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TRANSMISION DE FM EN FRECUENCIA
MODULADORES DE FM INDIRECTOS
La Fm directa es la modulación angular en la cual la frecuencia de la portadora varia
directamente por la señal modulante. Con la FM directa, la desviación de frecuencia
instantánea es directamente proporcional a la amplitud de la señal modulante.
En la siguiente figura se muestra un modulador de FM simple directo, aunque altamente
impràctico:
El circuito tanque(L y Cm) es la sección para determinar la frecuencia de un oscilador
estándar. El capacitor del micrófono es un transductor que convierte energía acústica en
energía mecánica, la cual se usa para variar la distancia entre las placas de Cm, y
consecuentemente, cambia su capacitancia y por lo tanto la frecuencia de oscilación.
Así, la frecuencia de salida del oscilador varia directamente con la fuente de sonido
externa. Esto es FM directa
porque la frecuencia del oscilador cambia directamente
con la señal modulante y la magnitud de ese cambio de frecuencia es directamente
proporcional la amplitud de voltaje de la señal modulante.
MODULADORES CON DIODO VARACTOR
En la siguiente figura se muestra un modulador FM con diodo varactor:
Se usa un diodo varactor para desviar la frecuencia de oscilación del cristal. R1 y R2
desarrollan un voltaje dc que invierte el diodo varactor, y que determina la frecuencia de
reposo de oscilador. El voltaje de la señal modulante entrega y quita la componente dc
para polarizar el diodo varactor, lo cual cambia la capacitancia del diodo, y por lo tanto
la frecuencia de oscilación. Los cambios positivos de voltaje causados por la señal
modulante causan que disminuya la capacitancia del diodo, lo cual causa que la
frecuencia de oscilación aumente. Los cambios negativos de voltaje causados por la
señal modulante causan que aumente la capacitancia del diodo, lo cual causa que la
frecuencia de oscilación disminuya
Estos moduladores son muy confiables, debido a la estabilidad de oscilación del cristal,
sin embargo, debido a que se usa un cristal, la desviación de frecuencia pico se limita a
valores relativamente pequeños.
MODULADOR DE FM DE OSCILADOR CONTROLADO POR VOLTAJE(VCO)
CON DIODO VARACTOR
En la siguiente figura se muestra el diagrama esquemático para este modulador:
Nuevamente se usa un diodo varactor para transformar los cambios en la señal de
entrada en cambios de frecuencia. La frecuencia central para el oscilador se determina
de la siguiente manera:
Fc 
1
2 LC
L= inductancia del embobinado primario de T1(Henrys)
C= capacitancia del diodo varactor(Farads)
Con la señal modulante aplicada la frecuencia de salida es:
f 
1
2 L(C  C
Hertz 
Donde f es la nueva frecuencia de oscilaciòn y C es el cambio de capacitancia del
diodo varactor debido a la señal modulante. El cambio en la frecuencia es:
f  fc  f
MODULADOR DE REACTANCIA FM
En la siguiente figura se muestra un modulador de reactancia FM:
Se le llama modulador de reactancia porque el FET observa una reactancia variable al
circuito tanque LC. La señal modulante varia la reactancia en Q1, lo cual causa una
cambio correspondiente en la frecuencia resonante del circuito tanque del oscilador.
La operación del circuito en ac es como sigue(asumiendo el FET ideal, es decir ig=0):
vg  ig * R
v
ig 
R  jXc
v
vg 
R
R  jXc
Y la corriente de drain del FET es:
v
R
R  jXc
En donde gm es la transconductancia del FET y la impedancia entre drain y tierra es:
id  gmvg  gm
v
id
R  jXc
1 
Xc 
zd 

1 j

gmR
gm 
R 
Asumiendo R<<<Xc:
zd 
zd   j
Xc
j

gmR 2 * fm * gm * R * C
GmRc es el equivalente a la capacitancia variable y es inversamente proporcional a R,
la velocidad angular de la señal de modulación(2fm), y la transconductancia gm de
Q1, la cual varia con el voltaje drain-source. Cuando una señal modulante se aplica a la
parte inferior de R3, el voltaje gate-drain varia, causando un cambio proporcional en
gm. Como resultado, la impedancia del circuito equivalente Zd es función de la señal
modulante; por lo tanto la frecuencia resonante del circuito tanque del oscilador es una
función de la amplitud de la señal modulante, y la proporción a la cual cambia igual a
fm.
La máxima desviación de frecuencia obtenida con un modulador de reactancia es
aproximadamente de 5KHz.
MODULADORES DE FM DIRECTOS DE CIRCUITO INTEGRADO LINEAL
Los osciladores controlados por voltaje de circuito lineal y generadores de funciones
pueden generar una señal de FM directa relativamente estable, exacta y directamente
proporcional a la señal modulante de entrada. La principal desventaja de estos circuitos
y en general de los generadores de funciones es su baja potencia de salida y la necesidad
de varios componente externos para que funcionen, como resistores y capacitores.
En la siguiente figura se muestra un diagrama a bloques simplificado para un generador
de funciones de circuito integrado lineal monolítico que puede utilizarse para la
generación de la FM directa:
Vm
VCO fo
K(Hz/v)
Multiplex
analogico
Formador de
seno
Amplificador
de ganancia
unitaria
Fm=N(fo+f)
La señal modulante desvía la frecuencia del VCO, lo cual produce una forma de onda de
FM de salida de información.
En la siguiente figura se muestra el diagrama esquematico para un transmisor
monolítico, usado para la practica con el IC MC 1376 de MOTOROLA:
este es un modulador de FM completo, puede operar con frecuencias de la portadora
entre 1.4 y 14MHz y esta hecho para utilizarse para en la producción de FM directas
para las aplicaciones de baja potencia, tales como teléfonos inalámbricos. Cuando el
transistor auxiliar se conecta a una fuente de 12v, se pueden lograr potencias de salida
tan altas como 600mW.
La siguiente figura muestra la curva de voltaje de voltaje de entrada contra
la
frecuencia de salida para el VCO interno. Como lo muestra la figura, la curva es
relativamente lineal entre 2 y 4v y puede producir una desviación de frecuencia pico
casi de 150KHZ.
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