Miniemisor de Onda Media, esquema.
Conjunto de circuitos emisores de pequeña potencia modulados en fonía en AM (Modulación de Amplitud), de pequeña potencia, para usos domésticos y alcances de unos cuantos metros o alcances locales. Típicamente para la banda de radiodifusión de Onda Media (OM), lo que permite ser recibidos con un receptor de radio convencional que incluya esta banda.
Es importante recordar que no es legal realizar transmisiones en las bandas de AM en muchos países sin una licencia adecuada, y en otros está permitido con pequeñas potencias y la autorización adecuada, y en todo caso, su uso, si bien ilegal, puede estar tolerado si son transmisiones de pequeña potencia (para alcances domésticos) y siempre que no interfieran la recepción de emisoras de radiodifusión de AM. Por ello estos circuitos se han de emplear en estos casos para fines educativos o experimentales. Una utilidad de estos miniemisores sería para difundir voz y música dentro del hogar, para recibirla (naturalmente en monofonía) en cualquier lugar de la casa con cualquier receptor de radio que disponga de la banda de radiodifusión de Onda Media.
En Estados Unidos y Canadá está autorizado el libre uso de emisores de AM en las bandas de Onda Media y Onda Larga siempre que se cumplan determinadas limitaciones de potencia y de tamaño de la antena del miniemisor.
En todo caso, el alcance de estos transmisores es bajo, ya que las antenas que emplean son muy cortas (muy pocos metros) comparadas con la longitud de onda de transmisión, y por ello las antenas tienen un rendimiento bajo. Empleando hilos largos como antena (de al menos una decena de metros), su rendimiento aumentará apreciablemente.
01- Miniemisor de OM nº1, de dos transistores.
02- Miniemisor de OM nº2, similar al anterior.
03- Miniemisor de OM nº3, con un transistor y un CI 74HC14.
04- Miniemisor de OM de calidad, estable y conforme a las normas del FCC norteamericano.
05- Radiomicrófono de Onda Media LX1555, publicado por Nueva Electrónica.
06- Transmisor de AM de 500 milivatios Poppet, de potencia ya respetable.
07- Miniemisor Talking Pixie, a cristal de cuarzo, de cierta potencia.
08- Transmisor de Amplitud Modulada, con explicaciones de montaje y funcionamiento para principiantes.
09- Transmisor de Onda Media, otro modelo para principiantes, de una antigua revista.
10- Minitransmisor de Onda Media de pruebas, diseño rápido y no muy depurado.
11- Emisor de onda media de 5 W con una lámpara, para aficionados a los equipos antiguos a lámparas.
12- Transmisor multifrecuencia modulado en AM, de 3 canales en onda media, de pequeña potencia.
13- Transmisor MedFER con un módulo oscilador programable Epson, bastante sencillo.
Este circuito está deliberadamente limitado en su potencia de transmisión, pero permite la transmisión de la voz en amplitud de modulación (AM) en la banda de Onda Media
El circuito consta de un oscilador de RF y un amplificador de audio. El oscilador está constituido por el transistor Q1 y los componentes asociados. El circuito tanque L1 - C1 es sintonizable entre 500 y 1600 KHz. Ambos componentes pueden obtenerse de una vieja radio de Onda Media que no emplee. Q1 requiere una realimentación regenerativa para oscilar, y ésta se consigue conectando la base y el colector de Q1 a los extremos opuestos del circuito tanque. El condensador C7, de 1 nF, acopla la señal de la base al extremo superior de L1 y C2, y el condensador C2 de 100 pF asegura que la oscilación pase del colector al emisor, y a través de la resistencia interna base-emisor, cierre el circuito de realimentación a través de la base
La resistencia R2 tiene un importante papel en este circuito. Asegura que la oscilación no será derivada a masa a través de la muy baja resistencia interna del emisor de Q1, y también aumenta la impedancia de entrada para que la señal moduladora no sea derivada a masa. La frecuencia de oscilación es ajustada mediante el condensador variable C1.
Q2 está configurado como amplificador en modo emisor común. C5 desacopla la resistencia de emisor, proporcionando una alta ganancia a esta etapa. El micrófono es un micro de condensador de tipo electrete, y el nivel de modulación se regula mediante el resistor ajustable P1, de 4,7 K
Para cortos alcances no se necesita una antena, pero conectando como antena unos 30 cm de hilo (o más) al colector de Q2, se aumenta el alcance de este miniemisor.
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Diseñado por Andy Collinson Publicado en Circuit Exchange International Título original: “AM Transmitter Circuit” 04-08-2001 |
Se trata de un sencillo miniemisor de fonía en AM de sintonía variable. La antena es de hilo largo y también es sintonizable. Es del mismo autor que el circuito anterior, de hecho es una actualización de dicho circuito.
Este circuito tiene su potencia de transmisión limitada deliberadamente (ya que en muchos países no está permitido el uso de este tipo de emisores), pero permite la modulación en AM dentro de la banda de radiodifusión de Onda Media en el rango de 500 a 1600 KHz con los valores mostrados en el esquema.
Usted puede introducir los valores adecuados de L1 y C1 en el calculador que se muestra a continuación para calcular la frecuencia de resonancia, pero recuerde que la capacidad se ha de expresar en picofaradios y la inductancia en microhenrios. La frecuencia selecciónela en Kilohercios. (Nota: Los valores decimales se especificarán con un punto decimal, no con una coma decimal).
Para las inductancias L1 y L2 se ha seleccionado el valor fijo de 200 µH, por lo que puede emplear el calculador para conocer el valor del condensador de resonancia C1 a la frecuencia deseada (nota: el calculador le dará la frecuencia de resonancia para valores de L y C dados. Tantee el valor de C para L= 200 µH hasta conseguir el valor de la frecuencia de transmisión deseado o un valor muy próximo). Para la sintonía de la antena, C2 normalmente tendrá un valor próximo al valor de C1.
En Internet hay varias páginas donde le indican cómo construir una bobina de una capa de espiras. Una alternativa al uso de bobinas de una capa de espiras es realizar la bobina en un núcleo de ferrita toroidal del material apropiado. Los toroides se proporcionan en distintos tamaños y colores, estos últimos suelen indicar el tipo de material que lo constituyen, y con ello, su rango de frecuencias de aplicación. Ver el siguiente ejemplo.
Para las bobinas de 200 µH, éstas se pueden realizar arrollando aproximadamente 137 espiras de hilo esmaltado de calibre SWG 36 (AGW 32, 0,20 mm de diámetro) en un toro de ferrita Amidon T130-2 (Toro pintado de color rojo, indicativo de rango de uso de 1 a 30 MHz. Tamaño de los toros T130 : Diámetro externo/Diámetro interno/Altura = 33,02mm/19,81mm/11,10mm).
El circuito consta de dos partes, un preamplificador de micrófono realizado alrededor de Q1, y el circuito oscilador de RF, realizado alrededor de Q2.
El oscilador es un circuito oscilador Hartley estándard que es sintonizable. El circuito tanque L1-C1 determina la frecuencia de oscilación, y la potencia del circuito oscilador está limitada por la resistencia de emisor R1.
La señal de RF es tomada del colector de Q2 hacia la antena, la cual está sintonizada por el circuito tanque L2-C2. L1, L2, C1 y C2 puede obtenerlos de una vieja radio de AM que ya no use.
La antena deberá ser un hilo largo de 3 metros o más. En el esquema he puesto un trozo de cable coaxial para conexión a la antena de hilo largo. La malla o conductor exterior del coaxial deberá ser conectado a tierra. Como toma de tierra puede emplear una cañería metálica de agua doméstica, aunque si no dota el circuito del coaxial y la toma de tierra, el miniemisor transmitirá la señal igualmente.
L2 y C2 no sólo ayudan a adaptar la antena al transmisor, sino que también ayuda a eliminar armónicos y frecuencias espúreas en la señal tranmsitida, generados por la no linealidad del transistor oscilador.
Q2 es el oscilador de RF. Hay dos requisitos para un oscilador: Una ganancia mayor que la unidad, y una realimentación regenerativa. La ganancia es proporcionado por la ganancia de corriente del transistor Q2 y la impedancia del circuito tanque. C4 desacopla en RF la resistencia de emisor, asegurando que se cumple el requisito de ganancia. La realimentación regenerativa se realiza conectando a través de C3 el circuito tanque para que la RF pase del colector al emisor, y luego ésta pase, a través de la resistencia interna emisor-base de Q2, de nuevo al colector del transistor.
La resistencia de emisor R1 tiene dos importantes papeles en este circuito. Asegura que la oscilación generada no se derive a masa a través de la muy baja resistencia interna del emisor, y además eleva la impedancia de entrada de Q2 a las señales moduladoras de baja frecuencia para que tampoco sean derivadas a masa. Además, su alto valor es la que limita la potencia de emisión de este miniemisor.
Q1 está conectado como amplificador de emisor común. C7 desacopla la resistencia de emisor y permite con ello la máxima ganancia para esta etapa. La polarización de Q1 está controlada por R4, R5 y R3.
El micrófono es de tipo micrófono de condensador electrete (ECM), R7 proporciona la corriente de alimentación del micrófono, y C6 bloquea la corriente continua del circuito del micrófono hacia la base de Q1, dejando pasar las señales de voz.
El nivel de modulación es controlado por el ajustable PR1 de 10 K, que además actúa de carga del colector de Q1. R6, C8 y C10 desacoplan la etapa de audio. Esto asegura que la oscilación de alta frecuencia generada por la etapa osciladora (Q2) no afecte a la etapa de audio, derivándola a masa. Como algunos condensadores electrolíticos muestran una elevada impedancia a altas frecuencias, aquí se emplea C10, un condensador cerámico de 10 nF, en paralelo con C8, para cortocircuitar a masa las señales de alta frecuencia que puedan llegar de la etapa osciladora a la etapa de audio a través de la línea de alimentación (pasando y siendo atenuadas por R6).
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Diseñado por Andy Collinson Publicado en Circuit Exchange International Título original: “AM Transmitter” 29-01-2010 ; Actualizado: 20-05-2020 |
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| Miniemisor OM. (Clic en la imagen para ampliarla). |
En este circuito, un chip 74HC14 (seis inversores Trigger Schmitt) es empleado para realizar un oscilador de onda cuadrada que ataca un transistor de pequeña señal en configuración de amplificador de clase C. La frecuencia de oscilación puede ser fijada con un cristal o hacerla ajustable mediante una combinación RC. En este último caso un condensador de 100 pF es utilizado en lugar del cristal de cuarzo, y la estabilidad de frecuencia del circuito no será elevada.
La modulación de amplitud se consigue mediante el uso de un segundo transistor que controla la tensión de alimentación aplicada a la etapa de salida. La etapa de modulación está polarizada de manera que se aplique una tensión de 6 voltios (mitad de la tensión de alimentación) a la etapa de salida en ausencia de modulación.
La etapa de salida es sintonizada y acoplada a la antena con un condensador variable estándar de 30-365 pF. Aproximadamente 20 mA de corriente de RF fluirán en la conexión de la antena (a frecuencias de la parte alta de la banda de radiodifusión de Onda Media) cuando la etapa de salida está óptimamente sintonizada a la frecuencia del oscilador. Una pequeña lámpara de "grano de maíz" de 1,5 V y 25 mA (60 ohm) es empleada para indicar la corriente de antena y ajustarla a su mejor valor. El inductor de 140 microhenrios se realizó utilizando un tubo de PVC de 2 pulgadas de longitud (51 mm) y diámetro de 7/8 de pulgada (22 mm), arrollando 120 espiras de hilo de calibre #28 AWG (0,32 mm de diámetro).
El mejor comportamiento se obtiene cerca del extremo superior de la banda de radiodifusión (hacia 1,6 MHz), aunque la antena sea sólo una muy pequeña fracción de la longitud de onda.
La potencia de entrada del amplificador es menor de 100 mW y la longitud de la antena es de 3 metros o menos para cumplir con las normas de la FCC (esto en Estados Unidos). La potencia de salida es del orden de 40 microvatios y la señal puede ser escuchada a distancias de hasta 80 pies (unos 25 metros). La potencia radiada puede ser aproximadamente calculada multiplicando la resistencia de radiación de la antena por el cuadrado de la corriente de antena. La resistencia de radiación de una antena dipolo de tamaño inferior al cuarto de onda es:
R = 80 × [(pi)2] × [(Longitud/Longitud de onda)2] × (fact)
siendo fact un factor que depende de la forma de la distribución de la corriente en la antena. Este factor puede ser calculado:
[(corriente promedio a lo largo de la antena)/(corriente de alimentación])2
para cortas antenas. Sustituyendo valores para un dipolo de 9,8 pasos (3 metros) a la frecuencia de 1,6 MHz, obtendremos una resistencia de radiación de:
R = 790 × .000354 × .25 = 0,07 Ohms
Y como la resistencia será como mucho sólo la mitad para un monopolo, esto es, 0,035 ohmios. La potencia radiada por una corriente de RF de 20 mA es de aproximadamente:
I2 × R = 14 microvatios
(Nota del traductor: Una vez ajustada la antena a máxima potencia transmitida, se puede retirar la lamparita de grano de maíz, ya que ésta absorbe potencia de transmisión. Puede ser necesario entonces reajustar ligeramente la antena).
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Circuito tomado del sitio web de Bill Bowden Tomado el 10-2008 |
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| Minitransmisor OM de calidad. (Clic en la imagen para ampliarla). |
Pequeño miniemisor de calidad en la banda de radiodifusión de Onda Media (AM), fácil de construir y que incluye un mezclador de audio.
El oscilador es a cristal (se ha de elegir un cristal cuya frecuencia fundamental esté en el rango de 530-1605 KHz), y la bobina de carga serie de la antena ha de elegirse de acuerdo con la frecuencia de transmisión para obtener los mejores resultados. El circuito sintonizado de salida también ha de ajustarse a la frecuencia de trabajo.
Se incluye una tabla gráfica para el cálculo del valor de la bobina y el condensador del paso de antena según la frecuencia. Esta tabla asume que el condensador de 220 pF está conectado entre colector y base del transistor amplificador hacia antena.
Un circuito medidor conectado a la salida de antena permite comprobar el nivel de salida a antena. Usa un microamperímetro de 50 µA fondo de escala, o un voltímetro analógico de 10 V.
La bobina de carga en serie con el hilo de antena ha de elegirse adecuadamente. Para una antena de un metro de hilo, se requiere una bobina de 820 µH de inductancia a la frecuencia de operación de 1,6 MHz. Para antenas más largas, el valor de inductancia es menor. Para frecuencias más bajas, la inductancia de la bobina ha de ser mayor. La mejor inductancia de la bobina de antena es aquella que da lugar a la menor medida en el circuito medidor (es la condición de mejor carga de la antena sobre el transmisor), y es la que pone la antena en resonancia a la frecuencia de operación. Puede ser necesario retocar el ajuste del circuito sintonizado de salida si se modifica el valor de la bobina de carga de antena.
La modulación requiere aplicar unos 2 Voltios pico a pico en la base del transistor modulador para conseguir índices de modulación cercanos al 100%. Esta modulación modifica la corriente suministrada al amplificador diferencial, lo que da lugar a una modulación en amplitud limpia de la portadora de radio.
Puede poner en paralelo con la resistencia de 100 ohm de emisor del transistor modulador una resistencia de 22 ohm con un condensador de 470 µF en serie para aumentar la sensibilidad del modulador (requiriendo entonces tensiones de 1 Voltio pico a pico para índices de modulación cercanos al 100%). Eliminando la resistencia de 22 ohm pero dejando el condensador de 470 µF la sensibilidad del modulador aumenta bastante (hasta los 100 mV pico a pico), pero la linealidad de la modulación puede resultar bastante afectada.
El transistor modulador es atacado por la salida del mezclador de audio, constituido por un circuito amplificador operacional LM833 o equivalente. La ganancia de éste depende del valor de la resistencia de realimentación entre la salida y la entrada inversora (-) del operacional. Usando un valor de 2,8 K, se pueden aplicar señales típicas del orden de 300 mV.
Puede conectar al mezclador de audio diversas fuentes de audio, como reproductores de casette, e incluso reproductores de CD, pero la transmisión, como es de esperar, es monofónica. Si los distintos dispositivos proporcionan niveles de señal bastante diferentes, reajuste el valor de la resistencia de 600 ohm a la entrada del correspondiente canal de audio del mezclador (a mayor resistencia, menor amplificación: admite señales de audio de mayor nivel).
El amplificador operacional LM833 es un doble amplificador operacional. Le queda uno libre que puede usarlo como preamplificador de audio separado para micrófono u otra fuente de audio de muy bajo nivel de salida.
El equipo es alimentado a 15 Voltios bien filtrados. Puede añadir condensadores electrolíticos de filtrado de alimentación al circuito (no se indican condensadores electrolíticos de filtro de alimentación en el esquema).
Ver el documento original aquí, en formato PDF.
En Estados Unidos está permitido el libre uso de este tipo de transmisores de pequeña potencia en la banda de radiodifusión de Onda Media (530-1705 KHz en Norteamérica) con las siguientes condiciones:
También existe unas limitaciones parecidas para uso libre de minitrasnmisores en la banda de Onda Larga, y en Canadá para la Onda Media.
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Circuito original de Charles Wenzel Publicado en 1995 |
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| Esquema del radiomicrófono. (Clic en la imagen para ampliarla). |
Este radiomicrófono permite emitir al espacio tanto la voz como la música generada por cualquier dispositivo y, como transmite en Onda Media, cualquiera que disponga de un receptor OM podrá captar las emisiones.
Realizando este sencillo proyecto se puede comenzar a trabajar en el campo de la transmisión y realizar transmisores que mandan a distancia música y mensajes.
Seguramente llegados a este punto, os preguntaréis a qué distancia se puede hacer llegar la señal. Como respuesta a esta cuestión tenemos que hacer presente que la Ley no permite realizar transmisores cuya potencia pueda interferir con emisoras de radio con licencia comercial.
Obligados a utilizar una potencia baja y un cable relativamente corto como antena irradiante (2 metros de longitud), hay que conformarse con alcanzar una distancia de unos 80-100 metros.
La máxima distancia alcanzable también depende de la sensibilidad del receptor, por lo tanto no hay que asombrarse si utilizando diferentes tipos de receptor se alcanza una distancia menor o una distancia mayor a la anteriormente citada.
También es importante la ubicación de la antena irradiante. Si la antena se coloca a ras de suelo en la calle se consigue un alcance menor que si se sitúa en la parte más alta de un edificio.
Para realizar este sencillo transmisor de Onda Media se precisa:
La etapa de alimentación está conectada a la tensión de red de 230 voltios.
Mediante esta etapa se conecta la masa del transmisor a la toma tierra de los 230 voltios, utilizando adicionalmente los dos condensadores de poliéster C17-C18 de 22.000 pF y 1.000 voltios para filtrar ruidos espurios en la red.
Comenzamos la descripción del esquema por el micrófono preamplificado identificado como MIC del que se obtiene la señal BF que se aplica al terminal de entrada 2 del integrado IC1, un amplificador del tipo TDA 70521B.
Al terminal 4 de este integrado se conecta el trimmer R3 de 1 megaohmio utilizado como control de sensibilidad.
Girando el cursor de este trimmer hacia la máxima resistencia la señal BF captada por el micrófono se amplifica al valor máximo mientras que girándolo hacia su resistencia mínima se obtiene una ganancia de 1.
Este control de ganancia, que actúa como control de volumen, es necesario ya que no todo el mundo habla delante del micrófono con la misma intensidad de voz.
Quien hable con una baja intensidad de voz tendrá que girar el cursor prácticamente hasta su máxima resistencia, mientras quien hable con una voz alta tendrá que girar el cursor hacia su mínima resistencia.
Para establecer el punto sobre el que posicionar este cursor es aconsejable ponerlo inicialmente a mitad de recorrido y hablar con un tono de voz "normal", enseguida se notará si hace falta aumentar o reducir la ganancia.
Hemos elegido como etapa de amplificación el integrado TDA7052B porque de su terminal de salida 5 se obtiene una tensión positiva igual a la mitad de la tensión de alimentación, es decir 6 voltios, que subirá hasta un máximo de 10 voltios en presencia de semiondas negativas en la señal BF y bajará hasta un mínimo de 2 voltios en presencia de semiondas positivas en la señal BF.
Esta tensión variable en amplitud se utiliza para alimentar la etapa de oscilación compuesta por el transistor TR1 y por la bobina MF1.
Girando hacia abajo el núcleo de MF1 se consigue una frecuencia de transmisión de unos 1.000 KHz, mientras que girándolo hacia arriba se obtiene una frecuencia de transmisión de unos 1.700 KHz.
Se trata, por tanto, de una banda de transmisión relativamente amplia (1.000 KHz-1.700 KHz) en la que hay que localizar una frecuencia que no esté ocupada por ninguna emisora de radio y sintonizar el pequeño transmisor en esa frecuencia.
Si, por error, se sintoniza una frecuencia ocupada por una emisora de radio comercial, el alcance de la señal del transmisor se reducirá a unos pocos metros ya que la pequeña potencia del microtransmisor será solapada por la potencia utilizada por la emisora comercial.
La señal RF generada por la etapa de oscilación se obtiene del secundario de MF1 y se aplica a la base del transistor TR2 para ser amplificada en potencia.
Al colector de este transistor se conecta la bobina MF2, idéntica a la MF1 utilizada en la etapa de oscilación. La bobina MF2 se utiliza para que la etapa final de la antena irradiante opere a la misma frecuencia que la etapa de oscilación.
Para alimentar el transmisor se utiliza el circuito cuyo esquema se muestra en la Fig.3. Esta etapa de alimentación se puede disponer en el mismo circuito impreso que el transmisor.
El circuito impreso a utilizar es preferible que sea de fibra de vidrio y no de bakelita, por ser más apropiado para circuitos de radiofrecuencia.
Recordar al soldar las bobinas MF1 y MF2 al circuito impreso que las dos lengüetas del bote metálico de blindaje han de ser soldadas a masa. Las bobinas MF1 y MF2 son bobinas osciladoras de Onda Media para receptores de radio comerciales, que van dentro de un bote metálico, y suelen identificarse en muchos receptores de radio porque su núcleo está pintado de color rojo (se emplean otros colores para identificar bobinas de apariencia similar para las distintas bobinas de FI de 455 KHz y de 10,7 MHz). Si no se encuentran estas bobinas, puede probar usar bobinas procedentes de viejas radios que ya no emplee.
Para los transistores TR1 y TR2 es aconsejable no pegar sus cuerpos a la superficie del circuito impreso, sino separarlos una distancia de 5-6 mm de ésta. Al cuerpo de TR2 debe fijarse una pequeña aleta refrigeradora, ya que este transistor se va a calentar apreciablemente.
Para IC1 se recomienda disponer de un zócalo en el circuito impreso, para permitir la fácil substitución del integrado si fuera preciso.
El circuito puede montarse en una caja metálica, realizando los agujeros necesarios en el panel frontal para el interruptor de encendido/apagado, un jack de toma de micrófono (o el propio micrófono en el frontal) y el led indicador de funcionamiento. En el panel traseo se puede realizar un agujero para pasar el cable de alimentación de red.
La toma de antena (usando un borne de conexión hembra tipo banana) puede disponerse en el panel frontal o en el trasero, según gusto del usuario.
El negativo de alimentación o masa se conectará tanto a la caja metálica como a la toma de tierra del enchufe de red eléctrica (ver figura 3). Esto último actuará como toma de tierra real del radiomicrófono, mejorando el rendimiento de la antena de éste
Una vez colocado el circuito dentro de la caja, se procederá al ajuste de las bobinas MF1 y MF2 antes de cerrar la caja.
Para comenzar el ajuste hay que encender un receptor de Onda Media y sintonizarlo en la parte alta del dial (entre 1.000 y 1.500 KHz correspondientes a una longitud de onda de unos 300-200 metros) hasta encontrar una frecuencia no ocupada por emisoras de radio.
A continuación hay que colocar el transmisor a una distancia de unos 3-4 metros del receptor y encenderlo. Seguidamente se ha de girar lentamente el núcleo de MF1 hasta escuchar en el receptor la señal RF.
Si el volumen del receptor está a más de la mitad y la sensibilidad del transmisor está al máximo, se podría producir el efecto Larsen (acoplamiento o realimentación), es decir, se puede escuchar el molesto silbido que se produce cuando un cantante orienta el micrófono hacia las Cajas Acústicas o bien cuando levanta el volumen del amplificador de forma exagerada.
Una vez sintonizada la frecuencia de transmisión hay que ajustar el núcleo de MF2 a la misma frecuencia. Para hacerlo hay dos posibilidades: Utilizar un osciloscopio o bien un téster común (no importa si es analógico o digital).
Antes de ajustar el núcleo de MF2 hay que conectar la antena irradiante a la salida. La antena se construye con un cable de cobre corriente aislado en plástico con una longitud de 2 metros. Es aconsejable poner este cable en posición vertical, en diagonal o doblado en forma de L.
Es muy importante no situar cerca del cable utilizado como antena ningún mueble metálico, ya que la señal RF sería absorbida por el metal.
Como seguramente se aprecie en esta fase de ajuste, si se toca con la mano el cable de antena la señal RF, y por tanto el alcance, se atenuará.
Si se dispone de un osciloscopio se puede iniciar el ajuste conectando sus puntas de prueba a los terminales A-A conectados al secundario de MF2.
Girando lentamente el núcleo de MF2 la amplitud de la señal RF ha de aumentar hasta alcanzar los 15-17 voltios pico/pico.
Una vez realizado este ajuste hay que desconectar el osciloscopio y empezar a hacer pruebas de emisión.
Si se dispone únicamente de un téster (analógico o digital) hay que realizar la pequeña sonda mostrada en la siguiente figura y conectarla a los terminales A-A del secundario de la bobina MF2.
El téster debe ajustarse al alcance de 10 voltios fondo de escala CC y conectarse a la salida de la sonda.
Ejecutada esta operación hay que girar lentamente el núcleo de MF2 hasta leer el valor máximo, que ha de estar en torno a los 8 voltios. Si se acerca el cable de la antena a un mueble metálico o se toca con las manos, la tensión se reducirá.
Una vez realizado el ajuste se puede desconectar la sonda de carga del transmisor y empezar a hacer pruebas de emisión.
IMPORTANTE: Si se quiere reemplazar el micrófono preamplificado por otra señal, hay que quitar del circuito la resistencia R2, ya que se utiliza para llevar la tensión de alimentación al FET integrado dentro del micrófono.
R1, R9, R11 = 1 K
R2 = 3,3 K
R3 = Trimmer 1 Megaohm
R4, R5 = 4,7 ohmios
R6 = 33 K
R7 = 10 K
R8 = 100 K
R10 = 150 ohmios
R12 = 27 ohmios
R13 = 100 ohmios
R14 = 1K5
C1 = 1.000 pF poliéster
C2 = 47 nF poliéster
C3, C13 = 10 µF electrolítico
C4, C5 = 100 nF poliéster
C6 = 47 µF electrolítico
C8 = 22 pF cerámico
C9, C15 = 33 pF cerámico
C11 = 150 pF cerámico
C17, C18 = 22 nF 1000 V poliéster
C19 = 1000 µF electrolítico
C22 = 100 µF electrolítico
C7, C10, C12, C14, C16, C20, C21 = 100 nF cerámico
MF1, MF2 = Bobina con núcleo pintado de rojo (bote con bobina osciladora
para banda de Onda Media para receptores de radio comerciales)
DS1, DS2 = Diodo 1N4148
DL1 = Diodo LED
RS1 = Puente rectificador 100V 1A
TR1, TR2 = Transistor NPN BFY51
IC1 = Integrado TDA 7052B
IC2 = Integrado L7812
T1 = Transformador 3 W, secundario 0 - 14 a 17 V 0,2 A
S1 = Interruptor
MIC = Cápsula microfónica preamplificada (electrete)
El circuito impreso y disposición de componentes están disponibles aquí (enlace local).
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Circuito publicado en la revista Nueva Electrónica nº 229 de la edición española (Enero 2004) Kit Nueva Electrónica LX.1555 |
Este emisor es un emisor de Onda Media de potencia ya bastante elevada comparado con modelos anteriores, por lo que su alcance puede ser de cientos de metros, por lo que su uso puede derivar en problemas legales si en su país no están autorizadas las emisiones en bandas de AM sin la debida autorización.
El "Poppet" es un transmisor de AM de medio vatio diseñado por el radioaficionado Mr. Doug Gibson de Inglaterra. El diseño original fue publicado en el número 84 de SPRAT (otoño 1995), boletín del GQRP Club (club de radioaficionados ingleses que fomentan las comunicaciones con pequeñas potencias, o comunicaciones QRP). La versión que se muestra incorpora modificaciones sugeridas por Steve Hartley y otros radioaficionados.
Aunque fue diseñado para funcionar con un micrófono y operar en la banda de radioaficionados de Onda Media de 160 metros (1800-2000 kHz), el Poppet puede modificarse fácilmente para operar en el extremo alto de la banda de radiodifusión de Onda Media (1600-1720 kHz, según región geográfica mundial) y funcionar con la señal de audio procedente de un mezclador en lugar de un micrófono, haciendo del tranmsisor una pequeña emisora de radiodifusión en Onda Media (cuyo uso puede estar prohibido en su país).
Los detalles de construcción no son críticos. Tener en cuenta que el chip modulador LM386 (que es un chip amplificador de audio) y el transistor de salida Q4 requieren radiadores de calor. Puede realizar el circuito de manera que la parte superior del chip modulador esté adherida a una isla de cobre del circuito impreso para facilitar la refrigeración del chip.
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C1, C2, C13 = 0.5 µF C3 = 1 nF (1000 pF) C4, C5 = 10 µF electrolítico C6 = 10 nF (.01 µF) C7, C15 = 100 nF (.1 µF) C8, C16 = 330 pF C9 = 50 pF variable C10 = 200 pF C11, C12 = 1n8 (1800 pF) C14 = 68 pF C17 = 220 pF D1 = 1N4148 D2 = zener 9 volt |
J1 = jack de micrófono J2 = Jack o conector de salida de RF L1 = 60 espiras, hilo 38 SWG, toro de ferrira T37-2 L2 = 50 espiras, hilo 38 SWG, toro de ferrira T37-2 R1 = 560 K R2 = 4700 ohms R3 = 1K ajustable (ajuste ganancia micro) R4 = 270 K R5 = 100 K R6 = 560 ohms R7 = 33 K R8 = 5600 ohms R9 = 100 ohms |
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Q1, Q3 = BC109 (posibles equivalentes: NTE123A, 2N2222A) Q2 = 2N3819 o similar Q4 = BFY51 (posibles equivalentes: NTE128, 2N3053) RFC1 = 10 espiras de hilo esmaltado fino en una perla de ferrita RFC2 = 1 mH, para 500 miliamperios T1 = 12 espiras (primario) y 2 espiras (secundario) en un núcleo binocular (de dos ojos) de ferrita de media pulgada |
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Para modificar el Poppet para su uso en la parte alta de la banda de radiodifusión de Onda Media (1600-1720 kHz), aumente el valor de C8 para que la frecuencia de oscilación del VFO caiga dentro de la banda de radiodifusión, o bien sustituya el VFO (Oscilador de Frecuencia Variable) por un simple oscilador a cristal o por un circuito sintetizador a PLL. La etapa de preamplificación de micrófono puede ser omitida si este transmisor se emplea con una fuente de audio como puede ser un mezclador de audio o un reproductor de casette o de MP3.
Al ser un emisor diseñado originalmente por y para radioaficionados, está pensado para dar su máximo rendimiento conectado a una antena resonante y correctamente adaptada en impedancia al transmisor (impedancia de unos 50-75 ohm), por lo que emplear un corto hilo como antena no cumple con ninguna de estas dos condiciones, y además presentará una gran desadaptación de impedancias que puede afectar a la integridad del transistor Q4, que puede verse sobrecargado por ello. Pero esto ya es adentrarse en técnicas de RF más elaboradas de las que manejaría un aficionado medio.
Una buena antena resonante en Onda Media debería ser una antena de hilo largo de 50 metros para la frecuencia de 1500 KHz, o de 46 metros para 1600 KHz, junto con una buena toma de tierra conectada a masa (negativo de alimentación) del circuito. La toma de tierra la puede obtener de cualquier conducción de agua que emplee cañerías metálicas hasta su penetración en tierra. Se desaconseja emplear como toma de tierra la toma de tierra de los enchufes de red eléctrica, ya que aunque realmente servirían, se pueden inducir corrientes de RF apreciables en la red eléctrica que pueden causar interferencias en equipos electrónicos conectados a ella.
Lo mejor sería tender la antena en vertical desde la salida del transmisor (o conectada a éste a travñes de una corta tirada de cable coaxial de 50 ohm), pero dada la longitud de la antena y lo impracticable que ello sería para el aficionado medio, se recomienta tender la antena de hilo largo en configuración de L invertida, esto es, llevando el hilo de antena primero a un punto elevado varios metros (un poste, un árbol...) y tendiendo horizontalmente el resto del hilo de antena hasta otro punto elevado varios metros.
Como el caso del transmisor Poppet, el emisor Pixie 2 es un sencillo miniemisor de pequeña potencia para telegrafía que muchos radioaficionados amantes de las transmisiones de baja potencia (QRP) han construido y utilizado. Típicamente se construye para la banda de radioaficionados de 40 metros, esto es, en 7 MH (en la Onda Corta), pero puede hacerse funcionar en el margen de frecuencias de al menos 1000 KHz a 15 MHz, por lo que con las debidas modificaciones puede emplearse como transmisor de Onda Media (que es lo que interesa aquí), y puede proporcionar una potencia de salida de RF de hasta 400-500 milivatios, potencia elevada comparado con otros miniemisores mostrados anteriormente, y que lo sitúan en la misma categoría y con las mismas consideraciones de uso y legales que el transmisor Poppet.
El circuito puede modularse en amplitud fácilmente. Para ello la señal procedente de cualquier pequeño amplificador de audio se conecta al arrollamiento de 8 ohmios de un transformador T1 cuyo otro arrollamiento, de 1 K de impedancia, está insertado en serie con la tensión de alimentación +12V que alimenta el transistor de salida Q2 del transmisor Pixie2.
Este Pixie2 modificado ha sido denominado Talking Pixie. Consta de 18 componentes, sin contar con la placa impresa, la fuente de alimentación y el amplificador de audio externo. Su realización en una placa de prototipos se puede realizar en pocos minutos si se tienen todos los componentes a mano.
El nivel de audio que alimenta el transformador de modulación T1 debe ser ajustado desde el amplificador de audio externo hasta conseguir la mejor calidad de sonido. La señal transmitida no sonará tan profunda como la de una estación de radiodifusión de AM, pero debe evitarse la tentación de sobremodular la señal; a nadie le agrada escuchar una señal sobremodulada.
C1 = 100 pF
C2 = 220 pF
C3 = 82 pF
C4 = .01 µF
C5 = .01 µF
C6, C7 = Ver texto
L1 = 150 µH
L2 = 22 µH
L3 = Ver texto
Q1 = 2N2222 o 2N3904
Q2 = 2N2222A (de encapsulado metálico) o 2N3866
R1 = 47K
R2 = 1200
R3 = 33K
R4 = 10 o 15 ohms (valor experimental)
T1 = Transformador de audio 1000 ohm a 8 ohm
XTAL = Cristal de cuarzo, ver texto
La frecuencia de transmisión es fija y controlada por cristal. Deberá emplear un cristal (XTAL) para la frecuencia deseada, o mandar realizar uno si no encuentra uno de la frecuencia deseada.
Al transformador de audio no deberá aplicarle una potencia de entrada superior al medio vatio. Si emplea un transformador de pequeño tamaño, la señal transmitida no sonará demasiado bien y además el arrollamiento de 1 K de impedancia tendrá una resistencia óhmica elevada, perjudicando el funcionamiento del transistor Q2. Utilice un transformador de mayor tamaño, ya que su arrollamiento de 1 K presentará menor resistencia óhmica.
L1 y L2 son choques comerciales axiales (similares a resistencias de carbón convencionales).
L3, C6 y C7 forman un filtro paso-bajo en pi que atenúa las frecuencias armónicas generadas por el circuito, y además adaptan la impedancia de la antena a la impedancia de colector de Q2. Sus valores dependerán de la frecuencia de trabajo y de la impedancia de la antena. Suponiendo que se emplee una antena resonante con una impedancia de carga del orden de 50 ohmios, haciendo trabajar este miniemisor en la parte alta de la Onda Media comercial (por encima de los 1500 KHz), los valores recomendados para este filtro son los siguientes:
La impedancia y el ancho de banda de la antena afecta a la calidad del sonido transmitido por pequeños transmisores de AM similares al Talking Pixie. En las pruebas realizadas se obtiene una buena calidad de sonido utilizando una carga de pruebas de 50 ohmios conectada a la salida de antena del transmisor, si bien la calidad del sonido no es tan buena cuando se emplea una antena real como puede ser un hilo de cierta longitud. En este caso puede ser necesario emplear algún tipo de adaptador o sintonizador de antena, ya que la eficiencia de antenas de hilo corto es baja y están desintonizadas, afectando ello a las características de transmisión del Talking Pixie y a los alcances de las transmisiones. Una carga de pruebas de 50 ohmios puede realizarla con dos resistencias de 100 ohmios no inductivas (de película de carbón) conectadas en paralelo, pero recuerde que son cargas de prueba que apenas radían potencia.
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| Talking Pixie en placa de pruebas. |
Si usted realiza el circuito en una placa de prototipos (como se muestra a la derecha), usted puede experimentar diversas modificaciones en el diseño del circuito.
A continuación algunas modificaciones que han sido sugeridas:
Martin Spencer sugiere que se emplee un transistor FET (como el 2N7000) en lugar de un transistor NPN para Q2. Ello debe proporcionar una modulación mucho más lineal. Sustituya L1 por una resistencia ajustable de 5 K, retire el cristal de cuarzo momentáneamente y ajuste la resistencia hasta obtener una corriente de drenador del FET de 2 mA aproximadamente. Después, vuelva a colocar el cristal de cuarzo.
Mark Weiss indica: "Puede emplear otro transistor más en serie con el transistor Q2, en lugar del transformador de modulación T1, y emplearlo como fuente de tensión serie que alimente el colector de Q2. Variando su tensión de control con la señal de audio (aplicada a la base de dicho transistor), se consigue una modulación altamente lineal. Los transformadores de modulación tienden a presentar impedancias variables, haciendo que Q2 sea menos estable bajo condiciones de carga variables. Un modulador directamente acoplado ofrece una gran tolerancia frente a diversos valores de carga, incluso aunque no sean precisamente 50+0j ohmios."
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Circuito publicado en el sitio web del QRPp International Radio Club Diciembre 2008 |
Conectar un cable y llevar música o la voz hablada de un dispositivo a otro es un juego de niños que cualquiera podría hacer. Alcanzar ese mismo objetivo, pero sin la unión física que significa el cable, pasa a ser un juego de adultos. Muchos podrían subestimar el montaje de un transmisor de Amplitud Modulada, sin embargo, no todos los que se lo proponen llegan a alcanzar el objetivo de su construcción y funcionamiento efectivo. En el montaje que se muestra, podremos sentar las bases de cualquier transmisor de AM, útil en la banda de emisión que sea de nuestro interés. Además, veremos muchos "secretos ocultos" que pueden hacer fracasar la construcción más básica.
Un LM386, un CD4011 y un 2N2222A pueden ser los elementos necesarios para pasar a descubrir todo un nuevo mundo que estaba oculto allí, en tu interior y no lo sabías. Con estos tres dispositivos construiremos de manera práctica un miniemisor de radio, de Amplitud Modulada y reducido alcance (pocos metros) pero que, como mencionamos al principio, puede servir para que se comprenda el concepto de la modulación en amplitud de una señal "portadora" que se encargará de "transportar", en forma inalámbrica, la información deseada. Entendemos por "amplitud de una señal variable en el tiempo" a los niveles máximos y mínimos que puede alcanzar, de manera independiente a la frecuencia de trabajo u oscilación de la misma. Por lo general, la señal que se encarga de llevar o, como mencionamos antes, "transportar" la información deseada, esto es, la "portadora", es de una frecuencia muy superior a la que posea (como máximo) el dato transmitido. En el caso de las señales de audio, las frecuencias se comprenden entre los 20 Hz y 20 Khz, aunque la calidad de los receptores siempre limitan esta respuesta de frecuencia. La frecuencia de la señal "portadora" puede variar desde lo más bajo del espectro radioeléctrico (encima de los ultrasonidos = 100 Khz) hasta la frecuencia más alta que en la práctica se pueda obtener y manipular. Visto en forma gráfica y elemental, la modulación en amplitud es lo siguiente:
En nuestro caso entonces, lo que haremos es un circuito dividido en tres partes: Una que se encargue de tomar una señal de audio pre-grabada o de micrófono y la adapte a un nivel práctico y útil de uso para esta aplicación; ésta sería la etapa del "modulador" y estaría organizada alrededor de un popular circuito integrado amplificador de baja frecuencia LM386. Como segunda parte fundamental, tendremos que generar una señal "portadora" para el audio que trabajemos con el LM386 y eso estará formado por un oscilador de Radiofrecuencia fijo, cuya frecuencia de oscilación estará controlada y definida en este montaje por un resonador cerámico elemental, como los que se encuentran en los mandos a distancia. Este oscilador trabajará a partir de un circuito CMOS CD4011, con un resonador cerámico que tenga una frecuencia de trabajo ubicada dentro de la banda de radiodifusión (530 Khz – 1600 Khz). En mi caso, pude encontrar un resonador de 640 Khz. Por último, la tercera etapa fundamental estará formada por un simple transistor 2N2222A de encapsulado metálico.
¿Por qué este tipo de transistor? Porque es lo suficientemente robusto como para permitirnos trabajar sin problemas de "abusos" durante los ensayos y soportará excesos de temperatura lógicos, durante las primeras etapas de montaje hasta lograr un ajuste definitivo. Esta tercera parte del montaje será la que se encargará de modular la señal portadora generada por el oscilador fijo con la señal de audio entregada por el LM386. Por supuesto, en la salida resultante encontraremos un circuito sintonizado y específico que nos permitirá ajustar nuestra transmisión a su máximo nivel de señal de salida. En la entrada de alimentación, desde una simple batería de 12 Volts (puedes utilizar una de 9 Volts, si lo deseas) colocaremos un diodo 1N4007 para evitar posibles accidentes por inversión de polaridad al conectar la batería. Con estos elementos ya estamos en condiciones de comenzar a ensamblar las partes fundamentales de nuestro circuito propuesto, que será el siguiente (observa los recuadros, allí se definen bloques importantes):
En el circuito se puede identificar de manera muy clara al amplificador de audio LM386 (A1) ,que a su salida tiene un puente tipo jumper JP2, y sale con la inductancia L1 que tomará un valor comprendido entre 1 mili-Henrio y 5 mili-Henrios. En nuestro caso utilizamos con éxito uno de 3,3 mili-Henrios, extraído de un viejo chasis de TV. En el oscilador, el CD4011 posee los capacitores fijos C1 – C2 y el variable CV1 para ajustar (como veremos luego) al transmisor en su frecuencia exacta de "portadora". Aquí encontramos otro puente importante que es JP1, también tipo jumper. A través de él, la señal del oscilador se entrega a la base del transistor 2N2222A y a partir de allí comenzará la magia de la modulación en amplitud.
Antes de mostrarte los primeros pasos de montaje de materiales, vale hacer una aclaración de dos elementos que figuran en el esquema del circuito mostrado y que no coinciden con los utilizados en nuestro prototipo. En la práctica, R1 puede tomar cualquier valor entre 2,2 MOhms y 4,7 MOhms. Nosotros utilizamos 4,7 MOhms. C17 de 100pF puede ser descartado del montaje y su función principal será evitar todo tipo de EMI (interferencias electromagnéticas) cuando trabajamos en cercanías de motores eléctricos, redes de alta tensión, emisoras de radio (muy potentes) y/o cualquier sistema que pueda alterar el funcionamiento de nuestro circuito. Si nada de esto nos ocurre, C17 puede ser eliminado del circuito como hemos hecho nosotros. Ahora sí, comienza el montaje de la etapa de alimentación y el modulador con el LM386.
La simpleza del montaje es extrema. Menos componentes para lograr un sistema de modulación sería imposible si deseamos hacer un transmisor que se digne de funcionar en forma aceptable. Además, hay que apreciar la finalidad del puente jumper JP2. Si tenemos problemas de funcionamiento y creemos que el origen del fallo es nuestro sistema "modulador", podemos retirar el punete J2, y tomar desde él una salida directa hacia un condensador electrolítico de 470µF y un altavoz para realizar los ensayos necesarios. No olvidemos que, en forma aislada y si lo consideramos como un bloque simple, estamos ante un amplificador de audio basado en un LM386, no es otra cosa. Si no deseamos usar un LM386 y tenemos afinidad por otro tipo de amplificador de audio, nada nos impedirá su uso, conectando adecuadamente la salida de dicho amplificador al terminal de J2 conectado a L1. La única condición que debemos respetar entonces es no excedernos en el nivel de audio de salida, ya que lo que intentamos hacer es una transmisión elemental y no hacer la competencia a una emisora comercial de Onda Media. Por otro lado, para lograr mayor potencia de salida en el transmisor, el camino es otro (que ya mencionaremos), no ése. Luego de hacer los ensayos iniciales, podemos pasar a agregar la etapa de adaptación de entrada, adecuada a nuestros propósitos, y controlar la calidad del audio, que sea limpio y libre de distorsiones desagradables, ya que las mismas se trasladarán luego a la transmisión final. Para controlar todo esto, es útil el uso de JP2.
El oscilador encargado de generar la señal "portadora" (esa que llevará en forma inalámbrica nuestra información y que se ubicará dentro del espectro de las bandas de radiofrecuencia) básicamente se trata de un oscilador del tipo Pierce donde se utiliza un par de puertas lógicas CMOS para su funcionamiento (en este caso puertas NAND, de un CD4011), y en lugar de emplear un cristal piezoeléctrico (cristal de cuarzo), utilizaremos un resonador cerámico del mismo tipo que los que se utilizan en los mandos a distancia, pero que tenga una frecuencia ubicada dentro de la banda de radiodifusión de Onda Media. Nosotros conseguimos uno de 640 Khz, pero buscando en las tiendas especializadas, se pueden encontrar muchos valores, de hasta 1 Mhz. Recuerda que debes encontrar una oscilación entre 560 Khz y 1,6 Mhz (1600 Khz.) para poder realizar los ensayos cómodamente en un receptor de AM convencional y clásico. Regresando al tema de la potencia de salida del transmisor que estamos construyendo, tampoco te hagas ilusiones con montar una emisora clandestina que provocará interferencias en todo el vecindario transmitiendo informaciones catastróficas o impidiendo que tus vecinos escuchen las transmisiones de fútbol. Recuerda, sólo estamos estudiando un concepto y el alcance será reducido a unos pocos metros.
Uno de los detalles importantes que no debes dejar de tener en cuenta es el valor de los capacitores conectados a GND (masa) en el oscilador (C1, C2) cuando utilizamos resonadores cerámicos. Estos tienen que estar comprendidos en valores cercanos a los 150 pF. Si se emplean valores de pocos pF, la amplitud de la oscilación será pobre y no se logrará una señal portadora adecuada. Además se ha incorporado en el montaje un condensador ajustable (CV1) para que se pueda ajustar la frecuencia a un valor exacto de sintonía. Si posees un sintonizador de emisoras analógico en tu receptor, no será tan importante este ajuste, pero si dispones de un sintonizador con indicación digital, este control será muy útil para ubicarte en el mejor punto de sintonía en los canales que adopte el sistema de sintonía digital. La estabilidad, por supuesto, estará garantizada ya que no trabajamos con un circuito oscilador L-C, sino con un resonador cerámico, que nos ofrecerá una escasa deriva de frecuencia y con ello, no tendremos que estar ajustando la sintonía a cada momento.
Ahora viene la explicación de la utilidad que le daremos al puente JP1. Siempre existe la posibilidad de que no encontremos en las tiendas de nuestra ciudad un resonador cerámico adecuado a la frecuencia que intentamos utilizar para transmitir. En ese caso podremos utilizar, en lugar del resonador, un cristal de cuarzo de 4 Mhz o de otra frecuencia que encontremos por allí. Es decir, podemos utilizar algún cristal de cuarzo sacado de una vieja radio, un viejo TV o en alguna tienda de componentes electrónicos. Luego, lo único que debemos hacer es construir un divisor de frecuencias para llevar la frecuencia de oscilación a un valor útil dentro de la banda de AM. Es decir, si utilizamos un cristal de 4 Mhz y dividimos por 4, trabajaremos en 1 Mhz (1000 Khz). Si los valores son más elevados, las divisiones tendrán que ser mayores, pero siempre lograremos alcanzar, mediante un divisor adecuado (que puede ser de tipo programable mediante pequeños conmutadores), una frecuencia libre en la banda de AM y útil para nuestros experimentos.
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| JP1 servirá para colocar un divisor de frecuencias en caso que no consigamos un resonador de frecuencia adecuada. (Clic en la imagen para ampliarla). |
Una vez que tenemos funcionando el modulador (LM386) y el oscilador de portadora (CD4011) podemos pasar a combinar las señales en el transistor T1 (2N2222A) y lograr en él, la modulación en amplitud de la portadora que enviaremos al transistor a través de R2 y C3. Obsérvalo en la imagen superior. Si a este transistor le suministramos una polarización tradicional en su colector, tal como haríamos en una configuración de emisor común, a su salida tendríamos la señal del oscilador de portadora, amplificada (o no) y desfasada 180° respecto a la señal que entra por su base, y de amplitud constante. Sin embargo, nosotros no tendremos una polarización de tensión continua en el colector de T1, sino que ésta será variable en función del audio que le llegue desde el LM386. Es decir, la amplitud de la oscilación que entra por la base de T1 saldrá por el colector con mayor o menor amplitud, de acuerdo a la "profundidad de modulación" que el LM386 introduzca. En el primer gráfico del artículo lo veíamos como una onda de variaciones bruscas para que sea notable la variación en la explicación teórica.
Aquí comienza una parte clave del montaje, que está compuesta por el conjunto de bobinas (inductancias) y capacitores que forman el circuito de salida del transmisor (hacia la toma de antena). La acción, lógica, aconsejable e ideal, sería contar con un medidor de inductancias, seleccionar una inductancia según los valores indicados, y de ese modo, trabajar sin preocupaciones durante el montaje del transmisor. Sin embargo, no todos tienen un medidor de estos dispositivos y allí es donde la situación de torna complicada. Tenemos muchas opciones y vamos a tener que apelar a cualquiera de ellas que nos lleven hacia un montaje exitoso. La primera opción (y la más básica) es encontrar inductores que tengan su valor impreso en su cuerpo, ya sea procedente de los trastos viejos que tengamos o en alguna tienda de componentes de la ciudad. Si no lo tiene con el formato de micro o mili-henrios, puede tenerlo como lo hacen algunos capacitores partiendo de la unidad base del micro-henrio. Así, un inductor como el que encontramos nosotros con la leyenda "332" resultó ser de 3,3mH. (3-3- dos ceros = 3300 µH = 3,3 mH). Si las opciones anteriores fracasan, o no son posibles, debemos conseguir toroides de ferrita (no los amarillos de las viejas fuentes de ordenador, sino los negros, más adecuados) y bobinarlos con cualquier alambre de cobre esmaltado, entre 0,4 y 0,7 mm de diámetro. Para tener una referencia empírica pueden considerar los siguientes datos: Para un toroide de 2 centímetros de diámetro exterior, con 30 espiras de alambre tendremos una inductancia del orden de 1 mH. Es decir, con el mismo toroide de ferrita y con 60 espiras llegaremos a los 2 mH en forma aproximada. De este modo construimos L2 para nuestro montaje.
Estos valores de inductancia, asociados con los valores de capacidad indicados, son esenciales para lograr buenos resultados en la construcción de nuestro transmisor. L1 forma la "carga" donde se creará, con el nivel de amplitud adecuado, la modulación sobre la portadora generada. Un valor de inductancia demasiado pobre (en micro-Henrios) de L1, no brindará la profundidad de modulación adecuada. El transistor lo verá como un circuito de carga que tiende a cero, que presenta muy baja impedancia frente a la señal portadora, y no provocará la modulación pretendida. Por el contrario, demasiada inductancia transformará esta bobina en una carga elevada para el amplificador de audio y que consumirá la energía de audio y no brindará la modulación de amplitud de salida esperada. Con valores cercanos a los 3 mH se lograrán resultados óptimos.
El último inductor (L2) forma un filtro de paso de banda (C19 – L2 – C13 – CV2) que se encarga de transmitir hacia la salida la máxima amplitud de señal útil, disponible en el colector de T1, a la salida de C12. Dicho de otro modo, nos sirve para adaptar cualquier tipo de antena que podamos usar en la salida del transmisor. Por supuesto, siguiendo las reglas básicas de la radio, nunca un transmisor debe ponerse en funcionamiento sin su antena apropiada, pero aquí debemos entender dos cosas. Una es que estamos con una potencia de salida extremadamente baja, tan pequeña que no podríamos considerarla potencia siquiera. Sólo tenemos un transistor que "mezcla" dos señales. La otra es que la longitud de onda para una frecuencia de 640 Khz sería de casi 470 metros, por lo que una simple "antena dipolo" para esa frecuencia llegaría a tener más de 222 metros de longitud.
Aquí se accede a la plantilla del circuito impreso (PCB) sugerido, en formato PDF, sobre el que se ha montado este circuito y al que corresponden las diversas fotografías de este artículo.
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Circuito publicado en Neoteo (sección de electrónica) 02/04/2012 |
Los pequeños transmisores experimentales en AM o FM han suscitado siempre mucho interés en los aficionados a la electrónica.
La posibilidad de poder crear un propio programa en la onda de la radiodifusión provoca una cierta satisfacción personal en el experimentador, aunque debemos aclarar inmediatamente que estos pequeños transmisores no están autorizados por la ley, ya que perturban las emisoras privadas y comerciales en dichas gamas.
El montaje que describiremos a modo didáctico trabaja en la base de la onda media, o sea que la transmisión puede ser escuchada a través de un radiorreceptor de tipo clásico. La originalidad del montaje reside en el principio de modulación del transmisor para mejorar la estabilidad de la construcción sin recurrir a un artificio de apantallado o toma de tierra. Los resultados obtenidos con este original montaje son excelentes.
La figura 1 muestra el esquema de principio de este pequeño transmisor experimental con tres transistores de fácil localización en el comercio de radio. En el prototipo se utilizaron transistores PNP de silicio, aunque nada impide el empleo de transistores NPN, siempre que se lleve a cabo la inversión de la polaridad de la alimentación y de los condensadores electrolíticos.
El corazón del montaje reside en un oscilador del tipo Hartley, conocidísimo por su gran estabilidad. El circuito oscilante L1/C1, determina la frecuencia de transmisión. Está constituido esencialmente por un trozo de ferrita plano o redondo clásico, sobre el cual se devanarán 75 espiras juntas de conductor de cobre esmaltado de 0,2 mm de diámetro, efectuando una toma a 8 o bien 10 espiras, para el mantenimiento de las oscilaciones. Esta toma se determinará experimentalmente para obtener los mejores resultados.
El acoplamiento L1/C1 se efectuará al nivel de la base de TR1, por medio de C2.
La ganancia necesaria para el mantenimiento de las oscilaciones es asegurada por una conveniente polarización de TR1, por medio de R1 y R2. Una leve carga de colector de un kilohmio aumenta la estabilidad del oscilador.
La señal de alta frecuencia es acoplada, a continuación, por medio del condensador cerámico C3, con la ayuda de una etapa amplificadora "tampón" TR2.
Además de la polarización de este último por medio del divisor R4-R5, una carga común R6 es útil para la etapa "tampón" y para la etapa moduladora TR3. Gracias a esto, la señal de alta frecuencia modulada aprovecha también esta carga, para la cual es conveniente probar distintos valores en varias tentativas.
El acoplamiento de antena se efectúa a través del condensador de aislamiento C4.
Diremos que la modulación con cualquier señal de baja frecuencia se realiza conectando la base de la etapa moduladora TR3 por medio del condensador C5.
En función del nivel de unión del modulador, se puede fácilmente jugar con los valores del divisor de polarización R7/R8 del transistor TR3, que es un preamplificador de elevada ganancia. Puede conectarse un micrófono de cristal directamente a la entrada. Un condensador electrolítico C6 evita los descensos intempestivos, mientras que la alimentación no requiere más que el empleo de una pila miniatura de 9 voltios o, mejor todavía, de dos pilas de 4,5 voltios conectadas en serie.
Todas las fases del montaje pueden efectuarse sobre una placa de circuito impreso.
Se prestará la debida atención a no efectuar una excesiva aplicación de estaño durante las soldaduras, facilitando de este modo la eventual sustitución de cualquier componente en caso de avería. Por otra parte, la fragilidad de los transistores obliga a que la operación sea llevada a cabo con las máximas precauciones.
Para facilitar la labor de los lectores que deseen emprender la realización de este sencillo transmisor en AM, hemos diseñado un circuito impreso, cuyo dibujo se muestra, a tamaño natural, en la figura 3. La figura 2 muestra la disposición de los componentes sobre el mismo.
A propósito del circuito L1/C1, conviene asegurarse del fácil desplazamiento de L1 sobre el núcleo de ferrita, para poder utilizar, en lugar de un condensador variable, uno fijo (C1), que es menos voluminoso y, al propio tiempo, más económico.
La antena no debe exceder la longitud de 150 centímetros, para que no se reduzca el alcance. Por otra parte, es indispensable situar la frecuencia de transmisión en la parte baja de la O.M., bloqueando acto seguido L1 sobre la ferrita.
Llegados a este punto, creemos que hemos dicho todo lo necesario para que el lector pueda realizar el transmisor AM en la OM.
R1 = 10 K R2 = 150 K Todas las resistencias R3 = 1 K de 1/4 ó 1/3 W , ±10% R4 = 10 K R5 = 330 K R6 = 1K5 R7 = 15 K R8 = 270 K C1 = 220 pF cerámico tubular C2 = 100 pF cerámico tubular C3 = 33 pF cerámico tubular C4 = 100 pF cerámico tubular C5 = 22 nF poliéster C6 = 50 µF - 25 V electrolítico TR1,TR2,TR3 = 2N2489 (Transistores PNP) L1 = Bobina osciladora (ver texto) S1 = Interruptor deslizante Pila de 9 V Micrófono de cristal Caja de plástico Barra de ferrita de 10 mm de diámetro Hilo de cobre esmaltado de 0,2 mm de diámetro hilo blindado, hilo de conexión
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Circuito publicado en la antigua revista Radiorama nº 85 (Diciembre 1974) (Ediciones técnicas REDE , Barcelona) |
Este minitransmisor de Onda Media es un diseño rápido y no muy depurado del radioaficionado chileno Manfred Mornhinweg XQ2FOD, y publicado en su sitio web (http://ludens.cl) allá por 2006. Manfred explica que, entre otras cosas, le gusta restaurar y escuchar radios antiguas de la época de las antiguas lámparas electrónicas, y dispone de una colección de estas antiguas radios. Estas radios sólo equipaban la recepción de la AM, ya que la FM no fue de uso común hasta tiempo después.
La mejor calidad sonora de la FM está haciendo que en muchos lugares del mundo lleve a la progresiva desaparición de las emisoras de AM (principalmente en las bandas de Onda Media y Onda Larga), lo que arrinconará cada vez más a estas viejas radios de lámparas. En 2006, Manfred informaba que en su zona sólo se escuchaban ya tres estaciones de Onda Media (a pesar de que la banda tiene capacidad para más de 100 emisoras), por 31 estaciones de FM, y que la programación de estas emisoras de AM no es la más adecuada para apreciar el sonido de estas viejas radios antiguas.
Este pequeño transmisor de AM fue pensado para poder transmitir buena música de época a estas antiguas radios de sólo AM, y como dice Manfred, fue un desarrollo rápido y por tanto no muy optimizado, diseñado, que fue realizado y probado en apenas 5 horas. Es, pues, un diseño un tanto crudo.
El transmisor es de lo más simple: Un oscilador TTL integrado de cuarzo (un bote metálico de 4 patillas típicamente) proporciona una señal de 1 MHz de onda cuadrada que ataca directamente un transistor buffer, Q2, operando éste en modo de conmutación todo/nada. La salida de señal de este transistor pasa por un circuito tanque LC, el cual transforma la forma de la onda a una forma aproximadamente senoidal, antes de aplicarla a la toma de antena, de 50 ohmios. La toma de antena de 50 ohmios se toma a 1/11 de la reactancia capacitativa del circuito tanque.
La parte de la modulación también es escueta y sencilla: La señal estérea se aplica a través de dos jacks de entrada a un sencillo mezclador que la transforma en una señal monofónica, necesaria para modular el transmisor. La señal es amplificada por el amplificador operacional U3, dotado de un potenciómetro R4 para ajustar el nivel de modulación, y se aplica al transistor Q1, el cual modula la tensión de alimentación del transistor amplificador de RF (Q2). Ajustando R4 hacia su zona media proporciona una profundidad de modulación correcta para un nivel de señal de audio de entrada típico, como el que proporcionan muchos reproductores de CD's.
Se emplea una alimentación estándard de 12 V para alimentar el circuito, regulada por un 7812 (IC1), y una regulación adicional de 6 voltios, con un 7806 (U2), empleada para alimentar el oscilador TTL y para polarizar el modulador. Lo ideal es que el transistor de RF Q2 esté alimentado en reposo (en ausencia de audio modulador) a la mitad de la tensión de alimentación, esto es, 6 voltios.
Hay varias cosas criticables en este diseño, pero como dice el autor, obedecen a la rapidez con que el autor diseñó el circuito: Los altos valores de las resistencias en la parte del audio pueden generar ruido adicional; la limitación del ancho de banda de audio dada por el condensador C4 no es fija, sino que depende del ajuste de R4, aunque es suficiente para esta aplicación; el uso de un transistor de UHF para Q2 en lugar de uno más convencional y más barato, pero es que el autor disponía de muchos de ellos; el acoplamiento del oscilador al transistor de potencia a través de una simple resistencia (y no a través de un filtro LC o similar); o que el circuito consuma unos 5 vatios de energía eléctrica para proporcionar sólo unos 50 mW de salida de RF (implica una eficiencia energética del 1%)... entre otras cosas. Pero el transmisor funciona bien y cada uno es muy libre de emplearlo o no, y de modificarlo a su gusto (tome nota de estos aspectos criticables para su mejora si desea montar uno similar).
El autor realizó el circuito en un trozo de placa impresa perforada (aunque es más elegante realizar un circuito impreso apropiado), y alojado en una caja de plástico para proyectos.
El transformador de RF T2 de salida de Q1 a antena es un transformador de FI de 455 KHz típico de las radios de AM (o AM/FM), empleándose de una radio de éstos ya fuera de servicio. Si T2 dispone de un condensador interno de sintonía (típicamente de unos 470 pF), se ha de retirar, y con los condensadores indicados en el esquema (C8, C9), se puede sintonizar fácilmente a 1 MHz. La reactancia del arrollamiento mayor es del orden de 250 µH, y la relación de transformación entre ambos arrollamientos (relación de espiras) es del orden de 1:10.
El regulador 7812 se monta sobre un disipador de calor. Los otros componentes activos no necesitan ningún disipador de calor, incluso si el transistor 2SC1173 (Q1) se calienta bastante.
Se han empleado jacks RCA tanto para las tomas de audio como para la salida de RF (de antena). Se pueden emplear otros conectores más adecuados, así como alojar el circuito en una caja metálica, aunque no es realmente necesario.
La antena (ver imagen a la izquierda) es una antena de aro resonante de varias espiras. El autor la realizó arrollando 19 espiras de cable eléctrico para uso casero, arrolladas en una pieza circular de cartón fuerte, al que se ha practicado 11 ranuras cortadas en su periferia. Podían haber sido 10 o 12 ranuras en lugar de 11, pero el motivo de emplear 11 ranuras es que se necesitan un número impar de ranuras para que el arrollamiento tenga una baja capacitancia parásita. El hilo cambia de cara en el cartón a través de cada ranura (de ahí que en la imagen parezca que la antena conste de 9-10 vueltas y no de 19, como se ha indicado, no se ve el cableado en la otra cara), y para evitar que todas las vueltas toquen a las vecinas, el número de ranuras debe ser impar. El diámetro del disco de cartón empleado es de 30 cm, y las ranuras son de 5 cm de largo. Eso hace que la espira más interna tenga 20 cm de diámetro, mientras que la más externa tenga aproximadamente 28 cm de diámetro.
La bobina de la antena se sintoniza con un condensador variable de dieléctrico de aire de 50 pF, en paralelo con un condensador fijo de 120 pF. Ambos se conectan en los dos extremos de la bobina. La unión al transmisor se realiza con un corto trozo de cable coaxial (tipo RG174, o simple cable de audio blindado), cuya malla o pantalla se conecta exactamente en el centro de la bobina de antena (en el punto medio de la 10ª espira) para obtener el mejor equilibrio posible de la antena, y el conductor central del cable se conecta a la primera espira. El cable se pasa por orificios practicados en el cartón de la antena para que no hayan tensiones mecánicas, y el condensador de sintonía también se fija en el cartón.
Ajustar el sistema es sencillo: Primero se conecta una resistencia de carga de unos 50 ohmios a la salida del transmisor, y se ajusta la sintonía de T2 al mayor nivel de señal de RF en la carga. Puede emplear para medir la señal un osciloscopio, o con una simple sonda de RF y un multímetro. Después retire la carga y conecte en su lugar la antena, y ajuste su condensador de ajuste para máxima señal. En ambos lados del condensador variable hay tensión de RF, por lo que se deberá emplear una herramienta aislada para ajustar el condensador variable, o bien deberá irlo retocando con la mano mediante cortos incrementos, y retirando la mano cada vez para eliminar el efecto de desintonía a que da lugar la mano y comprobar la señal transmitida. Puede medir la señal radiada por la antena en el punto de alimentación de ésta, o con un aro colocado cerca de la antena. Cuando ésta está sintonizada, habrán unos 5 V de RF en cada espira, por lo que sobre un aro colocado a unos 10 cm de la antena (y paralelo a ésta) se podrán inducir unos 5 V de RF, fáciles de medir.
El Q natural de esta antena está por encima de 300, por lo que es demasiado elevado para permitir que radíe eficazmente los 10 KHz de ancho de banda de una señal modulada en AM. Por ello se ha alimentado la antena en la primera espira, ya que amortigua el Q de la antena disminuyéndolo hasta un valor próximo a 60. Este valor es bastante bueno para que la antena tenga suficiente ancho de banda para radiar una señal de 10 KHz de ancho de banda, a la vez que atenúa mucho los fuertes armónicos producidos por el transmisor. La señal de RF tomada de la antena es bastante limpia, mientras que la señal que aplica el transmisor a una carga resistiva de 50 ohmios tiene un alto contenido de armónicos.
La imagen de la derecha muestra una captura de pantalla de osciloscopio realizada por Manfred de la señal de RF, modulada por una onda triangular hasta el punto donde comienza a observarse distorsión. Hasta un índice de modulación del 80% el transmisor se muestra muy lineal. Aumentando más el nivel de modulación, la distorsión se hace visible en la pantalla, y además se nota en el audio de los receptores de AM. Se sugiere ajustar R4 para el 80% de índice de modulación para los picos más altos de audio. Usted puede emplear un osciloscopio, o puede hacerlo a oído, para ajustar R4 al nivel de modulación lo más alto posible sin que produzca distorsión audible.
La potencia radiada por la antena es sólo una pequeña parte de los 50 mW que el transmisor puede proporcionar. Cuando se sintoniza la antena, su impedancia de entrada es mucho mayor que 50 ohmios, lo que resulta una importante desadaptación de impedancias entre el transmisor y la antena. Eso no es problema en absoluto, ya que el transmisor es totalmente a prueba de problemas por ondas estacionarias (gracias a R6), y además el objetivo de este transmisor es el envío de señal a las radios situadas en la misma casa. Para eso, usted no necesitará más de un milivatio de potencia radiada efectiva. Este sistema lo hace muy bien. A una distancia de 6 metros entre la antena transmisora y una radio de lámparas de 1935 del autor, la señal recibida era tan fuerte como la más fuerte de las tres estaciones locales de AM que Manfred aún podía recibir en su casa. Fuera de su casa, la señal transmitida se hacía rápidamente indetectable.
Un aviso importante: Antes de realizar este transmisor, asegúrese de que en su zona no haya una estación local de AM que transmita en 1,000 MHz o en una frecuencia muy próxima. Si la hubiera, usted debería buscar un oscilador de cuarzo para una frecuencia distinta en la banda de onda media, y que podría ser mucho más difícil que el oscilador de 1 MHz. En ese caso, sería mejor considerar el uso de un transmisor de AM diferente.
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Circuito original de Manfred Mornhinweg (XQ2FOD) (Chile) Octubre 2006 |
Se trata de un sencillo emisor de Onda Media realizado con una lámpara o tubo de vacío, el cual proporciona unos 5 vatios de potencia. Esta es una potencia ya bastante respetable como para que este transmisor sea considerado un miniemisor de OM de corto alcance, y sí como una pequeña emisora de Onda Media local.
La tecnología de las lámparas electrónicas está totalmente obsoleta desde hace muchos años, no obstante aún se pueden encontrar a la venta lámparas y componentes propios de esta tecnología en Internet y en cualquier feria o mercadillo de radios y equipos antiguos de lámparas. No obstante, si dispone o puede adquirir un aparato de radio de lámparas antiguo, podrá aprovechar parte de sus componentes para este circuito.
El emisor se basa en una única lámpara tipo EL84, una lámpara pentodo de base noval típicamente utilizada para amplificación de audio de potencia (5,7 W en clase A, o 17 W en clase B). Su filamento se alimenta a 6,3 V (típica de las lámparas de las series E) consumiento 0,76 A, y su tensión de placa típica de funcionamiento es del orden de 250 V (trabajando en clase A) a 300 voltios (trabajando en clase B).
La lámpara está cableada como autoosciladora en la banda de Onda Media, entregando la señal generada a la antena a través de un filtro pi sintonizable. La modulación por la señal de audio, entregada por un amplificador de audio externo de potencia (5-15 W), se realiza mediante un transformador de modulación, el cual modula la tensión de placa de la lámpara.
Las alimentaciones se obtienen mediante un transformador de red (Tr1) con dos secundarios, uno de 2&215;250 V - 60 mA (secundario con toma media) y el otro de 6,3 V - 1 A para la alimentación del filamento. Tal transformador era típico de los antiguos receptores de radio y amplificadores de audio a lámparas, por lo que puede aprovechar el de algúna radio antigua de lámparas. También puede solicitar construir uno a alguna empresa que fabrique transformadores bajo pedido.
Como transformador de modulación (Tr2) se puede utilizar cualquier transformador de altavoz recuperado de alguna viejo aparato de radio de lámparas. En los equipos de lámparas se utilizaban como transformadores de salida de audio con conversión de de alta impedancia (lado del circuito de placa de la lámpara amplificadora de audio) a baja impedancia (lado de conexión a altavoz). Aquí conectaremos el arrollamiento de alta impedancia en el lado de la lámpara, y el arrollamiento de baja impedancia a la salida del amplificador de audio que utilicemos como fuente de señal de audio moduladora.
Como alternativa, puede probar utilizar como transformador de modulación un transformador de red de 220 V a 12 ó 24 V y 0,5 A, utilizando el arrollamiento primario (220 V) como arrollamiento de alta impedancia, y el arrollamiento secundario (de baja tensión) como arrollamiento de baja impedancia. Pero al tratarse de un transformador de red eléctrica y no de baja frecuencia, afectará a la calidad del audio transmitido por el emisor.
La bobina osciladora L1 se realizará arrollando a espiras juntas 40 espiras de hilo esmaltado de 1 mm de diámetro, en un soporte o formita plástica o realizada en cartón, de 3 cm de diámetro. La toma 2 de la bobina se realizará a 10 espiras del lado “frío” (masa, terminal 3) de la bobina.
La bobina L2 se realizará arrollando 15 espiras juntas de hilo esmaltado de 0,1 mm de diámetro en otro soporte o formita plástica o de cartón de 1 cm de diámetro.
La bobina de salida a antena L3 son 50 espiras juntas de hilo esmaltado de 1,3 mm de diámetro en un soporte o formita plástica o de cartón de 3 cm de diámetro.
Para la bobina de choque L4, utilizada para filtrar la alta tensión rectificada, usaremos una bobina de choque de 3 a 5 Henrios de inductancia adecuada para corrientes de hasta 100 mA. En su lugar podemos utilizar el arrollamiento de 220 V de algún transformador de alimentación que no utilicemos o que esté dañado (pero que tenga su arrollamiento de 220 V en condiciones).
Dado que se están manejando tensiones del orden de 300 V, los componentes utilizados en este circuito han de ser adecuados para estas tensiones, como son los dos condensadores de filtro de la tensión de alimentación rectificada (para 350 o 400 V), otros condensadores que aparezcan en el circuito (utilizar condensadores para 400 V) o las dos resistencias empleadas (emplear resistencias de 1-2 W de potencia).
Para los condensadores variables C1 C2 y C3, use condensadores de sintonización normales de radios de tubos antiguos (condensadores variables de placas al aire).
Como antena utilice un hilo largo (de varios metros) que puede tender en el exterior de su domicilio entre dos postes o dos árboles (si usted tiene un jardín o terraza). Dado que la banda de Onda Media es una banda de longitudes de onda un poco elevadas, cuanto más largo sea el hilo de antena, ésta será más efectiva. Si dispone de mucho espacio para tender una antena larga, puede intentar tender una antena de cuarto de longitud de onda para un máximo rendimiento, cuya longitud irá desde unos 46 metros (para 1600 kHz) a 140 metros (a 540 kHz). Dote también de una toma de tierra real al circuito (conectada al negativo o masa de alimentación) para aumentar la eficacia del sistema radiante.
Ajuste el transmisor a la frecuencia de emisión deseada con C1, luego ajuste C2 y C3 para que la lámpara en serie con la antena se encienda lo más brillante posible. Una vez conseguido esto, deberá volver a reajustar C1 de nuevo a la frecuencia elegida (ya que los ajustes de C2 y C3 también la habrán modificado), y si es necesario, C2 y C3 de nuevo al máximo brillo de la lámpara. Una vez ajustada la máxima salida de potencia a la antena en la frecuencia deseada, puede retirar la bombilla (ya que ésta consume parte de la potencia generada por el emisor).
Deberá dotarse al circuito de un zócalo adecuado para la lámpara empleada. Salvo que desee realizar un circuito impreso adecuado para este emisor, típicamente los montajes de circuitos con lámparas se solían realizar sobre un chásis metálico, o incluso en una plancha de madera, cableando los componentes al aire, y utilizando terminales para conexiones soldadas fijados al chásis metálico (atornillados al chasis con separadores aislantes por medio) o a la placa de madera, como soportes para los componentes y cableados del emisor. Mantenga las bobinas L1 y L3 (y L2) lo más alejadas entre sí para disminuir el perjudicial acoplamiento parásito entre ellas (que afectaría al rendimiento del emisor). Puede también intentar aislar L1 dotándola de algún tipo de blindaje conectado a masa.
Y recuerde, este emisor, por su potencia, ha de ser considerado más como una pequeña emisora de onda media de alcance local que como un miniemisor de OM de corto alcance (sobre todo si lo dota de una buena antena), y podría tener problemas con las autoridades por su uso como presunta emisora de radio “pirata”.
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Publicado por Jack Donio (Holanda ?) (hacia el año 2000) |
Se trata de un transmisor modulado que transmite la misma señal moduladora en varias frecuencias. Aunque los miniemisores que lo componen son de tipo FM, hay suficiente modulación cruzada para que sean escuchados en receptores de AM.
Recuerde que en muchos países es ilegal transmitir sim una licencia adecuada. Por este motivo este transmisor está limitado a una potencia de emisión muy baja.
Tres miniemisores casi idénticos componen este circuito. Las frecuencias de emisión vienen determinadas por los circuitos tanque L1,C1 (primer emisor), L2,C4 (segundo emisor) y L3,C7 (tercer emisor). Con una bobina de valor fijo de inductancia de 200 µH para las bobinas de sintonía, y condensadores de sintonía en el rango de 50 a 500 pF, las frecuencias de transmisión estarán en el rango de 500 a 1600 kHz, en la banda de radiodifusión de la Onda Media. Aunque en el esquema los condensadores de sintonía son fijos, pueden ser sustituidos por condensadores variables para poder fijar la frecuencia de cada miniemisor. La frecuencia de resonancia para diferentes bobinas y condensadores de sintonía se puede calcular con esta calculadora.
La etapa de entrada (de la señal moduladora) es un amplificador de emisor común basado en el transistor Q4 y los componentes asociados. La resistencia de emisor está desacoplada en audio por C13 para obtener una elevada ganancia de audio. La señal amplificada en el colector de Q4 es llevada a cada uno de los osciladores emisores a través de C12, C14 y C15.
Cada oscilador de RF tiene un circuito tanque sintonizado cuya frecuencia varía algo por la señal moduladora aplicada a la base de cada transistor. Técnicamente esto sería modulación de frecuencia, pero hay suficiente modulación de corriente en cada transistor como para producir una señal modulada en AM.
Cada oscilador trabaja como se explica a continuación. Tomaremos como ejemplo el primer oscilador. L1 y C1 forman un circuito tanque resonante. Un oscilador necesita dos condiciones para oscilar: Una ganancia mayor que la unidad, y una realimentación regenerativa. El transistor Q1 proporciona la ganancia, y su resistencia de emisor R2 está desacoplada por C3 para la RF. La señal que aparece en el colector es realimentada mediante C2 al emisor de Q1, y pasa a través de la base para ser amplificada de nuevo. La oscilación tarda unos 20 µs en arrancar, tal como muestran las simulaciones. La potencia del emisor está limitada por la tensión de alimentación y por la corriente que circula por la bobina, la cual está regulada por R2.
Medir la forma de onda de la RF es siempre difícil, incluso con un osciloscopio. Ello es debido a que toda sonda de prueba de osciloscopio tiene una cierta capacidad, y aunque puede ser tan baja como 10 pF, suele ser suficiente para desintonizar el oscilador o causar su bloqueo. Las siguientes formas de onda han sido simuladas con el software LTSpice, un simulador de circuitos electrónicos gratuito.
Para simular el transmisor multifrecuencia, su esquema se modificó como se ve a continuación. El micrófono se reemplazó por un generador de señal, designado como V2, y se ajustó a 20 mVpp a 1 kHz. Estos valores son aproximados a los niveles obtenidos al hablar cerca del micrófono. El condensador de desacoplo de R7 ha sido suprimido y los transistores de cada oscilador se han etiquetado como TR1, TR2 y TR3.
Se han usado condensadores de valor fijo en cada uno de los circuitos tanque y se ha arrancado una simulación AC (en corriente alterna) en LTSpice. La simulación en AC simula el dominio en frecuencia (que es lo que se ve en un analizador de espectro). En la respuesta en AC el rango de 500 a 2000 kHz es simulado usando 200 puntos/década y la respuesta es la que se muestra a continuación:
Se pueden ver tres picos para los valores de cada circuito tanque, en aproximadamente 600 kHz, 1,1 MHz y 1,4 MHz. Hay también productos “imagen” en el espectro en cada una de las otras frecuencias. Por ejemplo, si mira la forma de onda V(tr1) del primer miniemisor, verá que muestra productos imagen en las otras dos frecuenciasm 1,1 y 1,4 MHz, aunque con un nivel de amplitud mucho menor. Ello es debido a que el miniemisor comparte la misma alimentación y la misma señal de entrada moduladora con los otros dos miniemsiores, pero ello no es demasiado importante. El ancho de banda de cada pico es controlado por el factor Q o factor de calidad del circuito sintonizado: Un elevado Q produce un pico más alto y más estrecho de banda que para valores de Q más bajos. El factor Q de una bobina viene dado por su reactancia inductiva dividida por la resistencia del hilo usado. Usando hilo grueso dividido (hilo de Litz) obtendrá un alto Q. En la práctica puede usar como bobina de sintonía la antena de barra de ferrita para la banda de Onda Media recuperada de un viejo receptor de radio de AM.
Este archivo ZIP contiene el archivo LTSpice usado para simular el transmisor multifrecuencia. Extraiga su contenido. Todos los componentes y símbolos mostrados son nativos de LTSpice XVII. Sólo se puede realizar una simulación cada vez, para ello deberá hacer clic derecho en el comando de simulación (en rojo) y prefijarlo con un periodo "." para hacer funcionar la simulación.
Aunque el circuito mostrado tiene tres miniemisores, es posible aumentar su número para transmitir en más frecuencias. El ancho de banda de cada miniemisor es controlado por el factor Q de su circuito tanque, como ya se ha comentado anteriormente. Si se desea un ancho de banda mayor, el factor Q de la bobina ha de ser disminuido, por ejemplo conectando una resistencia de 10 a 47 ohmios en serie con la bobina del circuito tanque.
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Diseñado por Andy Collinson Publicado en Circuit Exchange International Título original: “Multi-Frequency AM Transmitter” 11-07-2020 |
Se trata en este caso de un transmisor en la banda de onda media de acuerdo con la reglamentación de Estados Unidos y Canadá sobre el libre uso de este tipo de transmisores de pequeña potencia en la banda de radiodifusión de Onda Media (530-1705 KHz en Norteamérica). Los aficionados que utilizan estos transmisores con fines experimentales se conocen entre ellos como MedFERs (Medium-Frequency Experimental Radio, Radio experimental en frecuencias medias).
Estos transmisores MedFERs suelen transmitir en modo baliza transmitiendo alguna información en telegrafía lenta u otros modos de modulación digitales (típicamente la identificación de la estación). A pesar de la baja potencia de transmisión y la alta ineficiencia de las antenas permitidas, con buenos equipos receptores de radio se pueden llegar a escuchar estas balizas MedFERs a decenas e incluso a cientos de kilómetros de distancia. Es el aliciente que tienen los MedFERs para experimentar con este tipo de transmisores.
El transmisor es bastante sencillo y está preparado para transmitir en el rango de 1,6 a 1,705 MHz (parte alta de la banda de radiodifusión de Onda Media en América, fuera de la banda de radiodifusión de Onda Media en Europa). Usa un módulo oscilador programable de la firma Epson, que ha de ser adquirido con la frecuencia de oscilación programada al valor de la frecuencia en que va a transmitir el transmisor.
La salida del módulo oscilador se aplica a una etapa amplificadora de potencia constituida por los transistores complementarios Q1 y Q2 (2N2907A y 2N2222), cuya señal es entregada a la antena a través de un filtro de paso bajo que limita la emisión de frecuencias armónicas y fuera de banda (de acuerdo con la normativa para las estaciones MedFERs).
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Las bobinas L1 y L2 son de 8,7 µH, y se realizan enrollando 42 vueltas de hilo esmaltado de calibre AWG #26 (0,4 mm Ø) en núcleos toroidales T50-2.
Tenga en cuenta que todo el circuito, incluido el amplificador final, funciona con 5 voltios de CC. En el esquema se muestra un regulador 78L05 para que el transmisor pueda funcionar con alimentaciones en el rango de 9 a 15 voltios de CC. Si ya tiene una alimentación regulada de 5 voltios, por supuesto que no necesita el regulador.
Para probar el circuito, conecte una resistencia no inductiva de 50 ohmios en la salida de RF y aplique la alimentación al transmisor. Con el oscilador habilitado (pin 1 del módulo oscilador abierto o conectado a +5 voltios), sintonice su receptor a la frecuencia del oscilador (la frecuencia de transmisión). Debería poder escuchar fuerte la señal generada por el transmisor. Después de que el transmisor haya estado funcionando durante un breve tiempo, la resistencia de carga de 50 ohmios estará bastante caliente al tacto, pero los transistores Q1 y Q2 no deberían calentarse si todo funciona correctamente. Q1 y Q2 sí se calentarán si la salida del transmisor no está conectada a una carga adecuada, como puede ser una antena transmisora que no esté sintonizada en resonancia.
Para determinar la corriente final del amplificador, desconectar el emisor de Q2 de la tensión de alimentación de +12 V. Esto desconectará el amplificador final para así poder medir la corriente consumida solo por el módulo oscilador. Luego vuelva a conectar el emisor de Q2, mida la corriente total y reste el valor de la corriente medida en el paso anterior. El resto es la corriente que consume el paso final. Multiplicando este valor de corriente por 5 (valor de la tensión de alimentación), se obtiene la potencia de entrada (consumida) por el paso final. Esta potencia ha de ser como máximo de 100 milivatios, según establece la reglamentación.
Epson, así como otros fabricantes, disponen de una serie de módulos osciladores de frecuencia programable, los cuales disponen de cuatro conexiones:
Pin 1 : Habilitación de salida de señal
Pin 4 : Masa o tierra
Pin 5 : Salida de señal
Pin 8 : Alimentación.
(No existen como tales los pines 2, 3, 6 y 7)
La patilla 1 (de habilitación de la salida) tiene un pull-up interno de alta resistencia, de modo que la salida de señal (pin 5) se habilita siempre que el pin 1 se deje abierto (o conectado a tensión de alimentación), y se desactiva cuando el pin 1 se conecta a masa, por ejemplo a través de un circuito externo.
Estos módulos generan en su salida una señal a la frecuencia programada y con forma de onda cuadrada, y funcionan con tensiones de alimentación máximas de +5 V en los tipos más antiguos, y de 3,6 V para los tipos más modernos. Las frecuencias de oscilación suelen estar comprendidas entre 0,6 MHz y 170 MHz, dependiendo de la serie a la que pertenece el oscilador.
Los tipos usados por Lyle Koehler en sus montajes son tipos de la serie SG-8002, una de las series de módulos osciladores programables de segunda generación de Epson, lanzados al mercado en 1997 (series SG-8001 y SG-8002). Estos módulos funcionan con tensiones de alimentación de +5 V, y actualmente está ya obsoleta, ya que Epson lanzó posteriormente la serie de tercera generación SG-8003 (en 2005) y las series de cuarta generación SG-8018, SG-8101, SG-850x y SG-9101 (en 2016-2017). Estos son para tensiones de alimentación más bajas (1,6 - 3,6 V), lo que se ha de tener en cuenta si susamos circuitos alimentados a +5 V.
Estos módulos osciladores (tanto de Epson como de otros fabricantes) se pueden adquirir, por ejemplo, a través de Digi-Key, empresa norteamericana de venta de componentes electrónicos que dispone de un amplísimo catálogo de componentes.
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Circuito original de Lyle Koehler, K0LR (Finales de la década de 1990) |
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Circuitos recopilados por Fernando Fernández de Villegas (EB3EMD) Actualizado: 21-08-2022 |