Modulación de amplitud
¿La envolvente sigue al mensaje?
La traza azul es la portadora, que oscila muy deprisa, y las curvas doradas punteadas que la abrazan por arriba y por abajo son la envolvente. Al bajar y subir el índice de modulación m cambia la profundidad con que la envolvente oscila siguiendo al mensaje. En cuanto m pasa de 1, la envolvente se pliega por debajo de 0 y ese tramo se vuelve una línea roja continua.
El mensaje monta sobre la amplitud
La portadora cos(ωc t) es una oscilación rapidísima que transporta el mensaje. Si su amplitud crece y se encoge al compás del mensaje, la curva que une las crestas de esa oscilación rápida, la envolvente, dibuja tal cual la forma del mensaje lento. Al receptor le basta con extraer la envolvente para recuperar el mensaje, y para eso sirve un sencillo detector de envolvente construido con un solo diodo.
El índice m fija la profundidad de la oscilación
En s(t) = [1 + m cos(ωm t)] cos(ωc t), m indica cuánto oscila la amplitud. Con un m pequeño la envolvente apenas se mueve y el mensaje viaja débil; cuando m se acerca a 1, la amplitud baja casi hasta 0 y luego sube hasta el doble de su valor de reposo. Al revés, si mides en la gráfica la altura de las crestas de la envolvente, Amax, y la de los valles, Amin, el índice sale de m = (Amax − Amin)/(Amax + Amin).
Sobremodulación y ancho de banda
Cuando m pasa de 1, 1 + m cos(ωm t) se vuelve negativo en parte de cada ciclo. Ahí la envolvente atraviesa el 0 y se pliega hacia el otro lado, invirtiendo arriba y abajo; es el tramo que en la gráfica pasa a línea roja continua. Un detector de envolvente no distingue esa forma invertida y lee un mensaje distorsionado: eso es la sobremodulación. Por otra parte, la multiplicación coloca una copia del espectro del mensaje a cada lado de la portadora y crea dos bandas laterales, de modo que el ancho de banda de AM es el doble del ancho de banda del mensaje, B = 2 fm.
De vuelta a la primera pantalla
Al subir el índice, la envolvente oscilaba más hondo y dibujaba el mensaje con más nitidez, y en cuanto m pasó de 1 atravesó el 0, se plegó y ese tramo se volvió rojo. Entre 0,45 y 1 la envolvente siguió fielmente al mensaje y el indicador marcó dorado. De AM hay que recordar una cosa: el mensaje está en la envolvente de la amplitud, y esa envolvente tiene la forma del mensaje solo cuando m ≤ 1.
En la próxima unidad
Como AM guarda el mensaje en la amplitud, es sensible al ruido: cualquier ruido que sacuda la amplitud ensucia la envolvente al instante. La siguiente unidad, FM, carga el mensaje en la frecuencia instantánea de la portadora y, a cambio de usar más ancho de banda, gana mucha resistencia al ruido.