RECEPTORFM

INTRODUCCION

• Un receptor de radio de FM (Modulación  por Frecuencia)  es  un  dispositivo  capaz  de recepcionar  ondas  de  radio  cuya  portadora presenta  variaciones  de  frecuencia  y  no  de amplitud  como  es  el  caso  de  la  Modulación por  Amplitud  (AM),  por  las  características  y calidad  en  la  recepción  muy  superiores  a  la AM,  hoy  día  se  ha  popularizado  mucho  la transmisión  de  alta  fidelidad  empleando  la modalidad de FM.

RECEPTORES DE RADIO FM• Los receptores  de  radio FM  emplean  un detector para  señales  FM  y 

exhiben  un  fenómeno  llamado efecto de captura,  donde el sintonizador es  capaz  de  recibir  la  señal  más  fuerte  de  las  que transmitan en la misma frecuencia.

• Sin embargo, la desviación de frecuencia o falta de selectividad puede causar que una estación o señal sea repentinamente tomada por otra en un canal adyacente. 

• El  receptor  de  FM  tiene  mucho  en  común  con  el  receptor  de  AM, muchos de los bloques o elementos que lo integran son teóricamente similares,  y  cumplen  las  mismas  funciones,  aunque  claro  está, funcionando  de  manera  diferentes,  téngase  en  cuenta  que  en  la modulación  de  amplitud  (AM),  el  parámetro  que  se  varía  es  la amplitud de la señal, mientras la frecuencia se mantiene constante, en la modulación de frecuencia (FM) ocurre todo lo contrario, la amplitud de  la  señal  se  mantiene  constante  siendo  la  frecuencia  de  la  señal portadora la que se hace variar.

1. Como primera cuestión el ancho de banda de la frecuencia intermedia (FI) es de 150 Khz.

2. Utiliza después de las etapas de FI un limitador de amplitud3. El demodulador responde a las variaciones de frecuencia. 4. Las etapas de audio presentan un ancho de banda mayor 

que  en  los  receptores  de  AM,  alcanzando  una  banda  de paso desde los 30 Hz hasta los 15 Khz, mientras que en los receptores de AM cuando más es de 8 Khz. 

5. El  receptor  de  FM  para  compensar  sus  características  de banda  ancha  necesita  más  etapas  de  amplificación  en  su sección de FI ya que el producto ganancia/ancho de banda es menor.

Las diferencias más marcadas entre ambos receptores se manifiestan a partir de la etapa conversora, y entre ellas podemos enumerar:

Diagrama en bloques

Principio de funcionamientoEn esencia las señales se recepcionan mediante una antena, las señales captadas por la antena llegan al circuito de entrada,  este  es  un  circuito  resonante  del  tipo  L-C  formada  por  bobinas  y condensadores,  por  lo  general el condensador es variable, cuando sintonizamos una estación de radio en un receptor, estamos haciendo coincidir la frecuencia de resonancia de nuestro circuito L-C con la frecuencia de la señal que se recibe, de esta forma es posible al menos reducir el número de estaciones radiales que pudieran ser captadas, pues los circuitos resonantes por eficientes que sean no son ideales, por lo que aquellas frecuencias muy cercanas a la frecuencia de resonancia de la señal deseada también pasarán a la siguiente etapa, es decir, al amplificador de RF creando inestabilidad e interferencias en nuestro  receptor, por  lo que estas etapas además de amplificar  la  señal seleccionada dotan al receptor de selectividad, la que podemos definir como la propiedad de separar y amplificar la señal deseada de las no deseadas, eliminando aquellas señales cuyas frecuencias de resonancia se encuentren muy próximas a la de la señal deseada. El conversor trabaja mediante la señal producida por un oscilador local que logra un batimiento entre las señales de entrada y la generada por el oscilador formando la llamada frecuencia intermedia (FI), en realidad a la salida del mezclador se obtienen 4 frecuencias, siendo estas la suma de la señal del oscilador y la frecuencia de la señal de  entrada,  la  resta  de  ambas  señales,  la  señal  de  entrada,  y  la  señal  del  oscilador  local,  mediante un filtro pasabanda se selecciona la señal de nuestro interés del resto de las señales, en  el  caso  de  los  receptores comerciales de radiodifusión se escogió como valor de la frecuencia intermedia 10,7 Mhz. Una vez amplificada  la señal en el bloque de FI es entregada al demodulador de frecuencia, un dispositivo que responde  a  las  variaciones  de  frecuencia  quien  se  encarga  de  separar  las  frecuencias  sonoras  que  fueron moduladas  en  la  portadora  durante  el  proceso  de  transmisión  de  la  señal  en  la  estación  de  radio,  una  vez demodulada la señal pasa al amplificador de baja frecuencia el que se encarga de amplificarla lo suficiente para que pueda excitar al altavoz o bocina. El control automático de frecuencia más  conocido  como  (CAF)  se  encarga  de  corregir  las  inestabilidades  del oscilador local, por lo general se emplea un diodo especial llamado diodo varicap, este diodo tiene la propiedad de variar la capacidad entre sus electrodos (ánodo – cátodo) mediante el voltaje que se aplique al mismo, este voltaje de corrección es generado por el bloque de frecuencia intermedia y entregado al diodo mediante el discriminador, el voltaje de corrección es proporcional al corrimiento detectado en la etapa de FI, al aplicarse al diodo este varía su  capacidad  y  actúa  sobre  el  circuito  resonante  del  oscilador  local  el  que  de  inmediato  deberá  corregir  la frecuencia generada de manera tal que el resultado de la mezcla siempre sea 10.7 Mhz.

ETAPAS DEL RECEPTOR DE FM

Antena receptora

En receptores portátiles las antenas son de tipo telescópico  y  los  que  tienen  en  el  hogar  se forma  de  un  conjunto  de  conductores  que  son cortados  de  una  longitud  apropiada  para  una banda de 88 a108 MHz.• La  etapa  de  sintonía  es  aquella  mediante  la 

cual  se  selecciona  la  frecuencia  de  la portadora de la emisora que se desea recibir.• 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.• Básicamente se encarga de seleccionar una emisora de 

FM y posteriormente la entrega al sistema conversor conformada por un transistor de alta frecuencia con base a tierra o emisor a tierra.

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.

MezcladorEl  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.-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.-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.

• 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.

• 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 resistenciasEl  tipo  de  acoplamiento  más  utilizado  es  el  acoplamiento  por autotransformador.

CAF(CONTROL AUTOMATICO DE FRECUENCIA )

El control automático de frecuencia sirve para estabilizar la  frecuencia  suministrada por el oscilador  local, por  lo general  se  emplea  un  diodo  especial  llamado diodo varicap,  este  diodo  tiene  la  propiedad  de  variar  la capacidad  entre  sus  electrodos  (ánodo  –  cátodo) mediante el voltaje que se aplique al mismo.Al  producirse  un  desplazamiento  de  frecuencia  el receptor se desintoniza y se distorsiona la señal recibida.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.

Limitador

Las variaciones de amplitud de una portadora  modulada  en  ángulo puede  eliminarse  mediante  lo  que se  conoce  como  limitador pasabanda,  el  cual  consta  de  un limitador  estricto  seguido  de  un filtro pasabanda.

Discriminador• La función del discriminador 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.

DETECTOR DE FM

 La finalidad del detector de FM, es separar la  información  útil  de  la  señal  portadora. En  FM,  el  demodulador  consiste  en  un convertidor frecuencia-tensión, y el clásico discriminador o detector de  relación  de los principios de la FM, cede cada vez más su sitio a circuitos más sofisticados, gracias a  la  implantación  de  los  circuitos integrados.  Nuestro  detector  funciona gracias al circuito resonante.

Amplificador de baja frecuencia

•Una  vez  demodulada  la  señal  el amplificador de baja frecuencia se encarga  de  amplificarla  lo suficiente  para  que  pueda  excitar al altavoz o bocina.