Equipos de emisión y recepción de radio

EQUIPOS DE EMISION Y RECEPCION DE RADIO
Emisores de Radio.
Introducción.
Un transmisor de radio consiste en un generador de onda
portadora y un modulador. La onda portadora necesita tener
su frecuencia controlada con mucha precisión, lo que se consigue con poco consumo, mientras que para conseguir alta
potencia necesaria para salir por la antena se obtiene con
amplificadores de potencia y mayores consumos.
Las etapas utilizadas en la sección de audio se muestran en la
figura 3. El primer amplificador eleva las señales de bajo nivel
desde las líneas de programas, las siguientes etapas mantienen
la amplitud de las señales para llegar al nivel que, sin sobremodular, es el máximo establecido.
Las etapas moduladora y amplificadoras de potencia preparan la señal de modulación para tener la potencia requerida para
modular la onda portadora. Todos los diseños se hacen para un
mínimo de distorsión, especialmente en los sistemas de f.m. y los
circuitos de control y de estabilidad se hacen extensibles a la
etapa frontal de los canales de audio. La señal de los estudios se
lleva a los amplificadores, normalmente por radioenlaces, pero
puede hacerse por línea telefónica especial.
TRANSMISOR DE MF en A.M.
La etapa frontal de un transmisor consiste en un generador
de poca potencia de señal de r.f. A esto se llama oscilador
maestro. Antes se utilizaban válvulas para la última etapa. Los
nuevos transistores de potencia hacen posible que toda la
tecnología actual sea de estado sólido. Por otro lado la frecuencia de la señal se mantiene dentro de
muy estrechos límites gracias a los
dispositivos resonantes o circuitos de algún
tipo.
Normalmente se utilizan cristales de
cuarzo para producir osciladores, que son
muy estables. Los cristales de cuarzo se
cortan a dimensiones proporcionales a la
frecuencia de oscilación. Para frecuencias
muy altas, se necesitarían cristales muy finos
de estructura muy delicada. En cambio lo que
se hace es cortar cristales a sobretonos que
oscilan a frecuencias submúltiplo de la
deseada. Por medio de multiplicadores
(circuitos sintonizados) se consigue la exacta
frecuencia de oscilación.
La señal procedente del oscilador maestro se
lleva a través de amplificadores (buffer
amplifier) antes de aplicarse al amplificador
de potencia y control automático de ganancia
(a.g.c.) que se utiliza para estabilizar la
amplitud de la señal, Fig. 2.
El diagrama de bloques de un transmisor de 1 KW de MF en
a.m. puede ser del tipo mostrado en la figura 4. La etapa anterior
a la final y la de potencia puede ser de lámpara, como en este
caso o a transistores especiales. Siempre muy ventilada. La
modulación se hace a poca potencia y luego se amplifica hasta el
final. La alternativa, utilizada en transmisores más potentes es
modular la portadora en más potencia, lo que da lugar a mejores
eficiencias de r.f. pero también requiere más potencia en audio
para modular la portadora.
Para el amplificador pueden utilizarse algunos tipos de clase
A, B, AB o C. En el caso del ejemplo de la fig.4 es un clase A.
Como se ve en la figura, hay un oscilador controlado por
cristal para la frecuencia portadora. El cristal oscila a cuatro veces más de la frecuencia de transmisión, de forma que hay un
divisor programado para conseguir dicha frecuencia. Esta señal
se aplica a la etapa de amplificación modulada que recibe el
audio, por lo que la modulación de la portadora tiene lugar en
esta etapa, cuya salida consiste en un transistor de r.f. operando
en clase C. La salida del amplificador modulado es una portadora
modulada con 15 w. de potencia que se lleva al amplificador
lineal en clase A.
El empleo de una modulación a bajo nivel en una única válvula amplificadora de potencia permite simplificar el diseño, la falta
de eficiencia ha sido compensada así. El consumo de potencia
es de 5 kW para una potencia de 1kW.
Normalmente los transmisores se duplican para, en caso de
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avería, seguir transmitiendo, y se utiliza una carga fantasma
para hacer pruebas. En caso de falta de corriente, siempre se
proporciona un sistema S.A.T.
Transmisor de F.M.
En la figura 5 se presenta un transmisor de FM tipo
comercial. En este equipo las señales de audio pasan por los
amplificadores de a.f. en especial las altas frecuencias que se
conducen a un modulador especial, que también recibe la
señal enfasada del oscilador a cristal, a través del amplificador
buffer. La cantidad por la que la señal de r.f. es completamente desviada por la señal de pico de audio en el modulador
también tiene una relación con la desviación final, que por la
calidad necesaria es de ±75 kHz.
Ahora supongamos que el transmisor con esta máxima desviación se necesita ara operar una frecuencia nominal
de 96 MHz. Esto puede obtenerse empezando con un oscilador a 100 kHz e ingeniándoselas por el modulador para desviarla en éste ±14.74 Hz. Esta señal se pasa por el swegujndo
amplificador al prime multiplicador que incrementa la frecuencia 81 veces hasta 8.1Mhz y la desviación a ±1171.9 Hz. La
señal a esta frecuencia y la desviación es entonces aplicada a
la etapa convertidora junto con la señal de 6.6 Mhz del oscilador a cristal de batido y consiguiendo 1.5 Mhz (8.1-6.6=1.5),
filtrándose después. La desviación de esta señal, permanece
en ±1171.9 Hz porque no hay ni multiplicacion de frecuencia ni
división, sólo conversión.
El segundo multiplicador incrementa la frecuencia de
la señal y su desviación 64 veces, lo que lleva a una señal
nominal de 96 Mhz de portadora y ±75 kHz de desviación. La
amplificación de r.f. tambien ocurre en los multiplicadores y
una conducción final a los de potencia consigue lo deseado en
la antena.
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