Este artículo forma parte de un libro que publicamos en 1995 y que se puede descargar gratuitamente desde nuestro sitio. En él tenemos conceptos básicos sobre la radio analógica, con informaciones para reparadores, estudiosos y recuperadores de aparatos antiguos.
Receptores Modernos
El uso de más de dos transistores para proporcionar más amplificación a la señal y posible, pero tiene sus limitaciones. Así, se pueden utilizar en radios simples 3 o 4 transistores amplificando la señal de audio (sonido) hasta obtener una intensidad suficiente para alimentar un altavoz, algunos casos tienen la necesidad de antena externa a no ser para las estaciones más débiles.
Si la señal de audio obtenida del detector se amplifica excesivamente, junto con esta señal también pueden ser amplificados ruidos generados por los propios componentes, ruidos térmicos como se denominan y además pueden aparecer inestabilidades en el circuito que lo llevan a la oscilación, es decir, el circuito se instabiliza y empieza a producir pitos.
La técnica de amplificación directa de la señal de audio obtenida del diodo o del cristal ya sea por medio de transistores o por medio de válvulas no y de las más convenientes de ahí los receptores de amplificación directa como están llamados tener su utilización limitada a los casos en que al máximo Se emplean 4 transistores.
Pero, incluso 4 transistores o 4 válvulas no son suficientes para dar una buena amplificación a las señales, principalmente si las estaciones son muy débiles, lo que nos lleva al empleo de otras técnicas.
El lector puede percibir entonces que incluso los menores radios transistorizados de bolsillo llevan por lo menos 5 transistores y que no necesitan siquiera de antena para la captación de las estaciones locales.
Estos receptores, así como los radios de la válvula de tipo comercial, utilizan una técnica diferente de procesamiento de las señales técnicas que les proporciona la denominación de "super-heterodinos".
Con esta técnica se puede proceder a una amplificación mucho mayor de la señal sin el peligro de ocurrir inestabilidad y además se pueden obtener radios con GRANDE SELECTIVIDAD; PRINCIPALMENTE EN LA BANDA DE ONDAS CORTAS DONDE LAS ESTACIONES MUY PRÓXIMAS EN FRECUENCIA: (La selectividad es la capacidad que una radio tiene de separar estaciones de frecuencias cercanas, por ejemplo, una que emite en 920 kHz y otra en 930 kHz).
Los radios super-heterodinos son, sin embargo, mucho más complicados en cuanto al funcionamiento, debiendo ser hechos ajustes bastante delicados para la operación armoniosa de todos sus circuitos. Las radios de este tipo tienen al menos 5 ajustes en los tipos de ondas medias pudiendo llegar a más de 20 para las radios de muchas bandas de onda. Los receptores de FM también emplean esta técnica ya que la recepción directa con un solo transistor o, única válvula de estas señales y problemática y también critica en vista de la alta frecuencia que corresponden que .se sitúa entre 88 000 000 Hz e108 000 000 Hz o, sea 88 y 108 MHz.
Para entender el funcionamiento de una radio de este tipo lo que haremos será una división por etapas, estudiando cada una de ellas, en su función y después de todo el conjunto.
Las etapas de un super-heterodino
En la figura 1 tenemos un diagrama de bloques de un receptor heterodino por donde explicaremos inicialmente su funcionamiento general para luego hacemos un análisis, paso por etapa de este tipo de aparato.
El primer bloque representa la etapa más conversora que es la más difícil de entender, por lo que pedimos especial atención del lector, y de cuyo funcionamiento depende todo el principio de operación de la radio.
Esta etapa tiene dos circuitos que trabajan con señales de altas frecuencias, es decir, con señales correspondientes a las ondas de radio. Los dos circuitos funcionan de modo armonioso tal que, uno genera una frecuencia siempre 455 kHz mayor que la que el otro sintoniza.
Así, si la radio está sintonizando una estación de 600 kHz el oscilador genera una señal de 1 055 kHz; si la radio está sintonizando una estación de 1 000 kHz el oscilador genera una señal de 1 455 kHz y si la radio está sintonizando una estación en 1500 kHz el oscilador genera una señal en 1955 kHz.
Para que la frecuencia del oscilador pueda variar al mismo tiempo en que se cambia la sintonía del receptor, los dos circuitos son controlados por un capacitor variable de dos secciones. Así, como las dos capacitancias varían al mismo tiempo se garantiza un hecho importante para la radio: que la diferencia entre la frecuencia de la estación que debe ser sintonizada y la frecuencia generada sea siempre 455 kHz (figura 2).
La ventaja del método de hacer esto consiste en el fenómeno denominado latido que permite entonces que en la salida del circuito, cualquiera que sea la frecuencia de la estación que deseamos oír, siempre tengamos una sola señal de 455 kHz.
Esta señal lleva toda la información correspondiente a la señal original sintonizada de modo que puede ser amplificado con mucho más facilidad.
La facilidad de amplificación de esta señal, que es de frecuencia fija, está en la posibilidad de utilizar circuitos fijos que no necesitan ser ajustados para cada frecuencia que se desee oír.
Esta señal obtenida en la salida del paso convertidor se denomina señal de frecuencia intermedia o FI y es de 455 kHz para las radios comunes.
El reproductor podrá encontrar radios con otros valores de frecuencias intermedias, pero éstos no son comunes.
La señal de frecuencia intermedia obtenida en el primer bloque pasa a los siguientes pasos que lo amplifican. Estas etapas se denominan etapas amplificadoras de frecuencia intermedia y su número puede variar de 1 a 3 en las radios comunes.
La señal obtenida en el último paso amplificador de FI sigue siendo una señal de alta frecuencia, es decir, no se corresponde con los sonidos, por lo que no puede aplicarse a un altavoz.
Esta señal es entonces llevada a la etapa detectora donde se procede a la extracción de la información de la baja frecuencia que contiene. Este paso normalmente consta. de diodos en las radios transistorizadas o incluso transistores conectados de modo especial.
La señal de baja frecuencia que corresponde a los sonidos que se obtiene de esta etapa puede entonces ser amplificada más algunas veces antes de ser llevada a un altavoz. Esto se realiza por los siguientes pasos de la radio que son los pasos preamplificadores de baja frecuencia y el paso de salida de audio.
Al final entonces la señal obtenida tiene una intensidad suficientemente grande para poder ser aplicada en un altavoz y producir un buen nivel de sonido.
Así, funcionan las radios comunes, recordando que todas las etapas deben recibir energía de una fuente de alimentación que puede constituirse en pilas comunes o en un circuito especial que convierta la energía disponible en la red en una energía de forma más apropiada a los circuitos electrónicos.
Los radios super-heterodinos que utilizan válvulas operan según los mismos principios con la diferencia de que en lugar de transistores como elementos activos se utilizan válvulas.
Conforme el tipo de señal que debe ser producido o amplificado debe ser hecha la elección de los transistores o válvulas de modo que para cada etapa del circuito tenemos tipos especiales y conexiones especiales que serán estudiadas a continuación.
La etapa convertidora
Como hemos visto es en esta etapa que la señal de radio captada por la antena y llevada al circuito de sintonía se mezcla con la señal en ella generada de modo que resulte en la señal de frecuencia intermedia, o sea, de 455 kHz.
Este circuito presenta características importantes y es el más crítico de toda la radio pues posee tres puntos de ajustes.
Los ajustes son necesarios para hacer cada parte del circuito operar en la frecuencia correcta, es decir, todos armoniosamente de tal modo que, cuando el aparato sintonice una estación el oscilador produzca 455 kHz más y el circuito de salida reciba exactamente estos 455 kHz diferencia.
¿Cómo se hace todo esto? Es exactamente lo que trataremos de explicar ahora:
En la entrada de la etapa tenemos entonces el circuito de sintonía formado por una bobina y un condensador variable que separa de todas las señales que llegan a la antena la señal de la estación que queremos oír. Esta señal se lleva al transistor o válvula inicial de la radio que le hace la amplificación.
Al mismo tiempo, el transistor y la válvula de esta etapa están conectados a un segundo circuito formado por una bobina y un condensador variable, pero de modo que este circuito se realice produciendo así corrientes de altas frecuencias, o sea, oscile.
Este circuito está ajustado para producir una señal que es exactamente 455 kHz más alta en frecuencia que la señal de la estación sintonizada.
La señal en cuestión se mezcla a la señal sintonizada por la válvula o transistor, ocurriendo entonces el fenómeno denominado latido.
El batido consiste en lo siguiente: al mezclar las dos señales pierden sus características apareciendo en la salida del circuito como un tercero que es la diferencia de las frecuencias, o sea, 455 kHz.
Pues bien, en la salida del transistor o válvula tenemos el tercer circuito importante de la etapa que está formado también por una bobina y un condensador pero éste no necesita ser del tipo variable pero tan sólo ajustable. Este circuito se ajusta para dejar pasar sólo la señal de 455 kHz que se lleva al paso siguiente.
En la figura 3 tenemos un circuito de paso convertidor de radio común para que el lector tenga una idea de los componentes usados.
En la salida del transistor tenemos el circuito sintonizado en 455 kHz que en realidad es un transformador denominado primer transformador de FI o frecuencia intermedia.
Para que la radio funcione perfectamente todos los tres circuitos de la etapa convertidora deben ajustarse cuidadosamente para un funcionamiento armonioso.
En los radios de varias bandas de onda, es decir, en las radios de onda medias y cortas, se debe tener una bobina de sintonía y una bobina osciladora para cada faja siendo hecha su conexión en el circuito a través de una llave de onda.
Si la radio tiene, por ejemplo, 3 bandas de onda, tendremos más de 15 conexiones para la conmutación de las pistas lo que complica bastante la reparación del aparato en caso de fallo en esta parte, pues no es fácil identificar los enlaces en cuestión.
Los componentes adicionales tales como resistores y condensadores son componentes de polarización y acoplamiento que deben ser usados para llevar el transistor o válvula a un funcionamiento normal y para el acoplamiento o transporte de las señales generadas y recibidas.
