Receptor mono de FM

Vamos a montar un receptor mono de FM para posteriormente añadirle un decodificador de señal MPX y dos amplificadores para conseguir un receptor estereofónico.

Funcionamiento de un receptor de FM.

Etapa de Amplificador Mezclador Amplificador Discriminador BF

sin tonía RF FI

Oscilador CAF

local

CAG

Esquema de bloques de un receptor de FM mono.

Etapa de sintonía.

La etapa de sintonía es aquella mediante la cual se selecciona la frecuencia de la portadora de la emisora que se desea recibir.

Las emisoras emiten con frecuencias distintas y simultáneamente, por lo que si no se dispusiera de un circuito que seleccionara aquella emisora que se desea recibir el receptor captaría todas las emisoras simultáneamente o una sola. Para evitar esto que acabamos de exponer es imprescindible que el radiorreceptor disponga de un medio de selección que permita el paso de una frecuencia determinada hacia él y elimine todas las demás frecuencias. Esta función se lleva a cabo mediante la etapa de sintonía, la cual es la primera etapa de todo receptor de radio.

La sintonización de frecuencias se puede conseguir con sintonizadores LC o sintonizadores con diodo varicap.

Amplificador de radiofrecuencia.

Una vez que ha sido sintonizada la frecuencia deseada necesitamos un circuito capaz de hacer que la señal recibida alcance un nivel suficientemente alto para ser tratada.

Un amplificador de radiofrecuencia debe de satisfacer dos aspectos, la amplificación y la selectividad, por ello no se pueden utilizar circuitos análogos a los utilizados para la amplificación de señales de baja frecuencia.

Un amplificador de radiofrecuencia debe de ser selectivo para amplificar sólo las señales que deseemos amplificar y no otras.

La amplificación de señales de radiofrecuencia se puede llevar a cabo con amplificadores basados en transistores bipolares, transistores de efecto de campo o basados en circuitos integrados.

Oscilador local.

La sensibilidad de un receptor puede aumentarse añadiendo pasos amplificadores de radiofrecuencia sintonizados, para ello se le inserta a todas las etapas amplificadoras una señal fija de igual frecuencia, sea cual sea la frecuencia sintonizada.

El oscilador local es un circuito que genera una señal de frecuencia variable, ya que la señal de frecuencia fija citada anteriormente se obtiene restando la frecuencia de la señal portadora sintonizada y una frecuencia intermedia obtenida por el superheterodino.

La frecuencia del oscilador local debe de conseguir siempre que al restársela a la frecuencia de la señal portadora sintonizada no de cómo resultado la frecuencia intermedia elegida, la cual suele ser de 10.7 mHz en los receptores de FM.

La obtención de esta frecuencia en el oscilador local se hace uniendo el los condensadores variables de la etapa de sintonía y del oscilador local, con lo cual al hacer girar uno también gira el otro, variando las dos frecuencias a la misma vez.

Mezclador.

El mezclador es el encargado de unir la frecuencia sintonizada con la frecuencia del oscilador local para obtener la frecuencia intermedia.

La mezcla de ambas frecuencias se puede efectuar en diferentes partes del circuito. Los mezcladores se pueden agrupar en dos grupos.

Mezcladores con circuito oscilador independiente.

Mezcladores autoosciladores.

El mezclador con circuito oscilador independiente precisa de un transistor independiente para producir la oscilación local y otro para la mezcla. Así pues, la etapa conversora en este caso requiere la utilización de dos transistores.

En el caso de mezcladores autooscilantes es el mismo transistor destinado a la amplificación de la radiofrecuencia el que hace las funciones de oscilador y de mezclador.

El primer método tiene la ventaja de que las señales de entrada de alto nivel no afectan al funcionamiento del oscilador, mientras que en el segundo pueden bloquearlo. Además el ajuste de un circuito mezclador independiente es menos crítico que el de un mezclador autooscilador. A pesar de ello es muy corriente el empleo de etapas conversoras en las que se utiliza un único transistor para producir la oscilación local y la mezcla.

Amplificador de F.I.

El amplificador de frecuencia intermedia es un amplificador selectivo de radiofrecuencia, cuya finalidad es la de proporcionar una ganancia lo mayor posible para señales de una frecuencia determinada e invariable cualquiera que sea la señal sintonizada, y modulada en la misma forma en que lo está la señal recibida por antena.

La frecuencia portadora modulada tiene un ancho de banda de 9 kHz, por lo cual el amplificador de frecuencia intermedia ha de dejar pasar también las frecuencias correspondientes a dicho ancho de banda, ya que si no fuera así nos encontraríamos con una señal portadora amplificada sin contenido de información alguna.

Tipos de acoplamientos entre las etapas amplificadoras de frecuencia intermedia:

- Acoplamiento con transformador.

- Acoplamiento con autotransformador.

- Acoplamiento en tensión.

- Acoplamiento con inductancia y capacidades.

• Acoplamiento con inductancia y resistencias

El tipo de acoplamiento más utilizado es el acoplamiento por autotransformador.

Discriminador

La función del discriminador en un receptor de FM es la de extraer de la FI la señal de baja frecuencia, es decir, sacar la señal que vamos a sacar del receptor.

Existen cuatro discriminadores básicos de FM, cada uno de los cuales con su propio principio de funcionamiento. Dichos circuitos demoduladores son los siguientes:

Detector de pendiente

Discriminador de Travis

Discriminador de Foster-Seely

Discriminador de relación

Los dos últimos son los más utilizados.

CAG

El control automático de ganancia consiste en un sistema de control automático de la ganancia total de la señal en los receptores de radio, de forma que éste mantenga un nivel constante de la potencia de audio, mediante la compensación de las variaciones del nivel de intensidad de campo de la onda portadora causadas, ya sea por diferencias de distancia o de potencia transmitida por distintas emisoras, o bien por las condiciones de propagación, desvanecimiento, etc. de las señales

El CAG hace variar de forma automática la amplificación de un receptor superheterodino en proporción inversa a la intensidad de campo de la señal recibida por el circuito de sintonía.

El fin del CAG es que, sea cual sea la potencia y distancia de las emisoras sintonizadas, éstas salgan del receptor con el mismo nivel de potencia o el más próximo posible.

CAF

El control automático de frecuencia sirve para estabilizar la frecuencia suministrada por el oscilador local en un receptor de FM.

La frecuencia del oscilador local tiene tendencia a cambiar lentamente con los pequeños cambios en la tensión a medida que cambia la temperatura del receptor, este cambio se llama desplazamiento de frecuencia.

Al producirse un desplazamiento de frecuencia el receptor se desintoniza y se distorsiona la señal recibida.

Si la radio se sintoniza adecuadamente, el promedio de las fluctuaciones positivas y negativas de la señal de audio será idéntico, pero si el receptor está fuera de frecuencia, las fluctuaciones positivas o negativas serán mayores, dependiendo de que el receptor se desintonice por arriba o por debajo de la frecuencia deseada. El CAF detecta esta condición desbalanceada y genera una tensión de corrección que se aplica al oscilador local. La tensión de corrección hace variar la frecuencia del oscilador local hasta que retorna correctamente al centro de la banda de FI.

Receptor de radio con circuito integrado.

Vamos a realizar el montaje de un receptor de radio de FM, este circuito se va a basar en la utilización de dos circuitos integrados, el TDA7000 y el TDA2002.

El TDA7000 contiene todos los circuitos necesarios para construir un receptor de frecuencia modulada, incorpora una etapa de F.I. especial, ya que trabaja a 70 KHz y esto le permite realizar el filtrado de frecuencia intermedia por medio de los filtros activos que incorpora el propio circuito integrado.

El otro circuito integrado es un amplificador de sonido, a la salida del cual podemos poner directamente un altavoz.

La señal de radio en la banda de frecuencia de 88 a 108 MHz llega al receptor de FM a través de la antena y es filtrada mediante el filtro formado por C8, C7 y L. L es una bobina impresa, es decir construida mediante pistas del circuito.

La señal de radio una vez filtrada es conducida hacia el TDA7000, el cual demodula la señal, bajando la señal de radiofrecuencia a la F.I. de 70 KHz. Si usamos este C.I. no tendremos que utilizar bobinas de F.I. que hacen más complejo el circuito y más difícil de ajustar, ya que utilizamos filtros activos RC.

El circuito de sintonía está formado por la bobina L1, C13, C19 y el diodo varicap DV, el cual es un diodo cuya capacidad varía al variar la tensión aplicada entre sus terminales.

La frecuencia que queremos sintonizar es seleccionada por el potenciómetro P2, que, mediante la resistencia R6, conduce diferentes niveles de tensiones, las cuales varían la capacidad de DV, haciendo así que se desplace la frecuencia de sintonía para, de esta forma, seleccionar la emisora deseada.

El utilizar un diodo varicap obliga a alimentar el circuito mediante la tensión estabilizada, pues si la tensión varía, modificaría la tensión de sintonía y el receptor cambiaría de frecuencia sintonizando otra emisora, por ejemplo. El circuito encargado de proporcionar la tensión continua estabilizada es el circuito integrado 7805, el cual convierte la tensión continua de entrada a 5 V y, mediante el potenciómetro P2, se varía en cinco voltios hacia niveles menores.

Una vez que la señal es demodulada y seleccionada mediante el circuito de sintonía, es decir, una vez obtenida la señal de audio, esta es conducida, mediante el condensador de paso C20 hasta la primera etapa separadora y amplificadora, formada por el transistor T1 y las resistencia R2, R4, R5 y R7.

La señal amplificada sale por el colector de T1 y, mediante el condensador C27, la señal es conducida hasta la etapa de amplificación de potencia constituida principalmente por el circuito integrado 2002.

La señal entonces proveniente de C27 es controlada en nivel mediante el potenciómetro P1, que es el control de volumen.

La señal ya amplificada sale por la patilla 4 de IC3 (TDA2002) y, mediante el condensador C22, es conducida hacia el altavoz.

Además, este circuito posee una salida auxiliar de baja frecuencia, para poder ser trasladada hacia un amplificador de potencia y obtener, así, mayores niveles de potencia, lo cual dependerá del amplificador.

Componentes y Características.

Componentes.

R1 22 k

R2 1 k

R3 100 k

R4, R5 y R6 10 k

R7 15 k

R8 470 

R9 4,7 

R10 1 

P1 47 k

P2 100 k

C1 y C3 220 pF

C2 y C6 330 pF

C4, C14 y C19 3,3 nF

C5 150 pF

C7 39 pF

C8 47 pF

C9 47 nF

C10 22 nF

C11, C12 y C16 10 nF

C13 68 pF

C15 180 pF

C17, C18 y C24 100 nF

C20, C23 y C27 4,7 F

C21 y C22 100 F

C25 1 nF

C26, C28 y C29 22 F

1 Diodo Varicap

T1 BC547

1 Circuito integrado TDA7000

1 Circuito integrado 7805

1 Circuito integrado TDA2002

L1 Bobina con núcleo

Características

Tensión de alimentación 9 a 12 Voltios

Consumo máximo 200 mA

Banda de frecuencia 88 - 108 mHz

Frecuencia intermedia 70 kHz

Sensibilidad 6 V

Radio estereofónica.

Para convertir nuestro receptor de radio de FM en un receptor estereofónico sólo debemos usar un decodificador estéreo a su salida y dos amplificadores de baja frecuencia a la salida de éste.

La entrada del decodificador no debe de ser la de salida de la etapa amplificadora de nuestro receptor, ya que entonces estaríamos administrándole una señal muy elevada al decodificador y podríamos dañarlo, la entrada del decodificador debe conectarse a la salida de auxiliar del receptor, pero si además deseamos controlar el volumen general de los dos canales con el potenciómetro de volumen de nuestro receptor conectaremos la entrada positiva del decodificador al cursor del potenciómetro P1 (potenciómetro de volumen) de nuestro receptor.

A la salida del decodificador ya tenemos dos canales, por lo que necesitaremos dos amplificadores de baja frecuencia para amplificar la señal estéreo.

Amplificador B.F. Altavoz

Radio Decodificador

Amplificador B.F. Altavoz