Ernesto J Guevara Quesada - DSpace@UCLV

Facultad de Ingeniería Eléctrica
Departamento de Telecomunicaciones y Electrónica
TRABAJO DE DIPLOMA
Propuestas de diseño de un transmisor de onda
corta para el rango de frecuencia de 3 a 30 MHz
Autor: Ernesto J Guevara Quesada
Tutor: Ing. Henry Moreno Díaz
Santa Clara
2012
"Año 54 de la Revolución"
Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas
Facultad de Ingeniería Eléctrica
Departamento de Telecomunicaciones y Electrónica
TRABAJO DE DIPLOMA
Propuestas de diseño de un transmisor de onda
corta para el rango de frecuencia de 3 a 30 MHz
Autor: Ernesto J Guevara Quesada
E-mail: [email protected]
Tutor: Ing. Henry Moreno Díaz
E-mail: [email protected]
Santa Clara
2012
"Año 54 de la Revolución"
Hago constar que el presente trabajo de diploma fue realizado en la Universidad Central
“Marta Abreu” de Las Villas como parte de la culminación de estudios de la especialidad
de Ingeniería en Telecomunicaciones y Electrónica, autorizando a que el mismo sea
utilizado por la Institución, para los fines que estime conveniente, tanto de forma parcial
como total y que además no podrá ser presentado en eventos, ni publicados sin autorización
de la Universidad.
Firma del Autor
Los abajo firmantes certificamos que el presente trabajo ha sido realizado según acuerdo de
la dirección de nuestro centro y el mismo cumple con los requisitos que debe tener un
trabajo de esta envergadura referido a la temática señalada.
Firma del Autor
Firma del Jefe de Departamento
donde se defiende el trabajo
Firma del Responsable de
Información Científico-Técnica
i
PENSAMIENTO
Nunca consideres el estudio como una obligación, sino como una oportunidad
para penetrar en el bello y maravilloso mundo del saber.
Albert Einstein.
ii
DEDICATORIA
A la gordi por haberme empujado desde que nací
A mis abuelos y tíos por consentirme en todos mis caprichos
A mi padre, esposa y hermanos por apoyarme en todo momento
A Robe por ser como un padres más para mí
A mi primo Pin
A todas mis amistades que sin ellas la vida de estudiante no hubiese sido divertida
iii
AGRADECIMIENTOS
A mis profesores que aportaron sus conocimientos y esfuerzo en mi formación
A mis compañeros de estudio que siempre estuvieron al tanto de mis resultados
A toda mi familia que siempre me ha dado apoyo y aliento para salir adelante
A todos los que una forma u otra aportaron sus conocimientos y esfuerzos para la
realización de este trabajo (Marucha, Miriela, Henry, Roberto Felipe, Lidio)
A todos, muchas gracias.
iv
TAREA TÉCNICA
1. Determinación de los fundamentos teóricos de un transmisor de onda corta, y
específicamente del bloque excitador de frecuencia.
2. Descripción del montaje y ajuste de un transmisor de onda corta.
3. Propuesta de variantes al transmisor de onda corta para que opere en la banda de 3 a 30
MHz.
4. Elaboración del informe final.
v
RESUMEN
El surgimiento de la radio constituye un punto culminante en la historia de las
comunicaciones, esta posibilitó la comunicación a grandes distancias incrementando la
habilidad para intercambiar información. Este envío de información se realiza a través de
un sistema de radiocomunicación en donde el transmisor constituye un elemento
fundamental. Estos se encuentran implementados con diferentes componentes electrónicos
(válvulas
transistores circuitos integrados) y presentan diversas especificaciones de
funcionamiento. En ocasiones se cuentan con transmisores que no cumplen con los
requerimientos deseados por lo que es necesario realizarles modificaciones en su esquema
electrónico. En este trabajo se proponen dos variantes de modificación a un transmisor
que opera en un rango de frecuencia de 1.8 MHz a 2.0 MHz para que pueda funcionar en
un nuevo rango de 3 a 30 MHZ. Se muestran y se explican las modificaciones electrónicas
realizadas en cada caso para cumplir los requerimientos deseados. Por último se escoge
como la variante más viable la implementada mediante un sintetizador a PLL, basados en
los criterios de estabilidad, nivel de integración y costo económico.
vi
TABLA DE CONTENIDOS
PENSAMIENTO .....................................................................................................................i
DEDICATORIA .................................................................................................................... ii
AGRADECIMIENTOS ........................................................................................................ iii
TAREA TÉCNICA ................................................................................................................iv
RESUMEN ............................................................................................................................. v
INTRODUCCIÓN .................................................................................................................. 1
CAPÍTULO 1.
RADIO DE ONDA CORTA Y BLOQUE FORMADOR DE
FRECUENCIA
4
1.1
La radiocomunicación. Sus antecedentes ........................................................... 4
1.2
La radio de onda corta. Características ................................................................... 8
1.2.1
1.3
Características de la banda de HF ................................................................... 10
1.3.1
Los transmisores de radio ..................................................................................... 10
1.4
El excitador de un radiotransmisor ................................................................ 14
Conclusiones del capítulo ..................................................................................... 16
CAPÍTULO 2.
EL TRANSMISOR DE ONDA CORTA. MONTAJE Y AJUSTE ....... 18
2.1
Funcionamiento del transmisor de onda corta ...................................................... 18
2.2
Diseño de un transmisor de onda corta ................................................................. 21
2.2.1
Montaje y ajuste del transmisor ...................................................................... 21
2.2.2
Montaje y ajuste de la placa del amplificador de potencia. ............................ 24
2.2.3
Montaje del oscilador controlado por voltaje (VCO) ..................................... 26
2.3
Conclusiones del capítulo ..................................................................................... 26
vii
CAPÍTULO 3.
EL DISEÑO DE UN TRANSMISOR DE ONDA CORTA QUE CUBRE
LA BANDA DE 3 A 30 MHZ .............................................................................................. 27
3.1
Diseño del transmisor y del VCO para la banda de 3 a 30 MHz. Variante 1. ...... 28
3.2
Excitador de frecuencia mediante sintetizador a PLL. Variante 2........................ 32
3.3
Conclusiones del capítulo ..................................................................................... 37
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ................................................................... 38
Recomendaciones ............................................................................................................. 38
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS ................................................................................. 39
ANEXOS .............................................................................................................................. 41
INTRODUCCIÓN
1
INTRODUCCIÓN
La comunicación implica la trasmisión de información de un punto a otro a través de una
sucesión de procesos. Existen numerosas formas de comunicación. En el pasado se llevaba
la comunicación a largas distancias con medio como sonidos de tambor, señales de humo,
palomas mensajeras y señales luminosas. Pero estas formas de comunicación fueron
superadas por las comunicaciones electrónicas a medida que el mundo se fue desarrollando
tecnológicamente. Este tipo de comunicación permitió trasmitir las señales eléctricas a
distancias mayores (teóricamente cualquier distancia en el universo) y con una velocidad
sumamente alta (velocidad de la luz) (Domínguez García, 2010).
En la actualidad, la comunicación electrónica participa
en nuestra vida cotidiana de
diferentes maneras. Los teléfonos, los radios y televisores, las computadoras son capaces de
proporcionar comunicaciones rápidas desde cada lugar del planeta. Estas permiten indicar
el rumbo de los barcos en altamar, los aviones, cohetes y satélites en el espacio, entre otras
aplicaciones.
Los sistemas de comunicaciones electrónicos
están formados por tres elementos
fundamentales: un transmisor, un canal de comunicación y un receptor. El transmisor se
localiza en un punto en el espacio, el receptor se ubica en otro punto separado, y el canal es
el medio físico que los conecta.
Para el caso de la transmisión de las señales de radio, estas se sustentan sobre los canales
inalámbricos. La señal que transporta la información (como la voz o música), se modula
sobre una frecuencia de portadora que identifica a la estación transmisora.
INTRODUCCIÓN
2
Estos equipos transmisores y receptores pueden ser implementados con válvulas,
transistores o circuitos integrados y definen un rango de frecuencia específico de trabajo.
En ocasiones se tiene que los transmisores y receptores deseados se encuentran disponibles
en el mercado internacional a un alto precio, por lo que la solución más factible es
realizarles cambios en el diseño electrónico (modificaciones en los bloques de radio
frecuencia (RF), de frecuencia intermedia (FI) o en el oscilador local) a los equipos
antiguos, con el fin de obtener las prestaciones requeridas.
Nuestro país con el fin de renovar los equipos de radiocomunicaciones ha implementado
una política de aprovechamiento y renovación de los equipos antiguos, permitiendo un
ahorro considerable de dinero y alcanzando buenos resultados.
Por lo tanto, tomando en cuenta los aspectos anteriores, para el presente trabajo de diploma,
se define la siguiente problemática: ¿Cómo modificar de forma óptima un transmisor con
un rango de frecuencia comprendido de 1.8 a 2 MHz inicialmente para obtener un nuevo
régimen de trabajo entre 3 y 30 MHz?
Objetivo General
Proponer variantes de modificación a un transmisor que opera desde 1.8 a 2 MHz con el fin
de lograr un nuevo rango de frecuencia de trabajo de 3 a 30 MHz.
Objetivos específicos
Partiendo del objetivo general y realizando una subdivisión de este, surgen los siguientes
objetivos específicos:
1. Describir de forma general a los transmisores de radio empleados en las
radiocomunicaciones, prestando una especial atención al bloque excitador de
frecuencia.
2. Analizar el transmisor que trabaja en la banda de frecuencia de 1.8 a 2 MHz,
mostrando su montaje, ajustes y características fundamentales de su esquema
electrónico.
3. Proponer y fundamentar las variantes realizadas al transmisor de banda de frecuencia
1.8 a 2 MHz para que opere en el rango de frecuencia de 3 a 30 MHz.
INTRODUCCIÓN
3
Interrogantes Científicas
Para resolver este problema se elaboran las siguientes interrogantes científicas:
1. ¿Dónde se deben realizar las modificaciones al transmisor para alcanzar el nuevo
rango de frecuencia de trabajo?
2. ¿Qué elementos se deben modificar dentro del lugar seleccionado para cumplir con
los requerimientos deseados?
3. ¿Cuál es la variante más óptima para ser implementada teniendo en cuenta los
aspectos de estabilidad, nivel de integración y económico?
Organización del informe
El informe de la investigación se estructura en: resumen, introducción, capitulario,
conclusiones, recomendaciones, anexos y referencias bibliográficas.
En la Introducción se define la importancia, actualidad y necesidad del uso de las
radiocomunicaciones en la vida cotidiana.
En el Capítulo 1 se muestra los antecedentes de las radiocomunicaciones así como las
características de la onda corta. Además se describe el basamento teórico
de los
transmisores de radio, enfatizándose en las características y el funcionamiento del bloque
excitador de frecuencia.
El Capítulo 2 aborda lo relacionado con el montaje, ajustes y características del transmisor
cuya banda de frecuencia de trabajo es de 1.8 a 2 MHz.
El Capítulo 3 se dedica a mostrar las variantes propuestas al transmisor para que funcione
entre 3 y 30 MHz.
Las Conclusiones reflejan un análisis de los resultados obtenidos a partir de los objetivos
que se trazaron inicialmente. Las recomendaciones brindan una serie de propuestas con el
fin de enriquecer el estudio realizado y los resultados obtenidos. La bibliografía consultada
se muestra en las referencias bibliográficas siguiendo las normas establecidas. Los anexos
recogen
los
ajustes
que
se
realizan
en
el
transmisor.
CAPÍTULO 1. RADIO DE ONDA CORTA Y BLOQUE FORMADOR DE FRECUENCIA
CAPÍTULO 1.
RADIO DE ONDA CORTA Y BLOQUE
FORMADOR DE FRECUENCIA
En este capítulo se presentan los antecedentes de las radiocomunicaciones y el
surgimiento en nuestro país y las características de la onda corta. Además se
describe de forma general los transmisores de radio, específicamente el bloque
excitador de frecuencia.
1.1
La radiocomunicación. Sus antecedentes
Es difícil atribuir la invención de la radio a una única persona. En diferentes
países se reconoce la paternidad de la radio a: Aleksandr Stepánovich Popov
quien realizó sus primeras demostraciones en San Petersburgo, Rusia; a Nikola
Tesla en San Luis (Misuri); a Guillermo Marconi en el Reino Unido o al
comandante Julio Cervera en España (Avendaño, 2012).
En 1873 el físico escocés James Clerk Maxwell formuló la teoría de las ondas
electromagnéticas, que son la base de la radio. En 1888 el físico alemán Heinrich
Hertz descubrió las ondas de radio. En 1894 Nikola Tesla hizo su primera
demostración en público de una transmisión de radio, y casi al tiempo, en 1895,
el italiano Guillermo Marconi construyó el primer sistema de radio, y en 1901
logró enviar señales a la otra orilla del Atlántico.
El español Julio Cervera Baviera, que trabajó en 1898 en el laboratorio privado
de Marconi es, según investigaciones realizadas por un profesor de la
Universidad de Navarra, el inventor de la radio; Marconi inventó antes de
Cervera la telegrafía sin hilos, pero no trabajó en la radio hasta 1913, mientras
Cervera fue quien resolvió los problemas de la telefonía sin hilos, lo que hoy se
4
CAPÍTULO 1. RADIO DE ONDA CORTA Y BLOQUE FORMADOR DE FRECUENCIA
conoce como radio, al transmitir la voz humana y no señales sin hilos entre
Alicante e Ibiza en 1902, y llegó a registrar la patente en cuatro países: España,
Inglaterra, Alemania y Bélgica (Mora, 2010).
La radio es una tecnología que posibilita la transmisión de señales mediante la
modulación de ondas electromagnéticas. Estas ondas no requieren un medio
físico de transporte, por lo que pueden propagarse tanto a través del aire como del
espacio vacío. (…. ) Antiguamente la radio se denominaba “telegrafía sin hilos”
(Pellizza, 2007).
Las primeras transmisiones para entretenimiento regulares, comenzaron en 1920
en Argentina.La primera emisora de carácter regular e informativo es considerada
por muchos autores la estación 8MK (hoy día WWJ) de Detroit (Estados Unidos)
perteneciente al diario The Detroit News que comenzó a operar el 20 de agosto
de 1920, aunque muchos autores opinan que es la KDKA de Pittsburg que
comenzó a emitir en noviembre de 1920, porque obtuvo una licencia comercial
antes que aquella.
En los años 1920 la amplificación mediante válvula termoiónica revolucionó
tanto los radiorreceptores como los radiotransmisores.
En 1933 Edwin Armstrong describe un sistema de radio de alta calidad, menos
sensible a los parámetros radioeléctricos que la AM, utilizando la modulación de
frecuencia (FM). A finales de la década este procedimiento se establece de forma
comercial, al montar a su cargo el propio Armstrong una emisora con este
sistema.
En 1943 la Corte Suprema de los Estados Unidos cede a Tesla los derechos de
invención de la radio luego de interponer éste una demanda de plagio de sus
patentes.
En los años 1950 la tecnología radiofónica experimentó un gran número de
mejoras que se tradujeron en la generalización del uso del transistor.
5
CAPÍTULO 1. RADIO DE ONDA CORTA Y BLOQUE FORMADOR DE FRECUENCIA
En 1957, la firma Regency introduce el primer receptor transistorizado, lo
suficientemente pequeño para ser llevado en un bolsillo y alimentado por una
pequeña batería. Era fiable porque al no tener válvulas no se calentaba. Durante
los siguientes veinte años los transistores desplazaron a las válvulas casi por
completo, excepto para muy altas potencias o frecuencias.
En Cuba la radio tuvo su proceso de gestación y su nacimiento en los
radioaficionados, ya que de sus entrañas surgen las primeras emisoras. Un grupo
de cubanos interesados en los descubrimientos y transformaciones tecnológicas
que ocurrían en otras partes del mundo, comenzaron a hacer radio con pequeños
emisores antes de 1922, transmitiendo programas de forma irregular, a distintas
horas y sin una programación que tuviera una característica especial (Báez,
2006).
Los equipos de transmisión y control fueron fabricados en Estados Unidos, por la
firma Western Electric, con lo más eficiente en diseño y construcción que se
podía obtener en la incipiente industria radiofónica, a los mismos niveles de las
radioemisoras instaladas en Nueva York. Se da el caso que es la primera vez en
el mundo que un jefe de Estado se dirigía a otro país por medio de las ondas
hertzianas; fue la primera retransmisión entre dos emisoras de países distintos,
separados por el mar, al ser retransmitido en Nueva York el discurso inaugural
del presidente Alfredo Zayas, por una emisora situada en el edificio WalkerLispenard, que operaba la American Telephone and Telegraph Company.
El punto más distante de donde se reportó el programa de inauguración fue a dos
mil cuatrocientas millas de La Habana, según la revista Telefónica Internacional,
órgano oficial de la Cuban Telephone Company. Se publicó también la noticia de
que un barco que se hallaba en alta mar, a ochocientas cincuenta millas de La
Habana, había reportado que escuchó el programa a bordo.
A fines de la década del 20 funcionaban unas 30 estaciones de radiodifusión en
Cuba, cantidad que llegó a 81 en 1935, cuando el número de radiorreceptores en
el país se calculaba en unos 45 000, de los cuales el 80% eran de fabricación
estadounidense y el resto armados localmente. El negocio de la radiodifusión,
6
CAPÍTULO 1. RADIO DE ONDA CORTA Y BLOQUE FORMADOR DE FRECUENCIA
casi exclusivamente en manos privadas y de carácter comercial, continuó
creciendo en los años siguientes a su inauguración. En la década del 40 entró en
una fase monopolista con la aparición de las primeras cadenas radiales (López,
2002).
Hacia 1951, una de estas cadenas introdujo la novedad de sustituir los enlaces
telefónicos utilizados en el país (enlaces telefónicos mala calidad), por un sistema
de enlaces de frecuencia muy elevada con repetidores de radiofrecuencia. A fines
de la década del 50, los transmisores de radiodifusión por ondas cortas no sólo
eran muy pocos en Cuba sino también de baja potencia, estaban conectados a las
antenas más simples y se limitaban a retransmitir los programas comerciales
nacionales, de modo que puede afirmarse con justicia que cumplían un cometido
puramente simbólico. En cuanto a los servicios de radiocomunicaciones
internacionales de punto a punto por ondas cortas, prácticamente todos
pertenecían a empresas privadas, de las cuales la única que disponía de equipo
verdaderamente profesional pertenecía a la International Telephone Telegraph
(ITT).
En esa época funcionaban en el país unos 150 transmisores de radiodifusión por
ondas medias. En 1956, se calculaba que había en Cuba 850 000
radiorreceptores. Desde el inicio de la radiodifusión hasta la década de los años
30, la radio mantuvo una programación basada fundamentalmente en la
información y el entretenimiento, y ya en los años 50, salvo contadas
excepciones, tanto los servicios de radio como de la televisión pertenecían a las
clases dominantes poseedoras del poder político, que los utilizaban para imponer
patrones ideológicos y culturales convenientes para sus fines e intereses.
En la etapa revolucionaria el 24 de febrero de 1958, sale al aire desde la Sierra
Maestra, en las montañas del oriente cubano, Radio Rebelde, emisora de la
Revolución fundada por Ernesto Che Guevara, y con ella comienza una nueva
etapa en la historia de la radiodifusión en Cuba.
Actualmente la red de radiodifusión de Cuba está compuesta por más de 800
transmisores ubicados en 363 centros técnicos a lo largo y ancho del país. Incluye
7
CAPÍTULO 1. RADIO DE ONDA CORTA Y BLOQUE FORMADOR DE FRECUENCIA
las cadenas de radio internacional, nacionales, provinciales, las emisoras locales,
así como los canales de televisión nacional, los telecentros provinciales y
municipales.
En los últimos cinco años, la red de radiodifusión de onda corta se ha ampliado y
modernizado. El transporte de las programaciones que transmiten los centros
internacionales de onda corta también está digitalizado. Se han instalado varios
transmisores para mejorar la cobertura de Norte, Centro y Sur América, así como
el área del Caribe, lo que elevó también su eficiencia y confiabilidad. Asimismo,
se instalaron nuevos sistemas de antenas para esos transmisores.
A nivel internacional entre las décadas de los años 1960 y 1980 la radio entra en
una época de declive debido a la competencia de la televisión y el hecho que las
emisoras dejaron de emitir en onda corta (de alcance global) por VHF (el cual
solo tiene un alcance de cientos de kilómetros).
En los años 1990 las nuevas tecnologías digitales comienzan a aplicarse al
mundo de la radio. Aumenta la calidad del sonido y se hacen pruebas con la radio
satelital (también llamada radio HD), esta tecnología permite el resurgimiento en
el interés por la radio.
La radio es un medio auditivo basado en la comunicación oral, que posee una
temporalidad, un código comunicativo y un lenguaje propio. Su característica
principal es la inmediatez y que puede ser escuchada en cualquier parte, de ahí su
importancia desde el punto de vista militar. Es un medio asequible para todos los
públicos y tiene credibilidad por si misma. Es por todo ello que la comunicación
por radio es el medio que sustenta mayor futuro.
1.2
La radio de onda corta. Características
El término telecomunicación se refiere a la comunicación a distancia a través de
la propagación de ondas electromagnéticas. Esto incluye muchas tecnologías,
como radio, televisión, teléfono, comunicaciones de datos y redes informáticas.
La definición dada por la Unión Internacional de Telecomunicaciones (ITU,
International Telecommunication Union) para telecomunicación es toda emisión,
8
CAPÍTULO 1. RADIO DE ONDA CORTA Y BLOQUE FORMADOR DE FRECUENCIA
transmisión y recepción de signos, señales, escritos e imágenes, sonidos e
informaciones de cualquier naturaleza, por hilo, radioelectricidad, medios ópticos
u otros sistemas electromagnéticos (Padilla, 2008).
La radiocomunicación es una forma de telecomunicación que se realiza a través
de ondas de radio u ondas hertzianas, la que a su vez está caracterizada por el
movimiento de los campos eléctricos y campos magnéticos. La comunicación vía
radio se realiza a través del espectro radioeléctrico cuyas propiedades son
diversas dependiendo de su bandas de frecuencia. Así se tiene bandas conocidas
como baja frecuencia, media frecuencia, alta frecuencia, muy alta frecuencia,
ultra alta frecuencia, etc. En cada una de ellas, el comportamiento de las ondas es
diferente.
La Onda Corta (SW) sirve para hacer radiodifusión a grandes distancias, de
forma relativamente simple (sin satélites). Cuando lo importante es lograr mayor
alcance (como en la radiodifusión internacional), en vez de transmitir en "línea
recta" desde la emisora hasta la radio, se usan reflexiones en la "Ionosfera" (parte
de la atmósfera formada por capas de aire con electrones libres, ubicada entre 50
y 1000 km sobre la superficie terrestre).
Este segmento del espectro radioeléctrico también denominado onda corta es
quizás el más común y el que registra mayor actividad. Dada su particular forma
de propagación ionosférica que permite la recepción alrededor del mundo,
prácticamente
se
encuentran
en
esta
banda
todos
los
servicios
de
telecomunicaciones.
Sus usuarios son las emisoras fijas que realizan el tráfico entre puntos fijos de la
Tierra por medio de antenas direccionales. Estas ocupan aproximadamente el
48% del espectro de onda corta. Las llamadas marítimas móviles ocupan
aproximadamente el 17,5% de la banda total; para las emisoras de radiodifusión
está reservado menos del 10% de la banda disponible, que viene a ser la misma
asignación para los radioaficionados; las bandas aeronáuticas móviles cubren
aproximadamente el 8,5% del espectro y el resto se ha destinado a las emisoras
terrestres móviles y las estaciones de frecuencia definidas.
9
CAPÍTULO 1. RADIO DE ONDA CORTA Y BLOQUE FORMADOR DE FRECUENCIA
1.2.1 Características de la banda de HF
La onda corta, también conocida como SW (del inglés short wave) o HF (high
frequency) es una banda de radiofrecuencias comprendidas entre los 2300 y los
29.999 kHz en la que transmiten (entre otras) las emisoras de radio
internacionales para transmitir su programación al mundo y las estaciones de
radioaficionados.
En estas frecuencias las ondas electromagnéticas, que se propagan en línea recta,
rebotan a distintas alturas (cuanta más alta la frecuencia a mayor altura) de la
ionosfera (con variaciones según la estación del año y la hora del día), lo que
permite que las señales alcancen puntos lejanos e incluso den la vuelta al planeta.
Se distinguen: entre 14 y 30 MHz las bandas altas o bandas diurnas cuya
propagación aumenta en los días de verano, y entre 3 y 10 MHz las bandas bajas
o nocturnas cuya propagación es mejor en invierno. Las bandas intermedias
como la de radioaficionados de 10 MHz (30 m) y la de radiodifusión
internacional de 25 m presentan características comunes a ambas.
La radio de onda corta es similar a las estaciones de onda media local (AM) que
se pueden oír normalmente, sólo que la señal de onda corta viaja a más distancia.
Normalmente se utiliza el modo AM (Amplitud Modulada) y la BLU o SSB
(Banda Lateral Única o Single Side Band) tanto superior como inferior. También
se usa el modo de telegrafía (CW), el Radioteletype (RTTY), la Frecuencia
Modulada, la Slow-Scan Television (SSTV), entre otros tipos de modulación.
1.3
Los transmisores de radio
Un sistema de comunicación está integrado por un transmisor de radio (también
puede llamarse radiotransmisor o emisor). Su misión es transformar la energía de
corriente
continua
de
las
fuentes
de
alimentación
electromagnéticas y en el control de estas (Tomasi, 2003).
en
oscilaciones
10
CAPÍTULO 1. RADIO DE ONDA CORTA Y BLOQUE FORMADOR DE FRECUENCIA
Los primeros transmisores utilizaban el principio para obtener oscilaciones de
radiofrecuencia (RF) por medio de una descarga por chispa. De aquí la
denominación de tales transmisores por chispa (ver Figura 1).
5
3
1
4
2
Figura 1. (Fuente de alimentación 1, manipulador telegráfico 2, bobina de
inducción 3, descargador por chispas 4, antena 5).
Estos primeros transmisores emitían oscilaciones rápidamente amortiguadas en
un espectro de extraordinaria anchura, lo que como es natural originaba
perturbaciones
en
las
líneas
vecinas
de
enlace.
Esto
provocó
su
perfeccionamiento, por lo que el descargador de chispas fue trasladado al circuito
oscilador adicional, acoplado por inductancia por el circuito de antena. En este
perfeccionamiento de los transmisores en el siglo XX comenzaron a utilizarse
dispositivos que generaban oscilaciones de RF basado en el empleo de otros
principios. "De esta manera se obtuvieron oscilaciones sostenidas (continuas) de
RF en un circuito de resonancia acoplado en paralelo al arco voltaico"(emisores
por arco) (Shajguildian, 1988).
En los emisores por arco en el circuito del generador, el arco compensa la
resistencia de pérdidas y en aquel surgen oscilaciones sostenidas (no
amortiguadas). Por esto el espectro de radiación en los emisores por arco es más
estrecho que en los de chispa.
Esto continuó perfeccionándose y las oscilaciones sostenidas se engendraban
también mediante máquinas eléctricas de RF; estos transmisores accionados por
arcos y máquinas sustituyeron en la primera mitad del siglo XX a los
transmisores por chispa.
11
CAPÍTULO 1. RADIO DE ONDA CORTA Y BLOQUE FORMADOR DE FRECUENCIA
Tanto los transmisores por arco como los accionados por máquinas presentaban
también muchas dificultades en generar, amplificar y controlar las oscilaciones
de radio frecuencias en una amplia gama de frecuencias y potencias; además
tenían baja estabilidad de la frecuencia. Es por ello que fueron sustituidos
totalmente por los de válvula, este proceso de perfeccionamiento continuo
posibilitó
el
empleo
de
aparatos
semiconductores
en
calidad
de
radiotransmisores. Esto resultó posible gracias a la creación de potentes
transistores generadores.
"La sustitución de las válvulas por transistores en la técnica de transmisores de
radio viene causada por las ventajas considerables de esos aparatos: reducidas
dimensiones exteriores y masa, disponibilidad instantánea operacional,
durabilidad, tensiones de alimentación de bajo voltaje. En el presente los
transistores se usan tanto en transmisores de pequeña potencia y excitadores,
como en transmisores de ondas cortas con potencias hasta de 10. . . 15 KW"
(Shajguildian, 1988).
A continuación se presenta el esquema estructural sintetizado de un transmisor
(ver Figura 2).
6
7
1
2
8
3
4
5
Figura 2. Esquema estructural de un transmisor.
En el análisis detallado y por separado de las misiones de los elementos de este
esquema se aprecia que el oscilador piloto (OP) o excitador (1) genera
oscilaciones de elevada estabilidad en una banda asignada de frecuencias. Estas
oscilaciones son preamplificadas en varias etapas (2) y aplicada al amplificador
final de potencia (3). A menudo las etapas preliminares del transmisor funcionan
en régimen de multiplicación de frecuencia de oscilaciones de RF. Esto modera
los requerimientos que se plantean ante el oscilador piloto y eleva la estabilidad
12
CAPÍTULO 1. RADIO DE ONDA CORTA Y BLOQUE FORMADOR DE FRECUENCIA
operacional del emisor, ya que la amplificación tiene lugar en distintas
frecuencias. El amplificador de potencia (3) asegura a la entrada de la antena (o
línea de alimentación) una potencia predeterminada de oscilaciones de radio
frecuencias (RF), las cuales se emiten al espacio por el sistema de antena (4).
Estas oscilaciones se controlan mediante el dispositivo modulador (o
manipulador) (5). Si el transmisor funciona con modulación de amplitud, el
dispositivo modulador incide sobre las etapas preliminares o finales. Si funciona
con modulación de frecuencia (manipulación), esta última se realiza en el
oscilador piloto (1).
El dispositivo refrigerador (8) de los circuitos mantiene en el emisor el régimen
térmico prefijado, el dispositivo de bloque y señalización (DBS) (7) presenta
información sobre el régimen de funcionamiento del transmisor y asegura la
conexión y desconexión de este. Las fuentes de alimentación son necesarias para
suministrar tensión a los transistores del emisor (Tomasi, 2003).
Los transistores de radio pueden clasificarse según:
1. Su misión.
2. La banda de frecuencias y potencia.
3. El modo de funcionamiento.
A su vez cada una de estas clasificaciones tiene sus divisiones.
1. Según su misión los transistores se dividen en: de tráfico, de
radiodifusión, de televisión, radares, de radionavegación, etc.
2. Según la banda de frecuencias y potencia los transistores se dividen
en: de pequeña potencia (hasta 100W), de potencia media (hasta
10KW), potentes (hasta 1000KW) y superpotentes (más de 1000KW).
3. Según el modo de funcionamiento se dividen en: telegráficos,
telefónicos, de banda lateral única (BLU), por impulso..
13
CAPÍTULO 1. RADIO DE ONDA CORTA Y BLOQUE FORMADOR DE FRECUENCIA
1.3.1 El excitador de un radiotransmisor
Todos los transmisores de radio tienen en su equipo un excitador (ver Figura 2)
que define la frecuencia de sus oscilaciones. El excitador de transmisor de radio
moderno es un dispositivo complejo y caro, integrado (ver Figura 3) en el caso
general, por un sintetizador de frecuencia el cual genera una o varias oscilaciones
coherentes de salida con la frecuencia asignada, un conformador de modo de
funcionamiento (CMF) en una frecuencia subportadora fija fsub y el canal de
transferencia (CT) de las oscilaciones engendradas en la frecuencia operacional
fop. Además de esto, la mayoría de los excitadores están equipados por un bloque
Seña
l
con
de alimentación
autónomo (Shajguildian; 1988).
fop
información
fsub
CMF
CT
f
Sintetizado
r
Figura 3. Esquema de un excitador de radio.
El excitador
de un transmisor se caracteriza por los siguientes parámetros
principales:
 Gama de frecuencias de osciladores operacionales.
 Modo de cambio de la frecuencia operacional (gradual o discreto).
 Cantidad total de frecuencias fijas (o paso de la red de frecuencia);
 Inestabilidad de la frecuencia de fase.
 Nivel de componentes espectrales secundarios.
 Características de control del excitador (manual o a distancia).
 Remanencia de resintonización.
 Tensión de salida en la resistencia prefijada de la carga.
 Tipos de funcionamiento que se conforman en el excitador.
 Índices cualitativos de los tipos de funcionamiento que se conforman.
 Condiciones de explotación.
14
CAPÍTULO 1. RADIO DE ONDA CORTA Y BLOQUE FORMADOR DE FRECUENCIA
Los osciladores modernos como regla conforman un número considerable de
frecuencias operacionales (20. . . 30 mil y más) con una inestabilidad relativa de
las frecuencias del orden de 10-6. . .10-7.
Los requisitos de estabilidad de la frecuencia del excitador quedan definidos por
la inestabilidad admisible de la frecuencia del transmisor, estas dependen a su vez
de la gama y del destino del equipo.
En los excitadores se evitan órganos de control (mando) que conectan,
desconectan y fijan la frecuencia de la oscilación de salida. El control del
excitador puede ser manual o a distancia (remoto). Un parámetro importante del
excitador es el tiempo de retardo para establecer su frecuencia (remanencia de la
resintonización). Por tiempo de retardo para establecer la frecuencia se entiende
el tiempo entre el instante en que finaliza la orden de resintonización (si el
control es remoto) o el instante en que se fijan los órganos de control en la
posición requerida (si el control es manual) y el instante después del cual la
desviación de la frecuencia de oscilación a la salida del excitador, respecto al
valor estacionario, resulta menor que el valor triplicado de la desviación parásita
admisible de la frecuencia.
Uno de los elementos fundamentales del sintonizador es el autooscilador de alta
estabilidad. Todo autooscilador consta de un dispositivo no lineal que transforma
la energía de las fuentes de alimentación en energía de oscilaciones de RF. A
diferencia de los amplificadores (generadores con excitación externa) en el
autooscilador las oscilaciones se originan a la salida autónomamente, sin que
participen efectos externos. El autooscilador está obligatoriamente constituido
por una fuente de alimentación, un amplificador y un dispositivo de
retroalimentación (reacción). En calidad de los elementos amplificadores se
utilizan válvulas, transistores, magnetrones, clistrones y otros aparatos. En los
circuitos de carga de estos elementos se usan sistemas de oscilantes con
parámetros concentrados y distribuidos.
Todos los autooscilantes en los excitadores se ejecutan, como regla, utilizando
transmisores como elementos de amplificación. La baja tensión operacional en
estos últimos (en comparación con las válvulas) condiciona que funcionen a
tensión reducida y una pequeña potencia disipada en el sistema oscilante, lo que
15
CAPÍTULO 1. RADIO DE ONDA CORTA Y BLOQUE FORMADOR DE FRECUENCIA
eleva la estabilidad de la frecuencia. Por eso al analizar y examinar circuitos
autoosciladores se analizan solamente transistores.
En la práctica se aplica mucho el denominado autooscilador transistorizado en
el circuito de tres puntos (ver Figura 4).
Z3
Z4
Z1
Z2
Figura 4. Circuito de tres puntos de un autooscilador transistorizado.
La estabilidad de frecuencia en los autoosciladores es uno de los parámetros
fundamentales. Distinguen dos tipos de inestabilidad:
 Larga duración: inestabilidad de la frecuencia que está relacionada con
variaciones lentas en el autooscilador (provocados por los cambios de
temperatura ambiente, presión, humedad, tensiones de las fuentes de
alimentación).
 Breve duración: está condicionada por cambios rápidos fluctuantes de la
frecuencia del oscilador, provocados por los ruidos de agitación térmica
(de Johnson) y de disparo (de Schotky).
La inestabilidad de frecuencia que se manifiesta durante un tiempo de absorción,
menor o igual a un segundo, se refiere a la de breve duración.
1.4
Conclusiones del capítulo
En los últimos 150 años, y en especial en las dos últimas décadas, lograr la
reducción de los tiempos de transmisión de la información a distancia y de acceso
a la información ha supuesto uno de los retos esenciales de la sociedad.
La radio es una tecnología que posibilita la transmisión de señales mediante la
modulación de ondas electromagnéticas. Estas ondas no requieren un medio
físico de transporte, por lo que pueden propagarse tanto a través del aire como
del espacio vacío. La comunicación vía radio se realiza a través del espectro
16
CAPÍTULO 1. RADIO DE ONDA CORTA Y BLOQUE FORMADOR DE FRECUENCIA
radioeléctrico cuyas propiedades son diversas dependiendo de su bandas de
frecuencia.
Un sistema de comunicación está integrado por un transmisor de radio (también
puede llamarse radiotransmisor o emisor). Su misión es transformar la energía de
corriente
continua
de
las
fuentes
de
alimentación
en
oscilaciones
electromagnéticas y en el control de estas.
El desarrollo científico técnico y el aumento de las estaciones de radio hace cada
vez más elevados los requerimientos para lograr calidad en las transmisiones
informáticas, los índices electroacústicos y técnicos de los radiotransmisores lo
llevan a su perfeccionamiento continuo.
17
CAPÍTULO 2. EL TRANSMISOR DE ONDA CORTA. MONTAJE Y AJUSTE
CAPÍTULO 2. EL TRANSMISOR DE ONDA CORTA.
MONTAJE Y AJUSTE
En este capítulo se presenta el diseño de un transmisor en la banda de 160 m que
va desde 1.8 a 2 MHZ con su sintetizador de frecuencia, su montaje y ajuste. Para
lograr la ilustración de lo que se propone se presentan figuras que permiten
comprender cómo se fueron realizando las operaciones y ajustando el equipo.
2.1
Funcionamiento del transmisor de onda corta
En el circuito del transmisor se emplea un LM324 que contiene 4 amplificadores
operacionales: A3A, A3B, A3C y A3D (ver figura 5).
Figura 5. Esquema del montaje del transmisor.
18
CAPÍTULO 2. EL TRANSMISOR DE ONDA CORTA. MONTAJE Y AJUSTE
El A3A es el preamplificador de micrófono conjuntamente con el A3D que sirve
como control automático de ganancia (AGC); mientras que al A3C sirve para
interconectar las etapas.
Los transistores V75 y V76 (ambos del tipo 2N2222) funcionan como un filtro
de audio para eliminar las señales indeseadas que estén fuera del espectro de
audio que se quiere transmitir. La señal sale por el emisor del transistor V76 y
pasa por el capacitor C41 de desacople, y se incorpora al pin1 del modulador
balanceado (circuito integrado A4-1496) (Millman, 1995).
Al modulador balanceado le llega la señal del VCO por el pin10 y la señal de
audio que se quiere transmitir por el pin1; generándose una portadora de
frecuencia en cualquiera de las bandas a la cual se le inyecta el audio.
Por tanto, es tarea del modulador balanceado poner a la portadora y al audio uno
en función del otro para que no exista modulación por exceso ni por defecto.
Una vez adecuado el audio a la portadora es necesario colocar un filtro pasabanda
sintonizado en la parte central de la frecuencia que se quiere transmitir. Este filtro
está compuesto por los capacitores C48, C49, C50, C51 y C52, y las inductancias
L3 y L4. A continuación es necesario un amplificador de banda ancha para elevar
el nivel de frecuencia y mantenerlo en un rango adecuado, ya que hasta el
momento se ha trabajado con bajos niveles (Tomasi, 2003).
La salida del amplificador de banda ancha es a través del capacitor C65
(desacople). En este punto existe 2.5 Vpp, valor suficiente para excitar la etapa
del amplificador de potencia.
La entrada del amplificador de potencia es por el pin1 del transformador T1. La
salida a la antena del transmisor es por el pin1 de T3, obteniéndose 27 Vpp (ver
Figura 6).
19
CAPÍTULO 2. EL TRANSMISOR DE ONDA CORTA. MONTAJE Y AJUSTE
Figura 6. Placa de amplificador de potencia.
La señal del VCO es generada por un circuito resonante compuesto por la bobina
L y los condensadores C2 y C2X y el condensador variable C3 que permite
establecer el rango de frecuencia deseado (ver Figura 7).
20
CAPÍTULO 2. EL TRANSMISOR DE ONDA CORTA. MONTAJE Y AJUSTE
Figura 7. Circuito del VCO.
Esta frecuencia producida se acopla al transistor VT1 (BC548) a través del
capacitor C6 y seguidamente se encuentran dos transistores VT2 y VT3 (ambos
BC548) para aislar cualquier variación que se pueda producir y amplificar la
frecuencia (Fink, 1984).
La salida de VCO se produce a través del capacitor C14 que llegará a través del
divisor resistivo formado por el potenciómetro R49; y a través del capacitor C43
(de desacople) al pin10 del modulador balanceado.
2.2
Diseño de un transmisor de onda corta
2.2.1 Montaje y ajuste del transmisor
Al montar el transmisor se deben tener precauciones al enrollar las inductancias
L3 y L4 pues se usan como base los mismos transformadores de FI del radio
VEF221 (ver Figura 8).
21
CAPÍTULO 3. EL DISEÑO DE UN TRANSMISOR DE ONDA CORTA QUE CUBRE LA BANDA
DE 3 A 30 MHz
22
Terminal para la soldar la
carcasa a tierra.
Soporte para fijar la bobina a la
carcasa.
Figura 8. Foto del transformador de FI
Se deben desmontar los transformadores de la placa del radio VEF221 con mucho cuidado,
pues están confeccionadas con un plástico que se derrite a muy baja temperatura y se
pueden dañar con mucha facilidad.
Datos del enrollado de las inductancias L3 y L4 del filtro pasabanda del transmisor
La bobina se enrolla comenzando por el pin1, enrollando 22 vueltas en la ranura 1, después
se enrollan 22 vueltas más en la ranura 2 y por último 22 vueltas en la ranura 3. En total se
enrollan 66 vueltas de alambre calibre 0.125 mm y se termina con el devanado en el pin 2
(ver Figura 9).
Figura 9. Foto detallada del transformador de FI armado y desarmado.
Sobre una mitad del núcleo de una FI del radio VEF 206 se enrollan 8 vueltas de alambre
bifilar calibre 0.35 mm bien torcido, se unen el comienzo de uno de los devanados con el
final del otro para lograr el centro y no importa la polaridad al montarlo en el impreso (ver
Figura 10) (Rinaldo, 1993).
CAPÍTULO 3. EL DISEÑO DE UN TRANSMISOR DE ONDA CORTA QUE CUBRE LA BANDA
DE 3 A 30 MHz
23
Figura 10. Foto detallada de la construcción de los balun T5 y T6.
El balun del mezclador consta de tres pedazos de alambre de 70 cm de largo y con un
diámetro de 0.35 mm, que se tuercen bien y se enrollan sobre el núcleo de ferrita de FI del
radio VEF 221, se cubre toda el área de la ferrita con el enrollado, o sea, de 15 a 18 vueltas,
se une el final de un devanado con el comienzo del otro y se saca el centro del primario
(ver Figura 11).
El alambre trifilar cubre exactamente toda el
área del balun, no se puede montar una vuelta
sobre la otra, ni quedar espacios entre las
vueltas.
Figura 11. Construcción del balun trifilar T4.
Montaje y ajuste de la tarjeta del Transmisor.
Luego de enrollar las bobinas L3 y L4 se procede a montar el Transmisor, (ver Figura 5),
para ello se tiene especial cuidado en que todos los esquemas de montaje aparece la familia
de transistores BC546 hasta BC558, por lo tanto si se usa el transistor 2N3904, 2N3906 u
otro de la familia 2N, aunque son similares eléctricamente se debe tener en cuenta que los
terminales de estas familias están invertidos 180 grados (Harris, 2002).
CAPÍTULO 3. EL DISEÑO DE UN TRANSMISOR DE ONDA CORTA QUE CUBRE LA BANDA
DE 3 A 30 MHz
24
Se procede a montar los componentes en la placa de circuito impreso en el siguiente orden:
resistencias, capacitores, semiconductores y por último se montan las inductancias.
Después de montar los balun, se fija a la placa con algún tipo de silicona o termoplástico
para que no se muevan y evitar que se partan los alambres o se haga corte entre ellos.
Por último se revisa cuidadosamente que todos los componentes estén correctamente
montados y que tengan los valores requeridos, se debe revisar la polaridad de los
capacitores electrolíticos (ver anexo 1).
2.2.2 Montaje y ajuste de la placa del amplificador de potencia.
Los 4 transistores del amplificador de potencia, se montan en el disipador de la tarjeta del
circuito impreso. Se debe comprobar con mucho cuidado que los colectores de estos
transistores estén completamente aislados del disipador antes de soldarlos a la tarjeta del
circuito impreso (ver Figura 6).
Es importante que entre cada transistor y cada aislante, y entre cada aislante y el disipador,
se aplique algún compuesto de silicona para que haya siempre una buena conducción
térmica entre el colector de cada transistor y el disipador de calor.
Estos transistores se montan al final después de hacer las pruebas preliminares de las
fuentes de corriente directa, y se montan en un orden lógico según las instrucciones de
montaje y ajuste siguientes.
Montaje
Se comienza montando los componentes de mayor tamaño, el transformador de salida, los
balun y después todos los componentes pasivos. Los 4 transistores no se montan hasta que
no se ensamble la tarjeta del amplificador con el disipador, pues los colectores de estos 4
transistores van aislados del chasis y hay que montarlos primero en el disipador y después
se comprueba que todos queden perfectamente aislados del disipador
Por último se
sueldan los terminales al impreso, según el orden lógico de comprobación del circuito.
Se debe tener en cuenta que los componentes que van a tierra deben soldarse por encima y
por debajo del circuito impreso de doble cara (Harris, 2002).
CAPÍTULO 3. EL DISEÑO DE UN TRANSMISOR DE ONDA CORTA QUE CUBRE LA BANDA
DE 3 A 30 MHz
25
Ajuste inicial.
Instrumentos necesarios: multímetro eléctrico, amperímetro de 5 o 10 A y fuente de
alimentación de 12 V y 5 A.
Después de montar la tarjeta al disipador, se hace una última revisión para comprobar que
todos los componentes estén correctamente montados.
El termistor R15 y las resistencias de polarización R16 y R17 no se usan cuando este
amplificador entregue una potencia de 10 W, para más potencia se deben colocar estos
componentes para evitar que se quemen los transistores de salida por sobrecalentamiento.
Se comprueba que no exista ningún cortocircuito en la alimentación de la tarjeta con un
óhmetro y se procede a montar el transistor regulador de la corriente de los transistores de
salida de RF VT4. Debe tenerse especial cuidado en que el colector quede aislado del
chasis antes de soldar los terminales de este al circuito impreso.
Se procede a alimentar el amplificador a través de la entrada de +12V fijos y se comprueba
si hay algún escape de corriente, la corriente debe ser cero, se comprueba que existan 12 V
en TP9 y TP10.
Se aplican los +12 VTX y se mide la corriente que circula, esta debe ser de
aproximadamente de 80 mA a 250 mA, en dependencia de la posición del trimer R14, este
es el consumo de los dos reguladores fijos a zener, (80mA) más el consumo del transistor
regulador VT4.
Se conecta el multímetro en TP5 y debe existir un voltaje entre 0 y 2,85 V, en dependencia
de la posición del trimer R14, este se preajusta para que en TP5 exista un voltaje de 0,70 V
con un nivel de intensidad de corriente de alrededor de 150 mA. Por último se miden los
voltajes regulados en TP4 que son de 3.6 V y en TP8 de 3.3 V.
Después de comprobar que las fuentes reguladas de zener trabajan correctamente y de
comprobar dinámicamente el trabajo de VT4, o sea el regulador de la corriente de los
transistores amplificadores de RF, se procede a montar el transistor driver VT1, teniendo el
cuidado de que quede aislado del chasis antes de soldarlo al impreso (Harris, 2002).
Se aplican los +12 VTX, y el consumo debe aumentar aproximadamente a 200 mA. Por lo
que el consumo de VT1 sin señal será de aproximadamente 50mA.
CAPÍTULO 3. EL DISEÑO DE UN TRANSMISOR DE ONDA CORTA QUE CUBRE LA BANDA
DE 3 A 30 MHz
26
En este momento se debe medir los voltajes en TP1 (1,2 VDC), en TP2 (12 VDC) y por
último en TP3 (1 VDC).
Se montan en el disipador los transistores VT2 y VT3, entre el colector y el disipador, y
antes de soldar los terminales al impreso comprobar el aislamiento entre los colectores de
ambos y el disipador.
Después de que todos los transistores estén montados se conectan los +12V fijos y el
consumo debe mantenerse en cero. Se aplican 12V por la entrada +12 VTX y el consumo
de reposo de los transistores de salida debe ser de 60 ±5 mA, de no ser así se reajusta con
el trimer R14.
2.2.3 Montaje del oscilador controlado por voltaje (VCO)
En el montaje del VCO solo hay que tener en cuenta el orden en que se hacen las
operaciones del montaje y fijarse bien en los valores de los componentes y colocarlos cada
uno en su lugar (ver Figura 7).
Muy Importante: En el VCO los capacitores marcados como SM deben ser de mica
preferiblemente.
En el esquema que se muestra en la Figura 7 los transistores que se usan son de la familia
BC547 y BC548, por lo tanto si se usa un transmisor 2N3904 o 2N3906 se debe tener en
cuenta que los terminales de estas dos familias de transistores están invertidos 180 grados
(Millman, 1995).
2.3
Conclusiones del capítulo
La utilización de transistores en las técnicas de transmisores de radio, en sustitución de las
válvulas, se fundamenta en las ventajas que producen al reducir las dimensiones exteriores
y la masa de los equipos. Además brinda una mayor disponibilidad, operatividad y
durabilidad, así como la utilización de tensiones de alimentación de bajo voltaje.
CAPÍTULO 3. EL DISEÑO DE UN TRANSMISOR DE ONDA CORTA QUE CUBRE LA BANDA
DE 3 A 30 MHz
27
CAPÍTULO 3. EL DISEÑO DE UN TRANSMISOR DE ONDA CORTA
QUE CUBRE LA BANDA DE 3 A 30 MHZ
En este capítulo se presenta una variante del diseño de un transmisor de onda corta en el
rango de frecuencia de 3 a 30 MHz con dos variantes de excitadores.
Para realizar el estudio se parte de determinar los requisitos que debe cumplir el transmisor,
los cuales se explican a continuación.
Requisitos:
1. Que el transmisor trabaje en la banda de 3 a 30 MHz.
2. Que el transmisor logre transmitir en el sistema de telegrafía.
Las bandas radioeléctricas se encuentran clasificadas por rangos de frecuencia. Cada una de
esas bandas confiere características específicas, que afectan de varias formas, tanto a nivel
de la calidad de las comunicaciones, como de la operatividad del grupo.
La onda corta también es reflejada por la ionosfera , y al tener una longitud de onda entre
10 y 100 m, es la banda habitualmente utilizada por sistemas de largo alcance, civiles y
militares. En la actualidad se han popularizado radiotransmisores de dimensiones
reducidas, utilizadas principalmente por radioaficionados, servicios oficiales, agencias de
noticias, y de vehículos de transporte aéreo y marítimo. El trasmisor que se presenta en el
trabajo está diseñado para trasmitir en frecuencia de onda corta.
Cuando se transmite en telegrafía se envía un tono de 1 kHz al espacio con una frecuencia
determinada de HF. Esto alcanza mayor distancia, posibilitando una comunicación más
legible, rompiendo en mayor medida la interferencia y pudiendo distinguir bajo fuertes
perturbaciones atmosféricas a grandes distancias.
CAPÍTULO 3. EL DISEÑO DE UN TRANSMISOR DE ONDA CORTA QUE CUBRE LA BANDA
DE 3 A 30 MHz
3.1
28
Diseño del transmisor y del VCO para la banda de 3 a 30 MHz. Variante 1.
A continuación se presentan el diseño del transmisor y del VCO con la introducción de una
conmutación a diodo con diferentes bobinas y un interruptor multiposición que permite
cambiar de banda (ver Figura 12 y 13).
Este transmisor trabaja en Doble Banda Lateral (DBL) con conversión directa de
frecuencia, debido a que uno de Banda Lateral Única (BLU) necesita un filtro piezo
eléctrico o cerámico, encareciendo de esta manera el diseño.
Esta banda de frecuencia se ajusta a la de los radioaficionados (ver Tabla. 1), pero si se
desea modificarla se hace mediante la variación de los capacitores e inductores; para ello se
utiliza la siguiente relación (Judd, 1995).
Donde ω = 2π (frecuencia en Hercios)
L = inductancia en Henrios
C = capacitancia en Faradios
Banda/metro Rango de frecuencia
160 m
1.8 a 2 MHz
80 m
3 a 3.75 MHz
40 m
7 a 7.3 MHz
20 m
14 a 14.3 MHz
15 m
21 a 21.1 MHz
10 m
28 a 28.1 MHz
Tabla. 1 Banda de frecuencia para radioaficionados.
CAPÍTULO 3. EL DISEÑO DE UN TRANSMISOR DE ONDA CORTA QUE CUBRE LA BANDA
DE 3 A 30 MHz
29
A continuación se presentan los cálculos para la transmisión en esta banda (ver Tabla. 2).
Nota: Para ello se fija el valor del capacitor y se calculan la inductancia.
Conmutador Banda/metro Frecuencia Capacitancia Inductancia
( )/ MHz
( )/ pF
(L)/µH
Pto A
160 m
1.9
200
35.08
Pto B
80 m
3.375
200
11.11
Pto C
40 m
7.15
120
41.3
Pto D
20 m
14.15
10
12.65
Pto E
15 m
21.5
10
5.48
Pto F
10 m
28.5
10
3.118
Tabla. 2 Cálculo de inductancias
CAPÍTULO 3. EL DISEÑO DE UN TRANSMISOR DE ONDA CORTA QUE CUBRE LA BANDA
DE 3 A 30 MHz
30
Transmisor de 160m
VD6
Preamplificador de microfono con AGC
10k
Filtro de Audio
4.7k
R27
C27
X8
2
3
0.001uF
4
11
4
R43
6.8k
6.8k
R45
R46
6.8k
6.8k
4
5
Conector de Mic. y PTT
(Panel)
7
TP5
0.6Vpp
C33
2.15Vdc
C38
R39
BC548
1k
DSB-CW
C40
11
R32
100k
LM324
TP16
0Vpp
6.7Vdc
SAL. DEL VFO
R49
R52
R53
820
51
0.1uF
1.2k
100
8
A4
1496
10
10k
R61
2.2k
22uF
16V
C55
+12V/Tx
0.1uF
TP18
0Vpp
11.5Vdc
C48
D1
TR2
50
50k
DIODE
TR3
20-90pF
4
12
R55
R56
1k
100
D2
DIODE
2
3
51
200pF
200pF
C53
C62
47uF
16V
C56
C63
0.1uF
BALUM BIFILAR
BALUM BIFILAR
R70
R62
3.3k
C66
TRAN-2P2S
TP24
2.5Vpp
12Vdc
C61
0.1uF
T5
910
T6
INDUCTOR
100pF
C58
VT8
200pF
Balum Trifilar
VT9
2N2222
C(A)
R63 TP19
1uF
470
1k
Modulador Balanceado
D1
C46
TR2
50
DIODE
TR3
20-90pF
22u
16V
BD135
20mVpp
1.1Vdc TP20
TP21
180mVpp
10.5Vdc
R65
4.7
51
200pF
200pF
TRAN-2P2S
D2
R66
0.1uF
1uF
A
TR2
50
DIODE
TR3
20-90pF
D2
DIODE
49
51
120pF
120pF
TRAN-2P2S
B
TRAN-2P2S
C
CONMUTADOR
C(C)
1uF
D
D1
TR2
50
DIODE
TR3
20-90pF
D2
CCT010
DIODE
49
51
10pF
10pF
TRAN-2P2S
E
TRAN-2P2S
C(D)
F
1uF
D1
TR2
50
DIODE
TR3
20-90pF
D2
DIODE
49
51
10pF
10pF
TRAN-2P2S
TRAN-2P2S
C(E)
1uF
D1
TR2
50
DIODE
R2
TR3
20-90pF
51
10pF
10pF
TRAN-2P2S
D2
DIODE
49
TRAN-2P2S
10k
TP22
180mVpp
1.7Vdc
Amplificador de Banda Ancha.
C(B)
D1
330
C57
51
TRAN-2P2S
R3
10k
C(F)
1uF
L1
L2
10u
10u
AMPLIF
Al Amp.
de Potencia
R69
GND
R72
4.7k
DIODE
49
C65
0.1uF
CCT002
0.1uF
0Vpp
0.48Vdc
10k
Figura 12. Transmisor de 3 a 30 MHz
1k
R68
0.1uF
C52
TRAN-2P2S
R59
4
49
2
T4
CCT006
14
R57
0.1uF
47uF
510
200pF
R51
C59
220uF
16V
R64
1
1
100
C60
0.1uF
10k
R50
1
BD137
16V
MODULADOR BALANCEADO
R54
R71
VT7
100uF
16V
10k
DSB-CW:COMUN
TP14
0.5Vpp
3.6Vdc
+12V/Tx
C54
6
CCT005
Al interruptor DSB-CW[S2:3,NO]
de la placa de control.
6.8k
TP7
0Vpp
2.15Vdc
C35
C47
R60
TP17
0Vpp
1.2Vdc
0.01uF
Ent. audio
500mVpp
Al interruptor DSB-CW(S2:1,común)
de la placa de control
CCT001
R67
R37
R35
1uF
TP25 16V
0Vpp
11.3Vdc
R58
C45
C44
22u
16V
C43
1k
10k
5
220
TP15
100mVpp
0Vdc
R33
VD7
1SS133
R31
CCT004
10u
16V
C34
0.022uF
Del VFO
R47
1k
R36
BC558
6
+12V/Tx
C41
100k
VT3
Del tornillo de
tierra fisica
TP13
0.7Vpp
3.7Vdc
R44
0.0022uF
0.022uF
VT4
R34
TP6
0Vpp
2.6Vdc
GND
CCT008
1k
A3:B
CCT007
2N2222
0.0022uF
100k
10k
E
VT6
C39
0.022uF
100k
22u
16V
VT5
+12V/TX
22uF
16V
C37
R38
R29
3
R42
C42
TP12
0.5Vpp
4.3Vdc
R41
56k
C31
TP11
1.1Vpp
4.7Vdc
2N2222
1uF
16V
LM324
LM324
4
0.01uF
C36
8
9
100k
LM324
C30
TP9
1.1Vpp
5.3Vdc
33k
10
13
47k
22k
C29
R40
A3:C
R30
14
R28
1
R25
0.1uF
12
A3A
2
C28
A3:D
TP4
1.2Vpp
2.13Vdc
11
1K
1
TP3
0.6Vpp
2.14Vdc
11
R24
TP1
20mVpp
6.2Vdc
PTT
+12V/Tx
R1
10k
270k
TP2
12mVpp
2.13Vdc
100uF
CCT009
TP8
1.2Vpp
2.17Vdc
1uF
16V
0.1uF
A la placa de control
TP10
0Vpp
10.3Vdc
C32
R26
C26
De la placa
de Control
R23
+12V/Tx
C64
R73
0.1uF
15
CCT003
CAPÍTULO 3. EL DISEÑO DE UN TRANSMISOR DE ONDA CORTA QUE CUBRE LA BANDA
DE 3 A 30 MHz
(PANEL)
Sintonia Fina
RV2
10K
R9
1
3
Telegrafia
+12V/FIJOS
220
2
Varicap
(de sintonizador de TV)
R4
R3
C9
C10
VD3
C12 R12
0.01uF
100uF
16V
8.2V
0.1uF
33k
VD1
R1
Del tornillo
de tierra fisica
GND
10k
22k
De la placa de control
CCT003
47
CCT005
VD2
CW
DIODE
1ss133
CCT001
900Hz
C1
C4
2pF
De la placa de control
3pF
TP2
12Vpp
2.5Vdc
D11
DIODE
L1
C2
180nH
200p
R11
TP5
0.7Vdc
C6
VT2
BC548
BC548
VT3
680pF
SM
BC548
TP4
6Vpp
4.6Vdc
C7
R4
C5
10k
SM
100pF
C26
0.001uF
SM
SM
C11
C5X
0.01uF
R5
C8
33k
0.001uF
SM
R6
(Panel)
X6
C13
(BNC)
Sailda del frecuencimetro
R7
R10
20k
R de Ajuste
10k a 30k
33k
X
10pF
D11
TP7
12Vdc
1k
VT1
1k
TP8
6Vpp
4.4Vdc
470pF
C14
R8
10k
0.01uF
R13
SALIDA DEL VFO
330
Salida 5Vrms
DIODE
A
L1
C2
180nH
200p
CCT006
R4
B
10k
C26
10pF
CONMUTADOR
C
D11
CCT007
DIODE
D
L1
C2
180nH
200p
R4
10k
C26
10p
E
F
D11
DIODE
L1
C2
180nH
120pF
R4
10k
C26
10pF
D11
DIODE
L1
C2
180nH
10pF
R4
10k
C26
10pF
D11
DIODE
L1
C2
180nH
10pF
R4
10k
C26
10pF
Figura 13. Esquema electrónico del VCO de 3 a 30 MHz
Al receptor y al transmisor
del excitador
31
CAPÍTULO 3. EL DISEÑO DE UN TRANSMISOR DE ONDA CORTA QUE CUBRE LA BANDA
DE 3 A 30 MHz
3.2
32
Excitador de frecuencia mediante sintetizador a PLL. Variante 2
Este excitador cubre un rango de frecuencia de 3 a 30 MHz en pasos de 10 kHz;
accionando el conmutador se obtendrá un rango de frecuencia de 300 kHz a 3 MHz en
pasos de 1 kHz. Este generador de RF cubre las frecuencias más utilizadas para IF / RF.
Los cuatro interruptores le permiten ajustar la frecuencia exacta que desee con facilidad.
Los conmutadores facilitan el retorno a una frecuencia específica, y eso hace la
sintonización del equipo más fácil.
El generador de señal de RF consta de tres secciones principales: la placa de control, VCO,
y un decodificador de conmutación (ver Figura 14).
Figura 14. Esquema en bloque del generador
La placa de control contiene un divisor por 2, un divisor programable, una referencia
controlada por cristal, un detector de fase, un filtro, un amplificador y un convertidor de
onda sinusoidal. Además utiliza en su totalidad circuitos integrados de Complementary
Metal Oxide Semiconductor (CMOS). Esta tecnología se utiliza para evitar que aumente el
consumo de energía y para minimizar el ruido; tiende a ser menos ruidosa que la de
CAPÍTULO 3. EL DISEÑO DE UN TRANSMISOR DE ONDA CORTA QUE CUBRE LA BANDA
DE 3 A 30 MHz
33
Transistor-Transistor Logic (TTL) y la señal de RF es más limpia. Además de eso, los
bloques de CMOS como el divisor programable CD4059 son mucho más fáciles de trabajar
que sus homólogos TTL (ver Figura 15 y 16).
Figura 15. Placa de control
En el circuito, la señal de RF se alimenta de la entrada del divisor y controla el IC101
(biestable CD4013) que divide en dos la señal.
La señal en la entrada del divisor está al nivel TTL (0 ó 5 V) y todos los niveles de la lógica
de la placa de control son de 0 ó 9 V. Estos componentes favorecen a los biestables CMOS
hasta el punto que hace que la señal TTL lo controle. La salida dividida del CD4013
controla el IC102 (divisor programable CD4059) que a su vez divide la señal de entrada por
una frecuencia, determinada por los ajustes de los conmutadores que establecen la
frecuencia.
La salida del CD4059 controla el IC103 (detector de fase CD4046). El IC103 compara la
señal procedente del divisor con una referencia de 500 Hz, y envía los pulsos de corrección
CAPÍTULO 3. EL DISEÑO DE UN TRANSMISOR DE ONDA CORTA QUE CUBRE LA BANDA
DE 3 A 30 MHz
34
a un filtro que entrega el equivalente en voltaje DC. Ese es el trabajo de los capacitores
(C102 y C104) y los resistores (R118 y R120). El CD4046 también tiene una salida cuya
señal es baja cuando las dos entradas son diferentes; esta señal controla el transistor Q101 y
el LED de error 301.
Figura 16. Esquema parcial de la placa de control, que muestra las conexiones a J101 a la
que se conecta la placa del conmutador
La placa del oscilador contiene los circuitos que generan la señal de RF, un divisor, un
circuito de amplitud de modulación, un amplificador de potencia de RF y un suministro de
potencia. El conjunto utiliza siete circuitos integrados (del inglés integrated circuit (IC)) y
un transistor (Radio Electrónica, 1981).
Como se puede ver en la figura 15 se necesitan tres VCO diferentes para cubrir un rango de
frecuencia de 3 a 30 MHz, debido a las limitaciones de los diodos sintonizadores utilizados
para establecer la frecuencia.
Cuando se analiza el VCO, existe una simple división por 10 del circuito, que reduce la
frecuencia de VCO a valores necesarios para el funcionamiento de la placa de control. La
salida del divisor proporciona frecuencias intermedias, extendiendo el rango de frecuencia
hasta 300 kHz.
El rango de salida RF se selecciona por el conmutador de High/Low. A partir de ese
momento, la señal de RF pasa a través de un circuito de modulación de amplitud, que
puede agregar, un tono de 500 Hz a la señal. La RF pasa por un amplificador de una sola
etapa y va al conector de la salida RF.
CAPÍTULO 3. EL DISEÑO DE UN TRANSMISOR DE ONDA CORTA QUE CUBRE LA BANDA
DE 3 A 30 MHz
35
El VCO recibe una señal de la placa de control y la divide por dos, este suministra una
señal al divisor programable, el cual divide la entrada de frecuencia y le da salida a la señal
hacia el detector de fase.
El VCO contiene tres osciladores, un divisor, un modulador y un amplificador de RF.
También incluye algunos circuitos de conmutación tanto para las señales de RF como para
las de potencia, y dos fuentes de alimentación (ver Figura 17).
Figura 17. Placa del oscilador
Los osciladores constan de IC201, IC202 y IC203, los tres de Motorola (MC1648). Las
señales de 10 a 30 MHz se generan mediante IC201, mientras que el IC202 genera señales
CAPÍTULO 3. EL DISEÑO DE UN TRANSMISOR DE ONDA CORTA QUE CUBRE LA BANDA
DE 3 A 30 MHz
36
de 5 a10 MHz y el IC203 maneja el rango de 3 a 5 MHz. Cuando se sintoniza en estos
rangos, se utilizan los diodos D201, D202 y D203 (MV1404, de Motorola). Estos diodos
actúan como capacitores variables controlados eléctricamente con un voltaje de entrada que
va de 0,5 V a 9 V, lo que hace que cada oscilador se sintonice a través de su rango de
frecuencia.
Los transistores Q204 y Q206 son los encargados de activar un solo oscilador a la vez; el
oscilador se sintoniza llevando a la base uno de los transistores.
Las salidas de los osciladores están a un nivel ECL (0,8 V) y los transistores Q201 y Q203
amplifican las señales para que sean utilizadas por los circuitos que le siguen. Los diodos se
incluyen para ejecutar mecanismos de conmutación. Finalmente se utiliza un IC204, para
aislar la señal, asegurando que sea a niveles TTL.
La señal del VCO alimenta al IC205 (un contador que divide por 10) y al IC204-b
(compuerta lógica), este junto con IC204-d y IC204-c actúan como un conmutador SPDT y
selecciona la señal de VCO "Directa" o la señal del IC205. Este conmutador de estado
sólido se controla por el interruptor de High/Low. Cuando se conmuta de High a Low en el
conmutador, la señal de VCO se alimenta directamente en un rango de 3 a 30 MHz.
Cuando la línea de Low se conecta a tierra, se selecciona la señal dividida (300 kHz a 3
MHz). La salida del IC250 va al divisor J202, que proporciona la señal necesaria para el
divisor programable de la placa de control.
La salida de IC204 controla el circuito modulador. Este circuito utiliza diodos para modular
la señal del VCO, que no es más que un atenuador que controla el voltaje.
La señal va del modulador a un amplificador de RF de banda ancha que lo eleva a niveles
útiles. De esto se encarga el Q207, que tiene una ganancia máxima de 5 dB. El nivel de
salida se controla ajustando el voltaje del suministro de potencia, en este caso de 1,2 V a
10 V.
El resto de la placa de este circuito está compuesto por las fuentes de alimentación de
potencia, fuente regulada de 5 V y una fuente ajustable para el amplificador de RF.
La placa de conmutación selecciona entre los tres circuitos del VCO el que coincida con
las posiciones del conmutador que establece la frecuencia. La selección del VCO apropiado
CAPÍTULO 3. EL DISEÑO DE UN TRANSMISOR DE ONDA CORTA QUE CUBRE LA BANDA
DE 3 A 30 MHz
37
se lleva a cabo mediante la decodificación de las posiciones del conmutador con un simple
decodificador CMOS placa, el VCO apropiado selecciona la conmutación de potencia.
3.3
Conclusiones del capítulo
La introducción de la conmutación a diodos con diferentes bobinas y el empleo de un
interruptor multiposición en el diseño de los transmisores, permiten ampliar el intervalo de
frecuencia y aumentar el rango de las comunicaciones, pero tiene como principal
desventaja que los valores de las bobinas y los capacitores calculados para obtener la
frecuencia deseada en ocasiones se hacen muy difícil de conseguir.
La utilización de un sintetizador de frecuencia por otra parte brinda una mejor estabilidad
de frecuencia y un mayor nivel de integración.
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
38
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
Conclusiones
Haciendo un análisis del trabajo realizado se pueden presentar los siguientes resultados:
 Se describieron las características de un transmisor de radio, haciéndose énfasis en el
bloque excitador de frecuencia.
 Se mostraron consideraciones prácticas a tener en cuenta el montaje y ajustes de un
transmisor de radio.
 Se propusieron dos variantes de diseño que permiten que el transmisor funcione en un
rango de frecuencia de 3 a 30 MHz; donde la variante propuesta que se implementa
mediante un sintetizador de frecuencia a PLL es la más viable por su estabilidad y
costo económico.
Recomendaciones
Se pueden citar algunas recomendaciones para futuros trabajos. Estas son las siguientes:
 Continuar el perfeccionamiento de las variantes propuestas especialmente la que se
implementa con un sintetizador de frecuencia, teniendo en cuenta la actualidad de
los componentes a utilizar, su disponibilidad en el mercado actual y su costo
económico.
 Extender las modificaciones en el transmisor a otros bloques en aras de obtener
buenas prestaciones (mayor ganancia, bajo nivel de distorsión entre otras) durante la
radiocomunicación.
ANEXOS
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
1. Avendaño Silva, Yahir de Jesus (2012). La importancia de las comunicaciones en el
mundo,
2. Báez García, Mireya. (2006). Hacia una comunicación más eficaz. Editorial Pueblo y
Educación. Ciudad de La Habana. Cuba.
3.Car, J.(1984). Radio Comunications, TAP Books Inc.
4. Cortez Benitez (2012). La importancia de las comunicaciones en el mundo.
5. Colectivo de autores. (1982). Plantas transmisoras de estaciones de radiodifusión
comercial. En formato digital.
6. Chacón, Y. (2009). Comunicaciones tecnológicas,
7. Domínguez García, Ileana (2006) Comunicación . Editorial Pueblo y Educación. Ciudad
de La Habana. Cuba.
8. FAR. Manual Radioestación R-130. Cuba.
9. Fink, D. G. (1984). Manual práctico de electricidad para ingenieros.
10. Harris, Frank W (2002). Una guía para construir su propia estación de radioaficionado.
Versión al español. En formato digital.
11. Judd. (1995). Radioaficionado, Transmisión y Recepción, F.C. Manuales Tecnológicos,.
12. Mayné, I. J. (2003). Sistema de Comunicaciones.
13. Millman J. & A. Gravel. (1995). Microelectrónica. Sexta edición, Hispano Europea,
S.A, Barcelona, España.
14. Mora Coronel, Karen (2010) La importancia de las comunicaciones en el mundo.
15. Padilla, I. W. (2008). Medios de comunicación. Medios de comunicación.
39
ANEXOS
16. Pellizza, S. (2007). Transmisión de datos.
17. Pérez, D. (2010). "Historia y transformación de la comunicación desde sus orígenes."
Disponible en: http://web.educastur.princast.es/proyectos/grupotecne/asp1/tic/ [Accesado en
marzo, 2012].
18. Revista Radio Electrónica. (1981 septiembre). Disponible en: http://forosdeelectronica.
com. [Accesado en mayo, 2012].
19. Rinaldo, M. P. (1993). Guía internacional del radioaficionado.
20. Shajguildian. V (1988 a). Transmisores de radio. Tomo I. Taller de impresiones de la
Academia Naval. Cuba.
20. Shajguildian. V (1988 b). Transmisores de radio. Tomo II. Taller de impresiones de la
Academia Naval de Cuba.
21. Tomasi, W (2003). Sistema de comunicaciones electrónicas. Cuarta Edición. Editorial
Pearson Educación. México.
40
ANEXOS
41
ANEXOS
Anexo 1 Comprobación inicial del transmisor.
Para la comprobación se
realizaron pruebas con corriente directa del
circuito
del
transmisor, del circuito de audio, del trabajo del filtro de audio, del modulador balanceado
y del filtro y amplificador de banda ancha.
Para realizar estas pruebas se utilizaron los siguientes instrumentos: multímetro,
osciloscopios, generador, analizador de espectros y generador de RF.

Instrumentos necesarios: Multímetro.
A partir de tener desconectadas las entradas salidas se conecta una fuente de 12 VDC con
un miliamperímetro en serie al punto de conexión +12 V/TX momentáneamente
(Alimentar el circuito con la polaridad invertida puede quemar los circuitos integrados A3
y A4).
El circuito debe consumir 90 ±5 mA, si el valor es superior o inferior, desconecte rápido
y revise de nuevo el circuito hasta encontrar el problema, si hay demasiado consumo
comprobar la polaridad de los capacitores electrolíticos, después de que el consumo esté
dentro del margen establecido se proceden a medir los valores Voltajes de DC en los
puntos de prueba (TP) siguientes:
TP1=6.20Vdc
TP2=2.13Vdc
TP3=2.14 Vdc
TP4=2.13Vdc
TP5=2.15Vdc
TP6=2.60Vdc
TP7=2.15Vdc
TP8=2.17Vdc
TP9=5.30Vdc
ANEXOS
42
TP10=10.3Vdc
TPII= 4.70Vdc
TP12=4.3Vdc
TP13=3.70Vdc
TP14=3.60Vdc
TP15=0Vdc
TP16=6.70Vdc
TP17=1.20Vdc
TP18=11.50Vdc
TP19=1.10Vdc
TP20=0.48Vdc
TP21=10.5Vdc
TP22=1.70Vdc
TP23= 1Vdc
TP24=12Vdc
Si alguno de los niveles de voltaje que se dan en esta tabla no coincide con las mediciones
hechas por usted en su transmisor por favor revise bien todos los componentes y solo
cuando logre que todas las mediciones en DC sean correctas prosiga con el siguiente paso.
Comprobación y ajuste de los circuitos del transmisor

Instrumentos necesarios: Osciloscopio y Generador de audio
Primero se comprueba la parte de audio, para esto se conecta una señal de audio sinusoidal
de un generador de audio con una
frecuencia
de 1 KHz por la entrada de micrófono
del amplificador, pin1 de X8, se debe aislar con un capacitor de 0.1µF entre la salida del
generador y la entrada del amplificador.
Se le aplica la señal de audio y se aumenta el nivel hasta que en TP1 haya 20mVpp, con
este nivel de entrada el control automático de ganancia fija a su salida un nivel de 500
mVpp y se mantiene con ese nivel de salida sin distorsión hasta un nivel de entrada
ANEXOS
máximo de 400 mVpp.
Los niveles de audio medidos con el osciloscopio en los puntos de prueba (TP) del
preamplificador de audio y control automático de ganancia serán los siguientes.
TP1=20 mVpp
TP2=12 mVpp
TP3=0.60 Vpp
TP4=1.20 Vpp
TP5=0.60 Vpp
TP6=0 Vpp
TP7= 0 Vpp
TP8=1.20 Vpp
TP9=1.10Vpp
Comprobación del trabajo del filtro de audio formado por los transistores
VT5 y VT6.

Instrumentos necesarios: Osciloscopio y Generador de audio.
El filtro de audio comienza a cortar por la parte alta en 2.5 KHz, en 3,5 KHz tiene
6 dB de atenuación y en 5 KHz ya la atenuación es mayor a 20 dB.
Por la parte baja comienza a cortar en 600 Hz, en 250 Hz tiene 6 dB de ATT, en
60 Hz es de aproximadamente 20 dB.
Los niveles de audio medidos en los puntos de prueba (TP) del filtro de audio
serán los siguientes.
TP9=1.10 Vpp
TP10=0.00 Vpp
TP11= 1.10 Vpp
TP12=0.50 Vpp
TP13=0.70 Vpp
Comprobación y ajuste del modulador balanceado MC1496 (A4).
43
ANEXOS

44
Instrumentos necesarios: Osciloscopio y Generador de audio.
Para comprobar el funcionamiento del modulador balanceado Se desconecta el generador
de audio de la entrada de micrófono, se desconecta el capacitor C48, para que la RF no
pase al amplificador de RF de banda ancha se conecta el VFO ajustado en 1900KHz a la
entrada del VCO, con R46 se ajusta el nivel de RF a 100mVpp en TP15, (ver Figura 21)
Ajustes del Osciloscopio
Amplitud vertical =20mV/Div
Tiempo de barrido =0.1uS /Div
Figura 21. Nivel de RF en TP15.
Con el Osciloscopio ajustado a 20mV/Div y una base de tiempo de 0,1us/Div
debe aparecer una señal de RF sin distorsión con un nivel de 100 mVpp. Se
mueve R50 a un lado para des balancear el modulador y así poder medir la señal
de RF de 1900 KHz a la salida de T4, se debe
obtener un nivel de
aproximadamente 70mVpp, (ver Figura 22).
Ajustes del Osciloscopio
Amplitud vertical =10mV/Div.
Tiempo de barrido =0.1uS /Div
Figura 22. Nivel de RF a la salida de T4 con modulador des balanceado.
En el osciloscopio ajustado a 10mV /Div y una base de tiempo de 0,1us/Div se obtiene
una señal de RF sin distorsión con un nivel de 70mVpp.
Se mantiene el osciloscopio conectado a la salida del balun, con el potenciómetro de
balance R50 se balancea la MC1496 hasta lograr la mínima lectura RF a la salida del
balun, se comprueba el funcionamiento del Modulador Balanceado moviendo de un
extremo al otro el potenciómetro R50, a la salida del balun T4, debe aparecer la señal de
RF de 1900KHz y cuando se logra el balance, la señal irá al punto mínimo (ver Figura
ANEXOS
45
23).
Ajustes del Osciloscopio
Amplitud vertical =10mV/Div.
Tiempo de barrido =0.1uS /Div
Figura 23. Nivel de RF a la salida de T4 con modulador balanceado.
Después de comprobar el balance del Modulador solo con la portadora, se comprobará si
modula con audio, para esto se conecta de nuevo el generador de audio a la entrada de
micrófono como estaba anteriormente, se aplican 20mVpp a la entrada de micrófono del
amplificador y se comprueba que a la salida existan alrededor 500mVpp.
Se conecta la salida de audio a la entrada del Modulador Balanceado, o sea se puentea con
un trozo de alambre fino de la salida del filtro de audio DSB-CW (ON) a la entrada del
modulador balanceado DSB-CW.
Se comprueba que en TP14 lleguen los 500mVpp de audio, (ver Figura 24).
Ajustes del Osciloscopio
Amplitud vertical =100mV/Div.
Tiempo de barrido =0.1mS/Div
Figura 24. Nivel de audio en TP14.
Con el osciloscopio ajustado a 100 mV/Div y una base de tiempo de 0,1ms/Div debe
aparecer una modulación de audio sin distorsión con un nivel de 500mVpp y una
frecuencia
de
1KHz
a
la
salida
de
T4,
(ver
figura
25).
ANEXOS
46
Ajustes del Osciloscopio
Amplitud vertical = 100mV/Div.
Tiempo de barrido = 0.1mS/Div
Figura 25. Nivel de RF a la salida de T4 con modulador balanceado.
Aquí se obtendrá una señal modulada de DBL, a la salida del balun T4, si el modulador esta
balanceado los semiciclos tendrán la misma magnitud, (ver Figura 25).
Si el modulador esta des balanceada los semiciclos tendrán diferentes magnitudes, (ver
Figura 26).
Ajustes del Osciloscopio
Amplitud vertical =500mV/Div.
Tiempo de barrido =0.1mS/Div
Figura 26. Nivel de RF a la salida de T4 con modulador des balanceado.
Ajuste y comprobación del filtro y el amplificador de banda ancha.

Instrumentos necesarios: Osciloscopio y Generador de audio.
Para el ajuste de estos circuitos con el osciloscopio que tiene alta impedancia de entrada
se debe cargar la salida del amplificador con 50Ω, y se debe medir con el osciloscopio el
nivel sobre esta carga.
Se aplican +12V/TX y se comprueba que el consumo sea de 90±5 mA. El ajuste del ancho
de banda del filtro se hace con el capacitor variable C50 y se deben ajustar L3 y L4 en la
parte alta de la banda, por ejemplo 1950KHz y cerrando ¼ la capacidad del trimmer
C50, el filtro comienza a cortar en 1850 KHz por debajo y 2000KHz por encima.
Se debe retocar varias veces el ajuste del ancho de banda del filtro hasta lograr un ajuste
que cubra la banda que se va a usar con mínimas perdidas de inserción.
Cuando el transmisor está trabajando bien a la salida se obtienes los siguientes
oscilogramas para una potencia de salida de +15 DBm (ver
Figura 27).
ANEXOS
Ajustes del Osciloscopio
Amplitud vertical =500mV/Div
Tiempo de barrido =0.1mS/Div
Figura 27. Señal modulada a la salida del amplificador de banda ancha con el modulador
balanceado.
En el Osciloscopio ajustado a 0,5V/Div y una base de tiempo de 0,1ms/Div debe aparecer
una señal de DBL modulada perfectamente y sin distorsión a la frecuencia de 1KHz y con
un nivel de 2,5Vpp (ver Figura 28).
Comprobación de los niveles de señal en el amplificador de banda ancha.
TP19=20mVpp.
TP21=180mVpp.
TP22=180mVpp.
TP24=2,5Vpp.
Ajustes del Osciloscopio
Amplitud vertical =500mV/Div.
Tiempo de barrido =0.1mS/Div
Figura 28. Señal modulada a la salida del amplificador de banda ancha con el modulador
des balanceado.
Para hacer un balance fino del modulador balanceado se debe quitar el audio y balancear el
modulador aplicándole solo la portadora a la entrada.
Para ver la señal de la portadora sin modulación, debe desconectar la entrada de audio
y aumentar la resolución del Osciloscopio a 50mV/Div, se ajusta la frecuencia a
0.1us/Div y debe aparecer la señal del VFO de 1900KHz con un nivel aproximado de
350mVpp (ver Figura 29).
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ANEXOS
Ajustes del Osciloscopio
Amplitud vertical =50mV/Div.
Tiempo de barrido =0.1uS /Div
Figura 29. Señal de la portadora medida a la salida del amplificador de banda ancha con el
modulador balanceado.
El osciloscopio se ajusta con en el paso anterior y se balancea el modulador ajustando R50.
Con esta resolución se vera solo una pequeña señal de RF a la salida (ver Figura 30).
Ajustes del Osciloscopio
Amplitud vertical =1V/Div.
Tiempo de barrido =0.1uS /Div
Figura 30. Nivel de la portadora después de balancear el modulador.
Para terminar de hacer un balance fino del modulador se aumenta la ganancia vertical
del Osciloscopio al máximo 5mV/Div, se reajusta el modulador con R50 y se debe
observar una señal muy pequeña de 15 a 20mV de RF más o menos (ver Figura 31).
Ajustes del Osciloscopio
Amplitud vertical =5mV/Div.
Tiempo de barrido =0.1uS /Div
Figura 31. Nivel de portadora con el modulador balanceado
48
ANEXOS
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Medición del amplificador de banda ancha formado por VT8 y VT9 con un
generador de RF y el analizador de espectro.

Instrumentos necesarios: Analizador de espectro y generador de RF.
Se sueldan dos cables coaxiales, terminados en un conector BNC hembra, se suelda uno
a la entrada del filtro a través de C48 de 200pf que se desconecta del balun y el otro
cable coaxial se suelda a la salida del Amplificador de Banda Ancha , se aplica una señal
de 1900 KHz de RF con el generador a la entrada y se conecta el Analizador de
Espectro a la salida con -18dBm de entrada y debe dar +20dBm de salida, se ajustan L3
y L4 para que las pérdidas sean mínimas entre 1850KHz y 1950KHz, la ganancia total
del amplificador de banda ancha será de 38dB.
El ajuste del ancho de banda del filtro se hace con el capacitor variable C50 y se deben
ajustar L3 y L4 en la parte alta de la banda, por ejemplo 1950KHz y cerrando ¼ la
capacidad del trimmer C50, el filtro comienza a cortar en 1850 KHz por debajo y
2000KHz por encima, si quiere estrechar mas la banda de paso solo tiene que disminuir
la capacidad del trimmer y reajustar L3 y L4.
Con una potencia de salida de +15dBm, el primer armónico está por debajo de 40dB, y
la ganancia total se mantiene en 38dBm.
Después de ajustar el filtro y comprobar el trabajo total del amplificador se puede
desconectar el generador de RF y conectar de nuevo el capacitor C48.