitir un mensaje desde un origen a un destino, es imprescindible que tenga la estructura adecuada para que pueda recorrer el espacio que separa a estos dos elementos. De ello se encarga el codificador, que modifica el formato original del mensaje de tal forma que se superen las dificultades que se encontrará en el camino. Posteriormente, el mensaje se aplicará en un bloque emisor que servirá de enlace con el medio de propagación, que es el camino entre el emisor y el receptor. El mensaje sufrirá inevitablemente la degradación de su señal, pues se verá afectado por las interferencias y ruidos del medio.

Mensaje original – codificador – emisor – medio de propagación (ruido) – receptor – destino

Modulación: Transformación de la Señal

Modulación: alteración sistemática de uno de los parámetros de una señal llamada portadora en función de cómo varíe la amplitud de otra señal que contiene el mensaje denominado moduladora.

Modulación de Amplitud (AM)

Amplitud modulada (AM) o modulación de amplitud es un tipo de modulación lineal que consiste en hacer variar la amplitud de la señal portadora de forma que esta cambie de acuerdo con las variaciones de nivel de la señal que contiene la información que se desea transmitir, llamada señal moduladora o modulante. Si queremos modular una señal demasiado grande, podemos encontrarnos con problemas de sobremodulación. Estos se presentan cuando la señal modulada varía tanto en semiciclos negativos de la señal de audio que llega a anularse por completo. Para ello, se establece un parámetro que definirá en qué proporción se aplican las variaciones del sonido, el denominado índice de modulación. El proceso de modulación de un tono puro genera una señal compleja que está compuesta por:

• Portadora
• Frecuencias laterales

Características particulares de la modulación en amplitud

• Fácil modulación
• Sensibilidad ante ruidos
• Ancho de banda elevado

Doble Banda Lateral (DBL)

La modulación en doble banda lateral (DBL), en inglés Double Side Band (DSB), es una modulación lineal que consiste en modificar la amplitud de la señal portadora en función de las variaciones de la señal de información o moduladora. La modulación en doble banda lateral equivale a una modulación AM, pero sin reinserción de la portadora.

Banda Lateral Única (BLU)

Modulación en banda lateral única (BLU) o (SSB) (del inglés Single Side Band) es una evolución de la AM. La banda lateral única es muy importante para la rama de la electrónica básica ya que permite transmitir señales de radio frecuencia que otras modulaciones no pueden transmitir.

Banda Lateral Vestigial (BLV)

La modulación de banda lateral vestigial (en inglés Vestigial Side Band (VSB)), es un tipo de modulación analógica lineal que consiste en filtrar parcialmente una de las dos bandas laterales resultantes de una modulación en doble banda lateral o de una modulación de amplitud.

Modulación en Frecuencia (FM)

La frecuencia modulada (FM) o modulación de frecuencia es una modulación angular que transmite información a través de una onda portadora variando su frecuencia (contrastando esta con la amplitud modulada o modulación de amplitud (AM), en donde la amplitud de la onda es variada mientras que su frecuencia se mantiene constante). En aplicaciones analógicas, la frecuencia instantánea de la señal modulada es proporcional al valor instantáneo de la señal moduladora. Datos digitales pueden ser enviados por el desplazamiento de la onda de frecuencia entre un conjunto de valores discretos, una modulación conocida como FSK.

La frecuencia modulada es usada comúnmente en las radiofrecuencias de muy alta frecuencia por la alta fidelidad de la radiodifusión de la música y el habla.

Modulación de Fase

Es una modulación que se caracteriza porque la fase de la onda portadora varía en forma directamente proporcional de acuerdo con la señal modulante. La modulación de fase no suele ser muy utilizada porque se requieren equipos de recepción más complejos que los de frecuencia modulada. Además, puede presentar problemas de ambigüedad para determinar si una señal tiene una fase de 0º o 180º.

Transmisión Estereofónica

Generalmente, se llama sonido estereofónico o estéreo al grabado y reproducido en dos canales.

Sus características son:

• Compatibilidad
• Retrocompatibilidad
• Señal suma I+D
• Señal diferencia I+D
• Tono piloto
• Señal multiplex
• Información de texto complementaria RDS

Codificador Estéreo

Para llevar a cabo todas las operaciones de modulación de la señal FM se necesita de un aparato que codifica las dos señales de una señal FM en los siguientes pasos:

• Procesado de frecuencia (filtro paso énfasis, filtro paso bajo)
• Proceso de señal principal (sumador, señal I+D+A)
• Proceso de señal diferencia (restador, modulación DBL, oscilador de subportador)
• Frecuencia piloto (divisor)
• Modulación RDS

Emisor de Radio

Un radiotransmisor es un dispositivo electrónico que, mediante una antena, irradia ondas electromagnéticas que contienen (o pueden contener) información, como ocurre en el caso de las señales de radio, televisión, telefonía móvil o cualquier otro tipo de radiocomunicación.

Se compone de:

• Codificador estéreo (Señal con ancho de banda de 60 Khz)
• Modulador de frecuencia (señal recibida del oscilador de portadora)
• Bloques de amplificación (excitadores)
• Filtro de armónicos
• Envío a la antena

Receptor de Radio

El receptor de radio es el dispositivo electrónico que permite la recuperación de las señales vocales o de cualquier otro tipo, transmitidas por un emisor de radio mediante ondas electromagnéticas.

Simplificando, podemos decir que un receptor de radio consiste en un circuito eléctrico, diseñado de tal forma que permite filtrar o separar una corriente pequeñísima, que se genera en la antena, por efecto de las ondas electromagnéticas (el fenómeno se llama inducción electromagnética) que llegan por el aire normalmente (aunque viajan por cualquier medio, inclusive el vacío) y luego amplificarla selectivamente, miles de veces, para enviarla hacia un elemento con un electroimán, que es el altavoz (o parlante), donde se transforman las ondas eléctricas en sonido.

En este circuito hay un condensador variable, que en las radios antiguas iba adosado a un botón de mando o perilla, de modo que al girarlo se varía la capacidad del condensador. El efecto de la variación de la capacidad del condensador en el circuito es filtrar corrientes de distinta frecuencia, y por lo tanto, escuchar lo transmitido por distintas emisoras de radio.

Medidas de Señales de Radiofrecuencia

Osiloscopio, analizador de espectros (frecuencia central, factor de expansión, nivel de referencia, filtro de resolución), Medidores de potencia

Conectores y Líneas

Atenuación

Cuanto mayor sea la frecuencia que se propaga por el cable, más grande será la atenuación que sufra, resultando inservibles las estructuras de línea de baja frecuencia.

Impedancia

En sistemas de radio, es imprescindible mantener una adaptación de impedancias en todos los elementos de la instalación, incluidas las líneas de transmisión.

Potencia

Cada tipo de cable, por su construcción física, soporta una corriente máxima concreta. Si vamos a utilizar para emisión, tendremos que considerar este parámetro puesto que a menudo manejaremos niveles de potencia que no todos los cables podrán transferir.

Tipos de Cable

– Coaxial: el cable por excelencia en la línea de transmisión. El conector BNC es el conector de mayor difusión en señales de alta frecuencia.

La Emisora de Radio

Es una instalación que permite componer un programa sonoro único para su difusión por radiofrecuencia. Dentro del centro de producción de programas, se diferencia las siguientes áreas operativas:

• Unidades de producción (locutor y control de producción)
• Control central
• Control emisor
• Recursos externos (para realizar programas en el exterior)

Locutorios

En el locutorio se graban entrevistas, se comentan las noticias o tiene lugar actuaciones musicales que no precisen de grandes espacios para su ejecución. Sus características son:

• Micrófono
• Monitorización
• Acondicionamiento acústico
• Acondicionamiento ambiental

El Control de Producción

Es el lugar donde se mezclan las informaciones y los sonidos auxiliares, conformándose así la señal del programa. Elementos de la mezcla del sonido en el control de producción:

• Fuentes sonoras
• Líneas de grabación
• Sistemas informáticos
• Señales externas
• Dispositivos de escucha

Control Central

Desde aquí se encaminan las distintas señales generadas en los estudios de producción de la emisora y las señales recibidas desde el exterior hacia sus distintos destinos. Dispone de los siguientes equipos:

• Patch panel
• Conmutadores electrónicos
• Fuentes de señal
• Grabador de programa
• Sistema de intercomunicación
• Compresor
• Monitorización técnica
• Codificadores telefónicos

Sala de Emisión y Enlaces

Para iniciar la fase de distribución y emisión de la señal del programa generado, dispondremos de una sala específica donde se ubicará todos los sistemas de radiofrecuencia:

• Audiocodificador telefónico
• Codificador estéreo
• Generador RDS
• Equipos de emisión
• Radioenlaces
• Sistemas de antenas

La elevación del sistema radiante está limitada por los siguientes aspectos:

• Limitación legal
• Zonas de sombra

Configuración y Puesta en Servicio

Cuando se desea implantar una emisora de radio, se deben tener en cuenta algunos aspectos técnicos, como son la cantidad, tamaño y recorrido de las canalizaciones por las que se instalarán las líneas. Aspectos a tener en cuenta:

• Trazado y conexión fiables
• Conexiones ordenadas
• Identificación de líneas

Puesta en Servicio

• División del sistema
• Comprobación de equipos
• Comprobación de líneas
• Comprobación del sistema

Documentación de Sistemas de Radio

La implantación de un sistema de radio requiere la elaboración de un permiso administrativo que contemple:

• Planos de ubicación
• Descripción del sistema radiante
• Descripción del sistema emisor
• Sistemas complementarios
• Descripción del centro de producción
• Información técnica (memoria descriptiva, lista de conexiones, lista de materiales, protocolo de comprobación, planos y esquemas)

Etiquetas: AM, FM, modulación, radiofrecuencia, Transmisión