RECEPTORES DE RADIO.
En este capítulo veremos el estudio de varios circuitos usados en receptores de radiocomunicaciones. Principalmente veremos circuitos de FI, selectividad y recepción de AM y FM con circuitos integrados.
Sección de FI para receptores.
En partes anteriores hemos visto secciones FM y AM que utilizan componentes discretos y una frecuencia intermedia común de 455KHz. A pesar de que cuando en un mismo circuito receptor se utiliza para FM una frecuencia de 10,7MHz.
El siguiente circuito consta de una etapa combinada de la sección FI. Cuando trabaja en AM, el transistor Q1 se comporta como un amplificador EC. Y cuando trabaja en FM, se comporta como BC.
La FI de 455KHz, modulada en amplitud se aplica a la base del transistor desde el transformador L2 de FI, que la amplifica y a su salida atraviesa el primario de L3, que corresponde al transformador de salida de FM, sin que la señal sea afectada por la baja reactancia que presenta el bobinado a la frecuencia de 455KHz.
Algo semejante ocurre con C4, pero a la inversa; a dicha frecuencia presenta una gran reactancia, de manera que no se deriva a masa y llega al transformador L4 para su posterior aplicación a la detectora.
En el caso de la FM, el transistor trabaja como base común. A su emisor llega la señal de 10,7MHz procedente de L1. La base se encuentra conectada a masa para la señal de 10,7MHz a través de C2.
La señal que sale del colector de Q1 de 10,7MHz, encuentra como carga el primario de L3 cuya impedancia máxima se produce a dicha frecuencia. Los restos de señal de 10,7MHz que puedan atravesar dicho circuito sintonizado se derivan a masa a través de C4 que en este caso se comporta como un cortocircuito para la frecuencia de 10,7MHz, sin llegar a L4.
Esta señal se desplaza hacia el demodulador de FM a través del secundario L3.
Selectividad.
Como bien debes de conocer, el grado de selectividad se determina en la sección FI del receptor superheterodino, para lo cual se utilizan filtros que pueden ser circuitos L - C o componentes basados en cristales de cuarzo y cerámica o filtros mecánicos.
En muchos casos, la selectividad de un receptor se determina por el ancho de banda que posee el amplificador de FI entre las frecuencias que caen -6dB con respecto a la frecuencia central.
En la representación gráfica de la selectividad se puede apreciar como en A, la gráfica no es adecuada. En B es la correcta. Cuanto mejor es la selectividad, mas se aproxima la representación gráfica a un rectángulo con sus lados perpendiculares, casi verticales.
En base a estas consideraciones, también se establece la selectividad con el factor de forma, que se determina considerando la relación entre el espectro de frecuencias comprendido entre las frecuencias que corresponden a los -60dB y las que corresponden a los -3dB:
Ff = (f3 - f4) ÷ (f1 - f2)
Siendo Ff, frecuencia de la forma.
Cuanto más proxima esté a la unidad, mejor será la selectividad que posee el circuito o el filtro.
Existen diferentes filtros para diferentes frecuencias de trabajo de acuerdo a la FI que se utiliza. Pueden ser filtros activos o pasivos.
Filtros.
Generalmente la entrada del filtro suele ir conectada a un circuito sintonizado, que al mismo tiempo sirve para adaptar la impedancia de su entrada con la del punto del circuito que se conecta.
Este circuito suele ser el único que está sintonizado, ya que los filtros se fabrican para que trabajen en una determinada frecuencia, cuyo valor tiene que coincidir con la del circuito sintonizado.
Como todos, el filtro dispone de tres terminales, uno de entrada, otro de salida y el común o masa.
Se clasifican varios tipos de filtros.
Filtros pasivos.Este tipo de filtro corresponde a los señalados con anterioridad, es decir, filtros L-C, a cristal, cerámicos o mecánicos.
Filtro L-C.En general este filtro se utiliza con señales de audio, y deja pasar una determinada banda de frecuencias muy reducida de acuerdo al Q de los filtros.
Este tipo de filtro es eficaz para reducir interferencia. Sin embargo, como los elementos que lo integran son elementos pasivos, también atenúan la señal que interesa oir.
filtro de cristal.En la actualidad son los filtros más usados por su eficacia y bajo coste. Se suelen colocar entre la salida de la etapa mezcladora y la entrada de la sección FI.
Para la construcción de este tipo de filtro se utilizan dos elementos de cerámica que se comportan como transductores.
El primero de ellos, el de entrada, transforma la frecuencia eléctrica en una frecuencia mecánica que hace vibrar un dispositivo llamado herradura.
La herradura a su vez transfiere la energía al otro cristal de salida, el cual transforma las vibraciones de tipo mecánico en eléctricas.
Filtro mecánico.Este tipo de filtro esta formado por una serie de discos metálicos resonantes colocados entre los transductores de entrada y salida.
Posee una bobina a la entrada y otra a la salida junto a un imán permanente. El sistema es similar a la estructura de un altavoz.
Cuando llega la corriente de la frecuencia a la bobina, al circular por ella produce un campo electromagnético variable que se combina con el campo magnético del imán.
Esta combinación de campos magnéticos provoca el desplazamiento de la bobina móvil, que arrastra a su vez, la varilla de acoplo que desplaza los discos.
Cuando la frecuencia coincide con la frecuencia mecánica de los discos, el desplazamiento de la varilla es más energético. El el otro extremo de la varilla está unido a la otra bobina móvil de salida, ésta se desplazará en el seno del campo magnético del imán desarrollando una fuerza electromotriz de una frecuencia igual a la que genera el filtro.
Las frecuencias que son muy diferentes a la resonancia, desplazarán mucho menos la varilla, por lo que la bobina casi no se desplazará y no se desarrollará f.e.m en su salida.
Filtros activos.Los filtros activos son aquellos que incorporan energía a la señal. Y en la actualidad, los amplificadores operacionales permiten diseñar filtros que añaden energía a la señal. Entre las caracterésticas mas interesantes de este tipo de amplificadores, podemos citar las siguientes:
● Ganancia infinita a circuito abierto (sin realimentación).
● Impedancia de salida nula.
● Impedancia de entrada infinita.
● Ancho de banda teórico infinito.
Es posible conseguir ajustar la función de transferencia del amplificador actuando sobre la realimentación, lo cual permite realizar un filtro, en este caso activo.
Dependiendo de si utilizamos unos componentes u otros, el sistema se comportará como amplificador de ancho de banda, o como filtro.
Receptores de radio. Uso de CI.
En esta parte vas a estudiar los circuitos de radiofrecuencia de los receptores de radio con circuitos integrados.
Los fabricantes de C.I ofrecen una amplia gama de modelos para cumplir con las diferentes funciones de los receptores. Yo solamente voy a referir a algunos de ellos.
Los circuitos integrados se utilizan tanto en AM como en FM. En las etapas de RF se utilizan amplificadores aperiódicos o sintonizados. También se emplean en la conversora o mezcladora y en el oscilador local de los superheterodinos.
Uno de los tantos circuitos que se pueden usar en la entrada del receptor es el SO42P y que puede trabajar hasta los 200 MHz. Posee un oscilador y un modulador anillo, por lo que puede ser utilizado para el primer cambio de frecuencia en el superheterodino.
Trabaja con tensiones comprendida entre los 4 y 15V.
Su funcionamiento se basa en un amplificador diferencial.
Con este integrado se pueden armar diferentes circuitos propuestos por el fabricante.
Otro circuito integrado interesante que puede ser aplicado a la entrada de un receptor es el TDA 1046. Para receptores AM.
Posee dos etapas de RF, el mezclador, el oscilador, el CAS, un detector de doble alternancia, un filtro activo pasa - bajos y un circuito de mando con indicador de la intensidad sintonizada.
También tiene la sección de FI, y una etapa preamplificadora, de manera que su salida se puede llevar directamente a un amplificador de potencia de audio.
Existen además CI, que con muy pocos componentes externos permiten montar un receptor completo como el caso de TDA 100 para receptor AM o el TDA 7000 para FM.
Circuitos integrados en la sección de frecuencia intermedia.La sección de FI también dispone de equivalentes integrados para dicha función. Existen muchos integrados que poseen el detector y el circuito CAS y dos o más etapas en cadena para amplificar la sección FI.
Son muy pocos los que existen solamente para la sección FI. Lo habitual es que disponga de demoduladores y del CAS, pero en ningún caso la preamplificadora de audio.
En el caso del SO42P, etapa de RF, para utilizarlo en la etapa de FI, se puede utilizar el SO41P
El SO41P es un amplificador simétrico de seis etapas con un demodulador para FM y el limitador correspondiente.
En total este integrado está compuesto por 24 transistores, 5 diodos y 30 resistencias.
Circuito receptor con dichos integrados.Uniendo el funcionamiento del SO41P y del SO42P, obtenemos un receptor de FM. La sintonéa se realiza mediante diodos Varicap y posee dos filtros cerámicos que le proporcionan buena estabilidad.
El circuito que lo hace posible es el siguiente:
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