Receptores Heterodinos: Telecomunicaciones 1

Receptores HETERODINOS Telecomunicaciones 1

Sistema Tx - AM

SISTEMA RECEPTOR • En el receptor tiene lugar un proceso inverso al de modulación . • Este proceso se llama demodulación o detección. • La señal de la emisora deseada es recibida por la antena y seleccionada por el selector o sintonizador de RF.

• Luego es detectada. • La señal resultante de audiofrecuencia es amplificada y aplicada al altavoz.

RECEPTOR SUPERHETERODINO • El receptor anterior fue superado por el receptor superheterodino. Este es más práctico porque proporciona más selectividad, sensibilidad y estabilidad. Los bloques que componen un receptor de este tipo son:

• a) Circuito de entrada, mediante el cual se efectúa el acoplamiento de la antena al primer transistor y que está sintonizado a la frecuencia de la emisora que se desea recibir fs. • b) Oscilador local, en el cual se genera la señal de frecuencia fo, que para conseguir el efecto heterodino, debe mezclarse (batido) con la señal recibida. La frecuencia de este oscilador es variable a voluntad y debe mantener una diferencia constante, FI de 455 KHz, con la señal sintonizada en los circuitos de entrada (fs).

fs

fo

• d) Mezclador, en el cual se heterodinan las dos señales fs y fo. Normalmente el mismo paso hace de oscilador local y de mezclador denominándose entonces conversor.

fs

fo

CONVERSOR

• e) Frecuencia Intermedia, que consta de una o más etapas amplificadoras sintonizadas a la frecuencia FI de 455 KHz. Este amplificador de entre las diversas frecuencias que se producen en la heterodinación y que están presentes en la salida del conversor, selecciona y amplifica solamente la FI.

• d) Detector, en el que se demodula la FI, obteniéndose así la señal de BF con que está modulada. Este detector debe recibir la señal de FI lo suficientemente intensa para poder trabajar en la zona lineal de la característica del diodo, para que no exista distorsión. Generalmente se deriva del detector una componente de continua para el funcionamiento del CAG, (Control automático de Ganancia).

FRECUENCIA IMAGEN • El inconveniente que tienen los receptores superheterodinos es la llamada frecuencia imagen. • Supongamos que el receptor está sintonizado a una estación de radio a 600 KHz; como la FI es de 455 KHz, quiere decir que el oscilador local estará a 1055 KHz.

• Supongamos que una estación funciona en 1520 KHz y que la señal sea lo bastante fuerte para que aparezca en la base del conversor. • La frecuencia de la señal de 1520 KHz al batirse con la del oscilador local nos dará también una frecuencia diferencia de 455 KHz.

• Entonces las dos señales se oirán en el mismo punto del dial. • La frecuencia de la estación que no se desea recibir se llama frecuencia imagen. • Las frecuencias imagen se identifican por el hecho de que son siempre el doble de la FI del receptor más la frecuencia de la estación sintonizada. • Por este motivo se eligió una FI de 455 KHz, para que las posible frecuencias imagen estuvieran fuera de la banda de OM. • No se puede elegir una frecuencia superior de FI, pues también entraríamos en la gama de frecuencias de OM, 510 a 1600 KHz.

CIRCUITO DE RADIO AM • Primeramente señalaremos que el equipo con el que vamos a realizar las prácticas dispone de una circuitería con la máxima integración y que consta de los mínimos transistores posibles. • De hecho no consta de ninguno, excepto en la función de estabilización de tensión, transistores Q1001 y Q1002.

CIRCUITO DE RADIO AM • Primeramente señalaremos que el equipo con el que vamos a realizar las prácticas dispone de una circuitería con la máxima integración y que consta de los mínimos transistores posibles. De hecho no consta de ninguno, excepto en la función de estabilización de tensión, transistores Q1001 y Q1002. • Los circuitos de radio de AM y de FM se construyen alrededor del circuito integrado LA 1826. Este c.i. incorpora amplificadores de RF, mezcladores y amplificadores de FI. Sendos detectores e incluso el circuito de demodulador estéreo para FM.

• Circuito de entrada.- La entrada se realiza por el pin 1 del C.I. 1001. • La señal de RF es captada por la bobina de AM L1005 y no necesita antena exterior. Mediante VC1, seleccionamos la frecuencia a sintonizar, y por lo tanto, la emisora de radio a recibir. El condensador en paralelo con VC1, es ajustable y se les denomina trimmer cuya misión es la de ajustar el barrido del condensador a la banda de AM.

• Oscilador local.- El condensador variable VC1 forma tándem con el condensador VC4, que hace de oscilador local junto con la bobina L1004. VC4 también dispone de su trimmer. Los condensadores ajustables (trimers) actúan como sintonía fina y se ajustan durante la alineación del receptor con el fin de mantener constante la diferencia de frecuencia entre fo y fs. (Radio Frecuencia recibida - Oscilador Local).

• La señal generada por el oscilador local es mezclada interiormente pasando al c.i. por el pin19. La F.I. en los receptores de A.M. es de 455 Khz . • Por consiguiente la frecuencia del oscilador local deberá variar en el margen de 990 a 2060 KHz apróx. La frecuencia del oscilador "sigue" a la RF del circuito sintonizado de antena de modo que la diferencia se mantenga siempre constante e igual a 455 KHz.

• Amplificador de F.I.- En el proceso de mezclado entre la RF recibida y la señal procedente del oscilador local, obtenemos una serie de señales (fs, fo, fs-fo, fs+fo). Los circuitos sintonizados de F.I. seleccionan y dejan pasar solamente la frecuencia diferencia (FI). El proceso de heterodinaje ha reducido la frecuencia de cada una de las posibles portadoras, a una más baja y que siempre es la misma, y por lo tanto más fácil de trabajar.

• La señal de F.I. se compone de la frecuencia portadora F I y de las bandas laterales que contienen la modulación o información. Las frecuencias de las bandas laterales se extienden hasta un máximo de 5 KHz a ambos lados de la portadora de FI, como en la fig. Los amplificadores de FI son amplificadores de paso de banda que tienen una respuesta relativamente plana en la banda de 10 Khz que debe dejar pasar.

• En la misma figura, se puede ver una típica curva de respuesta de un amplificador de FI funcionando en 460 KHz. La máxima salida se obtiene en 460 KHz y la salida desciende a ambos lados del punto de resonancia. Se considera como repuesta plana la que se obtiene entre los dos puntos de media potencia P1 y P2. Estos son los puntos en los que la tensión de salida es el 70,7 % de la tensión máxima

• Las señales procedentes del mezclador de AM salen por la patilla 3 hacia el primer ‘bote’ de FI, T1002 y posteriormente, atraviesa el filtro cerámico CF1. La frecuencia resonante de cada "bote" se modifica girando los núcleos de ferrita que incorporan. • Actualmente estos van siendo sustituidos por los modernos filtros cerámicos, que ofrecen más robustez y precisión como filtros sintonizados. La señal de FI de 455 Khz es de nuevo introducida al primer amplificador de FI por el pin 7.

• La señal pasa por último al detector de AM que se encuentra en el interior del c.i. La señal de BF se obtiene por el pin 16. La señal, al igual que sucede en FM, es reintroducida al integrado por el pin 15, y posteriormente separada en dos señales idénticas en los pines 13 y 14, canal izquierdo y derecho respectivamente. • La señal es tratada como señal mono pues no tiene presencia de la señal piloto de 19 Khz que navegan con las señales estéreo de FM. La señal de BF de la emisora sintonizada en los canales R y L es llevada al conmutador SW2, donde puede ser seleccionada según la posición que ocupe el dicho conmutador. Previamente esta señal pasa por unos filtros C1101/R1100 y C1201/R1200 que evitan el paso de frecuencias superiores a 20KHz.

DETECCIÓN.

• Aunque en nuestro circuito la detección se hace en el interior del c.i., expondremos brevemente en qué consiste. • Una vez que hemos amplificado la señal de FI lo suficiente, pasamos a hacer el proceso inverso del emisor, es decir, demodularla o detectarla. Como la señal es modulada en sus dos semiciclos, lo primero que hay que hacer es eliminar uno de ellos para lo cual disponemos un diodo en serie que nos elimina, en este caso el semiciclo negativo, fig.

• No puede conectarse cualquier tipo de diodo, sino que debe ser uno diodo rápido o diodo de señal. Conectado al cátodo del diodo tenemos el condensador C1, cuya misión consiste en eliminar la señal de RF y dejar pasar la BF. A continuación se puede conectar algún componente más con objeto de eliminar algún residuo de RF que pudiera quedar. El punto BF es la salida hacia el amplificador de audiofrecuencia que 'atacará' a un altavoz.

C.A.G. • En los receptores, la señal puede variar de unas emisoras a otras, o por el efecto "fading" (desvanecimiento intermitentes de la señal a causa de las refracciones y difracciones que sufren las ondas de radio a través de la atmósfera), lo cual se intenta corregir, dentro de unos límites, con el circuito de CAG. La tensión del CAG se obtiene de la tensión continua creada al detectar la señal.

• En el caso del circuito anterior, se realiza en el interior del c.i. regulando la ganancia del primer amplificador de RF de AM con la tensión obtenida en el detector y que es filtrada a través del pin 17 mediante el condensador exterior C1011. Esta tensión convenientemente aplicada a las etapa amplificadora anterior, debe contrarrestar las subidas y bajadas de la amplitud de la señal de RF. En el pin 17 podemos medir la tensión continua de CAG. •

ANEXO

RECEPTORES HETERODINOS • Un receptor en general solo requiere un mecanismo de sintonía, un demodulador y, si son necesarios, amplificadores. • De las diferentes formas de receptores que se han inventado solo dos han tenido y tienen sentido práctico y comercial:

• -Receptor de radio frecuencia sintonizada (TRF) • -Receptor Superheterodino: Aunque este último es el tipo más usado, veremos primero el TRF porque es más sencillo y porque permite entender porque el receptor superheterodino es más popular.

• Receptor Superheterodino: El diagrama de bloques de un receptor superheterodino se muestra a continuación:

• Los receptores superheterodinos "baten" o heterodinan una frecuencia generada en un oscilador local (contenido en el receptor) con la señal entrante. De esta heterodinación resultan dos frecuencias una superior y otra inferior a la frecuencia entrante. Una de ellas, normalmente la inferior es elegida como FI, la cual es amplificada y posteriormente detectada o demodulada para obtener la audiofrecuencia que se oirá, después de convenientemente amplificada, a través de un altavoz.

• El usuario sintoniza el receptor mediante el ajuste de la frecuencia del oscilador local y/o la sintonización de las señales entrantes. • En la mayoría de los receptores estos ajustes se realizan de forma simultánea, actuando sobre un condensador variable con dos secciones en tandem, esto es, acopladas en el mismo eje.

• Una de las secciones de este condensador forma parte del circuito oscilador local y la otra del de sintonía de la señal entrante, de tal forma que cuando se varía la frecuencia sintonizada en la entrada, se varia también la frecuencia del oscilador local, manteniendo constante la diferencia entre ambas, que es la Frecuencia intermedia (FI). Actualmente, casi todos los receptores utilizan este método.

• El diagrama siguiente muestra los elementos básicos de un receptor superheterodino de simple conversión. En la práctica no todos los diseños tendrán todos los elementos de este esquema, ni este cubre la complejidad de otros, pero los elementos esenciales de: un oscilador local, un mezclador seguido por un filtro y un amplificador de FI, son comunes a todos los receptores superheterodinos