RADIO AM TRANSISTORIZADA
I.
II.
OBJETIVOS
Aplicar los conocimientos obtenidos en el curso de dispositivos electrónicos, tanto del teórico y práctico (laboratorios).
Aprender cuales son los componentes componentes que se utilizan en la construcción construcción de una radio am transistorizado así como diodos, resistencias, transistores, bobinas, condensadores variables, etc.
Conocer y ver el funcionamiento que realiza cada componente electrónico para el correcto funcionamiento de la radio am transistorizada.
INTRODUCCION
Desde siempre los hombres han sentido la necesidad de comunicarse. Desde los antiguos mensajeros que corrían durante varios kilómetros llevando cartas o noticias de un lugar a otro, hasta la actual globalización. Donde se puede conocer el tiempo real que ocurre en todo el mundo. Las comunicaciones han jugado un papel fundamental en la vida de los hombres y principalmente en la radio. Los primeros antecedentes de la radio se remontan a principios del siglo XIX. El autor de este descubrimiento fue el físico italiano Guillermo Marconi. Tenemos claro que la electrónica no tiene final pero tiene un principio principio claro. Todo comenzó realmente en forma industrial y comercial cuando se fabricó la primera radio en el mundo y se realizó la primera transmisión comercial. Y aunque parezca increíble si hoy fabricamos un receptor de radio idéntico a ese receptor del siglo pasado funciona y es el dispositivo más didáctico que se pueda imaginar. En una radio galena se aplican los principios más importantes de la electrónica y de ella podemos comprender los conceptos más importantes como el uso de la onda portadora y la modulación.
III. LA RADIO DE AM
Las primeras transmisiones de radio fueron telegráficas. Los transmisores eran muy similares a nuestro generador de RF, aunque por supuesto no tenía un microprocesador. La señal de radiofrecuencia se generaba haciendo saltar un arco al circuito resonante por cierre de un manipulador telegráfico. Como se usaba un circuito resonante de muy alto Q (baja resistencia en el inductor) la señal no se atenuaba y se transmitía un pulso corto como el indicado en la figura 1 mientras se mantenía la chispa.
Transmisor a chispa De este modo dos impulsos seguidos equivalen a un punto y dos separados a una raya. Luego en el receptor se sintonizaba la señal en otro circuito de alto Q y la señal captada operaba una bobina con un diafragma metálico o con limaduras metálicas que generaba un ruido tipo “clic” con cada impulso. El
alumno debe realizar una práctica virtual construyendo el circuito de la figura 1 y operando la barra espaciadora del teclado. Más adelante comenzaron a usarse circuitos que producían tonos similares al de nuestro generador de RF, de modo que podían generar un tono corto para el punto y uno largo para una raya. Si lo analizamos en profundidad, esto significa que la primera transmisión de radio que se concretó en el mundo fue una transmisión digital utilizando el código Morse, que además era un código de largo variable porque las letras más comunes tienen dos tonos y las menos comunes tres. A este tipo de transmisión se la llamo se llamó “de rad io con modulación telegráfica” y tenía solo dos niveles: RF máxima y silencio. Como los máximos
se repiten a ritmo de audio se escucha una señal cuadrada del tipo tono de audio.
Recepción de señales
Ahora con las derivaciones de antena y del detector colocadas al 10% del total del bobinado y con el amplificador a máximo volumen trate de sintonizar una emisora fuerte. Como elegimos una derivación baja, lo más pr obable es que aún la emisora más fuerte aparezca débil. Aumente la derivación de antena util izando otra aguja para lograr una mayor señal pero que no produzca mezcla de emisoras vecinas. Luego haga lo mismo con la derivación de salida buscando el mismo resultado. Nuestro receptor es muy elemental y no podemos pretender de el una elevada sensibilidad (capacidad para recibir emisoras lejanas). Probablemente solo pueda recibir emisoras locales de mucha potencia. Las emisoras alejadas, o no se escuchan o se escuchan junto a un ruido de fondo similar al de una fritura. Ruido
Ese ruido existe en todos los receptores de radio con modulación analógica que se puedan fabricar. Si el receptor es muy sofisticado el ruido se minimiza pero jamás desaparece ya que ese ruido es una característica intrínseca de los circuitos electrónicos. La corriente eléctrica que circula por un circuito nunca es absolutamente exacta. Si usamos un medidor suficientemente sensible observaremos una pequeña variación aleatoria debida a que la circulación de los electrones saltando de átomo en átomo no puede seguir siempre el mismo camino. En efecto los átomos no ocupan una posición fija se mueven dentro de una posición de equilibrio determinada de acuerdo a un movimiento llamado browniano debido a que fue descubierto por un científico llamado Brown. Esto hace que los electrones viajen como las bolillas de acero de un pingball siguiendo caminos que nunca son rectos. Los electrones dentro de la antena no pueden abstraerse de esta ley general de la física y la antena genera la señal de la emisora junto con una señal de ruido. El ruido solo se puede reducir si se baja notablemente la temperatura hasta valores cercanos al cero absoluto de -273 ºC. A esa temperatura desaparece el movimiento browniano y por lo tanto el ruido. (en realidad se han desarrollado aleaciones superconductoras que prácticamente logran esta estabilidad a temperatura de alrededor de -100 ºC). Como un principio fundamental de la electrónica el alumno debe recordar que donde hay una señal siempre hay un ruido. Como el ruido es difícil de eliminar toda la electrónica se dirige a maximizar las señales para que el ruido quede enmascarado dentro de una intensa señal. En nuestra radio elemental el ruido se manifiesta en todos y en cada uno de sus componentes. Pero en algunos molesta y en otros no. Por ejemplo; el parlante
tiene una resistencia interna en donde se genera ruido. Pero ese ruido no se escucha porque no existe ningún dispositivo que lo amplifique. Tomemos ahora la antena. Ella esta al principio de nuestro receptor y todo el ruido que ella genere o capte será procesado por los dispositivos posteriores existentes entre ella y el parlante. Entre esos dispositivos están los bafles para PC que se encargan de amplificar las débiles señales de nuestro receptor. En la próxima entrega vamos a estudiar al transistor que es un componente amplificador por naturaleza. Los bafles tienen transistores que amplifican la señal pero no pueden dejar de amplificar el ruido de la antena. Solo dos componentes pueden ayudar a reducir el ruido de nuestro receptor:
la bobina el capacitor de sintonía
En efecto el ruido que induce la antena tiene todas las frecuencias del espectro. La bobina y el capacitor operan como un filtro que solo deja pasar las frecuencias correspondientes a su frecuencia de resonancia y algunas frecuencias cercanas. Cuando mayor sea la calidad de estos componentes más selectivo es el filtro y menos ruido deja pasar. Ahora el alumno puede comprender aún más porque construimos una bobina tan grande. ¿Qué podemos mejorar en nuestro receptor para obtener un menor ruido?
Nada, el ruido no se puede reducir. Todo lo que hagamos debe ser tendiente a aumentar la señal para enmascarar al ruido. Como hacer una bobina de antena más grande es prácticamente imposible lo único que nos queda es mejorar el rendimiento del detector con un buen ajuste de la pre polarización y luego dedicarse a la antena que es donde mayor señal podemos lograr. Si Ud. vive en un edificio haga la prueba en la terraza y no en un departamento bajo, pero recuerde que los tramos horizontales de antena prácticamente no generan señal; por eso puede ser efectivo tender la antena entre la terraza y su departamento para aumentar la longitud efectiva, tratando de separarla todo lo que pueda de la pared. No hay predicción posible aquí se debe trabajar a prueba y error. Y no desprecie la solución más simple que consiste en situarse a la mayor altura posible que no implique un peligro de caída y oriente la bobina buscando una mayor señal. La sección de la bobina fue realizada pensando en una gran concatenación de campo eléctrico.
IV. MATERIALES
Condensador electrolítico( 220 uF-16V) Condensador electrolítico(1000 uf – 15V) Condensador electrolítico( 10 uf - 25V) Condensador variable. Bobina 220 uH 4 Transistores BC548 Amplificador operacional: Integrado LM386 Potenciómetro 10K Condensadores lenteja Parlante Resistencias 3.3K, 1K, 12K, 100K, 4.7K, 1.2K, 47K. Diodo Zener.
V.
FUNCIONAMIENTO DE LOS COMPONENTES:
Transistor (Amplificador Rf)
Elevar el nivel de la portadora generada por el oscilador. Servir como amplificador separador para asegurar que el oscilador no es afectado por variaciones de tensión o impedancia en las etapas de potencia.
Parlante(Amplificador de sonido)
Específicamente, un parlante sirve para convertir la información (voz, música, sonidos en general) transportada por una señal eléctrica, en una señal audible para el ser humano (entre 20-30 Hz y 16-20 kHz aproximadamente). Pero en general, la utilidad del parlante es la del conjunto del que forma parte. Por ejemplo, un equipo de amplificación sirve para elevar la intensidad del sonido. Primero la señal acústica débil se transduce a una eléctrica. Ésta se amplifica electrónicamente, y luego, a través del parlante, se reproduce a mucha mayor intensidad. Lo mismo puede decirse de equipos que hacen otras cosas con el sonido, además o en vez de amplificarlo.
Amplificador con LM386(Integrado)
Este es un simple amplificador de audio, que se puede usar para amplificar señales de equipos portátiles, como radios, reproductores mp3, parlantes para PC, etc, que no requieran de alta potencia de salida. Puede ser alimentado por una fuente de tensión de 9 V.
Antena
Las antenas son objetos metálicos capaces de recibir ondas electromagnéticas del espacio. En la radio la antena cumple la función mencionada anteriormente, pero no recibe una onda especifica recibe aparte muchas más como ruido, etc.
Bobina y condensador variable
La bobina junto con el condensador variable, conectadas en paralelo forman un circuito sintonizador. La detección de se basa en el fenómeno de la frecuencia de resonancia, median este circuito resonante se discrimina y diferenciara en un determinado rango de frecuencia aquella señal cuya frecuencia corresponda a la frecuencia de resonancia del circuito y que además nos es útil dejando de lado ruido y otros componente que perjudican a la onda que queremos, las que se encuentran en un otra frecuencia. Las señales de baja frecuencia, como las 50 Hz, se van tierra debido a la bobina, que a bajas frecuencias la bobina actúa como corto circuito; las
de alta frecuencia se van a tierra debido al condensador que se comporta como corto. El resto de frecuencias en mayor o menor medida serán atenuadas y solo pasaran las que correspondan a la frecuencia de resonancia.
Condensador
Funciona como filtro. Responde a la señal de baja frecuencia. No responde a la señal de alta frecuencia.
Diodo
Rectifica la señal. Proporciona conmutaciones rápidas. No atenúa mucho la señal
Potenciómetro
En uno de los pines del extremo se debe conectar la señal de entrada, ósea a la que le vamos a controlar el volumen. Luego al pin del medio del potenciómetro, vamos a conectar el cable por donde saldrá la señal de volumen ya controlada. El pin del potenciómetro que nos sobre se deberá conectar a tierra.
VI.
ESQUEMA CIRCUITAL
K A E P S
1 S L
u 0 7 4
9 C
1 U
u 0 1
8 1 2 M L
6
7 C
F n 0 0 1
8
8 C
5
1
4
7
2
3
1 V k R 0 1
8 R
6 C
F n 0 0 1
k 7 4
8 4
4 5 C Q B 6 R
k 7 4
5 R
k 1
0 7 k 0 R 1 u 0
5 0 C 0 1
8 4 5
3 C Q B F n
3 0 C 0 1 8 4
2 5 C Q B
1 D
B 0 0 0 6 N 1
2 R 1 R
4 C
4 R
k 1
3 R
2
k 1 C
F n 0 0 1
k 0 1
F n 0 0 1
k 5 . 3
8 4
1 5 C Q B
1 C
n 0 1
1 L
2 1 A N E T N A
VII. MODO DE FUNCIONAMIENTO
1 J
2 I K C O L B T
u 0 2 2
1 C V
E R P P A C
El receptor de radio tiene un funcionamiento sencillo. Se divide básicamente en dos partes, que son elegir la señal de radio deseada, y después amplificarla suficientemente para poder ser escuchada con un altavoz pequeño o con unos auriculares. a) Recepción y filtrado
Antena: La recepción está asegurada por una antena, es decir, por un cable con una longitud de 1 metro. La señal recibida es compleja debido a que hay mucha radiación electromagnética que se propaga en el espacio: es una mezcla de señales moduladas de los distintos emisores existentes. Dipolo paralelo: Una antena receptora es sensible a muchos programas de radio existentes. Por tanto, es necesario filtrar las señales recibidas, para seleccionar la portadora correspondiente al transmisor deseado. Para eliminar el ruido y mejorar la recepción se inserta en la bobina un núcleo de ferrita en forma de vara, que tiene un gran Permeabilidad magnética y que por lo tanto concentra el campo magnético. La señal recibida será entonces, la tensión de entrada multiplicada por 8.
b) Pre amplificación
El voltaje a través del dipolo LC, que aparece en bornes de la antena es muy pequeño (decenas de milivoltios), por ello es necesario amplificar esa tensión. La amplificación se lleva a cabo utilizando un circuito amplificador no inversor compuesto por un amplificador operacional y dos resistencias, el valor se elige de acuerdo con el factor de amplificación deseado. c) Demodulación
La demodulación de amplitud es la etapa de reconstitución de la señal de modulación de la onda modulada. He aquí un ejemplo. Se lleva a cabo en dos etapas: Detección de envolvente: Este es un simple circuito rectificador de alternancia: los bloques de diodos la mitad negativa. La tensión recogida en bornes del conductor resistivo es una tensión modulada rectificada. La eliminación del componente DC por filtrado: La operación consiste en añadir un condensador de paso entre el conductor resistivo del conjunto rectificador.
d) Amplificación y emisión sonora
Esta parte del conjunto amplifica la señal demodulada para que sea audible a través de un altavoz. Una vez que tenemos la señal, necesitamos amplificarla para poder escucharla en un altavoz. Para ello, he usado un amplificador operacional, consiguiendo un buen volumen, que es regulado con un potenciómetro. Para funcionar, necesita un circuito de polarización, que incluye alimentación, condensadores, etc. La pega del amplificador, es su elevado consumo (6 voltios).
VIII. BIBLIOGRAFIA
http://electronicacompleta.com/lecciones/radio-de-am/ https://es.wikipedia.org/wiki/Radio_AM http://www.forosdeelectronica.com/proyectos/receptoram.htm
