Podemos transmitir información modulando la amplitud de una onda portadora con una onda moduladora que contenga dicha información. Otra forma muy utilizada es modular la frecuencia de la onda portadora, a este proceso se le denomina modulación en frecuencia (F.M.).

La modulación de amplitud o A.M. tiene varios inconvenientes. El primero de ellos es que la banda útil de la que disponemos para mandar información es bastante pequeña. El segundo es que son ondas muy sensibles al ruido exterior, que se va adicionando a la onda modulada y cuando es recogida por el receptor la información puede estar distorsionada por los ruidos.

Otro de los tipos de modulación que podemos usar para mandar una información de un sitio a otro es la modulación en frecuencia o F.M.. Al modular en frecuencia vamos a tener una onda portadora como en el caso de la modulación A.M. en la cual vamos a imprimir la información que queremos enviar. En este caso lo que varía es que la información se imprime en la frecuencia de la señal portadora. La frecuencia de la señal portadora fp va a ser variada al ritmo de la tensión de baja frecuencia, Vbf, de la onda moduladora. Si aumenta la tensión de baja frecuencia va a aumentar el valor de la frecuencia de la portadora y al disminuir la tensión de baja frecuencia la frecuencia de la portadora va a disminuir. La amplitud de las ondas va a ser constante en este proceso de modulación de baja frecuencia.

Las ventajas de la modulación en frecuencia sobre la modulación en amplitud son bastantes. Las modulaciones en frecuencia necesitan una potencia de modulación mucho menor que las de amplitud. Su mayor ventaja consiste en que las señales moduladas en frecuencia son mucho menos afectadas por los ruidos y señales externas. El motivo por el que las perturbaciones afectan mucho menos a una modulación en frecuencia es porque dichas perturbaciones afectan a la amplitud de la onda produciendo una modulación adicional en amplitud, en el caso de las modulaciones en frecuencia como la amplitud debe ser constante es bastante fácil de filtrar en el receptor la modificación de la amplitud; sin embargo, en la modulación en amplitud se confunde con la modulación de la propia onda y puede dificultar en gran medida a la hora de demodular la información ya que se puede confundir la modulación producida por la información y la producida por el ruido. Otra de las ventajas es el aumento en el ancho de banda de las señales moduladas en frecuencia como luego veremos.

En una modulación en frecuencia podemos observar cómo, la frecuencia de la portadora, aumenta o disminuye según el valor de la tensión de modulación Vbf. En este tipo de modulación tenemos, como en la modulación en amplitud, las frecuencias fp, de la portadora, fp+fm y fp-fm pero ahora además se van a unir otras frecuencias laterales como, por ejemplo, fp+2fm y fp-2fm, fp+3fm y fp-3fm y así hasta fp+nfm y fp-nfm, es decir, cualquier múltiplo de las frecuencias de modulación. Por lo tanto, el número de frecuencias laterales es muy grande, existiendo la suma y diferencia de todos los armónicos posibles. Al igual que en A.M. también podemos definir un índice de modulación. En este caso se denomina índice de modulación a la relación que existe entre las desviaciones máxima y mínima con respecto a la frecuencia de la portadora.

Cuando modulamos una onda portadora con la voz humana o con música, que son ambas señales de baja frecuencia, además de aparecer los múltiplos de las frecuencias de modulación también surgen combinaciones de estos múltiplos, por lo que, si sólo con los múltiplos el número de frecuencias era muy alto, ahora va a ser altísimo.

Un circuito modulador de frecuencia está compuesto por un oscilador de baja frecuencia aplicado al bobinado primario de un transformador, T. En serie con el bobinado secundario del transformador T se encuentra una batería y un bobinado L1 con un núcleo de chapa de hierro. En el entrehierro de la bobina se incorpora otro bobinado L2 con núcleo de ferrita. El bobinado L2 forma, junto con un condensador C, un circuito oscilante, LC, que va a determinar la frecuencia del oscilador final de alta frecuencia. La batería produce una tensión continua que va a generar un campo magnético en el núcleo de la bobina L1 que va a depender de la tensión de baja frecuencia, Vbf. La inductividad de la bobina L2 también va a variar con la tensión de baja frecuencia, Vbf, modulándose así la frecuencia de oscilación del circuito oscilador de alta frecuencia, esto es, de la onda portadora. La tensión de salida ya modulada se va a aplicar a diferentes etapas de amplificación.

Vimos que para que un sonido fuera estereofónico tenía que grabarse y luego transmitirse usando dos canales separados. Los micrófonos que recogían el sonido debían estar bien separados.

Al reproducir el sonido estéreo debemos tener un amplificador por canal y separados los altavoces. El sistema de transmisión de modulación estereofónica se denomina de frecuencia piloto. Es un sistema compatible con los monofónicos, es decir, si tenemos un receptor que no es estéreo y le llega una señal estereofónica la recibe perfectamente y la trata como si fuera monofónica. Para conseguir una transmisión estereofónica tenemos que difundir dos señales diferentes mediante un transmisor único. De esas dos señales hay una que tiene toda la información monofónica, la denominaremos I+D siendo I el sonido correspondiente al lado izquierdo y D al derecho. La otra señal se denomina suplementaria, siendo I-D.

Estas dos señales bien combinadas permiten diferenciar los sonidos de la grabación y mandar cada uno a su altavoz correspondiente. La señal suplementaria antes de su difusión por radio modula en amplitud a una subportadora de 38 KHz.

Esta subportadora va a ser suprimida. Las bandas laterales residuales junto a una frecuencia piloto de sincronización de 19kHz están unidas a la señal I+D y todas estas señales juntas van a modular a la portadora principal. Si queremos reproducir esta señal monofónica no tenemos ningún problema, ya que la señal I+D no tiene ninguna perturbación al encontrarse fuera de las máximas frecuencias audibles. Pero si recibimos esta señal tan compleja, llamada multiplex, con un aparato FM estéreo tenemos que recibir todas las señales, la I+D mediante la frecuencia piloto nos permite regenerar la portadora auxiliar y reconstruir la señal I-D. El receptor de FM estéreo debe tener un decodificador y dos canales de amplificación de baja frecuencia.

La señal que recibe el receptor es demodulada por el discriminador al igual que cualquier señal modulada en frecuencia. Cuando pasamos la demodulación del discriminador vamos a tener una señal múltiplex. En este momento, la señal se va a dividir en dos partes: una primera parte va a contener la frecuencia piloto a 19kHz a partir de la cual vamos a reconstruir la subportadora de 38kHz y en la segunda parte se encuentra toda la señal múltiplex que demodulada en el demodulador estereofónico nos va a dar las señales correspondientes a los canales derecho, D, e izquierdo, I.

Una de las formas para demodular las señales que le llegan a un receptor moduladas en frecuencia es convertirlas primero en señales moduladas en amplitud y luego usar uno de los demoduladores ya conocidos para las modulaciones en amplitud.

Para adaptar el demodulador que vimos para modulaciones AM, es decir, el circuito formado por un diodo, una resistencia y un condensador tenemos que añadirle a la entrada una resistencia más y una bobina. Estos dos nuevos componentes del circuito forman un divisor de tensión para la tensión que les llega a la entrada. La frecuencia de la señal que va a llegar al circuito es variable. Al aumentar la frecuencia de la tensión de la señal de alta frecuencia, la reactancia inductiva de la bobina va a incrementarse y con ella aumenta la tensión entre sus bornes. Por el contrario, si disminuye la frecuencia va a disminuir la reactancia inductiva de la bobina y con ella la tensión en sus bornes. La señal de la entrada es de amplitud constante al estar modulada en frecuencia y no en amplitud. Por lo tanto, si aumenta la tensión en bornes de la bobina, por variar la frecuencia, va a disminuir la tensión en bornes de la resistencia, y si disminuye en la bobina va a aumentar en la resistencia. Este método de demodular no es nada bueno ya que perdemos la principal ventaja de la modulación en frecuencia porque, con este sistema, se vuelve muy sensible a las perturbaciones externas al igual que la modulación en amplitud. Y, por otro lado, la resistencia de la entrada pierde mucha tensión útil.

Otro tipo de circuito demodulador es el denominado "discriminador diferencial para FM". Su rendimiento es mucho mejor que el anterior. Está formado por dos demoduladores de FM, conectados en oposición. La tensión que vamos a obtener a la salida es igual a la diferencia de las dos tensiones de los circuitos oscilantes. Como se muestra en la ilustración correspondiente, tenemos dos bobinados que, junto con los dos condensadores C1 y C2, forman dos circuitos oscilantes. Las frecuencias de resonancia de los dos circuitos deben ser una menor y otra mayor que la frecuencia de la portadora. Las tensiones de los dos circuitos van a ser rectificadas por los dos diodos. Con la frecuencia de la portadora, fp, las tensiones de los dos circuitos oscilantes van a ser iguales. La tensión Vbf va a ser igual a la diferencia de ambas tensiones, como ya hemos dicho, por lo que, para la frecuencia de la portadora sin modular la tensión que vamos a obtener en la salida, va a ser igual a 0V. Si aumenta la frecuencia, tomando como referencia la de la portadora, va a aumentar la tensión en uno de los circuitos oscilantes, a la vez que disminuye en el otro. Después de pasar por los rectificadores vamos a obtener a la salida una Vbf positiva, ya que la diferencia de ambas tensiones va a ser positiva. Por el contrario, si la frecuencia disminuye su valor respecto a la portadora van a invertirse todos los resultados y obtendremos a la salida una Vbf negativa. Por lo tanto, según como varíe el ritmo de la frecuencia que llega al circuito discriminador, así va a variar la tensión que vamos a obtener a la salida.

Este tipo de circuitos es mucho menos sensible a las perturbaciones externas que se hayan podido acoplar en la onda portadora. El inconveniente que puede surgir es conseguir el ajuste correcto de los dos circuitos oscilantes.

Este tipo de circuito es el más empleado hoy día en todos los receptores de radio para onda ultracorta y frecuencia modulada.

La diferencia con el discriminador diferencial para FM es que lleva una red añadida formada por dos resistencias y un condensador que compensan las variaciones en amplitud, también se invierte uno de los diodos. Al igual que en el discriminador, en estos circuitos, cuando la frecuencia portadora varía al ritmo de la modulación provoca una variación de la tensión de salida, Vbf. Este circuito es muy poco sensible a las rápidas fluctuaciones de amplitud de la onda portadora que se producen por las perturbaciones externas. Debido a que cuando la amplitud de la portador aumenta rápidamente por los diodos circula más corriente continua y su resistencia diferecial va a disminuir, esto implica que el circuito oscilante LoCo disminuya su tensión. El condensador C3 también va a colaborar al no seguir su tensión variaciones rápidas. Con este tipo de circuitos hemos conseguido un demodulador muy poco sensible a las perturbaciones externas y que, además, no depende mucho del ajuste de los dos circuitos oscilantes, como le ocurría al discriminador diferencial.

Las emisoras comerciales de F.M. tienen una gran importancia debido a sus mejoras frente a las de A.M. También influye el bajo coste y el tamaño reducido de una de estas emisoras. Una emisora F.M emite señales moduladas en frecuencia que después pueden ser recogidas por un receptor de F.M.. Todas las emisoras tienen que cumplir una serie de requisitos mínimos establecidos por un comité internacional para que entre otras cosas no se produzcan interferencias entre la diferentes emisiones.

Podemos considerar una emisora formada por un conjunto de bloques. Hay tres bloques fundamentales que tienen que tener todas las emisoras: cadena de baja frecuencia, cadena de radiofrecuencia y la fuente de alimentación.

Empezaremos viendo el bloque que contiene la fuente de alimentación que, como en casi todos los circuitos, es una parte fundamental, ya que, sin ella, no funcionaría el resto al no llegarles una señal. Una fuente de alimentación debe ser capaz de proporcionar la corriente y tensión necesarias de forma constante y durante un tiempo muy prolongado sin que varíe ninguna de las características básicas.

Otro de los bloques de la emisora es el denominado de baja frecuencia. Dentro de este bloque podemos separar varias partes: un preamplificador, un filtro y un medidor de modulación. El preamplificador o previo realiza la adaptación de la señal de baja frecuencia a unos niveles adecuados que nos permitan obtener la desviación correcta, que es de 75kHz como máximo pues, de lo contrario, no podría provocar distorsión en la recepción. La misión del filtro es, como su propio nombre indica, filtrar la señal de baja frecuencia limitando la frecuencia máxima. Se utiliza un filtro pasa - bajo siendo 15kHz la frecuencia máxima en el caso de señal monofónica y de 53 kHz en el caso de señal estereofónica. Por último, el medidor de modulación es el encargado de medir la desviación de frecuencia con que se está transmitiendo. Conociendo este valor se puede ajustar el valor máximo permitido en la entrada de la emisora para que la desviación máxima permitida no sea sobrepasada.

El tercer bloque al que hemos denominado de radiofrecuencia está formado, a su vez, por un montón de componentes. Entre estos componentes podemos destacar: un oscilador, un amplificador separador, un amplificador regulador de potencia, adaptadores, etapas de potencia, etc. El denominado oscilador maestro es el encargado de generar la señal de radiofrecuencia que después será modulada en frecuencia siendo, por tanto, esta onda generada la portadora. El amplificador separador tiene como función amplificar la señal generada por el oscilador maestro y también separar al oscilador del amplificador de potencia. Con el amplificador regulador de potencia podemos variar la potencia de salida según sean las necesidades de cobertura. Hay varias etapas de potencia con el fin de amplificar la señal producida por el oscilador maestro. También tenemos varios adaptadores para adaptar la impedancia entre las diferentes etapas y conseguir que la transferencia de potencia sea máxima. La última parte de una emisora es la antena. Una antena es un transductor que convierte la señal eléctrica en una onda electromagnética preparada para emitirse a través del espacio.

Este tipo de modulación está muy ligado a la modulación en frecuencia, tanto que mucha gente lo considera un caso específico de ésta. El modulador de fase está formado por un oscilador de alta frecuencia que genera la tensión Vaf de la frecuencia portadora. Esta tensión es enviada por una parte a un desfasador que la gira 90º obteniéndose a su salida una tensión que vamos a denominar V1 y, por otro lado, a un modulador donde es modulada en amplitud por un oscilador de baja frecuencia, obteniéndose otra tensión a la salida a la que llamaremos V2. Después estas dos tensiones, V1 y V2, van a ser compuestas en una sola. El resultado final va a ser una señal cuya magnitud y fase van a depender de Vbf. A la salida del modulador se ha producido una modulación de fase y una modulación de amplitud, aunque esta última puede eliminarse.

Siempre que se produce una variación de fase se va a producir también una variación de frecuencia. Pero hay una diferencia muy grande entre la modulación en fase y la modulación en frecuencia y es que, en ésta, la intensidad de la modulación es proporcional a la variación que se produce en la frecuencia, mientras que en la modulación de fase la intensidad de modulación va a ser proporcional a la variación de la fase.