Un receptor de bolsillo VLF muy simple Por Wilfried Fritz, DJ1WF Detectar y escuchar señales VLF se volvió tan fácil ya que la mayoría de las personas posee una computadora portátil. Una simple paz de software combinada con una antena de cable conectada a la entrada de la tarjeta de sonido es suficiente para captar señales VLF. Otro método para escuchar las señales VLF es convertirlas en un rango de frecuencia que cubra un transceptor de radioaficionado o un receptor receptor. Todos estos métodos requieren antenas de alambre largas y filtros para estaciones de transmisión de AM y, a veces, equipos adicionales extensos. Pero, ¿qué debe hacer si no desea llevar una computadora portátil u otros componentes RX extensos con cables largos, etc. todo el tiempo? ¿No sería bueno tener un receptor pequeño que se pueda llevar en el bolsillo para escuchar las señales VLF de forma espontánea? El siguiente concepto de receptor puede dar una idea de cómo construir un RX pequeño y suficientemente eficiente sin usar filtros caros. Consideraciones preliminares Un receptor VLF necesita una buena selectividad. Y el receptor debe poder detectar señales CW como RSDN-20 y SAQ. Según estos requisitos, un RX superheterodino con BFO puede ser una buena opción. La primera idea para obtener una buena selectividad es usar un filtro IF muy estrecho. Pero estos filtros son muy caros y a veces difíciles de conseguir. El ancho de banda de los filtros IF cerámicos baratos es normalmente mayor que 6 kHz, demasiado para separar las diferentes señales lo suficiente. Un problema adicional es la presencia de transmisores de datos militares muy fuertes por encima de 18 kHz y la enorme diferencia de nivel de RF a las señales relativamente débiles de RSDN-20 y, por supuesto, SAQ. Una forma de resolver el problema puede ser combinar un filtro IF barato de 6 kHz como CFU455HT o similar en la etapa IF y un filtro de audio estrecho después de la demodulación. Al pensar en esta idea más detallada, se producirá el siguiente problema. Cuando ajusta el RX al transmisor RSDN-20 superior a 14,88 kHz, los transmisores de datos militares de alta potencia también pasarán el filtro IF y bloquearán el siguiente amplificador IF. Pero incluso si este hecho parece ser un obstáculo para el uso de un filtro IF barato, hay una manera de resolver el problema mientras se usa un truco. Nadie le dice que ajuste el VFO para que la señal deseada pase el filtro IF exactamente a su frecuencia central. Solo es necesario que esta señal pase el filtro a alguna parte. Por lo tanto, puede ajustar el RX VFO de forma que la señal deseada pase el filtro por su borde superior. El efecto es que las fuertes señales del transmisor de datos anteriores se cortarán porque está fuera del rango de paso, solo los restos de señal pasarán el filtro. Cuando la frecuencia de BFO se ajusta al borde inferior del rango de transmisión del filtro, una diferencia importante entre la señal de audio RSDN-20 y las señales no deseadas anteriores permite extraer el RSDN-20 con un filtro de audio estrecho. La siguiente imagen muestra el espectro de salida del mezclador cuando el VFO se ajusta como se describió anteriormente. Por lo tanto, puede ajustar el RX VFO de forma que la señal deseada pase el filtro por su borde superior. El efecto es que las fuertes señales del transmisor de datos anteriores se cortarán porque está fuera del rango de paso, solo los restos de señal pasarán el filtro. Cuando la frecuencia de BFO se ajusta al borde inferior del rango de transmisión del filtro, una diferencia importante entre la señal de audio RSDN-20 y las señales no deseadas anteriores permite extraer el RSDN-20 con un filtro de audio estrecho. La siguiente imagen muestra el espectro de salida del mezclador cuando el VFO se ajusta como se describió anteriormente. Por lo tanto, puede ajustar el RX VFO de forma que la señal deseada pase el filtro por su borde superior. El efecto es que las fuertes señales del transmisor de datos anteriores se cortarán porque está fuera del rango de paso, solo los restos de señal pasarán el filtro. Cuando la frecuencia de BFO se ajusta al borde inferior del rango de transmisión del filtro, una diferencia importante entre la señal de audio RSDN-20 y las señales no deseadas anteriores permite extraer el RSDN-20 con un filtro de audio estrecho. La siguiente imagen muestra el espectro de salida del mezclador cuando el VFO se ajusta como se describió anteriormente. El efecto es que las fuertes señales del transmisor de datos anteriores se cortarán porque está fuera del rango de paso, solo los restos de señal pasarán el filtro. Cuando la frecuencia de BFO se ajusta al borde inferior del rango de transmisión del filtro, una diferencia importante entre la señal de audio RSDN-20 y las señales no deseadas anteriores permite extraer el RSDN-20 con un filtro de audio estrecho. La siguiente imagen muestra el espectro de salida del mezclador cuando el VFO se ajusta como se describió anteriormente. El efecto es que las fuertes señales del transmisor de datos anteriores se cortarán porque está fuera del rango de paso, solo los restos de señal pasarán el filtro. Cuando la frecuencia de BFO se ajusta al borde inferior del rango de transmisión del filtro, una diferencia importante entre la señal de audio RSDN-20 y las señales no deseadas anteriores permite extraer el RSDN-20 con un filtro de audio estrecho. La siguiente imagen muestra el espectro de salida del mezclador cuando el VFO se ajusta como se describió anteriormente. Cuando la frecuencia de BFO se ajusta al borde inferior del rango de transmisión del filtro, una diferencia importante entre la señal de audio RSDN-20 y las señales no deseadas anteriores permite extraer el RSDN-20 con un filtro de audio estrecho. La siguiente imagen muestra el espectro de salida del mezclador cuando el VFO se ajusta como se describió anteriormente. Cuando la frecuencia de BFO se ajusta al borde inferior del rango de transmisión del filtro, una diferencia importante entre la señal de audio RSDN-20 y las señales no deseadas anteriores permite extraer el RSDN-20 con un filtro de audio estrecho. La siguiente imagen muestra el espectro de salida del mezclador cuando el VFO se ajusta como se describió anteriormente. Construyendo el receptor y la descripción funcional Una buena manera de descubrir qué partes se pueden usar es echar un vistazo a la caja de componentes. Mientras miraba en mi caja encontré un viejo TDA4100 y un filtro CFU455HT IF que había extraído de una radio vieja varios años antes. El TDA4100 ya no se produce, pero aún está disponible en diferentes proveedores. Si no puede obtener un TDA4100, hay disponible un tipo equivalente A4100D. Por lo tanto, la construcción del "corazón del receptor" y algunos más para probar si el resultado puede reproducirse no fue un problema grave. El resto del receptor podría construirse con componentes comunes. El siguiente esquema muestra cómo funciona el receptor. Haga clic aquí para ver el esquema de resolución completa Para evitar el uso de una antena de cable largo, la primera etapa es un preamplificador de alta impedancia. Con esta etapa, una antena de barra telescópica de 30 cm es suficiente para captar las señales VLF. Una antena más larga mejorará la relación señal / ruido, pero también puede causar problemas adicionales. La razón es el aumento del nivel de RF que puede sobrecargar la etapa del mezclador cuando se usan antenas más largas sin compensación de nivel. La salida del preamplificador está conectada a la entrada del mezclador TDA4100 a través de un potenciómetro. Esto permite ajustar el nivel de entrada del mezclador de manera óptima. La ventaja de utilizar un circuito AM RX como el TDA 4100 es la presencia de una unidad mezcladora, VFO, amplificador IF y demodulador en un circuito integrado. Solo se debe agregar un BFO para escuchar las señales CW. Para mantenerlo simple, el circuito BFO está construido alrededor de un resonador cerámico de 455 kHz. La tolerancia de frecuencia es bastante mayor que los circuitos que usan un cristal, por lo que la frecuencia de BFO se puede cambiar a varios kHz del centro. En este caso especial, el BFO oscila a 452kHz. El espectro IF completo, incluida la señal BFO, pasa el amplificador IF interno. El VFO está incluido en el TDA 4100. Se puede ajustar con un condensador variable extraído de una radio antigua o, como en este ejemplo, con un diodo varicap. Las dimensiones mostradas permiten cubrir un rango de frecuencia de 0 a 150 kHz, de modo que las señales frecuentes más altas que las señales de tiempo como VLF y los transmisores de control remoto LF, las señales de fax LORAN y DWD Weather también pueden captarse con este receptor. La señal de audio demodulada está disponible en el Pin 19 donde se conecta un filtro de paso bajo de audio. Después del paso bajo de audio, hay un filtro de paso de audio adicional. La combinación del filtro de paso bajo y de banda baja suprime la señal de datos militares no deseados que pasa el filtro IF de manera suficiente. La última etapa se realiza con un LM 386-1, un circuito amplificador de audio muy barato, para manejar un pequeño altavoz. El circuito puede construirse en cajas de metal o incluso de plástico. La siguiente imagen muestra algunas sugerencias. El receptor izquierdo se instaló en un recinto común de fundición a presión Hammond. El receptor en el medio se construyó en una vieja carcasa de altavoz de PC y el correcto se hizo con una carcasa barata de ABS. No es necesario crear una PCB, una placa de rejilla de agujeros como se muestra a continuación o incluso un error feo está bien. Lo único importante es tener cuidado con la conexión a tierra adecuada en todo el circuito para evitar el oscilador. Una lámina de aluminio debajo reducirá los efectos capacitivos causados por la mano humana mientras sostiene el receptor. Resultados de recepción Incluso si el circuito es muy simple y usa filtros baratos, las débiles señales de RSDN-20 se pueden escuchar claramente al ajustar el receptor correctamente. Es necesario escuchar en un entorno VLF limpio. Las señales hechas por humanos provenientes de fuentes de alimentación conmutadas, etc., pueden cubrir las señales débiles. Antes de escribir el artículo, no pude probar la recepción SAQ en 17,2kHz porque la señal es muy rara. Solo está presente durante algunos minutos durante 2-3 eventos en el año. Pero ahora, podría captar la señal SAQ durante las transmisiones en verano e invierno con buenos resultados. Hubo algunas interferencias débiles de las señales de datos fuertes exorbitantes al lado, Para tener una idea de cómo puede funcionar un receptor de este tipo, he subido algunos videoclips. Ingrese las palabras clave vlf pocket receptor, tal vez con la extensión dj1wf en un motor de búsqueda, y obtendrá un enlace a algunos videos de youtube. Pensando en mejoras y variaciones esquemáticas El receptor descrito es muy simple, hecho de partes baratas. No puede dar una actuación, incluso Dios no puede mejorar. El concepto dará una idea de cómo construir un pequeño receptor de VLF que puede llevarse en el bolsillo para escuchar VLF espontáneo en varios lugares. Hay mucho espacio para ideas propias para hacer que el receptor sea perfecto. El concepto descrito no es ley sobre cómo construir un pequeño receptor VLF y qué partes deben usarse. El uso de circuitos receptores AM simplificará la construcción, pero también es posible construir un RX incluso utilizando componentes discretos. Por otro lado, los filtros de audio también se pueden construir utilizando circuitos integrados, etc. Como ya he dicho, Hay mucho espacio para las ideas propias. Este circuito funciona bien, pero no es la última palabra hablada. A continuación hay algunas ideas posibles sobre cómo mejorar el receptor: 1. El ancho de banda del filtro IF de 6 kHz no debe aumentarse, pero puede haber una forma de reducirlo. Descubrí que hay filtros IF de 455 kHz y 450 kHz con un ancho de banda de 6 kHz disponibles y aún fabricados. Si combina estos filtros, los rangos de transmisión superpuestos darán como resultado un ancho de banda combinado más bajo. Al hacer esto, deberá prestar atención a la atenuación de transmisión resultante en el rango de transferencia que puede disminuir el efecto de reducir un poco el ancho de banda. Por lo tanto, puede ser necesaria una etapa de amplificador IF adicional entre los filtros. 2. La selectividad se puede mejorar agregando una segunda etapa de paso de banda de audio. 3. Tal vez sea una buena idea jugar con la frecuencia central de paso de banda de audio. Debe observar todo el sistema, comenzando con el ancho de banda del filtro IF y terminando con la respuesta de frecuencia del altavoz. 4. Un problema importante es la retroalimentación de audio al ajustar el RX por debajo de 5 kHz a altos niveles de audio. Esto no puede evitarse cuando se concentran todas las partes en un recinto pequeño combinado con valores de amplificación altos. Entonces, si necesita altos niveles de audio sin el riesgo de retroalimentación de audio, puede ser una forma de separar la unidad RX y la unidad de amplificador de audio. 5. Solo hay un filtro de entrada simple adicional para bloquear estaciones de transmisión potentes en el rango de MW. Consiste en una bobina de 1mH y un condensador de 100n. Combinado con el paso bajo que consta de las resistencias de 680k y la capacidad interna de los FET, eso es suficiente para usar el RX en una distancia de 10 km a un transmisor de transmisión de 20kW AM en 828kHz sin interferencias. Pero en algunos lugares puede ser necesario usar filtros adicionales, como circuitos de asfixia o similares, para suprimir las frecuencias de imagen de las estaciones de radio AM fuertes en el rango de MW. 6. Cuando se utiliza un ajuste VFO de varicap, el voltaje de sintonización debe estabilizarse. Esto es un problema cuando se usan baterías pequeñas de 9V. Si desea cubrir un rango de frecuencia de hasta 150 kHz, es necesario un voltaje de sintonización máximo de alrededor de 6V. Los altos niveles de audio provocarán una falla en el voltaje de la batería, por lo que el voltaje de sintonización también puede fallar. Esto provocará una desviación de frecuencia no deseada. Esto se puede evitar utilizando una pequeña batería separada de 12V con la siguiente estabilización de voltaje a 6V. 7. Una longitud de antena de unos 30 cm es muy corta, pero funciona. Para mejorar la relación señal ruido, una antena más larga ayudará. Si usa una antena más larga, será necesario un condensador adicional en paralelo a la puerta del FET para evitar señales de transmisión fuertes que causen interferencias. 8. Para una mejor sintonía, la frecuencia de BFO puede hacerse variable. Esto se puede hacer eliminando el BFO estabilizado por resonador de cerámica y utilizando un VCO en su lugar. O puede realizar una variación de valor fijo cambiando el condensador de 1,2nF en la unidad BFO a otros valores. 9. El receptor se puede cambiar rápidamente a un detector de murciélagos cuando se usa un micrófono ultrasónico en lugar de la antena. Estos micrófonos son muy raros de conseguir, pero algunos micrófonos comunes son sensibles en el rango ultrasónico, incluso si se especifican solo hasta 22 kHz. Quizás valga la pena probarlo. Conclusiones El receptor sugerido permite escuchar las señales VLF y LF en un entorno VLF limpio sin zumbidos. Está hecho de componentes baratos y comunes. Queda mucho espacio para ideas propias. Tenga cuidado al escuchar VLF en campo abierto. Incluso si el crujido de los golpes de luces de todo el mundo se puede escuchar en el rango entre 10kHz y 20kHz, será una buena idea volver a casa cuando el crujido se vuelva más fuerte. Una tormenta eléctrica que aparece es muy peligrosa. Las señales de VLF son fascinantes, pero la vida humana también es fascinante. Así que diviértete recogiendo señales VLF. Un agradecimiento especial a Renato por proporcionar su excelente sitio web. Regresar al índice principal de www.vlf.it
