Radiodifusión FM

La radiodifusión FM es un método de radiodifusión que utiliza modulación de frecuencia ( FM ) de la onda portadora de radiodifusión. Inventada en 1933 por el ingeniero estadounidense Edwin Armstrong , la FM de banda ancha se utiliza en todo el mundo para transmitir sonido de alta fidelidad por radiodifusión . La radiodifusión FM ofrece mayor fidelidad (reproducción más precisa del sonido del programa original) que otras técnicas de radiodifusión, como la radiodifusión AM . También es menos susceptible a las formas comunes de interferencia , ya que tiene menos sonidos estáticos y de estallidos que los que se escuchan a menudo en AM. Por lo tanto, la FM se utiliza para la mayoría de las transmisiones de música y audio en general (en el espectro de audio). Las estaciones de radio FM utilizan el rango de frecuencias muy altas de las frecuencias de radio .

En todo el mundo, la banda de transmisión FM se encuentra dentro de la parte VHF del espectro radioeléctrico . Por lo general, se utiliza la banda de 87,5 a 108,0 MHz, ^[1] o una parte de ella, con pocas excepciones:

• En las antiguas repúblicas soviéticas y algunos países del antiguo bloque del Este , también se utiliza la antigua banda de 65,8–74 MHz. Las frecuencias asignadas se encuentran en intervalos de 30 kHz. Esta banda, a veces denominada banda OIRT , se está eliminando gradualmente. Cuando se utiliza la banda OIRT, la banda de 87,5–108,0 MHz se denomina banda CCIR .
• En Japón , se utiliza la banda de 76 a 95 MHz.
• En Brasil , hasta finales de la década de 2010, las estaciones de transmisión FM solo usaban la banda de 88-108 MHz, pero con la eliminación progresiva de la televisión analógica , la banda de 76-88 MHz (antiguos canales de banda 5 y 6 en televisión VHF) se asignan para antiguas estaciones locales de MW que se han trasladado a FM de acuerdo con ANATEL. ^[2]

La frecuencia de una estación de transmisión FM (más estrictamente su frecuencia central nominal asignada) es usualmente un múltiplo de 100 kHz. En la mayor parte de Corea del Sur , América , Filipinas y el Caribe , solo se utilizan múltiplos impares. Algunos otros países siguen este plan debido a la importación de vehículos, principalmente de los Estados Unidos, con radios que solo pueden sintonizar estas frecuencias. En algunas partes de Europa , Groenlandia y África , solo se utilizan múltiplos pares. En el Reino Unido , se utilizan tanto pares como impares. En Italia , se utilizan múltiplos de 50 kHz. En la mayoría de los países se especifica el error de frecuencia máximo permitido de la portadora no modulada, que típicamente debe estar dentro de los 2 kHz de la frecuencia asignada. ^{[3] [4]} Existen otros estándares de transmisión FM inusuales y obsoletos en algunos países, con espaciamientos no estándar de 1, 10, 30, 74, 500 y 300 kHz. Para minimizar la interferencia entre canales, las estaciones que operan desde el mismo sitio transmisor o desde sitios cercanos tienden a mantener una separación de frecuencia de al menos 500 kHz, incluso cuando técnicamente se permite una separación de frecuencias más cercana. La UIT publica gráficos de relación de protección, que indican la separación mínima entre frecuencias en función de sus intensidades relativas. ^[5] Solo las estaciones de radiodifusión con separaciones geográficas suficientemente grandes entre sus áreas de cobertura pueden operar en las mismas frecuencias o en frecuencias cercanas.

La modulación de frecuencia o FM es una forma de modulación que transmite información al variar la frecuencia de una onda portadora ; la modulación de amplitud o AM, más antigua, varía la amplitud de la portadora, manteniendo su frecuencia constante. Con FM, la desviación de frecuencia con respecto a la frecuencia portadora asignada en cualquier instante es directamente proporcional a la amplitud de la señal de entrada (audio), lo que determina la frecuencia instantánea de la señal transmitida. Debido a que las señales FM transmitidas utilizan significativamente más ancho de banda que las señales AM, esta forma de modulación se utiliza comúnmente con las frecuencias más altas ( VHF o UHF ) utilizadas por la televisión , la banda de transmisión FM y los sistemas de radio móvil terrestre .

La desviación máxima de frecuencia de la portadora suele estar especificada y regulada por las autoridades que otorgan licencias en cada país. Para una transmisión estéreo, la desviación máxima permitida de la portadora es invariablemente de ±75 kHz, aunque en los Estados Unidos se permite un valor ligeramente superior cuando se utilizan sistemas SCA. Para una transmisión monofónica, nuevamente la desviación máxima permitida más común es de ±75 kHz. Sin embargo, algunos países especifican un valor inferior para transmisiones monofónicas, como ±50 kHz. ^[6]

El ancho de banda de una transmisión FM se determina mediante la regla de ancho de banda de Carson , que es la suma del doble de la desviación máxima y el doble de la frecuencia de modulación máxima. Para una transmisión que incluye RDS , esto sería 2 × 75 kHz + 2 × 60 kHz  = 270 kHz . Esto también se conoce como el ancho de banda necesario . ^[7]

El ruido aleatorio tiene una distribución espectral triangular en un sistema FM, con el efecto de que el ruido se produce predominantemente en las frecuencias de audio más altas dentro de la banda base . Esto se puede compensar, en cierta medida, potenciando las frecuencias altas antes de la transmisión y reduciéndolas en una cantidad correspondiente en el receptor. La reducción de las frecuencias de audio altas en el receptor también reduce el ruido de alta frecuencia. Estos procesos de potenciación y luego reducción de ciertas frecuencias se conocen como preénfasis y deénfasis , respectivamente.

La cantidad de preénfasis y desénfasis utilizada se define por la constante de tiempo de un circuito  de filtro RC simple . En la mayor parte del mundo se utiliza una constante de tiempo de 50 μs . En América y Corea del Sur , se utiliza 75 μs. ^[8] Esto se aplica tanto a transmisiones mono como estéreo . Para estéreo, se aplica preénfasis a los canales izquierdo y derecho antes de la multiplexación .

El uso del preénfasis se convierte en un problema porque muchas formas de música contemporánea contienen más energía de alta frecuencia que los estilos musicales que prevalecieron en el nacimiento de la radiodifusión FM. El preénfasis de estos sonidos de alta frecuencia causaría una desviación excesiva de la portadora FM . Los dispositivos de control de modulación (limitadores) se utilizan para evitar esto. Los sistemas más modernos que la radiodifusión FM tienden a utilizar preénfasis variable dependiente del programa; por ejemplo, dbx en el sistema de sonido de TV BTSC , o ninguno en absoluto.

El preénfasis y el deénfasis se utilizaban en los primeros días de la transmisión FM. Según un informe de la BBC de 1946, ^[9] en los EE. UU. se consideró originalmente el valor de 100 μs, pero posteriormente se adoptó el valor de 75 μs.

Mucho antes de que se considerara la transmisión FM estéreo, se experimentó con la multiplexación FM de otros tipos de información de nivel de audio. ^[10] Edwin Armstrong, quien inventó FM, fue el primero en experimentar con la multiplexación, en su estación experimental de 41 MHz W2XDG ubicada en el piso 85 del Empire State Building en la ciudad de Nueva York .

Estas transmisiones multiplex FM comenzaron en noviembre de 1934 y consistían en el programa de audio del canal principal y tres subportadoras : un programa de fax, una señal de sincronización para el programa de fax y un canal de órdenes telegráficas . Estas subportadoras multiplex FM originales estaban moduladas en amplitud.

Se transmitieron simultáneamente dos programas musicales, que consistían en las señales de programación de la Red Roja y la Red Azul de la cadena de radio NBC, utilizando el mismo sistema de modulación de subportadora como parte de un sistema de enlace entre el estudio y el transmisor. En abril de 1935, las subportadoras de AM fueron reemplazadas por subportadoras de FM, con resultados muy mejorados.

Las primeras transmisiones de subportadora FM que emanaban de la estación experimental KE2XCC del Mayor Armstrong en Alpine, Nueva Jersey, ocurrieron en 1948. Estas transmisiones consistían en programas de audio de dos canales, programas de audio binaural y un programa de fax. La frecuencia de subportadora original utilizada en KE2XCC era de 27,5 kHz. El ancho de banda de FI era de ±5 kHz, ya que el único objetivo en ese momento era transmitir audio con calidad de radio AM. Este sistema de transmisión utilizaba un preénfasis de audio de 75 μs como el audio monoaural principal y, posteriormente, el audio estéreo multiplexado.

A fines de la década de 1950, la FCC consideró varios sistemas para agregar estéreo a la radio FM . Se incluyeron sistemas de 14 proponentes, entre ellos Crosby, Halstead, Electrical and Musical Industries, Ltd ( EMI ), Zenith y General Electric. Los sistemas individuales se evaluaron en cuanto a sus fortalezas y debilidades durante pruebas de campo en Uniontown, Pensilvania , utilizando KDKA-FM en Pittsburgh como estación de origen. El sistema de Crosby fue rechazado por la FCC porque era incompatible con los servicios de autorización de comunicaciones subsidiarias (SCA) existentes que usaban varias frecuencias de subportadora, incluidas 41 y 67 kHz. Muchas estaciones de FM con escasez de ingresos usaban SCA para "difusión de almacenamiento" y otros fines no relacionados con la transmisión. El sistema de Halstead fue rechazado debido a la falta de separación estéreo de alta frecuencia y la reducción en la relación señal-ruido del canal principal. Los sistemas GE y Zenith, tan similares que se consideraban teóricamente idénticos, fueron aprobados formalmente por la FCC en abril de 1961 como el método estándar de transmisión FM estéreo en los Estados Unidos y luego adoptados por la mayoría de los demás países. ^{[11] [12]} Es importante que las transmisiones estéreo sean compatibles con los receptores mono. Por esta razón, los canales izquierdo (L) y derecho (R) se codifican algebraicamente en señales de suma (L+R) y diferencia (L−R). Un receptor mono utilizará solo la señal L+R para que el oyente escuche ambos canales a través del único altavoz. Un receptor estéreo sumará la señal de diferencia a la señal de suma para recuperar el canal izquierdo y restará la señal de diferencia de la suma para recuperar el canal derecho.

La señal (L+R) está limitada a 30 Hz a 15 kHz para proteger una señal piloto de 19 kHz. La señal (L−R), que también está limitada a 15 kHz, se modula en amplitud sobre una señal de portadora suprimida de banda lateral doble (DSB-SC) de 38 kHz, ocupando así de 23 kHz a 53 kHz. También se genera un tono piloto de 19 kHz ± 2 Hz ^{[13] , exactamente a la mitad de la frecuencia de la} subportadora de 38 kHz y con una relación de fase precisa con ella, como se define en la fórmula siguiente. El piloto se transmite al 8–10% del nivel de modulación general y el receptor lo utiliza para identificar una transmisión estéreo y regenerar la subportadora de 38 kHz con la fase correcta. La señal multiplex estéreo compuesta contiene el canal principal (L+R), el tono piloto y la señal de diferencia (L−R). Esta señal compuesta, junto con cualquier otra subportadora, modula el transmisor FM. Los términos compuesto , multiplex e incluso MPX se utilizan indistintamente para describir esta señal.

La desviación instantánea de la frecuencia portadora del transmisor debido al audio estéreo y al tono piloto (con una modulación del 10%) es

${\displaystyle \left[0,9\left[{\frac {A+B}{2}}+{\frac {AB}{2}}\sin 4\pi f_{p}t\right]+0,1\sin 2\pi f_{p}t\right]\times 75~\mathrm {kHz} }$^{[14] [15]}

donde A y B son las señales de audio izquierda y derecha preenfatizadas y =19 kHz es la frecuencia del tono piloto. Pueden ocurrir ligeras variaciones en la desviación máxima en presencia de otras subportadoras o debido a regulaciones locales.$estilo de visualización f_{p}}$

Otra forma de ver la señal resultante es que alterna entre izquierda y derecha a 38 kHz, con la fase determinada por la señal piloto de 19 kHz. ^[16] La mayoría de los codificadores estéreo utilizan esta técnica de conmutación para generar la subportadora de 38 kHz, pero los diseños prácticos de codificadores necesitan incorporar circuitos para lidiar con los armónicos de conmutación. La conversión de la señal multiplexada nuevamente en señales de audio izquierda y derecha se realiza mediante un decodificador, integrado en los receptores estéreo. Nuevamente, el decodificador puede usar una técnica de conmutación para recuperar los canales izquierdo y derecho.

Además, para un nivel de RF dado en el receptor, la relación señal/ruido y la distorsión por trayectos múltiples para la señal estéreo serán peores que para el receptor mono. ^[17] Por esta razón, muchos receptores FM estéreo incluyen un interruptor estéreo/mono para permitir escuchar en mono cuando las condiciones de recepción son menos que ideales, y la mayoría de las radios de los automóviles están configuradas para reducir la separación a medida que empeora la relación señal/ruido, pasando eventualmente a mono mientras aún indican que se recibe una señal estéreo. Al igual que con la transmisión monoaural, es una práctica normal aplicar preénfasis a los canales izquierdo y derecho antes de la codificación y aplicar deénfasis en el receptor después de la decodificación.

En los EE. UU., alrededor de 2010, se propuso el uso de modulación de banda lateral única para la subportadora estéreo. ^{[18] [19]} Se teorizó que sería más eficiente en términos de espectro y produciría una mejora de 4 dB en la relación señal/ruido en el receptor, y se afirmó que también se reduciría la distorsión por trayectos múltiples. Un puñado de estaciones de radio en todo el país transmiten en estéreo de esta manera, bajo la autoridad experimental de la FCC. Puede que no sea compatible con receptores muy antiguos, pero se afirma que no se puede escuchar ninguna diferencia con la mayoría de los receptores más nuevos. En la actualidad, las reglas de la FCC no permiten este modo de operación estéreo. ^[20]

En 1969, Louis Dorren inventó el sistema Quadraplex de transmisión FM de cuatro canales compatibles, discretos y de una sola estación. El sistema Quadraplex tiene dos subportadoras adicionales que complementan la única que se utiliza en la FM estéreo estándar. La disposición de la banda base es la siguiente:

• Señal de canal principal de 50 Hz a 15 kHz (suma de los 4 canales) (LF+LR+RF+RR), para compatibilidad de escucha FM mono.
• Señal diferencial izquierda menos derecha de 23 a 53 kHz (subportadora en cuadratura sinusoidal) (LF+LR) − (RF+RR). La modulación de esta señal en suma y diferencia algebraicas con el canal principal se utiliza para la compatibilidad de oyentes estéreo de 2 canales.
• 23 a 53 kHz (subportadora de 38 kHz en cuadratura coseno) (LF+RR) − (LR+RF) Diferencia diagonal. La modulación de esta señal en suma y diferencia algebraica con el canal principal y todas las demás subportadoras se utiliza para el oyente cuadrafónico.
• 61 a 91 kHz (subportadora de 76 kHz en cuadratura sinusoidal) (LF+RF) − (LR+RR) Diferencia de frente a fondo. La modulación de esta señal en suma y diferencia algebraica con el canal principal y todas las demás subportadoras también se utiliza para el oyente cuadrafónico.
• Subportadora SCA de 105 kHz, bloqueada en fase a piloto de 19 kHz, para servicios de lectura para ciegos, música de fondo, etc.

La señal estéreo normal puede considerarse como una señal que cambia entre los canales izquierdo y derecho a 38 kHz, con una banda apropiadamente limitada. La señal cuadrafónica puede considerarse como una señal que pasa cíclicamente por LF, LR, RF y RR a 76 kHz. ^[21]

Los primeros intentos de transmitir música cuadrafónica discreta de cuatro canales requerían el uso de dos estaciones FM: una transmitía los canales de audio frontales y la otra los canales traseros. En 1970 se produjo un gran avance cuando KIOI ( K-101 ) en San Francisco transmitió con éxito un sonido cuadrafónico real desde una única estación FM utilizando el sistema Quadraplex bajo la Autoridad Temporal Especial de la FCC . Después de este experimento, se propuso un período de prueba a largo plazo que permitiría que una estación FM en cada uno de los 25 principales mercados de radio de EE. UU. transmitiera en Quadraplex. Se esperaba que los resultados de la prueba demostraran a la FCC que el sistema era compatible con la transmisión y recepción estéreo de dos canales existentes y que no interfería con las estaciones adyacentes.

GE, Zenith, RCA y Denon presentaron varias variaciones de este sistema para su prueba y consideración durante las pruebas de campo del Comité Nacional de Radio Cuadrafónica para la FCC. El sistema Dorren Quadraplex original superó a todos los demás y fue elegido como el estándar nacional para la transmisión FM cuadrafónica en los Estados Unidos. La primera estación FM comercial en transmitir contenido de programa cuadrafónico fue WIQB (ahora llamada WWWW-FM ) en Ann Arbor / Saline, Michigan bajo la guía del ingeniero jefe Brian Jeffrey Brown. ^[22]

En los años 1970 y 1980 se llevaron a cabo varios intentos de añadir reducción de ruido analógico a la transmisión FM:

Dolby FM, un sistema de reducción de ruido comercialmente infructuoso que se utilizó con la radio FM en algunos países a fines de la década de 1970, era similar a Dolby B ^[23] pero utilizaba una constante de tiempo de preénfasis modificada de 25 μs y una disposición de compresión selectiva de frecuencia para reducir el ruido. El cambio de preénfasis compensa el exceso de respuesta de agudos que, de lo contrario, dificultaría la escucha para quienes no tuvieran decodificadores Dolby.

Entre julio de 1979 y diciembre de 1981, IRT probó en Alemania un sistema similar, denominado High Com FM . Se basaba en el sistema de compansor de banda ancha High Com de Telefunken , pero nunca se introdujo comercialmente en la radiodifusión FM. ^[24]

Otro sistema fue el sistema de reducción de ruido basado en CX FMX implementado en algunas estaciones de radiodifusión en los Estados Unidos en la década de 1980.

La radiodifusión FM ha incluido la capacidad de servicios de autorización de comunicaciones subsidiarias (SCA) desde su inicio, ya que se consideraba otro servicio que los licenciatarios podían utilizar para crear ingresos adicionales. ^[25] El uso de SCA fue particularmente popular en los EE. UU., pero mucho menos en otros lugares. Los usos para tales subportadoras incluyen servicios de lectura de radio para ciegos , ^[26] que se volvieron comunes y siguen siéndolo, servicios de transmisión de datos privados (por ejemplo, envío de información del mercado de valores a corredores de bolsa o listas de rechazo de números de tarjetas de crédito robados a tiendas, ^{[ cita requerida ]} ), servicios de música de fondo sin publicidad por suscripción para tiendas, servicios de búsqueda ("beeper"), programación en idioma alternativo y suministro de una fuente de programas para transmisores AM de estaciones AM/FM. Las subportadoras SCA son típicamente de 67 kHz y 92 kHz. Inicialmente, los usuarios de los servicios SCA eran canales de audio analógicos privados que podían usarse internamente o alquilarse, por ejemplo, servicios de tipo Muzak . Hubo experimentos con sonido cuadrafónico . Si una estación no transmite en estéreo, todo lo que esté a partir de 23 kHz puede usarse para otros servicios. La banda de protección alrededor de 19 kHz (±4 kHz) debe mantenerse, para no activar los decodificadores estéreo de los receptores. Si hay estéreo, normalmente habrá una banda de protección entre el límite superior de la señal estéreo DSBSC (53 kHz) y el límite inferior de cualquier otra subportadora.

También hay servicios de datos digitales disponibles. Se utiliza una subportadora de 57 kHz ( bloqueada en fase con el tercer armónico del tono piloto estéreo) para transportar una señal digital de sistema de datos de radio de bajo ancho de banda , que proporciona funciones adicionales como el nombre de la estación, la frecuencia alternativa (AF), los datos de tráfico para los sistemas de navegación por satélite ^[27] y el texto de radio (RT). Esta señal de banda estrecha funciona a solo 1187,5 bits por segundo , por lo que solo es adecuada para texto. Se utilizan algunos sistemas propietarios para comunicaciones privadas. Una variante de RDS es el sistema norteamericano RBDS o "radio inteligente". En Alemania, el sistema analógico ARI se utilizó antes del RDS para alertar a los automovilistas de que se transmitían anuncios de tráfico (sin molestar a otros oyentes). Los planes para utilizar ARI para otros países europeos llevaron al desarrollo de RDS como un sistema más potente. RDS está diseñado para poder usarse junto con ARI a pesar de utilizar frecuencias de subportadora idénticas.

En Estados Unidos y Canadá , los servicios de radio digital se implementan dentro de la banda FM en lugar de utilizar Eureka 147 o el estándar japonés ISDB . Este enfoque en banda y en canal , al igual que todas las técnicas de radio digital , utiliza audio comprimido avanzado . El sistema propietario iBiquity , con la marca HD Radio , está autorizado para operar en modo "híbrido", en el que se transmiten tanto la portadora de FM analógica convencional como las subportadoras de banda lateral digitales.

La potencia de salida de un transmisor de radiodifusión FM es uno de los parámetros que determinan la distancia que cubrirá una transmisión. Los otros parámetros importantes son la altura de la antena transmisora ​​y la ganancia de la antena . Las potencias del transmisor deben elegirse con cuidado para cubrir el área requerida sin causar interferencias a otras estaciones más alejadas. Las potencias prácticas del transmisor varían de unos pocos milivatios a 80 kW. A medida que las potencias del transmisor aumentan por encima de unos pocos kilovatios, los costos operativos se vuelven altos y solo son viables para estaciones grandes. La eficiencia de los transmisores más grandes ahora es mejor del 70% (entrada de energía de CA a salida de energía de RF) para transmisión solo de FM. Esto se compara con el 50% antes de que se usaran fuentes de alimentación de modo conmutado de alta eficiencia y amplificadores LDMOS. La eficiencia disminuye drásticamente si se agrega algún servicio de HD Radio digital.

Las ondas de radio VHF no suelen viajar más allá del horizonte visual , por lo que las distancias de recepción de las estaciones FM suelen estar limitadas a 30-40 millas (50-60 km). También pueden verse bloqueadas por colinas y, en menor medida, por edificios. Las personas con receptores más sensibles o sistemas de antena especializados, o que se encuentran en áreas con una topografía más favorable, pueden recibir señales de transmisión FM útiles a distancias considerablemente mayores.

El efecto de filo de cuchillo puede permitir la recepción donde no hay una línea de visión directa entre la emisora ​​y el receptor. La recepción puede variar considerablemente dependiendo de la posición. Un ejemplo es la cordillera Učka , que hace posible la recepción constante de señales italianas desde Veneto y Marche en una buena parte de Rijeka , Croacia, a pesar de que la distancia es de más de 200 km (125 millas). ^{[ cita requerida ]} Otros efectos de propagación de radio como el conducto troposférico y la E esporádica pueden ocasionalmente permitir que estaciones distantes sean recibidas intermitentemente a distancias muy grandes (cientos de millas), pero no se puede confiar en ellos para fines de transmisión comercial. Una buena recepción en todo el país es una de las principales ventajas sobre la radio DAB/+ .

Esto sigue siendo menor que el alcance de las ondas de radio AM, que debido a sus frecuencias más bajas pueden viajar como ondas terrestres o reflejarse en la ionosfera , por lo que las estaciones de radio AM pueden recibirse a cientos (a veces miles) de millas. Esta es una propiedad de la frecuencia (y potencia) típicas de la onda portadora, no de su modo de modulación.

El alcance de la transmisión FM está relacionado con la potencia de RF del transmisor , la ganancia de la antena y la altura de la antena . La interferencia de otras estaciones también es un factor en algunos lugares. En los EE. UU., la FCC publica curvas que ayudan a calcular esta distancia máxima en función de la intensidad de la señal en la ubicación de recepción. El modelado por computadora se utiliza con más frecuencia para esto en todo el mundo.

Muchas estaciones de FM, especialmente aquellas ubicadas en áreas con una gran cantidad de trayectos múltiples, utilizan compresión y procesamiento de audio adicionales para mantener el sonido esencial por encima del ruido de fondo para los oyentes, a menudo a expensas de la calidad general del sonido percibido. Sin embargo, en tales casos, esta técnica suele ser sorprendentemente eficaz para aumentar el alcance útil de la estación. ^{[ cita requerida ]}

La primera emisora ​​de radio que transmitió en FM en Brasil fue Rádio Imprensa, que inició sus transmisiones en Río de Janeiro en 1955, en la frecuencia 102,1 MHz, fundada por la empresaria Anna Khoury. Debido a los altos costos de importación de los receptores de radio FM, las transmisiones se realizaban en circuitos cerrados a comercios y tiendas, que reproducían música ambiental ofrecida por la radio. Hasta 1976, Rádio Imprensa era la única emisora ​​que operaba en FM en Brasil. A partir de la segunda mitad de la década de 1970, las emisoras de radio FM comenzaron a popularizarse en Brasil, lo que hizo que la radio AM perdiera popularidad paulatinamente. ^[28]

En 2021, el Ministerio de Comunicaciones de Brasil amplió la banda de radio FM de 87,5-108,0 MHz a 76,1-108,0 MHz para permitir la migración de estaciones de radio AM en las capitales y grandes ciudades brasileñas. ^[29]

Las transmisiones FM comenzaron a fines de la década de 1930, cuando fueron iniciadas por un puñado de estaciones experimentales pioneras, incluidas W1XOJ/W43B/WGTR (cerrada en 1953) y W1XTG/ WSRS , ambas transmitiendo desde Paxton, Massachusetts (ahora listada como Worcester, Massachusetts ); W1XSL/W1XPW/W65H/WDRC-FM/WFMQ/WHCN , Meriden, Connecticut; y W2XMN , KE2XCC y WFMN , Alpine, Nueva Jersey (propiedad del propio Edwin Armstrong, cerrada tras la muerte de Armstrong en 1954). También cabe destacar las estaciones de General Electric W2XDA Schenectady y W2XOY New Scotland, Nueva York, dos transmisores FM experimentales en 48,5 MHz, que se incorporaron en 1939. Las dos comenzaron a programar regularmente, como W2XOY, el 20 de noviembre de 1940. ^[30] Durante los siguientes años, esta estación operó bajo los indicativos W57A, W87A y WGFM, y se trasladó a 99,5 MHz cuando la banda FM se reubicó en la porción de 88-108 MHz del espectro radioeléctrico. General Electric vendió la estación en la década de 1980. Hoy esta estación es WRVE .

Otros pioneros fueron W2XQR/W59NY/WQXQ/WQXR-FM , Nueva York; W47NV/WSM-FM Nashville, Tennessee (cerró en 1951); W1XER/W39B/WMNE , con estudios en Boston y más tarde en Portland, Maine, pero cuyo transmisor estaba en la cima de la montaña más alta del noreste de los Estados Unidos, el Monte Washington , New Hampshire (cerró en 1948); y W9XAO/W55M/WTMJ-FM Milwaukee, Wisconsin (dejó de emitir en 1950).

El 1 de enero de 1941 se estableció formalmente una banda de transmisión FM comercial en los Estados Unidos, ^[31] y los primeros quince permisos de construcción se anunciaron el 31 de octubre de 1940. ^[32] Estas estaciones transmiten simultáneamente principalmente sus estaciones hermanas AM, además de transmitir música orquestal exuberante para tiendas y oficinas, música clásica para una audiencia de alto nivel en áreas urbanas y programación educativa. ^[33]

El 27 de junio de 1945, la FCC anunció la reasignación de la banda FM a 90 canales de 88 a 106 MHz (que pronto se amplió a 100 canales de 88 a 108 MHz). ^{[34] [35]} Este cambio, que la emisora ​​de AM RCA había impulsado, hizo que todos los receptores de FM de la era Armstrong fueran inútiles y retrasó la expansión de FM. ^[36] En 1961, WEFM (en el área de Chicago) y WGFM (en Schenectady, Nueva York ) fueron reportadas como las primeras estaciones estéreo. ^[37] A fines de la década de 1960, FM había sido adoptado para la transmisión de "AOR" estéreo, formato " Rock orientado a álbumes ", pero no fue hasta 1978 que la audiencia de las estaciones FM superó a la de las estaciones AM en América del Norte. Durante la mayor parte de los años 70, la FM se consideraba una radio de alto nivel asociada a la programación educativa y la música clásica, lo que cambió durante los años 1980 y 1990, cuando las estaciones de música Top 40 y más tarde incluso las estaciones de música country abandonaron en gran medida la AM por la FM. ^[38] Hoy en día, la AM es principalmente el dominio exclusivo de la radio hablada, las noticias, los deportes, la programación religiosa, la transmisión étnica (en lenguas minoritarias) y algunos tipos de música de interés minoritario. Este cambio ha transformado la AM en la "banda alternativa" que alguna vez fue la FM. (Algunas estaciones de AM han comenzado a transmitir simultáneamente en señales FM o cambiar a ellas para atraer a oyentes más jóvenes y ayudar con los problemas de recepción en edificios, durante tormentas eléctricas y cerca de cables de alto voltaje. Algunas de estas estaciones ahora enfatizan su presencia en la banda FM).

La banda de ondas medias (conocida como banda AM porque la mayoría de las estaciones que la utilizan emplean modulación de amplitud) estaba sobresaturada ^[39] en Europa occidental, lo que generó problemas de interferencia y, como resultado, muchas frecuencias de ondas medias son adecuadas solo para la transmisión de voz.

Bélgica , los Países Bajos , Dinamarca y, en particular, Alemania, fueron de los primeros países en adoptar el FM a gran escala. Entre las razones de ello se encuentran las siguientes:

• La banda de onda media en Europa Occidental quedó sobresaturada después de la Segunda Guerra Mundial, principalmente debido a las mejores frecuencias de onda media disponibles utilizadas a altos niveles de potencia por las Fuerzas de Ocupación Aliadas, tanto para transmitir entretenimiento a sus tropas como para transmitir propaganda de la Guerra Fría a través de la Cortina de Hierro .
• Después de la Segunda Guerra Mundial, las frecuencias de radiodifusión fueron reorganizadas y reasignadas por los delegados de los países vencedores en el Plan de Frecuencias de Copenhague . Las emisoras alemanas se quedaron con solo dos frecuencias AM restantes y se vieron obligadas a recurrir a la FM para expandirse.

Las emisoras de servicio público de Irlanda y Australia fueron mucho más lentas en adoptar la radio FM que las de América del Norte o Europa continental .

Hans Idzerda operó una estación de radiodifusión, PCGG , en La Haya entre 1919 y 1924, que empleaba transmisiones FM de banda estrecha. ^[40]

En el Reino Unido , la BBC realizó pruebas durante la década de 1940, ^[9] luego comenzó a transmitir en FM en 1955, con tres redes nacionales: Light Programme , Third Programme y Home Service . Estas tres redes usaban la subbanda 88,0–94,6 MHz. La subbanda 94,6–97,6 MHz se usó más tarde para la BBC y los servicios comerciales locales.

Sin embargo, el uso de FM no se generalizó en Gran Bretaña hasta que se introdujo la radiodifusión comercial en el Reino Unido en 1973. Con la eliminación gradual de otros usuarios (en particular, los servicios públicos, como la policía, los bomberos y las ambulancias) y la ampliación de la banda FM a 108,0 MHz entre 1980 y 1995, la FM se expandió rápidamente por las Islas Británicas y sustituyó de hecho a la LW y la MW como plataforma de distribución preferida para los receptores fijos y portátiles domésticos y de vehículos. Además, Ofcom (anteriormente la Autoridad de Radio) en el Reino Unido emite Licencias de Servicio Restringido a pedido en FM y también en AM (MW) para radiodifusión de cobertura local de corto plazo, que están abiertas a cualquiera que no tenga una prohibición y pueda pagar las tarifas de licencia y regalías correspondientes. En 2010 se emitieron alrededor de 450 de esas licencias.

Cuando las cadenas de radio de la BBC fueron renombradas Radio 2 , Radio 3 y Radio 4 respectivamente en 1967 para coincidir con el lanzamiento de Radio 1 , la nueva estación fue la única de las cuatro principales que no tuvo una frecuencia FM asignada, lo que fue el caso durante 21 años. En su lugar, Radio 1 compartió tiempo de emisión con Radio 2 FM, los sábados por la tarde, los domingos por la noche, las tardes de los días laborables (de 10  p.m. a medianoche) y los días festivos, y finalmente tuvo su propia frecuencia FM a partir de octubre de 1987 en Londres en 104.8 MHz desde Crystal Palace . Finalmente, en 1987 , se asignó un rango de frecuencia de 97.6-99.8 MHz una vez que los transmisores de radio móviles de la policía se trasladaron de la banda II, comenzando en Londres antes de completarse a nivel nacional en 1989. Radio 1 en Londres pasó de su frecuencia anterior a 98.8 MHz transmitidos desde el sitio Wrotham de la BBC en Kent. Después de esto, las frecuencias FM de BBC Radio 1 se extendieron al resto del Reino Unido. ^[41]

Italia adoptó ampliamente la radio FM a principios de los años 70, pero los primeros experimentos realizados por la RAI se remontan a 1950, ^[42] cuando el "movimiento por la radio libre", desarrollado por los llamados "piratas", forzó el reconocimiento de los derechos de libertad de expresión también mediante el uso de "medios de radio libres como transmisores de radiodifusión", y llevó el caso al Tribunal Constitucional de Italia. El tribunal finalmente falló a favor de la radio libre. Apenas unas semanas después de la decisión final del tribunal se produjo un "auge de la radio FM" que afectó a pequeñas estaciones de radio privadas en todo el país. A mediados de los años 70, todas las ciudades de Italia tenían un espectro de radio FM abarrotado.

Grecia fue otro país europeo en el que el espectro de radio FM fue utilizado por primera vez por los llamados "piratas" (tanto en Atenas como en Tesalónica, las dos principales ciudades griegas) a mediados de la década de 1970, antes de que ninguna estación nacional comenzara a transmitir en él; había muchas estaciones de AM (OM) en uso para este propósito. A fines de 1977, a más tardar, la empresa de radiodifusión pública nacional EIRT (más tarde también conocida como ERT) puso en servicio su primer transmisor de FM en la capital, Atenas. A fines de la década de 1970, la mayor parte del territorio griego estaba cubierto por tres programas nacionales de FM, y cada ciudad tenía también muchos "piratas" de FM. La adaptación de la banda FM para estaciones de radio comerciales de propiedad privada llegó mucho más tarde, en 1987.

La radiodifusión FM comenzó en las capitales australianas en 1947 de forma "experimental", utilizando como fuente de programación una señal de la cadena nacional ABC , que consistía principalmente en música clásica y el Parlamento. Tenía una audiencia muy pequeña y se cerró en 1961, aparentemente para liberar la banda de televisión : el canal de televisión 5 (portadora de vídeo 102.250), si se asignaba, caería dentro de la banda FM VHF (98-108 MHz). La política oficial sobre FM en ese momento era introducirla eventualmente en otra banda, lo que habría requerido sintonizadores FM hechos a medida para Australia. Esta política finalmente se revirtió y la radiodifusión FM se reabrió en 1975 utilizando la banda VHF, después de que se hubieran trasladado las pocas estaciones de televisión que invadían la zona. Posteriormente, se desarrolló de manera constante hasta que en la década de 1980 muchas estaciones AM se transfirieron a FM debido a su calidad de sonido superior y menores costos operativos. Hoy, como en otras partes del mundo desarrollado, la mayoría de la radiodifusión urbana australiana se realiza en FM, aunque las estaciones de conversación AM siguen siendo muy populares. Las emisoras regionales siguen utilizando habitualmente estaciones de AM debido al alcance adicional que ofrece este método de transmisión. Algunas estaciones de los principales centros regionales transmiten simultáneamente en las bandas de AM y FM. La radio digital que utiliza el estándar DAB+ se ha extendido a las capitales.

Al igual que Australia, Nueva Zelanda adoptó el formato FM relativamente tarde. Como sucedió con la radio AM de propiedad privada a fines de la década de 1960, se necesitó una serie de emisoras "piratas" para persuadir a un gobierno orientado al control y reacio a la tecnología para que permitiera la introducción de FM después de al menos cinco años de campañas de consumidores que comenzaron a mediados de la década de 1970, particularmente en Auckland. Una estación FM experimental, FM 90.7 , transmitió en Whakatane a principios de 1982. Más tarde ese año, Radio Active de la Universidad Victoria de Wellington comenzó a realizar transmisiones FM a tiempo completo. Las licencias comerciales de FM finalmente se aprobaron en 1983, y las estaciones 91FM y 89FM, con sede en Auckland , fueron las primeras en aceptar la oferta. La radiodifusión se desreguló en 1989.

Al igual que muchos otros países de África y Asia en los que se conduce por la izquierda, Nueva Zelanda importa vehículos de Japón. Las radios estándar de estos vehículos funcionan en el rango de 76 a 90 MHz, que no es compatible con el rango de 88 a 108 MHz. Los automóviles importados con radios japonesas pueden tener expansores FM instalados que convierten las frecuencias más altas por encima de los 90 MHz. Nueva Zelanda no tiene fabricantes de automóviles autóctonos.

La primera estación de radio FM de Trinidad y Tobago fue 95.1FM, ahora rebautizada como 951 Remix , que fue lanzada en marzo de 1976 por TBC Radio Network .

En Turquía , la transmisión en FM comenzó a fines de la década de 1960, con varios programas de la cadena de televisión One que se transfirieron de la frecuencia AM (también conocida como MW en Turquía). En los años siguientes, más estaciones de MW se transfirieron lentamente a FM y, a fines de la década de 1970, la mayoría de las estaciones de radio que anteriormente estaban en MW se habían trasladado a FM, aunque muchas estaciones de entrevistas, noticias y deportes, pero principalmente estaciones religiosas, aún permanecen en MW.

La mayoría de los demás países implementaron la transmisión FM durante la década de 1960 y expandieron su uso durante la década de 1990. Debido a que se necesita una gran cantidad de estaciones transmisoras FM para cubrir un país geográficamente grande, particularmente donde hay dificultades de terreno, la FM es más adecuada para la transmisión local que para las redes nacionales. En dichos países, particularmente donde hay problemas económicos o de infraestructura, "desplegar" una red nacional de transmisión FM para llegar a la mayoría de la población puede ser un proceso lento y costoso. A pesar de esto, principalmente en los países de Europa del Este, las redes nacionales de transmisión FM se establecieron a fines de la década de 1960 y en la década de 1970. En todos los países dependientes de la Unión Soviética, excepto la RDA , se utilizó la banda OIRT. Primero restringida a 68-73 MHz con espaciado de canal de 100 kHz, luego en la década de 1970 eventualmente expandida a 65.84-74.00 MHz con espaciado de canal de 30 kHz. ^[43]

El uso de FM para la radio doméstica alentó a los oyentes a adquirir receptores baratos que sólo transmitían FM y, por lo tanto, redujo el número de personas que podían escuchar emisoras extranjeras de AM de mayor alcance. Consideraciones similares llevaron a que la radio doméstica en Sudáfrica cambiara a FM en la década de 1960. ^{[ cita requerida ]}

Las frecuencias disponibles para FM fueron decididas por algunas conferencias importantes de la UIT . El hito de esas conferencias es el acuerdo de Estocolmo de 1961 entre 38 países. ^[44] Una conferencia de 1984 en Ginebra introdujo algunas modificaciones al acuerdo original de Estocolmo, particularmente en el rango de frecuencias por encima de los 100 MHz.

En 2017, Noruega se convirtió en el primer país hasta el momento en cambiar completamente a la transmisión de audio digital , ^{[45] [46] [47] [48]} con la excepción de algunas estaciones locales que permanecieron en FM hasta 2022, y podrían extenderse hasta 2031. El cambio a DAB+ significó que, especialmente, las áreas rurales obtuvieron un contenido de radio mucho más diverso en comparación con el período de solo FM; varias nuevas estaciones de radio habían comenzado transmisiones en DAB+ en los años anteriores al apagón de FM.

En algunos países, existen transmisores de pequeña escala ( Parte 15 en términos de los Estados Unidos) que pueden transmitir una señal desde un dispositivo de audio (generalmente un reproductor de MP3 o similar) a un receptor de radio FM estándar; estos dispositivos varían desde pequeñas unidades diseñadas para llevar audio a una radio de automóvil sin capacidad de entrada de audio (que antes solían proporcionarse mediante adaptadores especiales para pletinas de casete de audio , que ya no son comunes en los diseños de radio de automóvil) hasta sistemas de transmisión de tamaño completo, casi de calidad profesional, que se pueden usar para transmitir audio por toda una propiedad, incluidos sistemas que sincronizan la iluminación decorativa navideña con la música. La mayoría de estas unidades transmiten en estéreo completo, aunque algunos modelos diseñados para aficionados principiantes podrían no hacerlo. A menudo se incluyen transmisores similares en receptores de radio satelital y algunos juguetes.

La legalidad de estos dispositivos varía según el país. La Comisión Federal de Comunicaciones de los Estados Unidos y el Ministerio de Industria de Canadá los permiten. A partir del 1 de octubre de 2006, estos dispositivos pasaron a ser legales en la mayoría de los países de la Unión Europea . Los dispositivos fabricados según la especificación europea armonizada pasaron a ser legales en el Reino Unido el 8 de diciembre de 2006. ^[49]

La banda de transmisión FM también la utilizan algunos micrófonos inalámbricos económicos que se venden como juguetes para karaoke o fines similares, lo que permite al usuario utilizar una radio FM como salida en lugar de un amplificador y un altavoz dedicados. Los micrófonos inalámbricos de calidad profesional generalmente utilizan bandas en la región UHF para que puedan funcionar en equipos dedicados sin interferencias de transmisión.

Algunos auriculares inalámbricos transmiten en la banda de transmisión FM, y solo se pueden sintonizar en un subconjunto de la banda de transmisión. Los auriculares inalámbricos de mayor calidad utilizan transmisión por infrarrojos o bandas ISM UHF como 315 MHz, 863 MHz, 915 MHz o 2,4 GHz en lugar de la banda de transmisión FM.

Algunos dispositivos de ayuda auditiva se basan en la radio FM, y en su mayoría utilizan la banda de 72,1 a 75,8 MHz. Aparte de los receptores de ayuda auditiva, solo ciertos tipos de receptores FM pueden sintonizar esta banda. ^[50]

Los transmisores de baja potencia como los mencionados anteriormente también se utilizan a veces para estaciones de radio de vecindario o de campus, aunque las estaciones de radio de campus a menudo funcionan con corriente portadora . Esto generalmente se considera una forma de microtransmisión . Como regla general, la aplicación ^{[ vaga ]} de la normativa hacia las estaciones de FM de baja potencia es más estricta que con las estaciones de AM, debido a problemas como el efecto de captura , ^{[ cita requerida ]} y, como resultado, las microtransmisoras de FM generalmente no llegan tan lejos como sus competidoras de AM.

Los transmisores de FM se han utilizado para construir micrófonos inalámbricos en miniatura con fines de espionaje y vigilancia ( dispositivos de escucha encubiertos o los llamados "micrófonos ocultos"); la ventaja de utilizar la banda de transmisión de FM para tales operaciones es que el equipo receptor no se consideraría particularmente sospechoso. La práctica común es sintonizar el transmisor del micrófono oculto en los extremos de la banda de transmisión, en lo que en los Estados Unidos sería el canal 6 de televisión (<87,9 MHz) o frecuencias de navegación de aviación (>107,9 MHz); la mayoría de las radios FM con sintonizadores analógicos tienen suficiente cobertura para captar estas frecuencias ligeramente más allá de las más externas, aunque muchas radios sintonizadas digitalmente no las tienen.

Construir un "escarabajo" es un proyecto común para los aficionados a la electrónica y los kits para hacerlo están disponibles en una amplia variedad de fuentes. Sin embargo, los dispositivos construidos suelen ser demasiado grandes y están mal protegidos para su uso en actividades clandestinas.

Además, gran parte de la actividad de radio pirata se transmite en el rango FM, debido a la mayor claridad y audiencia de la banda, el menor tamaño y el menor costo del equipo.

• Radiodifusión FM en Australia
• Radiodifusión FM en Canadá
• Radiodifusión FM en Egipto
• Radiodifusión FM en la India
• Radiodifusión FM en Japón
• Radiodifusión FM en Nueva Zelanda
• Radiodifusión FM en Pakistán
• Radiodifusión FM en el Reino Unido
• Radiodifusión FM en Estados Unidos
• Copiar música de transmisiones FM
• RDS (Sistema de datos por radio)
• Lista de estaciones de radio FM en Bangalore
• Listas de estaciones de radio en América del Norte
• Listas de estaciones de radio en Ghana

Contenido técnico relacionado

• Patente estadounidense 1.941.066
• Patente estadounidense 3.708.623 Sistema FM compatible de cuatro canales
• Introducción a FM MPX
• Tutorial de modulación de frecuencia (FM)
• Multiplexación estéreo para principiantes Gráficos que muestran formas de onda en diferentes puntos del proceso de multiplexación FM
• Lista de estaciones de todo el mundo según Factbook
• Historia de la invención: El padre de la FM Archivado el 22 de junio de 2017 en Wayback Machine
• Sociedad de ingeniería de audio
• Subportadoras acústicas de transmisiones de FM y TV Archivado el 23 de diciembre de 2011 en Wayback Machine – Clifton Laboratories