En radiocomunicaciones , una banda lateral es una banda de frecuencias superiores o inferiores a la frecuencia portadora , que son el resultado del proceso de modulación . Las bandas laterales transportan la información transmitida por la señal de radio. Las bandas laterales comprenden todos los componentes espectrales de la señal modulada excepto la portadora. Los componentes de la señal por encima de la frecuencia portadora constituyen la banda lateral superior ( USB ), y los que están por debajo de la frecuencia portadora constituyen la banda lateral inferior ( LSB ). Todas las formas de modulación producen bandas laterales.
Podemos ilustrar la creación de bandas laterales con una identidad trigonométrica :
Sumando a ambos lados :
Sustituyendo (por ejemplo) y donde representa el tiempo :
Agregar más complejidad y variación de tiempo a la modulación de amplitud también la agrega a las bandas laterales, lo que hace que su ancho de banda se amplíe y cambie con el tiempo. En efecto, las bandas laterales "transportan" el contenido de información de la señal. [1]
En el ejemplo anterior, una correlación cruzada de la señal modulada con una sinusoide pura es cero en todos los valores excepto 1100, 1000 y 900. Y los valores distintos de cero reflejan las intensidades relativas de los tres componentes. Una gráfica de ese concepto, llamada transformada de Fourier (o espectro ), es la forma habitual de visualizar las bandas laterales y definir sus parámetros.
La modulación de amplitud de una señal portadora normalmente da como resultado dos bandas laterales de imagen especular. Los componentes de la señal por encima de la frecuencia portadora constituyen la banda lateral superior (USB), y los que están por debajo de la frecuencia portadora constituyen la banda lateral inferior (LSB). Por ejemplo, si una portadora de 900 kHz está modulada en amplitud por una señal de audio de 1 kHz, habrá componentes a 899 kHz y 901 kHz, así como a 900 kHz en el espectro de radiofrecuencia generado; por lo que un ancho de banda de audio de (digamos) 7 kHz requerirá un ancho de banda del espectro de radio de 14 kHz. En la transmisión de AM convencional , tal como la utilizan las estaciones de AM de banda de transmisión , la señal de audio original se puede recuperar ("detectar") mediante circuitos detectores síncronos o mediante detectores de envolvente simples porque la portadora y ambas bandas laterales están presentes. A esto a veces se le llama modulación de amplitud de doble banda lateral ( DSB-AM ), pero no todas las variantes de DSB son compatibles con los detectores de envolvente.
En algunas formas de AM, la portadora puede reducirse para ahorrar energía. El término portadora reducida DSB normalmente implica que permanece suficiente portadora en la transmisión para permitir que un circuito receptor regenere una portadora fuerte o al menos sincronice un bucle de bloqueo de fase , pero hay formas en las que la portadora se elimina por completo, lo que produce una doble banda lateral con portadora suprimida . (OSD-CS). Los sistemas de portadora suprimida requieren circuitos más sofisticados en el receptor y algún otro método para deducir la frecuencia de la portadora original. Un ejemplo es la información de diferencia estereofónica (LR) transmitida en transmisiones FM estéreo en una subportadora de 38 kHz , donde se inserta una señal de baja potencia a la mitad de la frecuencia portadora de 38 kHz entre las frecuencias de la señal monoaural (hasta 15 kHz) y la frecuencia inferior. de la subportadora de información estéreo (hasta 38–15 kHz, es decir, 23 kHz). El receptor regenera localmente la subportadora duplicando un tono piloto especial de 19 kHz . En otro ejemplo, la modulación en cuadratura utilizada históricamente para la información cromática en transmisiones de televisión PAL , la señal de sincronización es una breve ráfaga de unos pocos ciclos de portadora durante la parte del "porche trasero" de cada línea de exploración cuando no se transmite ninguna imagen. Pero en otros sistemas DSB-SC, la portadora puede regenerarse directamente desde las bandas laterales mediante un bucle Costas o un bucle cuadrático. Esto es común en sistemas de transmisión digital como BPSK donde la señal está presente continuamente.
Si queda parte de una banda lateral y toda la otra, se denomina banda lateral vestigial , utilizada principalmente en transmisiones de televisión , que de otro modo consumirían una cantidad inaceptable de ancho de banda . La transmisión en la que solo se transmite una banda lateral se denomina modulación de banda lateral única o SSB. SSB es el modo de voz predominante en la radio de onda corta , además de la radiodifusión de onda corta . Dado que las bandas laterales son imágenes especulares, qué banda lateral se utiliza es una cuestión de convención.
En SSB se suprime la portadora , reduciendo significativamente la potencia eléctrica (hasta 12 dB) sin afectar la información en la banda lateral. Esto permite un uso más eficiente de la potencia del transmisor y del ancho de banda de RF, pero se debe utilizar un oscilador de frecuencia de batido en el receptor para reconstituir la portadora. Si la frecuencia portadora reconstituida es incorrecta, entonces la salida del receptor tendrá frecuencias incorrectas, pero en el caso del habla, los pequeños errores de frecuencia no suponen un problema para la inteligibilidad. Otra forma de ver un receptor SSB es como un transpositor de frecuencia de RF a audio : en el modo USB, la frecuencia de marcado se resta de cada componente de radiofrecuencia para producir un componente de audio correspondiente, mientras que en el modo LSB cada componente de radiofrecuencia entrante se resta. restado de la frecuencia de marcado.
La modulación de frecuencia también genera bandas laterales; el ancho de banda consumido depende del índice de modulación , lo que a menudo requiere un ancho de banda significativamente mayor que el DSB. Las funciones de Bessel se pueden utilizar para calcular los requisitos de ancho de banda de las transmisiones de FM. La regla de Carson es una aproximación útil del ancho de banda en varias aplicaciones.
Las bandas laterales pueden interferir con los canales adyacentes . La parte de la banda lateral que se superpondría al canal vecino debe suprimirse mediante filtros , antes o después de la modulación (a menudo ambas). En la modulación de frecuencia (FM) de banda de transmisión , las subportadoras por encima de 75 kHz están limitadas a un pequeño porcentaje de modulación y están prohibidas por encima de 99 kHz en total para proteger la desviación normal de ±75 kHz y los límites del canal de ±100 kHz . Los transmisores de FM de radioaficionados y de servicios públicos generalmente utilizan una desviación de ±5 kHz.
Para reproducir con precisión la forma de onda moduladora, toda la ruta de procesamiento de señal del sistema de transmisor, ruta de propagación y receptor debe tener suficiente ancho de banda para que se puedan usar suficientes bandas laterales para recrear la señal modulada con el grado de precisión deseado.
En un sistema no lineal como un amplificador, se pueden generar bandas laterales de los componentes de frecuencia de la señal original debido a la distorsión. Esto generalmente se minimiza, pero se puede hacer intencionalmente para lograr el efecto musical fuzzbox .
Este artículo incorpora material de dominio público de la Norma Federal 1037C. Administración de Servicios Generales . Archivado desde el original el 22 de enero de 2022. (en apoyo de MIL-STD-188 ).
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![{\displaystyle \underbrace {\cos(1000\ t)} _{\text{onda portadora}}\cdot \underbrace {[1+\cos(100\ t)]} _{\text{modulación de amplitud}}= \underbrace {{\tfrac {1}{2}}\cos(1100\ t)} _{\text{banda lateral superior}}+\underbrace {\cos(1000\ t)} _{\text{onda portadora} }+\underbrace {{\tfrac {1}{2}}\cos(900\ t)} _{\text{banda lateral inferior}}.}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/acfd1bddb1316e0f98379c1d0e558d7c3e1ad847)
