Introducción
A grandes rasgos el sistema de modulación por ancho o duración de pulso aplicado a un transmisor de radio, en nuestro caso uno de AM consiste en un dispositivo electrónico capaz de modificar la duración o tiempo de encendido de una señal rectangular de frecuencia fija, esta frecuencia llamada de (clock) es generada por un oscilador a una frecuencia de 70 a 100 Khz en los sistemas más tradicionales y 240 Khz para los sistemas polifásicos.
En origen la forma de onda de la señal de clock es triangular, la variación del ancho o ciclo de trabajo de la señal rectangular es consecuencia de comparar a cada instante la señal triangular con la señal modulante en nuestro caso (audio) en un dispositivo comparador Ej: LM311.
Una vez obtenida la señal rectangular es importante mencionar que en ausencia de modulación los pulsos son simétricos es decir igual tiempo de encendido e igual tiempo de apagado, cuando aplicamos señal de audio hacemos variar el tiempo de encendido o ancho del pulso en función de la amplitud de la señal.
La señal modulada en ancho luego será aplicada a un dispositivo capaz de manejar un nivel de corriente acorde a los requerimientos de potencia del caso.
El dispositivo utilizado bien puede ser una válvula o un transistor que trabaja como una llave en modo conmutación, trabajo-reposo (swiching) decimos entonces que la etapa trabaja en clase S, en esta condición la eficiencia esta en el orden del 90%.
Los moduladores PWM están conectados en serie con la etapa de RF a través de unas redes L-C las que se encargan en primer lugar de integrar la señal de audio en función de la forma de onda original y en segundo lugar filtrar o atenuar al menor valor posible la señal de clock.
Para completar el ciclo de trabajo en los momentos que la llave esta abierta se utiliza un diodo de alta velocidad (damper) Ej: BY299 o 6AX4, cuando la llave se cierra circula corriente por la bobina lo que produce un campo magnético, este fenómeno es reversible por lo tanto cuando la llave se abre ese campo genera una tensión en la bobina que por su polaridad hace circular corriente a través del diodo damper completando así el proceso.
La tensión o amplitud de salida del modulador PWM es proporcional al ciclo de trabajo de la señal rectangular.
Detalle del ciclo de trabajo
Ciclo de trabajo al 50 %
Dato
Este sistema fue desarrollado en teoría en 1932 pero recien pudo llevarse a la practica en los años 60.
Conclusión
Como explicamos oportunamente en el capitulo Amplitud Modulada en la etapa de salida de un transmisor de AM la modulación se produce haciendo variar la tensión de alimentación en función de la señal de audio (esto es válido para válvulas o transistores) una de las formas clásicas es por medio de un transformador llamado de modulación, aunque existen diferentes métodos Todos hacen variar la tensión de alimentación entre cero y el doble y también en todos los casos el modulador queda conectado en serie entre la fuente de alimentación y la etapa de RF.
Citaremos a modo de ejemplo un amplificador de RF que trabaja con 600V en placa en el que tenemos el secundario del transformador de modulación en serie entre la fuente y dicho amplificador, en este bobinado a 100% de modulación se producen 600V pico a pico de audio, esta tensión según su fase se suma o resta a la continua, obteniendo una variación entre 0 y 1200V, en ausencia de modulación la tensión será 600V.
Volviendo al sistema de ancho de pulso, como dijimos el modulador está en serie entre la fuente y la carga (etapa de RF) y por tratarse de un circuito serie es completamente indistinto que el modulador esté de arriba o de abajo desde el punto de vista técnico, de hecho en la actualidad se fabrican transmisores a nivel comercial de varios Megavatios tanto a válvulas como a transistores, algunos con el modulador por arriba y otros por abajo con idéntico resultado.
LU8EHA y LU1DCL.