Transmisor FM

Marco Teórico:

Definamos el concepto de FM (frecuencia modulada)

Es un método de modulación, el cual nos permite transmitir

información, a través de una onda portadora variando su frecuencia,

mientras que su amplitud se mantiene constante.

Debido a que los ruidos o interferencias alteran la amplitud de la

onda, no afecta a la información transmitida en FM, puesto que la

información se extrae de la variación de frecuencia y no de la

amplitud, que se mantiene constante. 

Como consecuencia de estas características de modulación podemos

observar cómo la calidad de sonido o imagen es mayor cuando

modulamos en frecuencia que cuando lo hacemos en amplitud. 

Uno de los ejemplos más claros son las emisoras de FM que pueden

trabajar en bandas de frecuencias muy altas. Dichas estaciones

comerciales de radio FM tienen frecuencias entre 88 y 108 Mhz. El

alcance en estas bandas está limitado para que pueda haber emisoras

de la misma frecuencia situadas a unos cientos de kilómetros sin que

se interfieran entre ellas.

Existen dos tipos de modulación en FM; una que es banda angosta

conocida también como NBFM (Narrow Band Frequency Modulation) y

la WBFM (Wide Band Frequency Modulation).

La NBFM se caracteriza por tener un β que es menor a 1 y este β se

calcula cómo la relación entre la máxima desviación de la frecuencia

instantánea de la portadora y la frecuencia moduladora. Mientras

tanto en la WBFM el β es mayor a 1 y se calcula como ya lo hemos

mencionado. Pero ¿Qué es lo que diferencia realmente a uno del otro?

Ya hemos visto que juega un papel el índice de modulación y es como

nuestra base para poder diferenciarlos. Sin embargo lo más resaltante

está en ver la capacidad para poder transmitir una señal, en banda

estrecha se puede transmitir señales en un rango muy limitado de

frecuencias, en cambio en banda ancha las señales se transmiten en

un rango mayor de frecuencias.

Fig 1. En la parte superior podemos observar la señal moduladora de color rojo y la señal portadora de color verde en la parte inferior vemos la señal modulada final.

La frecuencia modulada también se utiliza en las frecuencias

intermedias de la mayoría de los sistemas de vídeo analógico,

incluyendo VHS, para registrar la luminancia (blanco y negro) de la señal de

video. La frecuencia modulada es el único método factible para la grabación

de video y para recuperar de la cinta magnética sin  la distorsión extrema.

La FM también mantiene la cinta en el nivel de saturación ,por tanto, actúa

como una forma de reducción de ruido del audio, y un simple corrector puede

enmascarar variaciones en la salida de la reproducción, y que la captura del efecto de

FM elimina a través de impresión y pre-eco.

¿Qué es un transmisor?

Transmisor en el área de comunicaciones es el principio de una sesión

de comunicación. Un transmisor es un equipo que emite una señal,

código o mensaje a través de un medio. Para conseguir una sesión de

comunicación se requiere: un transmisor, un medio y un receptor.

Estas comunicaciones puede ser de tres tipos: simplex (una sola

dirección), half-duplex (en ambas direcciones pero no al mismo

tiempo) o dúplex (en ambas direcciones simultáneamente).

Basándonos en este concepto de transmisor, lo definiremos en el

campo de la FM; El transmisor de FM, es un transmisor de frecuencia

modulada, para emitir señales de radio, estas señales las podes

escuchar en tu radio o en algún receptor de FM.

Elaboración de nuestro Transmisor FM

Elaboración del Transmisor FM

Materiales:

3 Resistencias de 10kΩ.

Resistencia de 1.5kΩ.

Resistencia de 1kΩ.

Resistencia de 470kΩ.

Resistencia de 47kΩ.

Resistencia de 100kΩ.

Resistencia de 100Ω.

3 Capacitores de 1uf.

Fig2: diagrama de bloques de un sistema de comunicaciones en una sola dirección

Capacitor de 220pf.

Capacitor de 0.1uf

Trimmer 5pf-20pf

Opam LM741.

Transistor 2N2222.

Batería de 9v.

Baquelita.

Procedimiento:

Para la elaboración de nuestro transmisor Fm, empezamos con una simulación en el software Proteus 7, la facilidad que este nos brinda, es el poder darnos una idea de cómo funcionara nuestro circuito,cuando sea implementado. Con herramientas propias del software como el osciloscopio nos daremos cuenta de la onda modulada en Fm.

Fig3: Simulación en Proteus 7

A la entrada de nuestro transmisor, con nuestro generador de funciones

colocamos una señal analógica senoidal con amplitud de 1v y una frecuencia

de 1 kHz que hará el papel de audio. utilizamos un condensador al inicio que

acopla la señal de audio introducida en el transistor y elimina el ruido lo cual

nos dejará pasar la señal analógica.

Los otros capacitores sirven para “eliminar el ruido”, hay que ser claros en este

aspecto ya que el ruido nunca se elimina, tan solo se minimiza lo más posible

para poder tener una señal limpia en el espectro.

Las resistencias tienen la función de establecer los voltajes de

polarización de corriente continua en el transistor.

El transistor está diseñado para formar el común denominador. El

circuito oscilador, que es capaz de convertir la corriente continua en

una corriente que varía de forma periódica en el tiempo, está

conectado con la bobina y el capacitor variable; dicho capacitor que va

de 5pf-20pf cumple la función de sintonizar el circuito oscilador,

estableciendo la frecuencia de trasmisión, si no lo usáramos la

transmisión seria en todo el espectro de radiofrecuencia y se

mesclaría con otras emisiones y no tendríamos una señal clara. Para

su verificación, en nuestro receptor FM (radio) escucharemos un

pitido, este será nuestro indicador, para saber que estamos

transmitiendo en dicha frecuencia.

La bobina de alambre de cobre esmaltado consta de 9 vueltas cuyo

diámetro es de 0.7mm está soldada a la antena y cumple la función de

la emisión de la señal.

El circuito amplificador lm741, dispuesto en su configuración no

inversora. Tiene la aplicación de alta ganancia y el amplio rango de

voltaje de operación.

Expuestas las funciones de los componentes en nuestro circuito,

continuaremos con la visualización en el osciloscopio de:

A .La salida del generador de funciones.

B .En la base del transistor.

C .Conectaremos al colector donde se encuentra el inductor.

Una vez haciendo la simulación y asegurandonos que el circuito funciona, haremos su implementación en placa. Elaborado con el programa Ares que es una extensión del Proteus 7

Fig4: simulación de resultados usando osciloscio y generador de funciones con proteus

Circuito terminado

Conclusiones

Fig5: Elaboración del PCB