Un receptor super regenerativo para FM y TV (ART424S)

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.

Las frecuencias elevadas requieren normalmente circuitos más críticos para poder ser captados, pero normalmente el esfuerzo más dedicado a la construcción de un circuito y totalmente compensado.

   Así, llevamos a los lectores el proyecto de un receptor muy sensible de FM y VHF y también bastante simple que permite la captación de estaciones en un radio de 100 km o más con apenas una pequeña varilla como antena.

   En el rango de FM los lectores podrán captar las estaciones de radiodifusión que transmiten música con buena calidad de sonido. En la banda de VHF tendremos algunas emociones diferentes, pues en ella podemos oír las comunicaciones entre aeronaves en vuelo y la torre de control si existe un aeropuerto cerca de su localidad y además podremos oír las comunicaciones de radio patrullas, cuerpo de bomberos reparticiones públicas , servicios, etc.

   Vea al lector que no existe ninguna prohibición que impida la audición de tales transmisiones por cualquier persona. Lo que está prohibido es transmitir en estas pistas sin la debida licencia y también de oír las comunicaciones de aeronaves estando dentro de la propia aeronave. (Los pasajeros están prohibidos de usar radios de VHF) - figura 1.

 

   Importante para el lector que va a hacer el montaje de esta radio es la simplicidad del circuito que no requiere ningún ajuste difícil, y también el número reducido de componentes.

   De hecho, sólo se utilizan 5 transistores obteniendo un excelente volumen en el pequeño altavoz.

   La técnica de super-regeneración permite obtener una enorme sensibilidad para este tipo de receptor conforme los montadores percibir, La alimentación es dada por una batería de 9 V de modo que todo conjunto hecho en un montaje compacto puede ser instalado en una pequeña caja de cualquier material no conductor como el plástico o la madera. (figura 2)

 

   Como se trata de un montaje didáctico, debemos comenzar por la discreción del principio de funcionamiento:

Funcionamiento

   El primer transistor es centro de un bloque cuya función es detectar las señales de alta frecuencia de las emisoras convirtiéndolas en señales de audio que puedan ser amplificadas por un circuito común.

   Esta etapa se basa en un transistor de alta frecuencia que debe ser capaz de oscilar en las frecuencias de las estaciones que deben ser captadas, es decir, entre 88 MHz y 150 MHz.

   En la figura 3 tenemos la representación de esta etapa denominada "detector super regenerativo" La bobina L1 y el condensador CV determinan cuál es la estación que debe ser captada.

 

   El transistor entonces oscila en la frecuencia de la estación en un proceso de regeneración que permite obtener una excelente amplificación adicional para la señal que está siendo captada.

   La señal al pasar por el transistor y 'detectado. Su separación de la señal de alta frecuencia es entonces hecha por el choque de RF, XRF que impide el paso de las señales de frecuencias elevadas.

   Entonces obtenemos después del choque una señal de baja frecuencia que corresponde a la modulación de la señal que está siendo captada.

   Importante en este circuito es el capacitor de realimentación del transistor que se conecta entre el colector y el emisor de cuyo valor depende la banda de captación y estabilidad en conjunto con la bobina L1 y el condensador CV.

   La señal de audio se lleva a cabo en los pasos de amplificación de audio. En primer lugar tenemos el transistor preamplificador que lleva el control de volumen que nada más es que un potenciómetro común al que está conjugado el interruptor general.

   De esta etapa preamplificadora la señal es llevada a la etapa impulsora en que tenemos más un transistor del mismo tipo que el anterior, o sea, un NPN de uso general.

   La señal que se obtiene del colector de este transistor es llevada a paso en simetría complementaria de salida de la cual se puede tener una potencia de algunos cientos de miliwatts que son suficiente para excitar un altavoz con buen volumen de sonido.

   La mayor ventaja de la utilización de una etapa en simetría complementaria en la salida está en su baja impedancia que dispensa el uso del transformador. El altavoz se puede conectar directamente a ella, sin problemas.

Montaje

   Como trabajamos en este circuito con frecuencias muy elevadas, la única técnica de montaje que permite obtener resultados satisfactorios es la que hace uso de la placa de circuito impreso.

   Aún así el máximo de cuidado debe ser tomado con las especificaciones de los componentes, su colocación y principalmente, su calidad.

   En posesión de la placa de circuito impreso cuyo diseño debe ser rigurosamente el dado en la figura 4, ésta debe ser perforada.

 

   Para la perforación se debe utilizar un taladro eléctrico o manual con brocas de 0,9 o 1 mm, en una operación cuidadosa, pues cualquier movimiento en falso puede resultar en daños irreparables para la placa.

   Después de la perforación se quita la suciedad con la ayuda de una esponja de acero y luego con un fieltro u otro tejido para retirar completamente las pelusas de metal que hayan quedado.

   La limpieza con esponja de acero es conveniente para retirar también la capa de óxido que impide la adhesión de la soldadura.

En la figura 5 tenemos el circuito completo del receptor. Los componentes son delicados y se debe seguir la siguiente serie de recomendaciones en su obtención y colocación en la placa:

 

a) transistores

   Se utilizan 3 tipos de transistores diferentes que no deben ser cambiados;

  El BF 494 (o equivalente) que es un transistor de silicio para altas frecuencias. El BC 557 que es un transistor PNP de uso general de silicio. Los BC 546 que son transistores NPN de uso general de silicio.

   Al soldar estos transistores evite que el calor los afecte. Utilice un disipador (alicate de punta) o bien sea rápido.

b) L1 y XRF

   Estos componentes son críticos, ya que de ellos depende el buen funcionamiento del radio tanto en lo que se refiere a la estabilidad como el rango de frecuencias que puede ser sintonizado.

   L1 puede tener de 3 a 6 vueltas de alambre esmaltado grueso (16 o 18) con una toma en la primera espira como se muestra en la figura 6.

 

   Para hacer la conexión de esta toma se debe raspar el esmalte del hilo con una lámina hasta que pueda haber adhesión de la soldadura.

   En esta toma se conectará la antena del receptor.

   XRF es un choque de RF que puede ser "hecho en casa". Consiste en 50 vueltas de alambre esmaltado 32 AWG enrollado en un bastón de madera o plástico de 2mm de diámetro aproximadamente. Algunas bobinas comerciales usadas en FI o TV pueden ser experimentadas en esta función con buenos resultados.

e) CV

   Este es el capacitor variable de sintonía de las estaciones. Se debe utilizar un tipo para FM que encaje en la placa de circuito impreso en el lugar apropiado.

En el caso de que se produzca un cambio en el circuito, se debe tener en cuenta que este componente debe quedar obligatoriamente en la placa, ya que hilos de conexión largos comprometen la estabilidad del circuito, produciendo oscilaciones.

d) Potenciómetro P1

   El potenciómetro P1 es del tipo común con el valor indicado en la lista de material y con interruptor incorporado.

e) FTE

   El altavoz puede ser de 5 cm de diámetro con 8 ohmios de impedancia.

   Este es el tipo normalmente encontrado en las radios portátiles comunes.

   Conforme el tipo de caja usada se puede utilizar un altavoz mayor para una mejor calidad de sonido.

f) Resistores

   Los resistores son todos de 1/8 W con 10% o 20 % o de tolerancia, con los valores dados en la lista de material. La colocación de estos componentes no necesita tener en cuenta su polaridad, pero, solamente su valor.

g) Capacitores:

   Se utilizan 3 tipos de condensadores en esta radio.

   El primero es el disco de cerámica para los valores inferiores a 10 nF que presentan las características requeridas por los circuitos de altas frecuencias. La tensión de trabajo puede ser cualquiera a partir de 25 V.

   El segundo tipo es el de poliéster metalizado para los valores entre 10 nF y 100 nF que se utilizan en los circuitos de bajas frecuencias y desacoplamiento.

Estos pueden tener tensiones de trabajo a partir de 250 V ya que este es el valor más común.

El tercer tipo es de los electrolíticos para valores superiores a 1uF. Estos son polarizados y deben tener tensiones de trabajo a partir de 16 V.

h) Elementos accesorios

   Estos son el conector de la batería, la antena telescópica que puede ser un pedazo de hilo de cobre grueso de unos 30 o 40 cm, la caja para montaje hecha por el propio montador, hilos, soldadura, etc.

Puesta en funcionamiento

   Terminada el montaje debemos preparar la bobina L1 que es el último componente a ser colocado.

   Iniciamos con una bobina de 5 vueltas para captar FM y aeronaves.

   La bobina debe soldarse cuidadosamente en la placa. Rasgue bien sus puntas y el lugar de derivación para que la soldadura tome.

   Hecho esto, conectamos la antena, como muestra la figura 7 y colocamos la batería en el conector.

 

   Al conectar el interruptor general, el altavoz debe emitir un chiado continuo al abrir el volumen. Eventualmente se puede captar una estación.

   A continuación vamos girando la variable lentamente hasta captar las estaciones deseadas. En esta operación la mano no debe aproximarse demasiado a los componentes de la placa pues su influencia puede provocar inestabilidad de funcionamiento. (Después de colocar el aparato en la caja, este problema se reduce)

   Si la radio no presenta buen funcionamiento, existen varias posibilidades.

   En los primeros casos tenemos la distancia excesiva de su localidad de estaciones de FM, en caso de que realmente nada puede ser escuchado, pero tan sólo el chido en el altavoz.

   Para las aeronaves recordamos que éstas realmente hacen comunicaciones bastante cortas de modo que si no hay ninguna cerca, o pocas, será necesario un poco de suerte, paciencia y habilidad para escucha-Ias. Sólo en los casos de grandes aeropuertos en los que las comunicaciones son más frecuentes es que desde el principio se tendrá facilidad de captación de las emisiones.

   Si nada se oye en el altavoz, ni siquiera el chiado característico es señal de que algo está mal en el montaje. Ver los contactos de la bobina. la posición del transistor Q1 y los componentes cercanos.

   Si se producen pitos o chirros excesivos al ajustar la radio es señal de que las realimentaciones están ocurriendo. Compruebe si los cables de conexión de los componentes no son demasiado largos.

   Si el chiste está presente, pero las estaciones no se escuchan bobina puede necesitar cambios. Así pues:

a) 6 espiras - cubre el rango de FM, y se escucha el sonido de los canales bajos de TV

b) 5 espiras - cubre el rango de FM y las aeronaves

c) 4 espiras - cubre la banda de policía, aeronaves y algunos canales altos de TV

   La sintonía correcta de las estaciones deseadas dependerá un poco de experimentación del ensamblador.

El mejor funcionamiento para su radio

   Los componentes electrónicos se fabrican con cierta tolerancia con respecto a sus especificaciones. Además, cada montador tiene un modo de trabajar diferente, lo que significa que dos radios, aunque exactamente iguales, pueden presentar pequeñas diferencias de rendimiento.

   Así, aunque nuestro proyecto tenga los valores medios ideales, el lector habilidoso puede llegar al funcionamiento perfecto si lleva ciertos componentes experimentalmente a los valores óptimos, conforme las piezas que usar. Incluso las pequeñas anormalidades observadas en vista de las tolerancias de los componentes y del montaje pueden ser eliminadas con esta técnica.

   La obtención de valores ideales de determinados componentes según está técnica consiste en "optimizar" el receptor, y esto es relativamente fácil cuando sabemos en qué piezas debemos mover.

   Damos entonces las indicaciones que permiten al lector obtener el máximo de su radio eliminando así eventuales deficiencias de los componentes o del propio montaje.

a) Si el lector observa una tendencia del receptor en pitar en la sintonía, o incluso de tener un sonido agudo en exceso con ciertas estaciones, intente modificar el capacitor C2 aumentando o disminuyendo su valor. Este componente debe ser cerámico con valores entre 2n2 y 22 nF. La sensibilidad del receptor también será alterada con el cambio de este condensador.

b) En algunos casos el transistor Q1 por su ganancia más baja (según la marca) tendrá dificultad para oscilar, en cuyo caso la radio no "chiará". Una mejora de funcionamiento con la obtención de la oscilación puede ser obtenida con el aumento de valor de C4. De la original 4p7 se puede pasar a 8p2 o incluso 12pF, siempre de cerámica.

c) El capacitor C9 determina la tonalidad básica del sonido. El valor promedio es 470 pF pero si el reproductor quiere sonido más agudo basta con reducirlo a 220 pF o 100 pF y si desea más grave debe aumentarlo a 1 000 pF o 1 nF.

d) La nitidez del sonido y el consumo de las pilas depende del valor de la R11. Se puede conectar experimentalmente un trimpot en su lugar y hacer el ajuste para el mejor sonido. Si el lector observa distorsión en el sonido debe aumentar inicialmente a 560 R el valor de este componente o aún experimentar 270 R.

e) Dependiendo de la ubicación de su casa, la recepción de las señales de FM puede requerir una buena antena. "Para los lugares cercanos a las estaciones fuertes la antena telescópica es suficiente. Si la recepción es difícil, puede conectar el cable de la antena al cable de la antena de TV externa, y el polo negativo de la batería al otro hilo de la misma antena, formando así un dipolo. Incluso con la antena telescópica puede ser necesario cambiar de ubicación el radito en el sentido de conseguir en su casa el lugar de recepción más nítida. Cuando la señal es débil, ésta se refleja en la calidad del sonido que se distorsiona.

f) La mejor calidad de sonido que la obtenida en el montaje original puede lograrse con la utilización de un altavoz mayor en una pequeña caja acústica en el que el lector puede incluso sorprender con la nitidez obtenida en algunos casos.

g) La pequeña interferencia que el receptor causa en aparatos de FM o TV cercanos es natural del circuito. Su operación debe ser hecha distante, por lo tanto, de tales aparatos cuando en funcionamiento.

h) Durante el funcionamiento no debemos aproximar objetos o incluso la mano del circuito pues su capacitancia puede fácilmente sacar de sintonía el circuito perjudicando así la calidad de sonido.