Un transmisor de radio toma la información que va a comunicarse y la convierte en una señal electrónica compatible con el medio de comunicaciones. Este proceso suele incluir la generación de una portadora, la modulación y la amplificación.
La señal se lleva después por conductor simple, cable coaxial o guía de onda, a una antena que la difunde por el espacio libre. En este capítulo se analizan los circuitos más comunes en transmisores de radio. Estos equipos incluyen amplificadores, multiplicadores de frecuencia, redes de acoplamiento de impedancias y circuitos de procesamiento de voz.
El transmisor es la unidad electrónica que toma la señal de información que se envía, y la convierte en una señal de RF que puede transmitirse a través de grandes distancias. Todo transmisor tiene tres funciones básicas. Primera, debe generar una señal de la frecuencia correcta en un punto deseado del espectro. Segunda, debe proporcionar cierta forma de modulación para que la señal de información modifique la señal de la portadora. Tercera, debe efectuar la amplificación de potencia suficiente para asegurar que el nivel de la señal sea lo bastante alto para que recorra eficazmente la distancia deseada.
Transmisor de CW
El oscilador genera una señal portadora con la frecuencia deseada. La información que se transmite se expresa en una forma especial de código que utiliza puntos y rayas para representar las letras del alfabeto y los números.
La información transmitida de esta manera se conoce como transmisión de onda continua (CW, continuous wave). En el emisor se utiliza una llave conveniente, que es un interruptor operado en forma manual para encender y apagar el oscilador a fin de producir los puntos y rayas. El oscilador produce un breve pulso de energía de RF para un punto y un pulso de RF más prolongado para una raya. Aun cuando un transmisor tan simple como éste puede tener una potencia de 1 W o menos, a la frecuencia correcta y con una buena antena es capaz de enviar señales a la mitad del alance mundial
(En HF).
El transmisor de CW básico ya descrito puede mejorar en forma considerable agregando un amplificador de potencia.
El oscilador se controla con la llave para producir puntos y rayas, pero el amplificador incrementa el nivel de potencia de la señal. El resultado es una señal más intensa que tendrá un alcance mayor y producirá comunicaciones más confiables.
Transmisor de AM
Un oscilador genera la frecuencia de la portadora final. En la mayoría de las aplicaciones se trata de un oscilador a cristal. En general, los transmisores operan con frecuencias o canales asignados y los cristales proporcionan la mejor forma de obtener la frecuencia deseada con buena estabilidad.
Por lo común, los osciladores LC no tienen la estabilidad de frecuencia requerida para mantenerse en frecuencia. Las variaciones de temperatura y otras condiciones hacen que la frecuencia salga de los límites que impone la CNC.
La señal de la portadora se envía a un amplificador de aislamiento (buffer) cuya finalidad principal es aislar el oscilador de las demás etapas de amplificación de potencia. Dicho amplificador de aislamiento por lo general opera en clase A y proporciona un incremento modesto en la potencia de salida. El propósito principal de ese amplificador es impedir que los cambios en la carga ocasionen variaciones de frecuencia en el oscilador.
La señal del amplificador de aislamiento (buffer) se aplica al amplificador de excitación. Éste es un amplificador clase C diseñado para proporcionar un nivel intermedio de amplificación de potencia. La finalidad de este circuito es generar suficiente potencia de salida para alimentar la etapa de amplificación de potencia final.
El amplificador de potencia final, que se conoce simplemente como el final, también opera en clase C con potencia muy alta. La cantidad de potencia real depende de la aplicación; por ejemplo, en un transmisor de CB, la potencia de entrada es de sólo 5 W Sin embargo, las radiodifusoras de AM operan con potencias mucho más altas, de 250, 500,
1000, 5 000 o 50 000 W.
Todos los circuitos de RF del transmisor por lo común son de estado sólido; es decir, se implementan con transistores bipolares o de efecto de campo. Aun cuando los transistores bipolares son con mucho los más comunes, los MOSFET se usan más ya que ahora tienen capacidad para manejar alta potencia.
Los transistores a menudo también se emplean en el amplificador final, siempre que el nivel de potencia no exceda de varios cientos de watts. Los transistores de potencia de RF individuales pueden manejar hasta 300 W. Estos transistores se pueden conectar en paralelo o en configuraciones en contrafase (push-pull) para incrementar aún más la capacidad de manejo de potencia. Sin embargo, en los amplificadores finales rara vez se usan transistores, si la salida de potencia excede los 5 000 W. Para niveles de potencia más altos todavía se usan tubos al vacío.
Consideremos que la figura 10-3 es un transmisor de voz. La entrada del micrófono se conecta a un amplificador de audio clase A de bajo nivel, el cual refuerza la señal pequeña del micrófono a un nivel de voltaje más alto; se pueden usar una o más etapas de amplificación.
La señal de voz se envía a alguna forma de circuito de procesamiento de voz. "Procesamiento de voz" se refiere al filtrado y control de amplitud. El filtrado asegura que las frecuencias de voz sólo se dejan pasar en determinado intervalo, lo que permite minimizar el ancho de banda que ocupa la señal. La mayoría de los transmisores de comunicaciones limitan la frecuencia de voz al intervalo de 300 Hz a 3 000 Hz, que es el adecuado para comunicaciones inteligibles.
Sin embargo, las radiodifusoras de AM ofrecen una fidelidad más alta y permiten frecuencias hasta de 5 kHz.
El procesador de voz también consta de alguna clase de circuito para mantener la amplitud en un nivel particular. Las señales de amplitud de alto nivel se comprimen y a las señales de nivel más bajo suele dárseles más amplificación; el resultado es que se impide la sobremodulación. Así se reduce la posibilidad de distorsión de la señal y las armónicas que producen bandas laterales más anchas que pueden causar interferencia al canal adyacente. (Compandores)
Después del procesador de voz se usa un amplificador de excitación. Este elemento incrementa el nivel de potencia de la señal para que tenga la capacidad de alimentar el amplificador de modulación de alta potencia. En el transmisor de
AM de la figura 10-3 se usa modulación de alto nivel o de colector. Como ya se mencionó, la potencia de salida del amplificador de modulación debe ser la mitad de la potencia de entrada del amplificador de RF. El amplificador de modulación de alta potencia en general opera en clase AB o en clase B en push-pull para alcanzar estos niveles de potencia.
Transmisor de FM
La figura 10-4 muestra la configuración típica de un transmisor de FM o de PM en el que se emplea el método indirecto de generación de FM. Un oscilador a cristal estable genera la señal de la portadora y un amplificador de aislamiento aísla el resto del sistema. La señal de la portadora se aplica a un modulador de fase similar a los ya descritos. La entrada de voz se amplifica y procesa para limitar el intervalo de frecuencias e impedir la sobredesviación. La salida del modulador es la señal de FM deseada.
La mayoría de los transmisores de FM se usan en el intervalo de VHF y UHF, pero no se dispone de cristales para generar esas frecuencias en forma directa. Como resultado, en general la portadora se genera a una frecuencia mucho más baja que la frecuencia de salida final. Para obtener la frecuencia de salida deseada, se utilizan una o más etapas de multiplicación de frecuencia. Un multiplicador de frecuencia es un amplificador clase
C cuya frecuencia de salida es un múltiplo entero de la frecuencia de entrada. La mayoría de los multiplicadores de frecuencia incrementan ésta en un factor de 2, 3, 4 o 5, y puesto que son amplificadores clase C, también proporcionan una modesta amplificación de potencia.
El multiplicador de frecuencia no sólo aumenta la frecuencia de la portadora hasta la frecuencia de salida deseada, sino que también multiplica la desviación de frecuencia que produce el modulador. Muchos moduladores de frecuencia y de fase sólo generan un desplazamiento de frecuencia pequeño, mucho menor que la desviación final deseada. El diseño del transmisor es tal que los multiplicadores de frecuencia proporcionan el valor correcto de multiplicación, no sólo para la frecuencia de la portadora, sino también para la desviación de modulación.
Después de los multiplicadores de frecuencia se tiene un amplificador de excitación clase C para incrementar lo suficiente el nivel de potencia a fin de operar el amplificador de potencia final. El amplificador de potencia también opera en clase C.
PUBLICACIÓN REALIZADA POR JHONY BAUTISTA C.I- 18566744
FUENTE
http://www.electronica2000.com/transmisores/transm.htm
Get news, entertainment and everything you care about at Live.com. Check it out!
No hay comentarios:
Publicar un comentario