Un receptor de radiofrecuencia sintonizado (o receptor TRF ) es un tipo de receptor de radio que se compone de una o más etapas amplificadoras de radiofrecuencia (RF) sintonizadas seguidas de un circuito detector ( demodulador ) para extraer la señal de audio y, por lo general, un amplificador de frecuencia de audio. . Este tipo de receptor fue popular en la década de 1920. Los primeros ejemplos podrían ser tediosos de operar porque al sintonizar una estación, cada etapa tenía que ajustarse individualmente a la frecuencia de la estación., pero los modelos posteriores tenían sintonización en grupo, los mecanismos de sintonización de todas las etapas estaban conectados entre sí y operados por una sola perilla de control. A mediados de la década de 1930, fue reemplazado por el receptor superheterodino patentado por Edwin Armstrong .
Fondo
El receptor TRF fue patentado en 1916 por Ernst Alexanderson . Su concepto era que cada etapa amplificaría la señal deseada y reduciría las interferencias. Múltiples etapas de amplificación de RF harían que la radio sea más sensible a las estaciones débiles, y los múltiples circuitos sintonizados le darían un ancho de banda más estrecho y más selectividad que los receptores de una sola etapa comunes en ese momento. Todas las etapas sintonizadas de la radio deben rastrear y sintonizar la frecuencia de recepción deseada. Esto contrasta con el receptor superheterodino moderno que solo debe sintonizar el extremo frontal de RF del receptor y el oscilador local a las frecuencias deseadas; todas las etapas siguientes funcionan a una frecuencia fija y no dependen de la frecuencia de recepción deseada.
Los receptores TRF antiguos a menudo se pueden identificar por sus gabinetes. Por lo general, tienen una apariencia larga y baja, con una tapa abatible para acceder a los tubos de vacío y circuitos sintonizados . En sus paneles frontales normalmente hay dos o tres diales grandes, cada uno de los cuales controla la afinación de una etapa. En el interior, junto con varios tubos de vacío, habrá una serie de grandes bobinas. Por lo general, estos estarán con sus ejes en ángulo recto entre sí para reducir el acoplamiento magnético entre ellos.
Un problema con el receptor TRF construido con triodo tubos de vacío es la capacitancia entre los electrodos del triodo. La capacitancia entre electrodos permite que la energía del circuito de salida retroalimente hacia la entrada. Esa retroalimentación puede causar inestabilidad y oscilación que frustran la recepción y producen chillidos o aullidos en el altavoz. En 1922, Louis Alan Hazeltine inventó la técnica de neutralización que utiliza circuitos adicionales para cancelar parcialmente el efecto de la capacitancia entre electrodos. [1] La neutralización se utilizó en la popular serie Neutrodyne de receptores TRF. En determinadas condiciones, "la neutralización es sustancialmente independiente de la frecuencia en una banda de frecuencia amplia". [2] "En la práctica, la neutralización perfecta no se puede mantener en una amplia banda de frecuencias porque las inductancias de fuga y las capacidades parásitas" no se cancelan por completo. [3] El desarrollo posterior de los tubos de vacío de tetrodo y pentodo minimizó el efecto de las capacitancias entre electrodos y podría hacer innecesaria la neutralización; los electrodos adicionales en esos tubos protegen la placa y la rejilla y minimizan la retroalimentación. [4]
Cómo funciona
Los receptores TRF clásicos de las décadas de 1920 y 1930 generalmente constaban de tres secciones:
- una o más etapas amplificadoras de RF sintonizadas. Estos amplifican la señal de la estación deseada a un nivel suficiente para activar el detector, mientras rechazan todas las demás señales captadas por la antena.
- un detector , que extrae el audio ( modulación de la señal) de la radio señal portadora por la rectificación de la misma.
- opcionalmente , pero casi siempre incluidas, una o más etapas de amplificación de audio que aumentan la potencia de la señal de audio.
Cada etapa de RF sintonizada consta de un dispositivo amplificador, un tubo de vacío de triodo (o en conjuntos posteriores, un tetrodo ) y un circuito sintonizado que realiza la función de filtrado. El circuito sintonizado consistía en un transformador de acoplamiento de RF de núcleo de aire que también servía para acoplar la señal del circuito de placa de un tubo al circuito de rejilla de entrada del siguiente tubo. Uno de los devanados del transformador tenía un condensador variable conectado a través de él para hacer un circuito sintonizado . Se utilizó un condensador variable (o, a veces, una bobina de acoplamiento variable llamada variómetro ), con una perilla en el panel frontal para sintonizar el receptor. Las etapas de RF generalmente tenían circuitos idénticos para simplificar el diseño.
Cada etapa de RF tenía que estar sintonizada a la misma frecuencia, por lo que los condensadores tenían que sintonizarse en tándem al traer una nueva estación. En algunos conjuntos posteriores, los condensadores se "agruparon", se montaron en el mismo eje o se vincularon mecánicamente de otro modo para que la radio pudiera sintonizarse con una sola perilla, pero en la mayoría de los conjuntos las frecuencias de resonancia de los circuitos sintonizados no se podían hacer "seguir "lo suficientemente bien como para permitir esto, y cada etapa tenía su propia perilla de afinación. [5]
El detector era generalmente un detector de fugas en la red . Algunos equipos utilizaron un detector de cristal ( diodo semiconductor ) en su lugar. Ocasionalmente, se utilizó un detector regenerativo para aumentar la selectividad.
Algunos equipos TRF que se escuchaban con auriculares no necesitaban un amplificador de audio, pero la mayoría de los equipos tenían de una a tres etapas de amplificador de audio acopladas por transformador o acopladas a RC para proporcionar suficiente potencia para impulsar un altavoz .
El diagrama esquemático muestra un receptor TRF típico. Este ejemplo en particular usa seis triodos. Tiene dos etapas de amplificación de radiofrecuencia, un detector / amplificador de fugas de red y tres etapas de amplificador de audio de clase 'A'. Hay 3 circuitos sintonizados T1-C1, T2-C2 y T3-C3 . Los condensadores de sintonización segundo y tercero, C2 y C3 , están agrupados (indicados por una línea que los une) y controlados por una sola perilla, para simplificar la sintonización. Generalmente, se requerían dos o tres amplificadores de RF para filtrar y amplificar la señal recibida lo suficiente para una buena recepción.
Ventajas y desventajas
Terman caracteriza las desventajas del TRF como "baja selectividad y baja sensibilidad en proporción al número de tubos empleados. Por lo tanto, son prácticamente obsoletos". [6] La selectividad requiere un ancho de banda estrecho, pero el ancho de banda de un filtro con un factor Q determinado aumenta con la frecuencia. Entonces, para lograr un ancho de banda estrecho a una alta frecuencia de radio, se requieren filtros de Q alto o muchas secciones de filtro. Rara vez se logró lograr una sensibilidad y un ancho de banda constantes en toda una banda de transmisión. Por el contrario, un receptor superheterodino traduce la alta frecuencia de radio entrante a una frecuencia intermedia más baja que no cambia. El problema de lograr una sensibilidad y un ancho de banda constantes en un rango de frecuencias surge solo en un circuito (la primera etapa) y, por lo tanto, se simplifica considerablemente.
El principal problema con el receptor TRF, particularmente como producto de consumo, fue su complicada sintonización. Todos los circuitos sintonizados deben realizar un seguimiento para mantener la sintonización de ancho de banda estrecho. Es difícil mantener alineados varios circuitos sintonizados mientras se sintoniza en un amplio rango de frecuencias. En los primeros conjuntos de TRF, el operador tenía que realizar esa tarea, como se describe anteriormente. Un receptor superheterodino solo necesita rastrear las etapas de RF y LO; los onerosos requisitos de selectividad se limitan al amplificador de FI que tiene sintonización fija.
Durante la década de 1920, una ventaja del receptor TRF sobre el receptor regenerativo era que, cuando se ajustaba correctamente, no irradiaba interferencias . [7] [8] El popular receptor regenerativo, en particular, usaba un tubo con retroalimentación positiva que funcionaba muy cerca de su punto de oscilación, por lo que a menudo actuaba como transmisor, emitiendo una señal a una frecuencia cercana a la frecuencia de la estación en la que se encontraba. sintonizado en. [7] [8] Esto produjo heterodinos audibles , chillidos y aullidos, en otros receptores cercanos sintonizados en la misma frecuencia, provocando críticas de los vecinos. [7] [8] En un entorno urbano, cuando varios aparatos de regeneración en el mismo bloque o edificio de apartamentos estaban sintonizados en una estación popular, podría ser prácticamente imposible escuchar. [7] [8] Gran Bretaña, [9] y eventualmente los Estados Unidos, aprobaron regulaciones que prohibían a los receptores irradiar señales espúreas, lo que favorecía al TRF.
Uso moderno
Aunque el diseño TRF ha sido reemplazado en gran medida por el receptor superheterodino, con el advenimiento de la electrónica de semiconductores en la década de 1960, el diseño "resucitó" y se usó en algunos receptores de radio integrados simples para proyectos de radio, kits y productos de consumo de gama baja para aficionados. Un ejemplo es el circuito integrado de radio ZN414 TRF de Ferranti en 1972 que se muestra a continuación
Ver también
- Sintonizador (radio)
- Radio de cristal
- Circuito regenerativo
- Receptor superheterodino
- Receptor de baja FI
Referencias
- ^ Lee, Thomas H. (2004). El diseño de circuitos integrados de radiofrecuencia CMOS (2ª ed.). Reino Unido: Cambridge University Press. pag. 16. ISBN 0521835399. CS1 maint: parámetro desalentado ( enlace )
- ^ Terman, Frederick E. (1943), Manual de ingenieros de radio , McGraw-Hill, pág. 469
- ^ Terman, Frederick Emmons (1937), Radio Engineering (segunda ed.), Nueva York: McGraw-Hill, p. 236 CS1 maint: parámetro desalentado ( enlace )
- ↑ Terman (1937 , p. 238) afirma: "La neutralización siempre es necesaria en los amplificadores de triodo sintonizados, ya que, de lo contrario, la resistencia de entrada será tan baja que se pueden esperar oscilaciones. Sin embargo, no se emplea con amplificadores de pentodo y rejilla de pantalla porque el acoplamiento de capacidad directa entre la rejilla y la placa en tales tubos es muy pequeño ".
- ^ Felix, Edgar H. (julio de 1927). "Algo sobre control único" (PDF) . Emisión de radio . Nueva York: Doubleday, Page and Co. 11 (3): 151-152 . Consultado el 10 de enero de 2015 . CS1 maint: parámetro desalentado ( enlace )
- ↑ Terman , 1943 , p. 658
- ^ a b c d Glasgow, RS (junio de 1924). "Receptores radiantes" (PDF) . Radio en el Hogar . Filadelfia, PA: Henry M. Neely Publishing Co. 3 (1): 16, 28 . Consultado el 14 de marzo de 2014 .
Pero la interferencia debida a los receptores regenerativos cuando están en la condición de oscilación no puede ser eliminada por nada que pueda hacer el operador receptor. ... Todos los tipos de conjuntos regenerativos harán que la antena conectada irradie energía si se le permite oscilar.
CS1 maint: parámetro desalentado ( enlace ) - ^ a b c d Ringel, Abraham (noviembre de 1922). "El problema de la radiación del receptor y algunas soluciones" . La era de la radio . 10 (2): 67–69 . Consultado el 22 de agosto de 2014 . CS1 maint: parámetro desalentado ( enlace )
- ^ "Cómo las guerras de patrullas de motor con los bloopers" (PDF) . Noticias de radio . Nueva York: Experimenter Publishing Co. 9 (1): 37. Julio de 1927 . Consultado el 23 de agosto de 2014 . CS1 maint: parámetro desalentado ( enlace )
Otras lecturas
- Tomasi, Wayne (2004), Sistemas de comunicaciones electrónicas: desde los fundamentos hasta el nivel avanzado (5.a ed.), Pearson Education, ISBN 9780130494924