Receptor de radiofrecuencia sintonizado
Esta radio TRF de la década de 1920 fabricada por Signal está construida sobre una placa de pruebas.
Sintonizar un receptor TRF, como este equipo Neutrodyne de 5 tubos de 1924 con dos etapas de amplificación de RF, era un proceso complicado. Los tres circuitos sintonizados, controlados por los 3 grandes mandos, tenían que sintonizarse al unísono con la nueva estación. Por lo tanto, sintonizar una estación era un proceso de aproximación sucesiva. Una vez que se encontraba una estación, se anotaban los números de los diales para poder encontrarla nuevamente.
Ajuste de las tres etapas de un conjunto TRF al unísono. Este receptor Grebe Synchrophase de 1925 tiene ruedas de ajuste en lugar de perillas que se pueden girar con un dedo, por lo que no se necesita una tercera mano.

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 audiofrecuencia. Este tipo de receptor fue popular en la década de 1920. Los primeros ejemplos podían 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 agrupada, los mecanismos de sintonización de todas las etapas estaban vinculados entre sí y se operaban con un solo botón 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 mientras reducía las interferencias. Múltiples etapas de amplificación de RF harían que la radio fuera 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 suelen identificarse por sus cajas acústicas. Suelen tener una apariencia alargada y baja, con una tapa abatible para acceder a las válvulas de vacío y a los circuitos sintonizados . En sus paneles frontales suele haber dos o tres diales grandes, cada uno de los cuales controla la sintonización de una etapa. En el interior, junto con varias válvulas de vacío, habrá una serie de bobinas grandes. Estas suelen estar con sus ejes en ángulos rectos entre sí para reducir el acoplamiento magnético entre ellas.

Un problema con el receptor TRF construido con tubos de vacío de triodo es la capacitancia entre electrodos del triodo. La capacitancia entre electrodos permite que la energía en el circuito de salida se retroalimente en la entrada. Esa retroalimentación puede causar inestabilidad y oscilación que frustran la recepción y producen ruidos chirriantes o aulladores 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. Bajo ciertas condiciones, "la neutralización es sustancialmente independiente de la frecuencia en una amplia banda de frecuencias". [2] "La neutralización perfecta no se puede mantener en la práctica 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 tetrodo y pentodo minimizó el efecto de las capacitancias entre electrodos y podría hacer que la neutralización fuera innecesaria; Los electrodos adicionales en esos tubos protegen la placa y la rejilla y minimizan la retroalimentación. [4]

Disposición típica de los tubos de una radio TRF Disposición típica del dial de un receptor de radiofrecuencia sintonizado Disposición típica de los componentes del receptor de radiofrecuencia sintonizada

Cómo funciona

Diagrama de bloques del receptor TRF

Los receptores TRF clásicos de los años 1920 y 1930 generalmente constaban de tres secciones:

  • Una o más etapas amplificadoras de RF sintonizadas. Estas 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 la señal de audio ( modulación ) de la señal portadora de radio rectificándola .
  • Opcionalmente , pero casi siempre se incluyen, una o más etapas de amplificación de audio que aumentan la potencia de la señal de audio.
El receptor de 9 tubos Leutz de 1927 muestra claramente los componentes de un conjunto TRF. Cada etapa de RF está en un compartimento separado. Dentro de cada compartimento se puede ver (desde arriba) : el tubo de triodo, la bobina de acoplamiento entre etapas y el condensador conectado a su dial de sintonización del panel frontal. Los compartimentos contienen (desde la izquierda) : las 4 etapas de RF, la etapa del detector y el amplificador de audio de 4 tubos. Los condensadores se pueden conectar a un eje común y sintonizar juntos, o sintonizar por separado.

Cada etapa de RF sintonizada consta de un dispositivo amplificador, un tubo de vacío 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 con núcleo de aire que también servía para acoplar la señal del circuito de placas 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 formar un circuito sintonizado . Se utilizaba 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 incorporar una nueva estación. En algunos equipos posteriores, los condensadores estaban "agrupados", montados en el mismo eje o conectados mecánicamente de otra manera para que la radio pudiera sintonizarse con una sola perilla, pero en la mayoría de los equipos, las frecuencias resonantes de los circuitos sintonizados no podían "seguirse" lo suficientemente bien como para permitir esto, y cada etapa tenía su propia perilla de sintonización. [5]

El detector era generalmente un detector de fugas de rejilla . Algunos equipos utilizaban en su lugar un detector de cristal ( diodo semiconductor ). Ocasionalmente, se utilizaba un detector regenerativo para aumentar la selectividad.

Algunos equipos TRF que se escuchaban con auriculares no necesitaban un amplificador de audio, pero la mayoría tenían de una a tres etapas de amplificación de audio acopladas por transformador o RC para proporcionar suficiente potencia para accionar un altavoz .

Esquema de diseño de seis tubos utilizando tubos de triodo: dos amplificadores de radiofrecuencia, un detector de fugas de rejilla y tres amplificadores de audio de clase "A"

El diagrama esquemático muestra un receptor TRF típico. Este ejemplo en particular utiliza seis triodos. Tiene dos etapas amplificadoras de radiofrecuencia, un detector/amplificador de fugas de red y tres etapas amplificadoras de audio de clase "A". Hay 3 circuitos sintonizados T1-C1, T2-C2 y T3-C3 . El segundo y tercer condensador de sintonización, C2 y C3 , están agrupados (indicados por una línea que los une) y controlados por una sola perilla, para simplificar la sintonización. Generalmente, se necesitaban 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 "una selectividad pobre y una sensibilidad baja en proporción al número de tubos empleados. Por lo tanto, están 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. Por lo tanto, para lograr un ancho de banda estrecho a una frecuencia de radio alta se necesitaban filtros de Q alto o muchas secciones de filtro. Conseguir una sensibilidad y un ancho de banda constantes en toda una banda de transmisión rara vez se lograba. En cambio, 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 del receptor TRF, en particular como producto de consumo, era su complicada sintonización. Todos los circuitos sintonizados debían seguir la pista para mantener la estrecha sintonización de ancho de banda. Mantener alineados varios circuitos sintonizados mientras se sintoniza en un amplio rango de frecuencias es difícil. En los primeros equipos TRF, el operador tenía que realizar esa tarea, como se describió anteriormente. Un receptor superheterodino solo necesita seguir la pista de las etapas de RF y LO; los onerosos requisitos de selectividad se limitan al amplificador de FI, que tiene una sintonización fija.

Durante la década de 1920, una ventaja del receptor TRF sobre el receptor regenerativo era que, cuando se ajustaba correctamente, no radiaba interferencias . [7] [8] El popular receptor regenerativo, en particular, utilizaba un tubo con retroalimentación positiva operado muy cerca de su punto de oscilación, por lo que a menudo actuaba como un transmisor, emitiendo una señal a una frecuencia cercana a la frecuencia de la estación a la que estaba sintonizado. [7] [8] Esto producía heterodinos audibles , chillidos y aullidos, en otros receptores cercanos sintonizados a la misma frecuencia, trayendo críticas de los vecinos. [7] [8] En un entorno urbano, cuando varios equipos regenerativos en el mismo bloque o edificio de apartamentos estaban sintonizados a una estación popular, podía ser virtualmente imposible escuchar. [7] [8] Gran Bretaña, [9] y eventualmente los EE. UU., aprobaron regulaciones que prohibían que los receptores radiaran señales espurias, lo que favorecía al TRF.

Uso moderno

Aunque el diseño TRF ha sido reemplazado en gran medida por el receptor superheterodino, con la llegada de la electrónica de semiconductores en la década de 1960, el diseño fue "resucitado" y utilizado en algunos receptores de radio integrados simples para proyectos de radio de aficionados, kits y productos de consumo de gama baja. Un ejemplo es el circuito integrado de radio TRF ZN414 de Ferranti en 1972 que se muestra a continuación.

El ZN414: casi una radio TRF completa en un solo chip

Véase también

Notas al pie

Referencias

  1. ^ Lee, Thomas H. (2004). El diseño de circuitos integrados de radiofrecuencia CMOS (2.ª ed.). Reino Unido: Cambridge University Press. pág. 16. ISBN 0521835399.
  2. ^ Terman, Frederick E. (1943), Manual del ingeniero de radio , McGraw-Hill, pág. 469
  3. ^ Terman, Frederick Emmons (1937), Ingeniería de radio (segunda edición), Nueva York: McGraw-Hill, pág. 236
  4. ^ 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 utiliza con amplificadores de pentodo y de rejilla de pantalla porque el acoplamiento de capacidad directa entre la rejilla y la placa en dichos tubos es muy pequeño".
  5. ^ Felix, Edgar H. (julio de 1927). "Algo sobre el control único" (PDF) . Radio Broadcast . 11 (3). Nueva York: Doubleday, Page and Co.: 151–152 . Consultado el 10 de enero de 2015 .
  6. ^ Terman 1943, pág. 658
  7. ^ abcd Glasgow, RS (junio de 1924). "Radiating Receivers" (PDF) . Radio in the Home . 3 (1). Philadelphia, PA: Henry M. Neely Publishing Co.: 16, 28 . Consultado el 14 de marzo de 2014 . Pero la interferencia debida a los receptores regenerativos cuando están en condición oscilante no puede eliminarse con nada que el operador del receptor pueda hacer. ... Todos los tipos de equipos regenerativos harán que la antena conectada irradie energía si se le permite oscilar.
  8. ^ abcd Ringel, Abraham (noviembre de 1922). «El problema de la radiación del receptor y algunas soluciones». The Radio Age . 10 (2): 67–69 . Consultado el 22 de agosto de 2014 .
  9. ^ "Cómo la patrulla motorizada lucha contra los bloopers" (PDF) . Radio News . 9 (1). Nueva York: Experimenter Publishing Co.: 37 de julio de 1927 . Consultado el 23 de agosto de 2014 .

Lectura adicional

  • Tomasi, Wayne (2004), Sistemas de comunicaciones electrónicas: desde lo fundamental hasta lo avanzado (5.ª ed.), Pearson Education, ISBN 9780130494924
Wikimedia Commons alberga una categoría multimedia sobre Circuitos de radiofrecuencia sintonizados .
Obtenido de "https://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Receptor_de_radiofrecuencia_sintonizado&oldid=1218069846"