La desviació en FM

La modulació de freqüència (FM) és una modulació molt pràctica perquè té una qualitat de so molt bona i molta estabilitat en recepció. A efectes energètics té envolupant constant i això permet fer-hi servir amplificadors no-linials (Classe C per exemple). Malgrat aquests avantatges sobre AM i Banda Lateral Única (Single Side Band) té el desavantatge de demanar un ample de banda elevat. Aquest requeriment fa que només veiem ús de FM en bandes VHF i superiors, de molta més amplada que les de HF o MF.

Les modulacions FM es divideixen en dos grans grups:

• FM Wide-band, de banda ampla, la de la ràdio comercial amb so estèreo (250kHz d’ample de banda).
• FM Narrow-band, de banda estreta, de fins a 25kHz, la que fem servir per ràdio els ràdioaficionats, PMR446, etc.

La que ens interessa als ràdioaficionats és el segon tipus, la FM de banda estreta. És la modulació FM que trobarem als Talquies moderns de 2 metres. D’aquesta n’hi ha de dos modes, segurament a la ràdio podem triar quin volem, i així els trobarem descrits:

• De desviació ampla (Wide deviation), de 5 kHz, amb audio de màxim 3kHz. Modulació 16K0F3E.
  • Amplada de banda de 16KHz
• De desviació estreta (Narrow deviation), de 2,5 kHz, amb audio de màxim 3 kHz. Modulació 11K0F3E.
  • Amplada de banda de 11KHz
  • També la fan servir els equips PMR446

Fa molts anys VHF estava canalitzada amb canals separats per 25 kHz, i es va establir la desviació ampla en l’opció de FM dels equips de ràdioaficionat. Però amb el temps semblava que aquests canals es podien estrènyer més sacrificant una mica de qualitat de so i es va estipular la canalització de canals separats 12,5 kHz. Així més ràdioaficionats podien fer servir la banda simultàniament. El pla de bandes VHF de la IARU per la Zona 1 diu que l’ample de banda màxim per a FM és, en general, de 12kHz.

La norma avui és seguir la canalització de 12,5 kHz i fer servir FM de banda estreta de desviació estreta però alguns ràdioaficionats tenen equips antics que només poden fer desviació ampla i, a més, el so és més clar en desviació ampla.

En modulació de freqüència l’amplitud del senyal d’audio es tradueix en una desviació de freqüència. El paràmetre de desviació diu quant es desviarà de la central l’amplitud màxima de l’ona de so. Si tenim un senyal FM de 144,100 MHz de desviació estreta veuríem que l’ona de so es tradueix en freqüències que van de 144.997,5 kHz a 144.102,5 kHz. Això fa que si hom emet amb desviació estreta i l’altre hom rep amb desviació ampla sentirà un volum baix. I si hom emet amb desviació ampla i l’altre hom rep amb desviació estreta sentirà un volum molt alt.

Podríem pensar que un senyal de desviació 2,5kHz té un ample de banda de 5kHz però no és tant senzill. A l’espectre de la modulació de freqüència també s’hi suma la freqüència del senyal d’audio. D’aquí la regla de Carson ens diu que l’ample de banda d’un senyal FM és 2 * Desviació * MaxFreqAudio.

En el cas de desviació de 2,5 kHz amb 3kHz d’audio el càlcul ens dona un ample de banda de 2*(2,5+3) = 11 kHz, i es canalitza amb separació de 12,5 kHz. En el cas de desviació de 5 kHz amb 3kHz d’audio tenim un ample de banda de 2*(5+3) = 16 kHz, i es canalitza amb separació de 25 kHz.

La FM de desviació estreta ocupa menys ample de banda i això vol dir que pot arribar una mica més lluny que la desviació ampla, ja que competeix amb menys potència de soroll. Per altra banda, quan el senyal es rep amb plena potència, se sent pitjor que la desviació ampla perquè proporcionalment és més susceptible al soroll de fase.

La meva experiència amb els Talkies Baofeng és que no fan gaire bé això de la desviació ampla i estreta. Recordo observar les transmissions amb una SDR i en realitat transmeten amb una desviació més estreta del compte. Quan al Baofeng triem desviació ampla (Wide deviation) en realitat ocupen un ample de banda de 11 kHz quan el podrien ocupar de 16kHz. Si parleu amb un Baofeng amb algú que té una ràdio antiga i fa servir FM de desviació ampla se us queixarà que us sent baix.

El futur sembla que passa per una canalització més estreta, amples de banda més estrets per permetre més participants a les bandes, i això passa per la codificació de veu i modulacions digitals. Sistemes com el DMR, C4FM, DPMR446, TETRA, etc. poden passar la veu en canals de 6,25 kHz d’ample de banda sacrificant novament qualitat del so. Les reduccions d’ample de banda no surten gratis.