¿Que es el FM?

Edwin Howard Armstrong (1890-1954) fue un ingeniero eléctrico estadounidense que inventó la radio con modulación de frecuencia de banda ancha (FM). Patentó el circuito regenerativo en 1914, el receptor superheterodino en 1918 y el circuito superregenerativo en 1922. Armstrong presentó su trabajo, «Un método para reducir las perturbaciones en la señalización de radio mediante un sistema de modulación de frecuencia» (que describió por primera vez la radio FM) ante la sección de Nueva York del Instituto de Ingenieros de Radio el 6 de noviembre de 1935. El documento fue publicado en 1936.

Como su nombre indica, la FM de banda ancha (WFM) requiere un mayor ancho de banda de la señal que la modulación de amplitud por una señal moduladora equivalente; esto también hace que la señal sea más robusta contra el ruido y la interferencia. La modulación de frecuencia también es más robusta contra los fenómenos de desvanecimiento de la señal. Como resultado, se eligió la FM como norma de modulación para la transmisión de radio de alta frecuencia y alta fidelidad, de ahí el término «radio FM» (aunque durante muchos años la BBC la llamó «radio en VHF» porque la radiodifusión comercial en FM utiliza parte de la banda de VHF, la banda de radiodifusión en FM). Los receptores de FM emplean un detector especial para las señales de FM y presentan un fenómeno conocido como efecto de captura, en el que el sintonizador «captura» la más fuerte de dos emisoras en la misma frecuencia mientras rechaza la otra (compárese esto con una situación similar en un receptor de AM, en el que ambas emisoras pueden escucharse simultáneamente). Sin embargo, la desviación de frecuencia o una falta de selectividad puede causar que una estación sea superada por otra en un canal adyacente. La desviación de frecuencia era un problema en los receptores tempranos (o baratos); la selectividad inadecuada puede afectar a cualquier sintonizador.

Una señal de FM también puede ser usada para llevar una señal estéreo; esto se hace con la multiplexación y demultiplexación antes y después del proceso de FM. El proceso de modulación y demodulación de FM es idéntico en los procesos estéreo y monoaural. Un amplificador de conmutación de radiofrecuencia de alta eficiencia puede utilizarse para transmitir señales de FM (y otras señales de amplitud constante). Para una intensidad de señal determinada (medida en la antena del receptor), los amplificadores de conmutación utilizan menos energía de la batería y suelen costar menos que un amplificador lineal. Esto da a la FM otra ventaja sobre otros métodos de modulación que requieren amplificadores lineales, tales como AM y QAM.

La FM se usa comúnmente en las frecuencias de radio VHF para transmisiones de alta fidelidad de música y voz. El sonido analógico de la TV también se transmite utilizando la FM. La FM de banda angosta se utiliza para comunicaciones de voz en ambientes de radio comercial y amateur. En los servicios de radiodifusión, donde la fidelidad de audio es importante, generalmente se utiliza la FM de banda ancha. En la radio bidireccional, la FM de banda estrecha (NBFM) se utiliza para conservar el ancho de banda para los servicios de radio móvil terrestre, móvil marino y otros servicios de radio.

Hay informes de que el 5 de octubre de 1924, el profesor Mikhail A. Bonch-Bruevich, durante una conversación científica y técnica en el Laboratorio de Radiocomunicaciones de Nizhny Novgorod, informó sobre su nuevo método de telefonía, basado en un cambio en el período de oscilaciones. Se realizó una demostración de la modulación de frecuencia en el modelo de laboratorio.

En las telecomunicaciones y el procesamiento de señales, la modulación de frecuencia o frecuencia modulada (FM) es la codificación de la información en una onda portadora mediante la variación de la frecuencia instantánea de la onda.

En la modulación de frecuencia analógica, como la radiodifusión de una señal de audio que representa voz o música, la desviación de frecuencia instantánea, la diferencia entre la frecuencia de la portadora y su frecuencia central, es proporcional a la señal moduladora.

Los datos digitales pueden ser codificados y transmitidos vía FM desplazando la frecuencia de la portadora entre un conjunto predefinido de frecuencias que representan dígitos – por ejemplo, una frecuencia puede representar un 1 binario y un segundo puede representar un 0 binario. Esta técnica de modulación se conoce como «frequency shift keying» (FSK). La FSK se utiliza ampliamente en módems como los módems de fax, y también se puede utilizar para enviar código Morse. El radioteletipo (RTTY) también utiliza la FSK.

La modulación de frecuencia se utiliza ampliamente para la radiodifusión de radio en FM. También se utiliza en telemetría, radar, prospección sísmica y vigilancia de los recién nacidos para detectar convulsiones mediante EEG, sistemas de radio bidireccionales, síntesis de música, sistemas de grabación en cinta magnética y algunos sistemas de transmisión de vídeo. En la transmisión de radio, una ventaja de la modulación de frecuencia es que tiene una mayor relación señal-ruido y, por lo tanto, rechaza la interferencia de radiofrecuencia mejor que una señal de modulación de amplitud de potencia (AM, amplitud modulada) igual. Por esta razón, la mayoría de la música se transmite a través de la radio FM.

La modulación de frecuencia y la modulación de fase son los dos métodos principales y complementarios de la modulación angular; 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.

Reducción del ruido

El FM proporciona una mejor relación señal/ruido (SNR), en comparación, por ejemplo, con el AM. En comparación con un esquema óptimo de AM, FM suele tener una SNR más baja por debajo de un cierto nivel de señal llamado umbral de ruido, pero por encima de un nivel más alto – la mejora total o el umbral de silenciamiento total – la SNR mejora mucho con respecto a la AM. La mejora depende del nivel de modulación y de la desviación. Para los canales típicos de comunicación de voz, las mejoras son típicamente de 5-15 dB. La radiodifusión en FM que utiliza una desviación más amplia puede lograr mejoras aún mayores. Generalmente se utilizan técnicas adicionales, tales como la preacentuación de frecuencias de audio más altas con la correspondiente desacentuación en el receptor, para mejorar la SNR general en los circuitos de FM. Dado que las señales de FM tienen una amplitud constante, los receptores de FM normalmente tienen limitadores que eliminan el ruido de AM, lo que mejora aún más la SNR.

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