Gran Enciclopedia de La Electronic A 1

5/6/2018 Gran Enciclopedia de La Electronic A 1

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EDIC IONES NUEVA LENTE


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Rad i o .

Tom o 12


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9 RadioestereofoniaPerdida de calidadSensibilidad de los sintonizadoresLa selectividad -en FMOtras caracterfsticas ..Las salidas del sintonizador .

Ind ce em l c

Receptor elementalReceptor regenerativoEI mando de sintonfaLa sintonta electronics

La transmisi6n radioLa modulaci6n .Tipos de modulaci6nLa modulacion de amplitudLa rnodulacion de frecuencia ..Caractertsticas de la rnodulacion de amplitudBandas de radiodifusi6nUtit lzacion de las bandasLa transmisi6n en FMCaracteristicas de la modulaci6n de frecuenciaPropaqacion de ondasLa propagaci6n en VHFAlcance de las transmisiones

Las antenasDimensiones .Directividad .Tipos de antenaAntenas practicesAntenas para FMElementos pasivosAdaptaci6n de impedanciasOtras antenas ..

EI receptor de radio

485052545760

101111121314161719202324

61

61666871n7578

Organizaci6n generalLos equipos electr6nicosLa alta frecuencia .EI transistor principalLos estudiosLos programas grabadosOtras particularidades6

2627282932353537

Bricolage .Receptor de onda media

7979

Ajuste .Posibles mejorasDatos para el ajuste

808081

39 Receptor de VHF 8439404344

Ajuste .. . .lnstalacion y recomendacionesDatos para la antena .

858686


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89959710310310510610710811011111111112113113

116

1181201211231231241271'27128131132132

FuncionamientoMontaje

Autom6vil dirigido par radio 141

134138

FuncionamientoCaracteristicasMontaje

150ransceptar de 27 MHz

Ajuste .Posibles mejoras en emisor y mod ladorCircuitos receptor auxiliarAjuste .Positlles mejoras en el receptor ..Alimentaci6n del transceptorMontaje en la cajaCaracteristicas .Conexionado del transceptorOtras aplicaciones ..Antenas .Preamplificador de antena para 27 MHzAjuste .Posibles mejorasInstalaci6n

144146147

15115115415615615916 0160163163164165165166166


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L a t r a n s m i s io n r a d io

D E todos es conocido la limita-cion que presentan las ondassonoras cuando se preten-den establecer cornunicacio-nes a medias y largas distancias. Elloindujo a muchos investigadores a unabusqueda de otras form as de enlaceentre las personas qu e de algu na rna -nera salvaran las dificultades de laco rnunicac ion directa.As], en la decada de 1830, Morse

puso en practica la comunicacion te-leqranca , y no tue hasta 1876 en queBell construyo el primer teletono, re-solviendo el problema de la comuni-cac ion hablada entre dos pu ntos leja-nos.Aun no era suficiepte, pues tanto elteleqrato como el teletono exigen queun cable cornunjque los aparatostransmisor y receptor. En 1888, el fi-sico aleman Hertz comprueba la exis-tencia real de las ondas electrornaqne-ticas (que desde entonces lIevan elnombre de hertzianas), y en 1897Marconi realiza la primera comunica-

cion de la lIamada telegratia sin hilos.A partir de aqul, la cornunicacion ha-blada con ondas hertzianas (Ia radiote-letonia) fue problema de unos pocosanos.Fue posteriormente que se descubrioque las ondas hertzianas. u ondas ra-dio, son de la misma naturaleza que laluz visible 0 los rayos intrarroios, aligual que otras radiaciones par todosconocidas, como los rayos ultraviole-tas, los rayos X 0 las ondas uti lizadaspar el radar. Todas elias pertenecen ala familia de las ondas eiectromsqne-ticas.Este tipo de ondas presentan dosgrandes ventajas frente a las ondassonoras, en 10 que a comunicaci6n serefiere. En primer lugar, no necesitande ninqun medio ftsico- para trasla-darse (al contrario que las ondas so-noras, que necesitan de aire, agua 0alqun otro medio material); la pruebaresulta patente: la luz del Sol y las es-trellas (que. como luz. son ondas elec-tromaqnetica) lIegan hasta nosotros a

traves del vacio del espacio intereste-lar. La segu nda ventaja es su veloci-dad de propaqacion: mientras las on-das sonoras en el aire viajan a 340m lseg, las ondas electrornapneticas10 hacen a 300.000 km Iseg. (cerca deun millen de veces mas rapido).A pesar de esta clara diterenciacionentre los dos tipos de ondas, presen-tan muchos puntos de utilizaci6n co-munes, razon por la que hemos insis-tido tanto en los medios empleados enla comu nicacion sonora. Por ejernplo.las ondas electrornaqneticas tam biense atenuan con la distancia, y aproxi-madamente en la misma proporcionque 1 0 hacen las sonoras.No obstante, alqun lector se pregun-tara aun por que razon, si ambos tiposde ondas tienen similares caracteristi-cas de atenuacion, lIegan mas lejoslas radiaciones electromaqneticas. Essimplemente cuestion de nurneros.Cualquier receptor de los que se en-cuentran actualmente en el mercadoes 100 veces mas sensible que el

Evolucion de las comunicaciones electricas. No fue hasta 1897 que se consiguio la primera radiocomunicacion sin contactos fisicos entretransmisor y receptor.1830 1876

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B - I -- .NWf-~.N*.Un metoda de comunicacion empleando ondas de radio. Una onda portadora (AI puedeinterrumpirse (8). Si las interrupciones son ordenadas, y con ayuda de un codiqo preesta-blecido, puede lIegarse a comunicar entre dos puntos de una manera inteligible (C).

ONDAMODULADORA

ONDAPORTADORA

MJDULADOR

/Principio de funcionamiento basico de un transrnisor de radio. La onda portadora se rnez-cia.. en el modulador on la onda moduladora (Ia que lIeva la informacion a transmitir). EIresultado es la onda modulada que se lIeva a la antena para ser radiada.

oido mejor dotado (cada uno en sucampo), y hay emisoras que transrni-len con una polencia 10.000 vecesmayor que el grito mas alto que puedaemitir una garganta humana. S610queda multiplicar, y sacar conclusio-nes.

La modulaci6nSin embargo, 10anterior no resulta su-fidente para nosotros, pues una onda10

electrornaqnetica pura no es mas queeso: una onda que no transporta nin-gun tipo de informacion. Si nos aso-mamos una noche a una ventana denuestra vivienda, nuestro oido seracapaz de percibir un cierto ruido. unrumor mas 0 menos lejano, que nonos dira mas que algo 0alguien 10estaproduciendo: son ondas sonoras sininformaci6n util para nosotros. La pri-mera idea quese nos ocurre para queuna onda electrornaqnetica lleve algode informacion es interrumpirla a in-

tervalos mas 0 menos frecuentes. As!se dara paso ados situaciones pertec-tamente diferenciables: hay onda, 0 nola hay. Incluso, podemos adelantar unpoco mas: los intervalos en que hayaonda pueden hacerse de distinta du-raci6n, y as! seremos capaces de dis-tinguir no solo la existencia 0 no de laonda, sino su mayor 0 menor dura-cionAsi fue como se realizaron las prime-ras transmisiones de radio, aprove-chando un codiqo que Morse habia in-ventado anos antes (el c6digo Morse),consistente en asig nar a cada letra,nurnero y signo ortoqratico uno 0 va-rios intervalos de distinta duracion(conocidos como rayas y puntas); es-paciando adecuadamente la transmi-sian de los codiqos correspondien-tes a cada letra, pu ede enviarse unmensaje inteliqible. EI c6digo Morsepuede asimilarse al lenguaje hablado:mediante un acuerdo preestablecido yconocido, dos personas pueden co-municarse y entenderse par medio desonidos.Ya sabemos como imprimir informa-cion a una onda electrornacnenca.Sin embargo, este tipo de informacionrequiere del aprendizaje del codlqoMorse, igual que el lenguaje habladorequiere conocer el significado decada palabra. Adernas, el ccdiqoMorse no podria transrnitir nunca in-formacion de tipo musical 0 visual,que son las que mas tacllrnente tra-ducimos.Se Ilaman vocales, en lenguaje ha-blado, a las letras que se pronunciancon tan solo emitir la voz. En caste-llano son cinco, y resulta muy facilcomprobar que una suena distinta deotra tan solo con cerrar mas 0 menosla boca, y con poner la lengua en unaposicion u otra. Se dice que module-mos la voz, porque 10unico que ha-cemos es modificar una corriente deaire salida de nuestra garganta paraque suene de una forma 0 de otra. Lacorriente de aire podemos Ilamariaporta dora, pues es la que llevara 0portara la modulaci6n que Ie impri-mamos con la boca ylo lengua. La por-tadora, por si sola, no es sonido, notransporta 10 que hemos Ilamado in-formacion"Esto tan sencillo y que tan habituadosestamos a hacer a diario (simple-mente, hablar) es 10 que se hace enuna emisora de radio. Se crea unaonda portadora (el equivalente ala co-rriente de aire) que se lIeva a un mo-dulador (Ia boca y lengua) para quesobre ella se imprirna- la informacionque desearnos, que se materializacomo onda moduladora (10 que nos-


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otros queremos expr esar con el len-guaje). EI resultado final es la ondamodulada (las palabras real mentepronu nciadas), que sera radiada al es-pacio para que otra u otras personaspuedan recogerla e interpretarla.

Tipos de rnodulaclonYase han descrito dos de los parame-tros mas importantes de una onca, queson su ampiitud y su frecuencia. Laamplitud da idea del valor maximo queadoptara la onda, mientras que la fre-cuencia nos dira los cicios completosque S8 repiten en cad a segundo. Laforma de las ondas hertzianas es iden-.tica a las de sonido. La (mica diferen-cia (aparte de su naturaleza) esta en lafrecuencia. Mientras que en las sono-ras audibles rara vez Ilegan a los20 KHz, las de radio pueden lIegar atener trecuencias "superiores a los1a GHz (diez mil, millones de ciclospor segundo).Aunque no 10 hemos dicho expllcita-mente. ya hemos mencionado unaforma de modulaci6n cuando habla-mos del sistema Morse. Se trata dedar amplitud maxi ma a la onda(cuando se transmite punto 0 raya) yamplitud cero (i n tervalo entre pu ntosylo rayas) Es una modulaci6n basadaen el tcdo 0 nada. Como vemos.en este caso 10 que se moditica es laamp/itud de la onda. Nos encontramosfrente a la tnodutecion de amptitud,que abreviaremos como AMIgual que hemos introducido la infor-macion en la portadora modificandouno de sus parametres, la amplitud,tarnbien podriamos hacerlo modifi-cando el otro pararnetro antes citado,la f recuencia. AsI. si nuestra portadoratuviera una frecuencia de, pongamos,500 KHz, cuando quisierarnos trans-mitir un punto 0 una raya, podriamoscambiar la frecuencia a 510KHz. Esavariacion de 10 KHz en la frecuenciala interpretaria el receptor como latransmisi6n de un punto 0 una raya,sepun la duraci6n. ASI habremos he-cho una mooulecion de frecuencia,que notaremos como FM.Existen mas tipos de modulaci6n,como son la de fase, por irnpul-sos. etc., pero s610 nos i nteresan lasdos ya citadas, y 10 que es verdade-ramente importante es hacerse a laidea de que para modular una onda,hay que modificar alguno de los para-metros que la definen. Una onda por-tacora no posee en s! ninqun tipo de .informacion qu e pueda resultarnosutil.I

1 J ; . ' .. ' . ~ . ' i-: . . . . .! ,. '.~. "AMPLITUD ': ;~:

I.

FRECUENCIACICLOS/SEG,

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Dos de los parametres mas importantes de una onda de radio son su amplitud V sufrecuencia.

ONDAMODULADORA

ONDAPORTADORA

" . - .i \, I\ .I. . .

Esquema de funcionamiento de una modulaci6n de amplitud. La arnplitud de la ondaporta dora se modifica con arreglo a las variaciones de la moduladora. Los picos de laonda modulada tienen una forma identica a la onda moduladora.

La modulacion de amplitudPuesto que la serial de audio es varia-ble, podemos hacer variar la amplitudde la portadora al ritmo de la de audio.EI receptor Ie disenar ernos de formaque sea sensible s6/0 a dicha varia-cion de arnptituc, que sera precisa-mente la serial de audio que quere-mas transportar. Como vemos, la por-tadora es s610 el caballo que trans-porta el jinete que es la senal de au-dio No nos sirve nada mas que paraconseguir que el jinete Ilegue mas le-jos que podrla hacerlo par sus propiosmedias.Aunque el proceso de modulaci6n estan sencillo como acabamos de expo-ner, al estudiar la onda modulada quetransmitimos aparecen algunas com-plicaciones. Pongamos un ejemplopara verlo con mayor claridad. Supon-gamos que nuestra portadora tieneuna frecuencia de 600 KHz, y que lamodulamos en amplitud con una senatde audio de 5 KHz Se puede demos-trar maternaticarnente que la ondamodulada (frecuencia 600 KHz, yam-

plitud variando continuamente a razonde 5 KHz) es equivalente a tres on-das, una de 600 KHz, otra de 605 KHzy una tercera de 595 KHz. Si la fre-cuencia de la onda moduladora (Ia se-nal de audio) fuera de 20 KHz, la ondamodulada sequiria.siendo equivalentea otras tres, ahora de frecuencias 600,620 y 580 KHz.Si ahora queremos transmitir una re-producci6n musical que esta com-puesta por senates de frecuencia dehasta 20 KHz. la onda modulada sepodra descomponer como una com-.ponente central de 600 KHz y dosbandas laterales, una a cada lade de lafrecuencia central, ocupando un an-cho cada una de 20 KHz. esto es, laonda modulada ocupara una banda defrecuencias comprendida entre 580 y620 KHz. Podriamos asimilar la for-macion de las dos bandas laterales ala modulaci6n de amplitud que sufrentanto los semiciclos positives comolos negativos de la portadora.Como facilrnente se comprende, yesto es importante, el ancho de bandaocupado par una transmisi6n de MA


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5801' 600 \620\ Ancho 30 KHz I

PORT. 600 KH, ~ U U l I l l I ~ ! LMODUL. Audio hasta 15 KH_Z -----,IPn Y f J J M l l l J J L L U . y > . . L l l 1 I l l Y I l UU.J ..llr- _

585 600 615

PORTADORA: 600 KHzMODULADORA: 5 KHz

PORT, 600 KHzMODUL. 20 KHz

595 600Ancho 40 KHz I

I I I /Una onda modulada en ampli tud t iene varias componentes de dist intas frecuencias. Siem-pre existe una componente correspondiente a la portadora; las otras componentes sondebidas a la modu'ladora, siendo su amplitud y frecuenda dependientes de ella.

I'~-'I_._ .~ i

Esquema de funcionamiento de una modulacion de frecuencia. La frecuencia instantanea dela portadora se hace variar con arreglo a la amplitud de la bduladora. Asi. cuando laamplitud aumente. tarnbien 10hace la frecuencia; si disminuye. lalfrecuencia lnstantanea sehace menor. Esto es 10que muestra el ejemplo grilfico mostrado, donde se ha elegido unaonda moduladora de forma rectangular para mayor claridad de exposieion.

depende directamente del ancho debanda ocupada por la senal de audio atransmitir, y no de su amplitud. Ade-mas, el ancho de banda total ocupadopor la onda modulada que se trans-mite es el dob/e del que tiene la senalde audio. Estos son los puntas desta-cables de este tipo de modulacion.

La modulaci6n de frecuenciaIgual que en AM se hace variar la am-plitud de la po tadora al ritmo de la se-rial moduladora, tarnbien podemoshacer que la itecuencie de la porta-

dora varle al ritmo de la sejial qu e que-rernos enviar, la rnoduladora De estaforma tan sencilla obtendremos unaonda que Ileva imprimida la informa-ci6n como variaclon de frecuencia,esto es, habremos hecho una modu-laci6n de frecuencia de la portadora.Ahora haremos que nuestro receptorsea tan s610 sensible a dichas varia-ciones de frecuencia, con 10 que po-dremos recoger de nuevo la informa-cion contenida en la onda modulada.EI proceso de modu laci6n se realizade tal forma que la desviaci6n de fre-cuencia (el nurnero de hertzios en quecambia la frecuencia instantanea de la

portadora) es proporcional a la ampli-tua de la serial moduladora. Ponga-mos un ejemplo numerlco que nosaclare la idea. Supongamos una serialmoduladora de 1 V de amplitud, noimporta su frecuencia. Supongamosasimisrno que dicha senal provocauna desviaci6n de frecuencia de 15 KHz en la frecuencia de la por-tadora, que varnos tarnbien a suponerque es de 1.000 KHz. Conforme variela senal moduladora, la frecuencia dela porta dora variara desde 985 KHzhasta 1.015 KHz (1.000 15 KHz),ocupando un ancho de banda de30 KHz (1.015 - 985 = 30 KHz), estoes, el doble de la desviacion.Si ahora queremos modular la porta-dora de 1.000 KHz can una modula-dora de 10 V de amplitud, la desvia-cion que obtendremos sera de 150 KHz (diez veces mayor desvia-ci6n que con la rnoculacion de 1 V),per 10 que la frecuencia de la porta-dora v ar i ar a entre 850 KHz y1.150 KHz (1.000 150 KHz), ocu-pando la transrnision una banda de300 KHz (1.150 - 850 = 300 KHz),tarnbian el doble de la desviaci6n.l,Que como se distinguen dos modu-ladoras de igual amplitud, 10 V, y dis-tinta frecuencia, 1 KHz y 5 KHz? Puesmuy sencillo: puesto que ambas sena-les tienen la misma amplitud (10 V). ladesviaci6n de frecuencia de la porta-dora sera la misma ( 150 KHz); perccon la serial de 1 KHz la variaci6n sehara a razon de 1.000 veces por se-gundo, mientras que can la de 5 KHzla desviaci6n se realizara 5.000 vecescada segundo.As! pues, destaquemos este puntaque es importante: el ancho de bandaocupado por una transrnlslon de FMdepende directamente de la amplitudde la serial de audio a transmitir. Ade-mas, el ancho de banda total ocupadopar la onda modulada que se trans-mite podemos considerar, en princi-pio, que es el doble de la desviaci6nde frecuencia producida por la maximaamplitud de la senal de audio.Pod ria pensarse que el empleo de lamodulaci6n de frecuencia reduciria aun minimo el ancho de banda em-pleado para su transrnision, utilizandopara ella una desviaci6n de frecuenciamuy pequena. Esto no es asl en la rea-lidad. Par consideraciones matematl-cas que ahara no vamos a exponeraqui,el ancho de banda de transmi-sion depende de la desviacion de fre-cuencia empleada, y esta a su vez delancho de banda de la senal de audio,por 10 que tacilrnente se deduce quelos anchos de banda de transrnisicn yde la serial de audio estan interrela-


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MODULACION 0 %

PORTADORA(rooow)I MODULACION 0%I595 600 i605 KHzB

595 600 '305 KHZMODUL.30%

MODUL 100%

SOBRE-MODULACIONMODUL.100%

595 600 605 KHz~~.j'" . J. .~ .,

Ala izquierda: Porcentaje de modutaclen en AM. Una onda portadora sin modular tiene una amplitud constante (A). Cuando se modulauna sefial, la amplitud media sigue siendo la misma, aunque varia con la misma forma que la moduladora (B). Cuando las amplitudes dportadora y la moduladora se hacen iguales, se consigue la medulaeien al 100 % (C). No debe permitirse que la amplitud de la modutarsea superior a la de la portadora, para evitar posibles distorsiones (0).Ala derecha: Potencias empleadas en las distintas bandas laterales. Si la potencia de la porta dora se mantiene constante. cuando ncmodule, toda la paten cia emitida sera gastada en transrnitlr onda portadora (AI. Cuando el porcentaje de modulacion alcanza el 301

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