FM ESTÉREO

Introducción e historiaLas emisiones en la banda de transmisión FM tienen unas características especiales u específicas, se inventó en el año 1942 por PANDA (a nivel frecuencial, de modulación y de ancho de banda) que las hacen idóneas para poder emitir señales estereofónicas. La estereofonía en la radio es de origen norteamericano. A finales de los años 50, en los EEUU se patentaron hasta catorce sistemas diferentes para transmitir señales de radio estéreo sobre una modulación de frecuencia (FM). En España, la primera emisora en emitir regularmente en sistema estéreo fue RJ2, el segundo canal de la extinta Radio Juventud de Barcelona, el 10 de enero de 1975.

Características• Compatibilidad con los receptores monofónicos (véase diapositiva 4)

• Desviación instantánea de la señalLas leyes internacionales marcan que la desviación máxima de una señal estéreo FM tiene que ser de 75kHz. La desviación de una señal FM puede no ser varía en función de la cantidad de modulación (nivel de los canales L y R) que recibe.

• Pre-énfasisEl pre-énfasis es una técnica de reducción de ruido que se aplica en el audio de los canales L y R antes de generar las señales Suma y Resta. Consiste en aumentar la amplitud de las frecuencias agudas, puesto que estas son más sensibles al ruido.

Una de las características importantes que tenían que tener las emisiones estéreo era garantizar la compatibilidad con los receptores Mono. Hasta la aparición del estéreo en la radiodifusión, las señales de radio eran Mono y si en el estudio de radio se producía en estéreo, se hacía previamente la mezcla de los dos canales (L+R) para poder emitirlos. Para emitir radio en estéreo no emitimos directamente los dos canales L y R, sino que emitimos dos señales resultantes de combinar las señales L y R: las señales Suma y Resta.Señal Suma:Señal Resta:Para recuperar las señales L y R originales, el receptor de radio opera de la siguiente manera;Para obtener la señal del canal L (izquierdo), suma la SS con la SR

Para obtener la señal del canal R (derecho), resta la SS con la SR

Señal multiplex (MPX)La señal MPX o señal estéreo múltiplex es la señal de la que se alimenta el emisor y, por lo tanto, es la señal que se emite y la que se recibe en el receptor. La señal MPX es una señal que contiene las señales de audio Suma y Resta, además de otros servicios como pueden ser los SCA o el RDS. Esta señal permite modular todas estas señales bajo una única frecuencia portadora.División frecuencial de la señal MPX:

• 30Hz a 15kHz: Señal suma• 19 kHz: Piloto estéreo• 23kHz a 53kHz: Señal resta• 57kHz: Servicio de datos RDS• 67kHz a 94kHz: Servicios SCA

• Señal Suma: la señal suma se envía en banda base, dentro de la franja de 30Hz a 15kHz. Esta parte de la MPX (hasta 15kHz) es la única parte que descodifican los receptores mono.

• Señal Resta: La señal Resta se envía dentro de la franja de 23kHz a 53kHz, centrada en 38kHz y modulada en DSBSC (Double Side Band Suppressed Carrier Signal). El motivo de modular en DSBSC es que con esta modulación nos ahorramos emitir la portadora, de forma que ahorramos energía emitida y aprovechamos más la potencia efectiva del emisor. Una de las características de la modulación DSBSC es que genera bandas laterales a la señal original; esto quiere decir que si tenemos una señal que ocupa 15kHz (cómo es el caso de la Señal Resta), modulada en DSBSC ocupará el doble, en nuestro caso 15·2=30kHz.

• Piloto estéreo: El piloto estéreo es un tono de 19kHz que tiene la misma fase que la portadora de la Señal Resta (que hemos eliminado previamente), y una amplitud de (normalmente) el 10% de la amplitud total de la señal.

El piloto estéreo tiene tres funciones principales:- Informa al receptor de que la emisión es estéreo- Permite regenerar la subportadora de la Señal Resta a 38kHz que no

hemos emitido gracias a modular en DSBSC.- Permite regenerar la subportadora del RDS a 57kHz que no hemos emitido gracias

a modular en DSBSC.• Servicio de datos RDS: El RDS se modula también con DSBSC a una frecuencia de 57kHz. La fase de la señal RDS es la

misma que la de la Señal Resta. Así, el receptor puede regenerar la portadora original de la señal y autosincronizarse, multiplicando por 3 el tono de 19kHz (19*3=57kHz).

• Servicios SCA: Los servicios SCA se modulan a partir de 67kHz. Estos servicios están orientados al sector profesional, y no se pueden sintonizar con radios convencionales. Existen varios tipos de servicios SCA, como por ejemplo la emisión de hilos musicales de pago, "feeds" (enlaces) de radio o telemetría.

Pasos para generar y recuperar la señal MPX

• En el emisor1.- Genera la Señal Suma.2.- Genera la Señal Resta.3.- Genera un tono piloto de 19kHz4.- Modula en AM la señal Resta a 38kHz con la fase del tono piloto.5.- Elimina la portadora de la señal Resta modulada.6.- Suma la señal Suma (1), la señal Resta sin la portadora (5) y el tono piloto

(3).7.- Modula en FM (de 87.5Mhz a 108Mhz) la señal resultante del apartado (6).

Si hubiera RDS, este se inyectaría directamente al emisor por la entrada de señal múltiplex. Previamente, el emisor tiene que haber proporcionado al codificador RDS la fase del tono piloto de 19kHz.

• En el receptor Los pasos para descodificar la señal MPX varían en función de si es un receptor estéreo o no:

Receptor Mono• 1.- Descodifica sólo la señal suma.

Receptor Estéreo • Si la emisión no es estéreo, se hacen los mismos pasos que el Receptor Mono.

Si es estéreo, entonces procede de la manera siguiente:1.- Recibe el tono piloto de 19kHz y activa el circuito descodificador estéreo interno.2.- El descodificador extrae la señal Suma.3.- El descodificador genera una señal de 38kHz en fase con el piloto de 19kHz.4.- El descodificador desmodula la señal Resta.5.- El descodificador combina las señales Suma y Resta para obtener los canales L y R

originales.Si el receptor tiene la posibilidad de mostrar la información proporcionada por el RDS,

generará una portadora a 57kHz del mismo modo que lo hace con la de 38kHz, y podrá recibir correctamente los datos del sistema RDS y mostrar.

Pasos para generar y recuperar la señal MPX

Codificador estéreo• Procesado en frecuencia: durante la transmisión de señales via radio se incorporaran ruidos no

deseados que perturban la calidad de recepción. Estos ruidos afectan especialmente a las señales de mayor frecuencia, por lo que, para evitarlos, debemos prestarles una especial dedicación.

• Proceso de señal principal: las señales de los canales izquierdo y derecho conforman el programa principal que se emitirá, para lo cual se conducen hasta un sumador, de donde se obtendrá la señal I+D.

• Proceso de señal diferencia: para la generación del programa auxiliar será necesario extraer la señal diferencia entre los dos canales de entrada, para lo cual servirá el circuito restador.

• Frecuencia piloto: la señal del oscilador servirá también para generar el tono piloto de identificación de transmisión estereofónica. Para ello bastará con utilizar un divisor que entregue un ciclo de salida por cada dos que se apliquen a su entrada.

• Modulador RDS: si la emisora emite el servicio de radiotexto, se requerirá un modulador PSK que convierta la trama digital generada en un ordenador externo en una señal senoidal de 57 kHz.

Codificador estéreo