Posteriormente a consultar expertos en el tema, programadores de diversas ramas y profesores dimos con la solución a la cuestión y la plasmamos en este post.
Solución:
En la imagen a continuación, una onda sinusoidal modulada en amplitud:
- 0% sin modular, la envolvente sinusoidal no es visible en absoluto;
- < 100% de profundidad de modulación es el uso normal de AM;
- 100% de profundidad de modulación, el toque de la envolvente sinusoidal en y=0. Máxima modulación que se puede recuperar con un detector de envolvente sin distorsión;
- > 100 % de profundidad de modulación, “sobremodulación”, la onda sinusoidal original ya no se puede detectar con un detector de envolvente.
Una visión general fija de las profundidades de modulación más importantes (0, 50, 100 y 200%):
La animación fue creada usando gnuplot usando el siguiente script:
unset xtics
set yrange [-3:3]
set samples 10000
do for [d=0:200] plot sin(2*pi*3*x)*(1+(sin(2*pi*x/10))*d/100) title sprintf("%3i%%",d);
La sobremodulación de AM hace que la onda portadora invierta su fase cuando la señal de modulación tiene una amplitud que está por encima de cierto nivel. Broadcast AM normalmente nunca hace esto porque la complejidad de un demodulador preciso es demasiado grande para los miles y millones de receptores.
AM es solo la multiplicación matemática de dos señales y la AM de transmisión regular permanece como un multiplicador de 2 cuadrantes, mientras que la modulación completa usa los cuatro cuadrantes.
La modulación al 100 % es donde la señal de modulación lleva la portadora a cero y, en teoría, es la modulación máxima que un detector de envolvente de AM regular puede demodular con éxito.
La sobremodulación no tiene realmente ninguna importancia para los sistemas FM (a diferencia de AM). Si la amplitud de la señal de modulación es demasiado grande, cualquier modulador de frecuencia decente limitará la señal para que no pueda ampliar demasiado el ancho de banda de la señal modulada en el espectro de frecuencia. En efecto, la señal de modulación se recorta.
Con la modulación de amplitud, la señal portadora se conduce alternativamente por encima y por debajo de su valor de reposo (no modulado). Con una modulación del 100 %, los picos aumentarán al doble de la potencia de reposo y los “valles” llegarán a cero. Si el nivel de modulación se incrementa más allá de este valor, los valles intentarán caer por debajo de cero. Dado que el nivel de potencia no puede bajar de cero, la señal se “recortará” y producirá distorsión. Los picos también pueden recortarse, pero eso dependerá de la capacidad de la etapa de potencia.
Para la modulación de frecuencia, superar el valor de desviación diseñado producirá una señal cuyo ancho de banda excede el valor para el que se diseñó el receptor. El receptor experimentará distorsión porque parte de la señal ha sido filtrada y el ancho de banda excesivo de la señal transmitida puede interferir con las estaciones en frecuencias adyacentes.