El receptor de VHF para FM presentado en el artículo de tapa es un circuito experimental destinado a todas aquellas personas que no tienen conocimiento sobre el tema y desean “aprender jugando con la electrónica”. Dicho circuito, relativamente simple, no posee una gran selectividad y sensibilidad (aunque si es aceptable como se ha mencionado), lo que acarrea un problema cuando se requiere un equipo profesional. Presentamos nuestro Explorador de VHF para los lectores “que deseen un proyecto profesional para la recepción de esta movida banda. EI Explorador es un verdadero Scanner por su sensibilidad, selectividad y calidad de sonido. Este receptor sintonizará desde la banda interior de TV a partir de los 54 MHz, pasando por las estaciones de' FM entre 88 y 106 MHz, por la banda superior de VHF donde tenemos el mayor movimiento y las mayores emociones contos aviones, policía, servicios públicos y radioaficionados, hasta el limite superior en los canales altos de TV por arriba de 200 MHz. Para los lectores exigentes este es el verdadero receptor de VHF.
Dos transistores de ganancia alta y dos circuitos integrados especiales forman la base de este receptor de VHF que dejará satisfecho al público más exigente.
Con la excelente selectividad que sólo pueden asegurar los circuitos súper-heterodinos, una excelente sensibilidad que permite la captación de estaciones débiles a distancias de centenares de kilómetros y una calidad de sonido que se compara con la de las radios de FM comerciales, no necesitamos mas para justificar el montaje de este aparato.
El proyecto básico es alimentado por la corriente comercial, pero como los integrados funcionan satisfactoriamente con tensiones entre 9 y 12V, nada impide que se usen pilas medianas o grandes (6V) y hasta la batería del auto mediante un adaptador.
Características principales del receptor son:
Transistores: 2
Circuitos integrados: 2
Tensión de alimentación: 110/220V CA o 6 9/12V CC
Potencia de audio: 1W (12V x 8 Ω)
Frecuencia intermediaria con filtro cerámico: 10,7 MHz
Bobinas: 4
Banda de cobertura posible: 54 a 200 MHz
Número de bandas: 4 (con cambio de bobinas).
La banda de VHF
Antes de analizar el principio de funcionamiento de nuestro receptor es interesante ampliar un poco lo que es la banda de VHF y lo que se puede sintonizar.
VHF es la sigla de Very High Frequency (frecuencia muy alta) y es la banda dei espectro que va de 30 MHz 300 MHz.
Las ondas de radio de esta banda se propagan en línea recta. teniendo un alcance teórico que se extiende hasta la línea visual (línea del horizonte) sin pasar de lado obstáculos de gran porte como montañas, etc. (figura 1).
Eso significa que el alcance medio es de 200 km para estaciones terrestres en el plano local y sin obstáculos, pero mucho mayor para aviones o estaciones ubicadas en lugares altos.
Un avión volando a 3.000 rn puede oírse en VHF a 240 km de distancia, mientras que velando a 9.000 metros puede oírse a 410 km.
Varios son los servicios cie telecomunicaciones que operan en esta banda que está dividida en sectores.
54 a 88 MHz: En este sector operan Los canales bajos de TV,o sea los canales de 2 a 6 cuyas señales de audio podrán captarse con excelente calidad en nuestro receptor. Sintonizando esta banda podrá usar su receptor para escuchar sus programas en locales distantes de su TV.
88 a 108 MHz: Esta banda se utiliza para las estaciones de radio-difusión de FM. Utilizando bobinas para esta banda tendrá un excelente receptor de FM que, por la calidad de la señal puede ser transformado con facilidad en su sintonizador estéreo.
108 a 174 MHz: Esta es la banda de VHF de servicios diversos de telecomunicaciones que seguramente el lector va a querer explorar con mayor intensidad. En ella tenemos los siguientes tipos de comunicaciones:
Servicios de orientación de aeronaves (lLS) y comunicaciones entre aeronaves.
Si usted vive cerca de algún aeropuerto o en zona de paso de aviones, podrá fácilmente captar sus mensajes.
Servicios públicos tales como reparticiones públicas, servicios de mantenirniento de empresas de telecomunicaciones, agua, electricidad. etc.
Los lectores podrán sintonizar los vehículos en viaje.
Estaciones de servicios militares.
En esta banda tenemos la policía civil, el cuerpo de bomberos, además de la policía caminera, etc.
Comunicaciones marítimas. En esta banda se pueden escuchar comunicaciones entre barcos. etc.
Radioaficionados. En la banda de los 144 MHz (2 metros) tenemos el funcionamiento de las estaciones de radioaficionados además de estaciones repetidoras y otros servicios.
Servicios particulares. Servicios de seguridad de empresas, vigilancia, comunicaciones entre empresas y filiales, transportadores, etc.
Por 10 que ve, la variedad del tipo de comunicaciones ofrece la posibilidad de una investigación emocionante. (¿Se imagina lo que es seguir la comunicación entre vehículos que persiguen a alguien fuera de la ley?
Si la radio lo entretiene, la posibilidad de sintonizar esta banda “prohibida' lo divertirá más, como para que le den ganas de armar este receptor.
Como funciona
El circuito de este receptor obedece a la misma configuración básica de los receptores comerciales.
Se trata de un superheterodino con transistores y circuitos integrados que puede analizarse mediante una división en etapas como muestra la figura 2.
La primera etapa tiene por centro un transistor BF494 (RF de silicio) que tiene la función de proporcionar una pre-amplificación de las señales captadas por la antena telescópica.
La entrada es aperiódica, es decir no tienen sintonía, contando con las bobinas L1 y L5.
La salida, en cambio, tiene una bobina de sintonía que es L3.
Esta es una de las bobinas críticas del proyecto pues debe dimensionarse para sintonizar la banda de frecuencias deseada.
En paralelo con esa bobina está el capacitor variable de sintonía CV
Veremos en seguida la etapa conversora formada por el transistor Q2 como elemento activo, el que oscila y mezcla la serial con él sintonizada de manera que haya una macla en la frecuencia intermedia de 10,7 MHz.
El transformador T1, de frecuencia intermedia sintonizado en esa frecuencia deja pasar la señal a la etapa siguiente vía filtro cerámico F1.
Este filtro consiste en un elemento de alta selectividad que deja pasar sólo las señales de la frecuencia para la que está diseñado.
En la figura 3 tenemos el aspecto de un filtro cerámico del tipo que usamos.
A partir del filtro, la señal que tenemos es de 10,7 MHz modulada en frecuencia o amplitud según el tipo de estación captada, que debe pasar al primer integrado del receptor.
El integrado Cl-1 es un TBA120S que consiste en un amplificador, limitador de FI, de FM, con demodulador y control de volumen CC.
Este integrado posee características que permiten la simplificación de proyectos de etapas de frecuencia intermedia, tanto de radios como de televisores.
El amplificador interno de 8 etapas de este integrado, asegura una amplificación excelente, minimizando los componentes externos.
Además de eso, posee un regulador de tensión interno y salida para CAF (Control Automático de Frecuencia) Las características del TBA120S son:
Banda de tensiones de alimentación: 6 a 18 V;
Banda de frecuencias de operación: 0 a 12 MHz;
Corriente máxima del pin 12: 15 mA
Junto al TBA120S tenemos el transformadorT2 donde se hace el ajuste de la demodulación (discriminación).
La señal de audio se obtiene directamente en el pin 8, pasando a la etapa siguiente mediante el capacitor C19.
En nuestra versión, a partir de este momento usamos un amplificador de audio integrado del tipo TBA820S que proporciona excelente potencia de audio en una bocina de 8 Ω con alimentación en la banda de 3 a 12 V. No usamos el control de volumen DC del TBA120S que sería una opción que habría que investigar.
Para los lectores que quieran un amplificador de audio más potente u otra versión, como por ejemplo un sintonizador de FM estéreo, éste sería el punto en que se retiraría la señal según se sugiere en la figura 4.
Para el caso del receptor de VHF pasamos directamente al TBA820S. A
En el control de volumen colocamos en forma optativa un control de tono. Cortando los agudos, este control puede ser útil para eliminar los ruidos entre estaciones o en los períodos en que no haya señal, durante el cambio de comunicaciones.
Para el escucha individual, pensando en los que usan el receptor a altas horas de la noche, existe una salida para la conexión de auriculares de baja impedancia.
La fuente de alimentación única para todo el circuito puede estar constituida por 6 u 8 pilas medianas, según e diagrama de la fig. 4.
La fuente estabilizada puede proporcionar hasta 1A lo que es más que suficiente para proporcionar un volumen excelente en el receptor.
Montaje
Damos dos versiones para el circuito, incluyendo el amplificador de audio o no, para los que quisieran un uso diferente, con amplificador externo. En la figura 6 tenemos el diagrama general que incluye el amplificador de audio.
En la figura 7 tenemos entonces las dos placas posibles de circuito impreso, incluyendo o no el amplificador de audio.
Recomendamos que el layout de la placa se siga a] pie de la letra pues existen puntos críticos de las etapas de RF.
El potenciômetro de volumen, como se ve, queda fuera de la placa, mientras que el variable queda en ella de manera de asegurar un mínimo de longitud de las conexiones, necesario para la estabilidad del funcionamiento.
Las bobinas son el punto crítico del montaje. L1, L2 y L5 son fijas para todas las bandas y tienen las siguientes características:
L2 - L5: 7 vueltas de alambre 30, de 7 mm de diámetro.
L1: 3 vueltas de alambre 23 con 7 mm de diámetro.
Estas tres bobinas son auto-sustentadas, sin núcleo de ferrita.
Para L3 y L4, que determinan la banda de frecuencias sintonizada, tenemos la tabla siguiente:
| Banda (MHz) | L3 | L4 |
| 54-88 | 5 o 6 espiras | 6 o 7 espiras |
| 88-108 | 3 espiras | 4 espiras |
| 108-140 | 2 espiras | 3 espiras |
| 140-200 | 1 espira | 2 espiras |
Esta tabla responde a la clasificación mencionada en el artículo. Todas las bobinas para esas bandas se hacen con alambre 23 y tienen un diámetro de 6 mm para, L3 y de 4 mm para L4. No llevan núcleo y la fijación es por auto-sustentación (figura 8)
Para los integrados sugerimos el empleo de zócalo.
El SO42P es equivalente al TBA120S y puede usarse en su lugar las resistencias y capacitores son todos de valores comunes. En especial para los capacitores cerámicos recomendamos el uso de tipos placa o policarbonato que aseguran mayor precisión y por consiguiente mayor .confiabilidad para el proyecto.
Los electrolíticos deben tener tensiones de trabajo de 16 a 25 V.
El filtro cerámico es del tipo Murata SPB 10.7 o equivalente. El diodo D1 puede ser de germanio, de uso general, como el 1N60, 1N34 o cualquier equivalente.
Para el variable recomendamos el tipo de dos secciones 2/20 pF que se fijará directamente a la placa del circuito impresa.
El alambre usado para la bobina es el barnizado Piresolda que se caracteriza por aceptarla soldadura en forma directa sin necesidad de raspado, pero también puede usarse el barnizado común, con los extremos raspados en los puentes de soldadura.
Existe también la posibilidad de usar alambres de diferentes espesores. manteniendo la relación aproximada de espiras y dimensiones de L3 y L4, cuando el armador experimente la captación de diversas bandas.
La bobina de frecuencia intermedia (Fl) T1 es la Toko 4030 para 10,7 MHz o equivalente, mientras que la bobina de cuadratura (T2) es del tipo Toko B4055 o equivalente.
El control de volumen incorpora el interruptor general para la fuente que deberá estar en placa separada, si fuera alimentada por la corriente comercial. Para pilas, la fuente consiste en éstas y el soporte.
La bocina, del tipo pesado para mejor calidad del sonido, se fija internamente de modo de aprovechar el modelo original.
Si el aparato se usara en el auto, la conexión debe hacerse con alambres no muy largos, y debe haber un fusible de protección en serie, de 1 ó 2 amperes. Será conveniente desacoplar la fuente con la conexión de un capacitor de 470 µF o 1.000 µF x 16 V, en paralelo con la alimentación, en la entrada del circuito.
Pruebas y ajustes
Una vez definidas las bandas a captarse, se coloca el par de bobinas y podemos iniciar la prueba de funcionamiento y los ajustes.
Si el montaje fuera perfecto, en cuanto se conecta el receptor debe oírse un ruido en el alto-parlante (volumen abierto). Actuando sobre el variable podemos captar estaciones.
Observamos que en el caso de la banda de VHF las comunicaciones son de corta duración, lo que puede exigir un poco de paciencia hasta que las localicemos. Es común que una aeronave llame a la torre y haga un comunicado que dure apenas unos segundos y que es respondida en unos segundos, y después pasen muchos minutos hasta que se escucha otra comunicación.
Para un ajuste inicial se aconseja que se use la banda de FM o de TV porque las comunicaciones son continuas y no se presenta el problema anterior.
Después del ajuste de las bobinas y el variable, podemos retirar las bobinas de esa banda y colocarlas en VHF procediendo a su reajuste.
El procedimiento para el ajuste es el siguiente:
Sintonice una estación a medio volumen (o use un generador de señales) y con una llave no metálica ajuste el trimmer de la antena. (figura 9)
b) Ajuste la bobina de F1 (roja) para mayor intensidad del sonido.
c) Ajuste la bobina discriminadora [negra) para mejorar la calidad del sonido.
d) Finalmente retoque el ajuste de la bobina osciladora centralizando la banda de sintonía.
Será interesante repetir todo el procedimiento para llevar el receptor a su mejor desempeño.
En la figura 10 tenemos la disposición de las bobinas en la placa para ayudar en el ajuste.
Después de ajustado, coloque el radio en la caja.
Para su uso, busque un local libre de interferencias, de preferencia alto, en el que las señales de VHF o FM puedan llegará la antena sin obstáculos. Existen lugares en su casa en que la recepción será mejor y hay que buscarlos.
Para las señales de TV la señal clara de audio aparece al lado de un ruido que es la serial de video. Para las señales de VHF muy fuertes, por ejemplo cuando un avión pasa sobre su casa y activa su sistema de comunicaciones, puede ocurrir el fenómeno de saturación que es totalmente normal, cuando entra la portadora (para el ruido) la voz sale entrecortada.
Según la localización, usted puede a veces sintonizar una estación pero no la que responde.
Es el caso de aviones y torre cuando se escucha el avión y no la torre debido su localización.
Será interesante marcar las frecuencias que resulten de mas interés.
Para las bandas más altas de frecuencias, dos pequeñas alteraciones de valores pueden necesitarse para una mejor cobertura. Para llegar a los 200 MHz podría resultar necesario reducir C8 a 4,7 pF y C16 3 5,6 pF.
Para la conexión del amplificador externo (placa menor) use cable blindado. El control de volumen en este caso será el del amplificador que se usa.
1990