Frecuencias Suma y Diferencia

Cuando se superponen dos ondas sinusoidales de diferentes frecuencias, se obtienen componentes que tienen la suma y la diferencia de las dos frecuencias. Esto se puede mostrar usando la regla de la suma de la trigonometría. Para dos ondas sinusoidales de la misma amplitud

El primer término da lugar al fenómeno de batido, con una frecuencia igual a la diferencia entre las frecuencias mezcladas. La frecuencia de batido está dada por

ya que el primer término de arriba lleva la salida a cero (o a un mínimo para amplitudes desiguales) a esta frecuencia de batido. Tanto la frecuencia suma como la diferencia, se explotan en la comunicación por radio, formando las bandas laterales superior e inferior y determinando el ancho de banda de transmisión.

Cuando se dice que la frecuencia de batido es f₁-f₂ en lugar de (f₁-f₂)/2, se requiere una explicación. Para la diferencia de frecuencia, sólo se puede decir que se obtiene un mínimo, cuando el término de modulación alcanza cero, lo que lo hace dos veces por ciclo, por lo que el número de mínimos por segundo es f₁-f₂.

Portadoras y Bandas Laterales

La transmisión por radio implica poner la información de frecuencia de audio, sobre una frecuencia de onda electromagnética mucho mayor llamada onda portadora. El proceso de superposición de la "imagen eléctrica" de la información de sonido sobre la onda portadora, se llama modulación, y hay dos esquemas normalmente utilizados: amplitud modulada (AM) y frecuencia modulada (FM). Cualquiera de las formas de modulación, producen frecuencias que son la suma y la diferencia de las frecuencias portadora y de modulación -estas frecuencias se denominan a veces bandas laterales-.

Debido a la existencia de las bandas laterales, la gama de frecuencias o ancho de banda necesaria para la transmisión de radio, depende del rango de las frecuencias de modulación.

Ancho de Banda en las Comunicaciones

Cuando se nombra la frecuencia de una emisora de radio por lo general, se indica la frecuencia de la portadora. Pero cuando se superpone una señal sobre la portadora de AM o FM, se producen bandas laterales que son la suma y la diferencia de la frecuencia portadora fC y la frecuencia de modulación fM. Esto significa que la señal transmitida está esparcida en frecuencia sobre un ancho de banda, que es el doble de la frecuencia más alta de la señal.

Los anchos de bandas son asignados para todo tipo de difusión de comunicaciones, esto impone la frecuencia máxima de señal que puede ser transmitida. Los anchos de banda asignados a radio AM y FM son tales, que limitan la fidelidad de música en las transmisiones en AM, pero permiten el lujo de transmisiones de alta fidelidad en estéreo por medio de la FM. Las altas frecuencias de señales asociadas con la difusión de vídeo, requieren mayores anchos de bandas (canales asignados a la televisión).

Bandas de Frecuencias de Radio

Debido a la división de la banda de FM para la transmisión de FM estéreo, el límite de frecuencia para la transmisión de la música es de 15 kHz. Esto permite la transmisión de señal de alta fidelidad. El ancho de banda operativa está limitado a 150 kHz, con bandas guardas a cada lado de 25 kHz. En realidad, el FM estéreo cubre 106 kHz de ese ancho.

La radio AM está limitada por los anchos de bandas AM a una frecuencia máxima de 5000 Hz. La transmisión de música por radio de AM está limitada en fidelidad, y las estaciones adyacentes tienden a interferirse unas con otras.