Este documento describe la modulación y demodulación FM. La parte III explica la modulación FM, donde la frecuencia de la portadora varía de acuerdo con la señal de información. Se muestran simulaciones y demostraciones de transmisores y receptores FM. La parte IV cubre la demodulación no coherente FM, que extrae la señal original de la envolvente de la señal recibida sin requerir generar la portadora.

1. Software Defined Radio
Parte III.b: Modulación FM
Expositores: Héctor Miyashiro/Oscar Llerena
Investigadores en INICTEL-UNI

2. Contenido
I. Demo
II. Introducción
III. Modulador FM
• NB-FM (Narrow Band - FM)
• WB-FM (Wide Band - FM)
IV. Demodulador FM
• no-coherente

3. I. Demo: Demodulación señal de radio FM
EXP1-1: IMPLEMENTACIÓN DEMODULADOR DE RADIO FM.
Información en banda base transmitida por estaciones FM
• Audio (Mono, Estéreo)
• Información de estación, canción (RDS)
H. Miyashiro
𝑓 (𝑘ℎ𝑧)𝑓 (𝑘ℎ𝑧)

4. I. Demo: Demodulación señal de radio FM
EXP1-1: IMPLEMENTACIÓN DEMODULADOR DE RADIO FM.
Información en banda base transmitida por estaciones FM
H. Miyashiro
a) Espectro de señal de información en banda base b) Espectro de señal modulada FM (88 – 108 Mhz)

5. I. Demo: Demodulación señal de radio FM
EXP1-1: IMPLEMENTACIÓN DEMODULADOR DE RADIO FM.
• Configurar el SDR para trabajar en el rango de radio FM 88 – 108 Mhz.
• Implementar un filtro que enmascare una emisora de radio FM.
• Demodular en FM.
• Implementar un filtro para escuchar el audio Mono.
H. Miyashiro
freq

6. II. Introducción
• A diferencia de la modulación AM donde se modula la amplitud, en la
modulación FM se modula (varia) la frecuencia de la portadora en
función de la señal de información a ser transmitida por RF.
Modulación
FM
WB-FM
NB-FM 𝑘 𝑓 ≪ 1

7. II. Introducción
• Frecuencia instantánea, 𝑓𝑖, de una señal sinusoidal, 𝑓 𝑡 = 𝐴𝑐𝑜𝑠(ϴ), esta dado por:
𝑓𝑖(𝑡) =
𝑑ϴ
𝑑𝑡
• Si aplicamos esta definición a una señal tono, 𝑓 𝑡 = 𝐴 𝑐 𝑐𝑜𝑠(2𝜋𝑓𝑐 𝑡) :
𝑓𝑖 = 2𝜋𝑓𝑐
• Si hacemos variar la frecuencia instantánea en función de la señal de información, 𝑠(𝑡),
obtenemos la ecuación de la modulación FM, 𝑠 𝐹𝑀:
𝑓𝑖(𝑡) = 2𝜋𝑓𝑐 + 2𝜋𝑘 𝑓 𝑠(𝑡)
𝛳(𝑡) = න 𝑓𝑖 𝑡 𝑑𝑡 = 2𝜋𝑓𝑐 𝑡 + 2𝜋𝑘 𝑓 න
−∞
𝑡
𝑓 𝑡 𝑑𝑡

8. III. Modulador FM
• La señal modulada FM esta dada por:
• Diagrama de bloques
H. Miyashiro
𝐴 𝐶, amplitud de portadora
𝑘 𝑓, frecuencia VCO
𝑠(𝑡), señal de información

9. III. Modulador FM
• Diagrama de bloques
H. Miyashiro

10. III. Modulador FM
• EXP.2-1: SIMULACIÓN DE UN TRANSMISOR FM BÁSICO. Simular un
transmisor FM que envíe una señal sinusoidal, utilizando los
siguientes parámetros:
✓frecuencia y amplitud del tono, 𝑓1 = 5 khz y 𝐴1 = 1 respectivamente
✓frecuencia VCO, 𝑘 𝑓 = 40 khz/V
✓frecuencia de muestreo, samp_rate = 1 MSps
✓frecuencia de portadora, 𝑓𝑟𝑒𝑞_𝑡𝑥 = 100 khz
Visualizar la señal modulada, 𝑠 𝐹𝑀(𝑡), en el tiempo y frecuencia.
H. Miyashiro

11. III. Modulador FM
• EXP.2-1: SIMULACIÓN DE UN TRANSMISOR FM BÁSICO.
H. Miyashiro
𝑠 𝐹𝑀(𝑡)

12. III. Modulador FM
• EXP.2-2: IMPLEMENTACIÓN DE UN TRANSMISOR FM DE AUDIO.
Implementar un transmisor FM que envíe audio, basándose en el
transmisor simulado en EXP.2-1 y utilizando los siguientes
parámetros:
✓frecuencia de muestreo, samp_rate = 1.024 MSps
✓frecuencia de portadora, 𝑓𝑟𝑒𝑞 ∈ [88 - 108] Mhz
Sintonizar, con la radio integrada de un celular, la banda del espacio
radioeléctrico utilizada por el transmisor implementado y escuchar la
señal de audio transmitida.
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13. III. Modulador FM
• EXP.2-2: IMPLEMENTACIÓN DE UN TRANSMISOR FM DE AUDIO.
H. Miyashiro
𝑓𝑟𝑒𝑞
real
imag

14. III. Modulador FM
• EXP.2-2: IMPLEMENTACIÓN DE UN TRANSMISOR FM DE AUDIO.
H. Miyashiro

15. III. Modulador FM
• EXP.2-2: IMPLEMENTACIÓN DE UN TRANSMISOR FM DE AUDIO.
H. Miyashiro
freq
gain_RF

16. IV. Demodulador FM: no coherente
• La demodulación no coherente se caracteriza por no requerir que el
receptor genere la portadora.
• Sea la señal FM recibida:
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17. IV. Demodulador FM: no coherente
• Si 𝑓𝑐 > 𝑘 𝑓, es posible extraer 𝑠(𝑡) de la envolvente de la señal 𝑠1(𝑡).
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18. IV. Demodulador FM: no coherente
• EXP.3-1: SIMULACIÓN DE UN RECEPTOR FM NO COHERENTE. Simular
la demodulación no coherente del tono enviado por el transmisor de
la experiencia, EXP.2-1. Utilizar el siguiente transmisor:
H. Miyashiro
𝑠 𝐹𝑀(𝑡)

19. H. Miyashiro