Funcionamiento de una Radio explicado de Forma Sencilla

Ya hemos hablado de algunos detalles técnicos de la radio en el pasado, pero hoy vamos a ver el funcionamiento de la radio para que cualquiera lo comprenda. Incluso ya existe la radio por Internet, lo cual es ya muy común hoy en día. ¿Pero como puede la radio enviarnos sonidos y que los escuchemos?

Música, noticias y charlas gratis dondequiera que fueras. Hasta la llegada de Internet, nada podía rivalizar con el alcance de la radio, ni siquiera la televisión. Una radio es una caja llena de componentes electrónicos que capta las ondas de radio que navegan por el aire. Las convierte en sonidos que tus oídos pueden escuchar como si te estuvieran hablando.

La radio se desarrolló por primera vez a finales del siglo XIX y alcanzó su máxima popularidad varias décadas después. Aunque la radiodifusión ya no es tan popular como antes, la idea básica de la comunicación inalámbrica sigue siendo enormemente importante.

En los últimos años, la radio se ha convertido en el corazón de nuevas tecnologías como Internet inalámbrica, los teléfonos móviles y los chips RFID (identificación por radiofrecuencia). Además, la propia radio ha cobrado vida recientemente con la llegada de aparatos de radio digitales de mayor calidad.

1 – ¿Qué es una radio en esencia?

Puede que pienses que la «radio» es un aparato que escuchas, pero también significa algo más. Radio significa enviar energía con ondas. En otras palabras, es un método de transmisión de energía eléctrica de un lugar a otro sin utilizar ningún tipo de conexión directa o por cable. Por eso se puede considerar una tecnología inalámbrica.

El equipo que hace el envío de una onda de radio es el transmisor. La onda de radio enviada por un transmisor viaja a través del aire y completa su viaje cuando llega a un equipo que está en el destino llamado receptor.

Cuando extiendes la antena de un receptor de radio, ésta capta parte de la energía electromagnética que viaja por la zona. Un circuito electrónico dentro de la radio llamado sintonizador selecciona sólo el programa que quieres de entre todos los que están emitiendo. De otra manera sería imposible poder escuchar la frecuencia que nos interesa. Creo que esto es muy sencillo de entender.

¿Cómo ocurre esto? La energía electromagnética, que es una mezcla de electricidad y magnetismo, pasa por delante de ti en forma de ondas. Es básicamente como si fuera un oleaje invisible que recorre el aire. Son las llamadas ondas de radio. Al igual que las olas del océano, las ondas de radio tienen una determinada velocidad, longitud y frecuencia.

La velocidad es la rapidez con la que la onda viaja entre dos sitios. La longitud de onda es la distancia entre uno de los picos de la onda y el siguiente pico, mientras que la frecuencia es el número de ondas que llegan cada segundo.

La frecuencia se mide con una unidad llamada hercio, por lo que si llegan cinco olas en un segundo, lo llamamos cinco hercios (5 Hz). Si alguna vez has visto las olas del océano llegar a la playa, sabrás que viajan a una velocidad de un metro por segundo más o menos. La longitud de onda de las olas del océano suele ser de decenas de metros o pies, y la frecuencia es de una ola cada pocos segundos.

Cuando tienes la radio puesta en una estantería captando las ondas que llegan a tu casa, es un poco como si estuvieras en la playa viendo cómo llegan las olas. Sin embargo, las ondas de radio son mucho más rápidas, largas y frecuentes que las olas del mar. Su longitud de onda suele ser de cientos de metros, es decir, la distancia entre la cresta de una ola y la siguiente.

Pero su frecuencia puede ser de millones de hertzios, por lo que cada segundo llegan millones de estas ondas. Si las ondas tienen cientos de metros de longitud, ¿cómo pueden llegar millones de ellas con tanta frecuencia? Es muy sencillo. Las ondas de radio viajan a una velocidad increíble.

2 – La radio analógica

Siguiendo con la analogía de las ondas del océano, las olas del mar transportan energía haciendo que el agua se mueva hacia arriba y hacia abajo. De la misma manera, las ondas de radio transportan energía en forma de un movimiento invisible, formado de electricidad y magnetismo.

Esto transporta las señales de los programas desde unas grandes antenas transmisoras, que están conectadas a la emisora de radio, y con destino a la antena más pequeña de tu aparato de radio. Un programa se transmite añadiéndolo a una onda de radio llamada portadora. Este proceso se llama modulación.

A veces, un programa de radio se añade a la portadora de tal manera que la señal del programa provoca fluctuaciones en la frecuencia de la portadora. Esto se llama modulación de frecuencia (FM).

3 – ¿Cuál es la diferencia entre AM y FM?

Lo mejor para entenderlo es con un sencillo ejemplo.  Imagina que yo estoy en un bote de remos en el océano simulando ser un transmisor de radio y tú estás en la orilla simulando ser un receptor de radio. Supongamos que quiero enviarte una señal de auxilio.

Una forma de hacer el envío sería agitar el barco rápidamente en el agua para enviarte grandes olas. Si ya hay olas que pasan por delante de mi barco hasta la orilla, mis movimientos van a hacer que esas olas existentes sean mucho más grandes. En otras palabras, estaré utilizando las olas que pasan como portadora para enviar mi señal y, como estaré cambiando la altura de las olas, estaré transmitiendo mi señal por modulación de amplitud.

También podría poner mi mano en el agua y moverla rápidamente hacia adelante y hacia atrás. Las ondas serán más numerosas, por lo que aumentará su frecuencia. Así que, en este caso, mi señal viajará hasta ti por modulación de frecuencia.

Enviar información cambiando la forma de las ondas es un ejemplo de proceso analógico. Esto significa que la información que intentas enviar está representada por un cambio físico directo (el agua moviéndose hacia arriba y hacia abajo o hacia adelante y hacia atrás).

4 – El problema de la modulación

El problema de la AM y la FM es que la señal del programa se convierte en parte de la onda que la transporta. Por lo tanto, si algo le sucede a la onda en el camino, es probable que se pierda parte de la señal, y luego ya no se puede recuperar.

Imagina que estoy enviando mi señal de socorro desde el barco hasta la orilla y que una lancha rápida pasa por el medio. Las ondas que crea solaparán las que yo he creado y borrarán el mensaje que intento enviar. Por eso, las radios analógicas pueden sonar de forma aguda, sobre todo si se escuchan en un coche. La radio digital puede ayudar a resolver ese problema enviando las emisiones de radio en un formato numérico y codificado, de modo que las interferencias no perturben la señal.

Las radios tienen en su interior unos circuitos llamados detectores cuyo trabajo consiste en volver a convertir las señales de radio AM o FM moduladas en copias de los sonidos a partir de los cuales se produjeron. Este proceso es el inverso de la modulación, por lo que se llama demodulación.

¿Qué pasa con la FM, donde la frecuencia es variable? ¿Cómo puede una emisora emitir en una frecuencia concreta si la frecuencia de las ondas que salen del transmisor cambia constantemente? La frecuencia sólo puede variar a ambos lados de la frecuencia portadora central. Las radios FM utilizan varios tipos de circuitos detectores para convertir esa frecuencia variable en una amplitud variable que recrea los sonidos originales.

5 – La radio digital

Sigamos con los ejemplos y las analogías, que es como las cosas suelen comprenderse mejor.

Imagina que vas conduciendo por la autovía y suena tu canción favorita en la radio. Pasas por debajo de un puente y la canción se esfuma con un ruido estático muy desagradable. Esto es un problema de la radio analógica, pero con la radio digital la cosa cambia.

La radio digital envía las canciones o lo que esté transmitiendo a través del aire como cadenas de números. No importa lo que se interponga entre la radio y el transmisor, la señal casi siempre llega. Por eso la radio digital suena mejor. Pero la tecnología digital también aporta muchas más emisoras y muestra información sobre el programa que estás escuchando, como pueden ser los programas o las emisoras.

6 – Diferencias de la radio digital y la analógica

Podemos usar el ejemplo de antes sobre el barco y las olas, pero esta vez utilizando un método digital. En caso de emergencia, podría almacenar cientos de barquitos de juguete en mi barco, cada uno con un número. Si me meto en problemas, como antes, y quiero enviar una señal de socorro, podría enviar un mensaje codificado de emergencia «12345» soltando sólo los barquitos con esos números.

Supongamos que tengo un problema. Suelto pequeños barquitos de juguete con los números 1, 2, 3, 4 y 5, pero en lugar de enviar sólo cinco barquitos numerados, envío tal vez 10 o 20 de cada barquito para aumentar las posibilidades de que el mensaje llegue. Ahora, incluso si el mar está agitado o una lancha se cruza, sigue habiendo una alta probabilidad de que lleguen suficientes barquitos de juguete. Finalmente, las olas llevarán a tierra los barquitos con los números 1, 2, 3, 4 y 5.

Así es básicamente como funciona la radio digital.

• El transmisor envía señales de programa divididas en fragmentos y codificadas en números (dígitos).

• El transmisor envía cada fragmento muchas veces para aumentar las posibilidades de que llegue.

• Incluso cuando hay cosas que interrumpen algunas de las piezas, el receptor puede juntar los fragmentos que llegan de otros lugares y unirlos para formar una señal interrumpida.

Para evitar interferencias, las señales de radio digital viajan a través de una gama muy amplia de frecuencias de radio. Son unas 1500 veces más anchas que las utilizadas en la radio analógica.

Volviendo a la analogía anterior, si pudiera enviar una onda 1.500 veces más ancha, pasaría de largo por los objetos que se interpusieran en el camino y llegaría más fácilmente a la orilla. Esta banda ancha permite que una sola señal digital se transmita varios programas a la vez. La mezcla de señales se denomina multiplexación.