XXI. DESARROLLO DE LA RADIO

UN HECHO de crucial importancia es reconocer que las ondas ac�sticas que creamos cuando hablamos tienen frecuencias relativamente bajas: nuestro o�do es sensible a ondas ac�sticas cuyas frecuencias est�n comprendidas entre 20 y 20 000 Hz. Estas frecuencias son peque�as si las comparamos con las frecuencias de la luz visible, por ejemplo, que son del orden de 10¹⁴ Hz (un uno seguido de catorce ceros).

Supongamos que se hacen interferir dos ondas, una de baja y otra de alta frecuencia (Figura 38). Si la diferencia de frecuencias es muy grande, entonces la onda resultante tiene la misma frecuencia que la onda de alta frecuencia, pero su amplitud va cambiando con la misma frecuencia que la onda de baja frecuencia. Se dice que la onda resultante est� modulada en amplitud. Por tanto, si la se�al es una onda de baja frecuencia, es posible incorporarla en una onda de alta frecuencia haci�ndolas interferir.

Figura 38. Al interferir una onda de baja frecuencia (audio) con una de alta frecuencia (radio) se obtiene una onda modulada en su amplitud.

Con base en lo anterior se dise�� un aparato transmisor que se muestra esquem�ticamente en la figura 39. En primer lugar, un oscilador produce una corriente el�ctrica de muy alta frecuencia, llamada radiofrecuencia, cuyos valores est�n entre 30 000 y 300 000 000 Hz. En segundo lugar, esta corriente se amplifica y se alimenta a un modulador. Una se�al con frecuencias ac�sticas como las de una voz o las de la m�sica, se transforma por medio de un micr�fono en una corriente el�ctrica. �sta tiene frecuencias de valor muy peque�o, comparada con la radiofrecuencia generada por el oscilador. Despu�s de amplificar la se�al que sale del micr�fono, se alimenta al modulador. �ste hace interferir las dos corrientes con baja y alta frecuencia, produciendo una corriente de alta frecuencia modulada en su amplitud; esta corriente lleva incorporadas las caracter�sticas de la se�al ac�stica. La corriente se hace pasar por la antena que emite ondas electromagn�ticas con la misma frecuencia y amplitud que tiene la corriente que la aliment�: en particular, la amplitud de las ondas emitidas va cambiando con la misma frecuencia de la se�al de baja frecuencia. De esta forma, el aparato emite ondas electromagn�ticas en las que va incorporada la se�al de la voz. La frecuencia de la estaci�n de radio que emite de esta manera es precisamente la frecuencia que produce el oscilador. De hecho, los gobiernos asignan a cada estaci�n una frecuencia de emisi�n, que es la frecuencia de la onda portadora de la se�al.

Figura 39. Diagrama de bloques de un emisor de amplitud modulada.

En la figura 40 se muestra un esquema de un receptor. Las ondas electromagn�ticas que emite el transmisor se propagan en todas direcciones y se pueden captar por medio de una antena. Estas ondas inducen en la antena una corriente el�ctrica que tiene las mismas caracter�sticas de frecuencia y amplitud de las ondas y as� la corriente inducida en la antena lleva la se�al. Si solamente hubiese una sola transmisi�n en el �rea geogr�fica en que est� ubicado el receptor, entonces la se�al recibida ser�a precisamente la que envi� el transmisor. Sin embargo esto no sucede as�, pues en muchas localidades hay m�s de una emisi�n. Pero como cada emisi�n se hace con diferente frecuencia, la antena capta todas las emisiones que se hacen en la regi�n en ese instante y la corriente que se induce en ella est� compuesta de todas estas frecuencias. Por este motivo, se hace pasar la corriente de la antena por un aparato llamado sintonizador, formado por circuitos el�ctricos, que selecciona la frecuencia en que uno est� interesado. Ahora bien, la onda que recibe la antena tiene muy poca intensidad, por lo que produce una corriente muy d�bil que es necesario amplificar. As�, se hace pasar la corriente por otro aparato, el filtro, que elimina la componente de alta frecuencia, es decir, es un circuito que solamente deja pasar la onda de baja frecuencia, que es precisamente la se�al. Una vez amplificada la corriente resultante se hace pasar a una bocina que la transforma en una onda de sonido. De esta manera, el receptor transforma la se�al el�ctrica en auditiva y se puede o�r el mensaje que se transmiti�.

Figura 40. Diagrama de bloques de un receptor de amplitud modulada.

Un elemento crucial para el desarrollo de la radio fue el oscilador. Este circuito fue inventado en 1913 por el f�sico estadounidense Edwin Howard Armstrong (1890-1954). Su fundamento es un circuito basado en un triodo, de cuya salida se toma una parte de la corriente que se vuelve a alimentar a la entrada del triodo, formando as� un circuito de retroalimentaci�n. En ciertas condiciones bien determinadas, la corriente que circula en este circuito oscila. Conectando entre la salida y la entrada del triodo condensadores y bobinas de valores adecuados se puede lograr que la corriente oscile con la frecuencia que uno desee.

Este tipo de transmisi�n y recepci�n se dio hacia la tercera d�cada del presente siglo. La radiotelefon�a result� ser muy �til para conversaciones privadas. El primer programa p�blico de radio fue emitido en Inglaterra el 23 de febrero de 1920. As� naci� una nueva industria que ha tenido un explosivo crecimiento aun hasta nuestros d�as.

En 1933 Armstrong invent� otro tipo de emisi�n de se�ales de radio: el de frecuencia modulada (FM). En este sistema la frecuencia emitida por el oscilador se cambia de acuerdo con el valor de la amplitud de la onda sonora que se desea transmitir. Mientras m�s intensa sea la onda ac�stica, mayor ser� el valor de la frecuencia de la onda emitida. En la figura 41(a) se muestra la onda producida por el oscilador; en la figura 41(b) vemos dos pulsos que se quieren transmitir; n�tese que los pulsos tienen amplitudes diferentes. En la figura 41(c) vemos la onda modulada en frecuencia: de izquierda a derecha est�n, sucesivamente, en I la onda del oscilador, en II la onda modulada en frecuencia por el primer pulso, en III otra vez la onda del oscilador, ya que en este intervalo no hay se�al, en lV la onda modulada en frecuencia por el segundo pulso, etc. N�tese que la frecuencia de la regi�n II es menor que la de la regi�n IV, ya que la amplitud del primer pulso es menor que la del segundo; adem�s, la amplitud de la onda en la figura 41(c) es siempre la misma.

Figura 41. La se�al modula la frecuencia de la onda de radiofrecuencia.

En un receptor de FM hay un circuito que separa la se�al a partir de los cambios de frecuencia, es decir, un circuito que es sensible a los cambios de frecuencia de la corriente entrante con respecto a la frecuencia de la onda del oscilador.

La transmisi�n por FM, iniciada comercialmente en Estados Unidos en febrero de 1941, comparada con la forma arriba descrita de amplitud modulada (AM), tiene la ventaja de que sus transmisiones no se alteran con las perturbaciones, ya sean atmosf�ricas o producidas por el hombre, que afectan la amplitud de la onda pero no su frecuencia. En el sistema de FM no se presenta el llamado fen�meno de "est�tica", que es un ruido sistem�tico que se oye en emisiones de AM.

La radio como la conocemos en la actualidad fue la creaci�n de tres hombres de genio, visi�n, determinaci�n y de gran complejidad: Lee de Forest, autonombrado "padre de la radio", cuya invenci�n del triodo hizo posible el nacimiento de la electr�nica moderna; Edwin Howard Armstrong, inventor del circuito retroalimentador (y del oscilador) as� como de la frecuencia modulada, que forman la base de la transmisi�n y recepci�n de los sistemas actuales de radio (y de televisi�n); finalmente, David Sarnoff, quien encabez� la Radio Corporation of America (RCA), sucesora de la filial estadounidense de la compa��a establecida por Marconi, a quien se le debe que las invenciones mencionadas fueran llevadas a sus fases tanto industrial como comercial.

Los creadores de la radio experimentaron derrotas pasmosas as� como victorias extraordinarias. Desafortunadamente la historia de las relaciones entre estas tres personas fue muy tr�gica. De Forest hizo y perdi� tres veces fortuna, vio quebrar a la mayor�a de sus compa��as y casi fue a la c�rcel por acusaciones de fraude. Armstrong demand� a Forest por los derechos del circuito retroalimentador. A pesar de que Armstrong lo invent�, perdi� en 1934 el juicio que dur� m�s de 20 a�os y que lleg� a la Suprema Corte de Justicia de Estados Unidos. Armstrong, que durante varios a�os fue el m�s grande accionista de la RCA, perdi� casi toda su fortuna demandando, a partir de 1948, a la compa��a por los derechos de la FM. En este otro juicio fue v�ctima de las maquinaciones de la corporaci�n encabezada por Sarnoff. En 1954, acosado y empobrecido, Armstrong se suicid�. Sin embargo, su viuda logr�, a fines de 1954, que la RCA llegara a un acuerdo fuera del juicio y recibi� 1 050 000 d�lares por derechos. Asimismo logr� por medio de acuerdos fuera de la corte que casi todas las dem�s compa��as electr�nicas que usaban el sistema de FM le pagaran los derechos correspondientes. La �nica que se neg� y fue llevada a juicio fue la Motorola, que finalmente perdi� por una decisi�n dada en 1967 por la Suprema Corte de Justicia de Estados Unidos. As�, despu�s de 53 a�os los litigios judiciales sobre los inventos de Armstrong, finalmente terminaron 13 a�os despu�s de su muerte, con su reinvidicaci�n.