Ampliando conceptos.
El uso de las ondas electromagnéticas en favor de las telecomunicaciones ha sido debido a ciertas características que tienen éstas últimas frente a las ondas físicas como el sonido. Entre sus ventajas:
● Las ondas electromagnéticas se pueden reflejar en ciertas capas de la atmosfera haciendo que la comunicación sea mayor.
● Se pueden retransmitir desde repetidores y satélites orbitales.
● Necesitan muy poca energía para desplazarse muy lejos.
Idealmente la comunicación a larga distancia estaría bien si pudiese enviarse las vibraciones que produce un sonido en el medio físico. Pero en la práctica, resulta muy caro energéticamente hablando por lo que se recurre al uso de ondas electromagnéticas para el envío de un sonido. Y es que resulta que las ondas electromagnéticas de cierta frecuencia resulta ideal para el transporte de otras frecuencias eléctricas inferiores. Habitualmente se denominan ondas radioeléctricas a las ondas portadoras de señales eléctricas inferiores. Como las ondas radioeléctricas son ondas electromagnéticas, se propagan a la velocidad de la luz, por lo que el sonido llegará al instante. El proceso por el cual una señal eléctrica se monta en una portadora radioeléctrica se denomina Modulación.
Funcionamiento de las ondas electromagnéticas.
Las ondas electromagnéticas se irradian al espacio a través de un dispositivo especial llamado Antena o sistema radiante. El sistema encargado de enviar una transmisión irradia la onda a la antena la cual hace que la onda electromagnética salga en todas direcciones.
En otro lugar, otra antena o receptor recibe la onda electromagnética irradiada por la primera antena. Este receptor cuando recibe la energía de la onda irradiada vibra de acuerdo a la señal haciendo que los electrones de la antena receptora vibren, los cuales se comportan como el barquito de la clase anterior que subía y bajaba de acuerdo a la onda. Es decir los electrones vibran en su sitio de acuerdo a la onda electromagnética. Esa vibración que al fin y al cabo es una corriente eléctrica muy pequeña, es captada por el circuito anti resonante preparado para captar la señal de la antena y amplificarla para más tarde realizar la Demodulación de la señal y obtener la señal de sonido libre.
En la modulación de la señal de audio en la portadora, ambas señales realizan un batido de señales, es decir, una mezcla de ambas que genera otro ancho de banda diferente de cualquiera de los dos. Esto es una de las funciones del Amplificador de radiofrecuencia o la Etapa final. Todos estos conceptos los aprenderás más adelante.
Transmisores de radio.
Las ondas radioeléctricas se generan, amplifican y se propagan gracias a dispositivos llamados Transmisores de radio. Los transmisores son circuitos electrónicos cuyos circuitos constan de varias partes:
● Etapa portadora.
● Etapas amplificadoras.
● Etapa de salida o potencia.
En la etapa portadora, un oscilador patrón genera la frecuencia para el transporte de la información. La frecuencia portadora debe de ser mucho más grande que la frecuencia de la información para que se pueda transmitir sin existir riesgo de distorsión.
La etapa anterior entrega una señal de pequeña amplitud. Es necesario amplificar dicha señal para que la información no quede modificada. De eso se encargan las diversas etapas amplificadoras del transmisor.
Y la etapa de potencia es un amplificador de potencia. Ambas señales (la portadora y la información), se mezclan en ella y se amplifican, llevándose a la salida de la etapa en donde se conecta la antena transmisora. Los amplificadores de radiofrecuencia son amplificadores sintonizados y aunque la amplificación se realice en una etapa de potencia, la mezcla de ambas señales se suele realizar en la etapa final. Esta etapa suele llamarse también etapa moduladora, ya que realiza la mezcla de ambas señales antes de amplificarlas y enviarlas a la antena emisora.
Las señales de radiofrecuencia pueden transportar la información de diferentes maneras y diferentes formas de modularla:
● Señales A1.
● Señales A2.
● Señales A3 (Bajo nivel).
● Señales A3 (alto nivel).
Señales A1
Son las que corresponden a la transmisión de frecuencia portadora, entrecortada de acuerdo al código Morse.
En estos transmisores la señal de la portadora básica no modula ninguna señal. Simplemente un señal eléctrica de cierta frecuencia se interrumpe a intervalos predefinidos por el sistema de código para su interpretación posterior. A la vez que se interrumpe, la señal es transmitida directamente a la antena para su irradiación.
Vamos a estudiar un circuito básico de transmisión de señales A1.
Se trata de un circuito un poco antiguo formado por tres transistores de germanio, donde el primero se ha montado en emisor común en una configuración de oscilador Colpitts a cristal (Vea los osciloscopio del curso de electrónica para novatos AQUÍ).
Esta configuración del oscilador local proporciona una buena estabilidad al sistema, por lo que la frecuencia de la portadora se mantendrá a la frecuencia del cristal.
El circuito oscilante formado por C2, C3 y el primario de L2, sirve de carga al primer transistor AF114. Además en el circuito resuena la frecuencia del cristal que se reproduce en el secundario de L2 que tiene pocas vueltas. Dicho secundario aplica al emisor la señal de la portadora al transistor en configuración de base común AF118.
La carga del segundo transistor es similar a la del primero, es decir un primario de un transformador de similar estructura se conecta a la última etapa, la etapa de salida.
La carga del último transistor es la antena de salida. Dicha antena está acoplada a un circuito π constituido por C9,C10 y L6 que servirá para obtener el máximo rendimiento con la adpatación de impedancias. Observa que dichos valores de los condensadores son variables, lo que permitirá una amplia regulación de la carga de la sintonía.
Además puedes ver en el circuito una serie de choques de RF que servirán para neutralización y estabilidad del funcionamiento de las diferentes etapas del circuito.
El transistor puede proporcionar una potencia de 1W a la antena cuando se trabaja con una tensión de 12V. Reduciendo la tensión de alimentación se reducirá la potencia entregada a la antena. La tensión mínima con la que trabajará el transistor será de 5V, ya que por debajo de ésta tensión, el oscilador local dejará de funcionar. Si aumentamos la tensión de alimentar de entre 15 a 18V, la potencia suministrada a la antena podrá alcanzar los 1,5W, aunque no es recomendable ya que a esta tensión, habría que reajustar la neutralización al correr el riesgo de daño del transistor de salida.
Por cierto, para interrumpir la alimentación de la etapa osciladora, se utiliza un pulsador SW1 que interrumpira el flujo de acuerdo al código de puntos y rayas utilizados en el código Morse.
Lo más complicado de éste circuito es conseguir los transformadores de RF. Puedes conseguir transformadores de RF de otros elementos antiguos que no uses. Tengo que decir que los antiguos transformadores de RF ya no se usan hoy en día debido a la pequeña perdida que suponen los componentes activos, pero todavía se siguen usando en muchos otros circuitos como receptores analógicos, radios, transmisores, etc.
