Introducción
Las ondas de radio son ondas electromagnéticas que viajan por el espacio y permiten la comunicación a distancia. En la modulación en amplitud (AM), la amplitud de una onda portadora de alta frecuencia varía siguiendo la forma de la señal de audio.
¿Para qué sirven las ondas de radio?
- Radiodifusión (AM), comunicación marítima y aeronáutica, avisos de emergencia.
- Sistemas educativos y culturales con amplia cobertura territorial.
Modelo de comunicación AM
- Emisor: Genera una portadora y la modula en amplitud con una señal de audio.
- Canal: Propagación de la onda por el aire (y reflexión ionosférica en ciertas bandas y horarios).
- Receptor: Sintoniza una frecuencia, detecta la envolvente (audio) y la convierte en sonido.
Componentes del receptor (rol académico)
- Antena: Intercepta parte de la energía de la onda electromagnética y la convierte en una pequeña señal eléctrica.
- Tierra (referencia): Cierra el circuito y estabiliza potenciales, favoreciendo la circulación de corriente de RF.
- Circuito resonante LC: Un inductor (L) y un capacitor (C) forman un filtro selectivo que resuena en una frecuencia. Su función es seleccionar una emisora dentro del espectro.
- Diodo detector: Rectifica la señal AM (permite mayor paso de un semiciclo), de modo que puede recuperarse la envolvente (audio).
- Auricular de alta impedancia: Transduce la señal detectada en sonido; su alta impedancia minimiza la carga sobre el circuito.
- (Opcional) Capacitor de filtro: Suaviza la señal rectificada para perfilar la envolvente (equilibrando fidelidad y respuesta).
Funcionamiento del circuito
El circuito LC logra un máximo de respuesta en su frecuencia de resonancia, que depende de L y C. Aproximadamente: f ≈ 1/(2π√(LC)). En resonancia, la tensión de RF en el nodo sintonizado aumenta. El diodo deja pasar preferentemente un semiciclo; combinando con la inercia del circuito y/o un filtro, se obtiene la envolvente (la información de audio), que el auricular transforma en sonido.
Variables y relaciones clave
- Frecuencia de sintonía (f): Cambia al variar L o C. Menor L o C → mayor f.
- Selectividad y factor Q: Q alto → banda estrecha y mejor separación entre emisoras, pero más sensible a desajustes.
- Sensibilidad: Capacidad para captar señales débiles; mejora con antena adecuada y pérdidas bajas.
- Impedancia y acoplo: Una carga muy baja “tira” la señal. Auriculares de alta impedancia reducen pérdidas; un transformador puede ayudar al acoplo.
- Antena: Longitud y ubicación influyen en la cantidad de señal captada; el entorno (edificios, cables) modifica la recepción.
- Comportamiento del canal: En AM de onda media, la propagación cambia entre día y noche por la ionosfera.
Actividades de análisis conceptual (sin armado)
- Identifica en un diagrama de bloques dónde ocurren selección (LC), detección (diodo) y transducción (auricular).
- Predice cómo cambia la frecuencia de sintonía al duplicar C; explica el efecto sobre selectividad.
- Compara AM vs FM: ¿qué característica de la portadora cambia en cada caso?
- Discute por qué un diodo de germanio (≈0,2–0,3 V) suele ser mejor que uno de silicio (≈0,6–0,7 V) para señales pequeñas.
- Relaciona ancho de banda con calidad de audio y con la separación entre emisoras.
Evaluación formativa
- Explica con tus palabras la diferencia entre portadora, señal modulante y envolvente.
- Describe el papel de la antena y de la tierra en la captación de la señal.
- Argumenta cómo el circuito LC actúa como “sintonizador”.
- Propón mejoras teóricas para aumentar sensibilidad sin sacrificar demasiada selectividad.
Glosario básico
- Portadora: Señal de alta frecuencia que transporta la información.
- Modulación: Proceso de “imprimir” información en la portadora (en AM: variar amplitud).
- Resonancia: Máxima respuesta de un circuito a una frecuencia específica.
- Envolvente: Perfil lento que contiene la información de audio.
- Selectividad: Capacidad de separar señales cercanas en frecuencia.