En un receptor de radio , un oscilador de frecuencia de batido o BFO es un oscilador dedicado que se utiliza para crear una señal de frecuencia de audio a partir de transmisiones de radiotelegrafía en código Morse ( CW ) para hacerlas audibles. La señal del BFO se mezcla con la señal recibida para crear una frecuencia heterodina o de batido que se escucha como un tono en el altavoz. Los BFO también se utilizan para demodular señales de banda lateral única (SSB), haciéndolas inteligibles, esencialmente restaurando la portadora que fue suprimida en el transmisor. Los BFO a veces se incluyen en los receptores de comunicaciones.diseñado para oyentes de onda corta ; casi siempre se encuentran en receptores de comunicaciones para radioaficionados , que a menudo reciben señales de CW y SSB. [1]
El oscilador de frecuencia de batido fue inventado en 1901 por el ingeniero canadiense Reginald Fessenden . Lo que llamó el receptor "heterodino" fue la primera aplicación del principio heterodino .
Descripción general
En la transmisión de radio de onda continua (CW), también llamada radiotelegrafía , o telegrafía inalámbrica (W / T) o codificación on-off y designada por la Unión Internacional de Telecomunicaciones como tipo de emisión A1A , la información se transmite por pulsos de onda portadora de radio no modulada que deletrea enviar mensajes de texto en código Morse . Los pulsos de diferente longitud de la portadora, llamados "puntos" y "guiones" o "dits" y "dahs", son producidos por el operador que enciende y apaga el transmisor rápidamente usando un interruptor llamado llave telegráfica . El primer tipo de transmisión se generó mediante una chispa, ya que la chispa se disparó alrededor de 1000 veces por segundo (cuando se presionó la tecla de telégrafo). Las ondas amortiguadas resultantes (ITU Clase B) podrían recibirse en un conjunto de cristal básico que emplea un detector de diodos y un auricular como tono de velocidad de chispa. Fue solo con la introducción de transmisores de tubo que pudieron crear flujos de portadora de radiofrecuencia continua, que se requirió un BFO. La alternativa era modular la portadora con un tono de audio de alrededor de 800 Hz y activar la portadora modulada para permitir el uso del detector de diodo básico en el receptor, un método utilizado para comunicaciones marinas de frecuencia media (MF) hasta 2000 (tipo de emisión A2A). . La transmisión de radio usando tubos comenzó a reemplazar a los transmisores de chispas en el mar desde 1920 en adelante, pero no se eliminaron por completo antes de 1950 [ cita requerida ] .
Dado que los pulsos de la portadora no tienen modulación de audio , una señal CW recibida por un receptor de radio AM simplemente suena como "clics". A veces, cuando los pulsos de la portadora son lo suficientemente fuertes como para bloquear el "silbido" atmosférico estático normal en el receptor, las señales de CW se pueden escuchar sin un BFO como "pulsos" de silencio. Sin embargo, este no era un método de recepción confiable Para hacer que los pulsos de la portadora sean audibles en el receptor, se usa un oscilador de frecuencia de batido. El BFO es un oscilador electrónico de radiofrecuencia que genera una onda sinusoidal constante a una frecuencia f BFO que está desplazada de la frecuencia intermedia f IF del receptor. Esta señal se mezcla con la FI antes del segundo detector del receptor ( demodulador ). En el detector, las dos frecuencias suman y restan, y una frecuencia de batido ( heterodina ) en el rango de audio da como resultado la diferencia entre ellas: f audio = | f SI - f BFO | que suena como un tono en el altavoz del receptor. Durante los pulsos de portadora, se genera la frecuencia de batido, mientras que entre los pulsos no hay portadora por lo que no se produce tono. Por lo tanto, el BFO hace que los "puntos" y "guiones" de la señal del código Morse sean audibles, sonando como "pitidos" de diferente duración en el altavoz. Un oyente que conoce el código Morse puede decodificar esta señal para recibir el mensaje de texto.
Los primeros BFO, utilizados en los primeros receptores de radiofrecuencia sintonizada (TRF) en las décadas de 1910 y 1920, batían con la frecuencia portadora de la estación. Cada vez que la radio se sintonizaba en una frecuencia de estación diferente, la frecuencia BFO también tenía que cambiarse, por lo que el oscilador BFO tenía que ser sintonizable en toda la banda de frecuencia cubierta por el receptor.
Dado que en un receptor superheterodino las diferentes frecuencias de las diferentes estaciones se traducen todas a la misma frecuencia intermedia (FI) por el mezclador , los BFO modernos que laten con la FI sólo necesitan tener una frecuencia constante. Puede haber un interruptor para apagar el BFO cuando no es necesario, al recibir otros tipos de señales, como AM o FM . También suele haber una perilla en el panel frontal para ajustar la frecuencia del BFO, para cambiar el tono en un rango pequeño para adaptarse a las preferencias del operador.
Ejemplo
Un receptor está sintonizado con una señal de código Morse y la frecuencia intermedia ( IF ) del receptor es f IF = 45000 Hz. Eso significa que los dits y dahs se han convertido en pulsos de una señal de 45000 Hz, que es inaudible.
Para hacerlos audibles, la frecuencia debe cambiarse al rango de audio, por ejemplo, f audio = 1000 Hz. Para lograrlo, la frecuencia deseada de BFO es f BFO = 44000 o 46000 Hz.
Cuando la señal en la frecuencia f IF se mezcla con la frecuencia BFO en la etapa de detección del receptor, esto crea otras dos frecuencias o heterodinos : | f SI - f BFO |, y | f SI + f BFO |. La diferencia de frecuencia , f audio = | f SI - f BFO | = 1000 Hz, también se conoce como frecuencia de batido .
El otro, la frecuencia de suma , (F si + F bfo ) = 89000 o 91000 Hz, no es necesaria. Puede eliminarse mediante un filtro de paso bajo , como el altavoz de la radio, que no puede vibrar a una frecuencia tan alta.
f BFO = 44000 o 46000 Hz produce la frecuencia de batido deseada de 1000 Hz y se puede utilizar cualquiera.
Al variar la frecuencia BFO alrededor de 44000 (o 46000) Hz, el oyente puede variar la frecuencia de audio de salida; esto es útil para corregir pequeñas diferencias entre la sintonización del transmisor y el receptor, particularmente útil cuando se sintoniza en voz de banda lateral única (SSB). La forma de onda producida por el BFO late contra la señal de FI en la etapa del mezclador del receptor. Cualquier desviación del oscilador local o del oscilador de frecuencia de batido afectará el tono del audio recibido, por lo que se utilizan osciladores estables. [2]
Para la recepción de banda lateral única, la frecuencia BFO se ajusta por encima o por debajo de la frecuencia intermedia del receptor, según la banda lateral que se utilice. [1]
Otros usos
Otra forma de oscilador de frecuencia de batido se utiliza como generador de señal de frecuencia de audio ajustable. La señal de un oscilador controlado por cristal estable se mezcla con la señal de un oscilador sintonizable; la diferencia en el rango de audio se amplifica y se envía como la salida del generador de señal. Mediante el uso de cristal y frecuencias ajustables más altas que la frecuencia de audio deseada, se puede obtener un amplio rango de sintonía para un pequeño ajuste en el oscilador variable. [3] Aunque el oscilador de frecuencia de batido puede producir una salida con baja distorsión, los dos osciladores deben ser muy estables para mantener una frecuencia de salida constante. [4]
Referencias
- ^ a b Larry Wolfgang, Charles Hutchinson (ed), The ARRL Handbook for Radio Amateurs Sixty Eighth Edition , ARRL, ISBN 978-0872591684 -9, páginas 12-29,12-30
- ^ Paul Horowitz, Winfield Hill "El arte de la electrónica 2ª Ed." Prensa de la Universidad de Cambridge 1989 ISBN 0-521-37095-7 , página 898
- ^ EG Lapham, un generador de frecuencia de audio mejorado RP367 , Oficina de estándares Revista de investigación Vol 7 , Oficina nacional de estándares de Estados Unidos, 1932 página 691 y sigs.
- ^ Frank Spitzer, Barry Howarth, Principios de la instrumentación moderna , Holt, Rinehart y Winston, 1972 ISBN 0-03-080208-3 , página 98
Otras lecturas
- "Radioteléfono" , NEETS, Módulo 17 - Principios de comunicación por radiofrecuencia . Edición integrada, serie de capacitación en ingeniería eléctrica.
- "Modos de voz" , ARRL .