¿Cómo es que la AM/FM transmite tanto el tono como el volumen de la voz?

Question

Casi todos los tutoriales sobre modulación AM/FM muestran la señal moduladora como algo parecido a un simple tono o una onda sinusoidal continua. Eso es fácil, y para la AM sólo hay que superponer la señal moduladora sobre la onda portadora como una envolvente, y voilá, y para la FM se varía la frecuencia de forma continua y consistente. pero nadie parece señalar el problema obvio... La voz tiene tanto el tono, es decir la frecuencia, como el volumen, que son dos flujos de datos analógicos separados. Ningún tutorial ni explicación que haya visto da el siguiente paso, evidentemente necesario, para explicar cómo se transmiten ambos aspectos a través de esquemas de radio que aparentemente sólo pueden aceptar un grado de variación, es decir amplitud para AM o frecuencia para FM.

TL;DR:

1. ¿Cómo puede la modulación AM o FM, que sólo tienen una variable modulable, transmitir tanto el tono como el volumen de la voz, que son al menos dos flujos de datos analógicos distintos?

2. ¿Por qué parece que nadie aborda esta evidente cuestión en ningún tutorial/vídeo/escritura sobre modulación de radio?

Answer 1

La voz tiene tanto el tono, es decir, la frecuencia, como el volumen, que son dos flujos de datos analógicos separados.

No. La voz se transmite inicialmente como un "flujo" analógico de ondas de presión sonora en el que la amplitud de la variación de la presión del aire corresponde al volumen (en ese instante) y la tasa de cambio da el tono.

Ningún tutorial ... explica cómo se transmiten ambos aspectos a través de esquemas de radio que aparentemente sólo pueden tomar un grado de variación, ...

Los esquemas de modulación AM y FM son analógicos y se llaman analógicos porque la modulación es analógica ( adjetivo , comparable en ciertos aspectos, normalmente de forma que se aclare la naturaleza de las cosas comparadas) a la señal original - voz o música.

Pero también tengo curiosidad por saber por qué esta siguiente pregunta obvia que nunca parece surgir a la gente que hace estos tutoriales y explicaciones, ni se encuentra la respuesta fácilmente por ahí, como he estado buscando infructuosamente.

Tal vez haya una oportunidad para ti cuando lo descubras.

Los tutoriales demuestran los resultados con señales sinusoidales porque, de lo contrario, sería imposible ver la modulación de una señal compleja a una escala razonable en un diagrama.

_Figura 1. La página web Análisis simplificado de la norma AM de la Wikipedia describe un poco lo que usted está preguntando._

Observa en la ilustración que la forma de onda no es sinusoidal sino que es una forma de onda arbitraria. Observe también que la modulación de la amplitud sólo sigue la forma de onda de la señal. No hay mucho más. El micrófono convertirá la voz en una señal eléctrica analógica y el modulador modulará la portadora también de forma analógica.

Answer 2

Olvídate de la radio: ¿cómo crees que se transmite la voz a través de un cable, que sólo tiene "voltaje", de nuevo, una única variable?

La cuestión es que el "tono" y la "amplitud" son parámetros abstractos de una función de valor único del tiempo. De hecho, se pueden superponer muchas señales diferentes a distintas frecuencias en un solo cable. Cada componente de una forma de onda tan compleja tiene su propia frecuencia, fase y amplitud, y aun así podemos distinguirlas.

Es posible convertir la tensión en amplitud en un transmisor de AM, y convertirla en frecuencia en un transmisor de FM. En ambos casos, el receptor puede volver a convertir la señal en una réplica de la misma forma de onda de tensión que creó la modulación en primer lugar.

Así que si crees que la voz (y la música, por cierto) puede transmitirse por un cable, es una simple extensión para transmitirla como señal de radio.

Answer 3

El sonido es una señal unidimensional que varía en el tiempo. Los micrófonos registran continuamente las variaciones de la presión del aire. En cualquier momento, se trata de un único valor. Este valor es el que se "modula" en la portadora.

Esta señal unidimensional que varía en el tiempo transporta tanto la información sobre la sonoridad como el tono. De hecho, puede contener la información de volumen y tono de muchas voces diferentes al mismo tiempo, o de muchos instrumentos musicales al mismo tiempo, etc. en este único valor variable en el tiempo.

Answer 4

La voz tiene tanto el tono, es decir, la frecuencia, como el volumen, que son dos flujos de datos analógicos separados.

Hay más de dos, dependiendo enteramente de cómo lo percibas/analices, y de qué más esté pasando, en la pista. Hay podrían ser cientos en una canción de My Bloody Valentine, los flujos tienen flujos y van a 11.

¿Y si forzado para que todos encajen en un solo flujo de datos?

Porque eso es exactamente lo que ocurre cuando todas esas cosas entran el medio del aire que es el medio innato de todos los sonidos. Sólo puede manejar un flujo de datos por lo que la compresión es forzada.

Cuando ponemos un micrófono en ese aire y obtenemos una forma de onda, estamos obteniendo el único flujo de datos. Separar el trino respiratorio de Bilinda Butcher en el coro de lo que su compresor de fase MP-41 (en particular) hizo a su guitarra entre los otros 16 pedales de efectos en la pila... Es imposible. Porque se ha perdido mucha singularidad en la compresión en esa única corriente.

Y sin embargo, eso es la música, y nos encanta.

Este flujo microfónico es el que se codifica en AM o FM. Eso es lo que te has perdido.

Estoy ignorando estéreo eso es un trato en sí mismo.

Answer 5

En un sistema AM simple, la señal transmitida es algo así como

$$x(t) = A\left(1+m(t)\right) \sin\omega_c t$$

y \$m(t)\$ se llama señal de mensaje .

En una radio AM, la señal de mensaje básicamente dice la fuerza con la que se debe empujar el cono del altavoz en cada instante de tiempo. Si la señal de audio es un solo tono, \$m(t)\$ será a su vez una sinusoide.

Si quieres un tono más fuerte, aumenta la amplitud de \$m(t)\$ . Si quieres un tono de mayor frecuencia, aumenta la frecuencia de \$m(t)\$ .

Y si quieres una señal de audio musical, suma varios tonos con diferentes frecuencias y amplitudes, y varíalos de forma melódica.