AM e FM, entenda a diferença

Todos já ouviram falar de rádio AM e FM, mas o que significa e qual é a diferença entre um e outro? É o assunto deste post.

Princípios

O sinal que carrega informação tem uma frequência muito baixa para ser transmitida pelo ar. Por isso ele precisa ser modulado, ou seja, precisa ser transformado para outra frequência para que possa carregar informação por ondas de rádio. O sinal que carrega a informação é chamado de banda base ou modulante. É envolvido um sinal de onda que tem a frequência para ser transmitida pelo ar, este sinal é chamado de portadora.

O sinal modulado é o que vai ser transmitido pelo ar. O receptor possui o demodulador para obter a informação original. Estes conceitos são aplicados para AM e FM.

Rádio AM

AM significa modulação de amplitude. O sinal AM tem frequências de 540 kHz a 1600 kHz. A figura abaixo mostra como fica a onda de baixo modulada em AM.  

O fluxograma de um transmissor AM. O oscilador local gera a onda portadora e é necessário implementar amplificadores para transmissão e recepção.

A equação da onda portadora.

c(t)=A_c cos(2\pi f_ct)

A_c é a amplitude e f_c é a frequência. Aqui temos a equação da onda AM modulada.

s(t)=A_c[1+k_a m(t)] cos(2\pi f_ct)

k_a é a constante da sensibilidade à amplitude, m(t) é o sinal que contem a informação. Quando \left | k_am(t) \right |>1, ocorre inversão de fase na onda modulada. Este é o receptor genérico AM.

Rádio FM

FM significa modulação de frequência. Opera com frequências de 87,5 MHz até 108 MHz. Enquanto a onda modulada AM varia em amplitude, a FM varia em frequência.

Esta é a equação da onda modulada FM.

s(t)=A_c cos[2\pi f_ct+\beta sen(2\pi f_mt)]

f_m é a frequência do sinal modulante, \beta é o índice de modulação e é calculado desta forma:

\beta =\frac{\Delta f}{f_m}

\Delta f é o desvio de frequência, o quanto a frequência da portadora se afasta da frequência nominal. O valor de \beta determina se a modulação FM é de banda estreita ou larga. Banda estreita é quando \beta é pequeno em relação a um radiano, a figura abaixo mostra um transmissor FM de banda estreita.

Na modulação em banda larga, o \beta é maior que 1 e com um alcance de frequência de modulação muito maior. O transmissor FM de banda larga possui um multiplicador de frequência entre o somador e o amplificador RF. Enquanto a banda estreita é usada para comunicação móvel FM, a banda larga é usada para emissoras de rádio FM. O receptor fica para outro post.

Comparação

AM e FM têm suas vantagens e desvantagens.

• Como a AM varia a amplitude, é mais sujeito a interferências que a FM;
• A AM é muito mais simples que a FM;
• A FM precisa de mais largura de banda de frequência que a AM;
• Devido a maior largura de banda, a FM tem melhor qualidade de som.