Instalación de Antena TDT

Indice:

1.- Procedimiento de Instalación de un sistema de captación Terrestre.

2.- Práctica.

3.- Sistema de captación Terrestre, lo que también debes saber.

4.- Conclusión.

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1.- Procedimiento de Instalación de un sistema de captación Terrestre.

El objetivo será instalar dos antenas de UHF para TDT y una de VHF para FM, una de las antenas UHF se orientará a un repetidor lejano (Aitana en nuestro caso), por lo que contendrá un preamplificador. Las señales de las tres antenas se mezclarán mediante un mezclador de mástil que entregará, por un único cable, los canales captados por las tres antenas.

En la siguiente figura se aprecia la disposición de las antenas y su conexión al mezclador.

Fig. : Sistema de captación TDT y FM

 

PROCEDIMIENTO:

1. Conectar un cable coaxial T100 al dipolo de cada antena. Los tres cables tendrán la longitud necesaria para coincidir en su otro extremo en el mezclador, que se ubicará en la parte baja del mástil (bajo la antena de FM).

2. Fijar en el extemo del mástil la antena que vaya a ser orientada al repetidor más lejano. El cable quedará sujeto al mástil con una vuelta de cinta aislante a 40 cm por debajo de la antena.

3. Fijar  el mástil mediante  agarraderas  con un apriete suave.

4. Conectar el cable de la antena orientada a Aitana al medidor de campo, seleccionar el canal 25 (MAUT Comunidad Valenciana – Alicante) y medir el CBER, girando la antena hasta que obtengamos el mejor valor posible (valor más pequeño).

5. Apretar las agarraderas.

6. A 1 m  por debajo de la antena anterior, colocar la segunda yagi orientándola al segundo repetidor (Carrascoy). Sabremos que está bien orientada cuando en el medidor de campo obtengamos el mejor CBER para un canal de este repetidor (el 38 por ejemplo).

7. A 1 m  por debajo de la antena anterior, colocar la tercera antena de dipolo plegado para la recepción de FM. Esta no se orienta, ya que es omnidireccional.

8. Fijar el mezclador al mástil y conectar los cables de las tres antenas. Se cuidará que la antena con preamplificador se conecte a la entrada del mezclador que permita el paso de corriente, las otras dos entradas bloquean este paso.

 

2.- Práctica.

En el siguiente enlace se puede descargar la Ficha de Prácticas que utilizan mis alumnos de Formación Profesional de la rama de Telecomunicaciones. En ella, previo a la práctica, realizan los esquemas de montaje y la resolución de cuestiones preparatorias. Tras su revisión, proceden al montaje de la práctica y toma de medidas y/o datos.

 Práctica:   Recepción Terrestre

 

3.- Sistema de captación terrestre, lo que también debes saber.

En la siguiente tabla podemos ver las frecuencias de los diferentes canales de TV tanto analógica como digital. Los canales analógicos se identifican por la frecuencia de su portadora de vídeo y los digitales por la frecuencia central del canal.

Ej. :  Canal 21: de 470 – 478 MHZ   (8 MHz de ancho de banda)

En Analógico -> 476,75 MHz                   En Digital -> 474 MHZ

Fig.: Frecuencias de canales de televisión.

 

¿Cómo saber qué canales distribuir en una instalación comunitaria?

En una instalación colectiva para MATV (sistema de televisión terrestre para antenas colectivas) sólo es obligatorio, según la Ley ICT, distribuir los canales cuya Intensidad de campo sea superior a la mostrada en la siguiente tabla.

Fig.: Intensidad de campo eléctrico mínima requerida en MATV.

Esta tabla es la que aparece en la Ley ICT de 2011, pero hay un problema: los medidores de campo nos dan el valor de la señal captada en dBuV, que es una tensión,  y no en dBuV/m (como indica la tabla) que es una intensidad de campo eléctrico.

Solución: 

V (dBuV) = E (dBuV/m) – K (dB/m)

V = Tensión entregada por el medidor de campo

E = Intensidad de campo eléctrico medida

K = 20 log f (MHz) – G antena (dB) – 31,54   

K es un valor que depende de la frecuencia del canal medido y de la ganancia (G) de la antena utilizada para la medición.

Ejemplo:

Calcular el nivel de señal mínimo en dBuV, para que el canal 29 de TDT sea insertado en una la instalación de ICT, sabiendo que la ganancia de la antena utilizada para la medida es de 10 dB para este canal.

Datos:
Canal 29 : su frecuencia es 538 MHz (ver en la tabla de asignación de frecuencia)
Ganancia de la antena usada (G) : 10 dB

Cálculos:
V mínima = E mínimaK =  57,61 – 13,01 = 44,60 dBuV

E mínima = 3 + 20 log 538 = 57,61 dBuV/m

K = 20 log 538 – 10 – 31,54 = 13,01dB/m

 

¿Qué nivel y calidad debe tener la señal?

La siguiente tabla muestra la calidad y nivel exigible a la señal en dos ubicaciones: antena y toma de usuario.

Observaciones:

  • Los niveles mínimos en ANTENA están obtenidos en base a la tabla anterior de Intensidad de campo eléctrico mínima requerida en MATV, solo que aquí están expresados en dBuV que es lo que nos muestran los medidores de campo.
  • El C/N  (Relación canal/ruido) en antena es mayor que en toma ya que aún no ha pasado por amplificadores y el tramo de cable hasta la antena es corto.
  • Un C/N elevado en antena asegura que el CBER también sea bueno. Si el nivel es bajo se puede elevar con amplificadores pero esto empeora el CBER.
Fig. : Nivel y calidad requerida de la señal  en el sistema de captación y en la toma de usuario.

 

¿Qué antena se debe instalar?

Veámoslo con un ejemplo real.

Se desea instalar una antena en el Colegio Salesinos – Cartagena que cumpla con los requisitos mínimos de calidad en la captación de todos los canales TDT.

 

Para las medidas se dispone de una antena  Televés Yagi tipo V  ref. 1443   y un medidor de campo.

 

PROCEDIMIENTO:

1.- En la web : http://www.televisiondigital.gob.es introducimos el código postal de nuestra ubicación para obtener los canales TDT disponibles, así como el repetidor que nos los proporciona.

Fig.: Buscador de canales TDT por código Postal

2.- Observamos que los canales extremos en este repetidor son el 29 y el 59. Mediante la gráfica  de respuesta en frecuencia de nuestra antena de medida, obtenida del catálogo televés,  sacamos la ganancia de la misma en estos canales.

Fig. : Ganancia para canales 29 y 59

3.- Medimos con la antena de referencia que tenemos inicialmente (la yagi tipo V) y obtenemos: 49 dBuV para el canal 29 y 50 dBuV para el canal 59 (Nivel medido).

4.- Restamos al Nivel medido los dB de Ganancia de la antena de referencia para el canal correspondiente y así obtener el Nivel Real Recibido.

5.- El nivel mínimo recomendable en Antena, según la tabla anterior, es de 45 dBuV, restamos a este valor el nivel Real Recibido, obteniendo los dB mínimos que tiene que tener la antena que dejaremos de forma definitiva.

6.- Aplicamos un margen de seguridad de 3 dB  y la buscamos en el catálogo una antena con ganancia mínima de 9,3 dB en el canal 29 y 11,3 dB en el 59.

Observamos que la antena utilizada para las medidas supera los niveles de ganancia exigidos para ambos canales, por lo que se podría utilizar como antena definitiva.

En la siguiente tabla se esquematizan todos los cálculos realizados.

   Canal 29  Canal 59
Ganancia de antena de referencia (dB) 10,3 13,6
Nivel medido (dBuV) 49 50
Nivel Real Recibido (dBuV) 49 – 10,3 = 38,7 50 – 13,6 =36,4
Nivel mín. recomendable en Antena (dBuV) 45 45
Nivel recomendable – Nivel recibido (dB) 45 – 38,7 = 6,3 45 – 36,4 = 8,6
Margen de seguridad (+3 dB) 6,3 + 3 = 9,3 8,6 + 3 = 11,6

 

¿Qué  mástil a instalar?

Veámoslo con un ejemplo, deseamos saber qué mástil utilizar para la siguiente instalación. Todas las  antenas son de la marca Televés con las referencias que aparecen en la figura.

 

Fig. : Momento Flector de antenas en mástil.

PROCEDIMIENTO DE CALCULO

1.- Mediante las referencias, buscamos las características de las antenas utilizadas en el catálogo.

Fig. : Hoja de características de Antena yagi Televés ref. 1443.

 

Fig. : Hoja de características de Antena FM Televés ref. 1201

2.- El fabricante nos da dos valores de carga al viento:

a) supuesto de que la presión del aire sea de 800 N/m2  que equivale a una velocidad de 130 Km/h.

b) supuesto de que la presión del aire sea de 1100 N/m2  que equivale a una velocidad de 150 Km/h..

Si la antena más alta está por debajo de 20 metros respecto al suelo (nuestro caso) tomamos la carga al viento correspondiente a 130 km/h de velocidad del viento contrario se toma la de 150 km/h.

3.- Calculamos el momento flector total (MTotal) que nos servirá para determinar el tipo de mástil a instalar. Los datos están reflejados en la figura de la instalación.

MTotal = L1 x Q1  +  L2 x Q2  + L3 x Q3

MTotal = 1,5 x 27  +  2,5 x 83,5  + 3,5 x 83,5  =  541,5 N m

Con este valor entramos en la tabla siguiente por la fila M. Flector para determinar qué mástil usar. Observamos que 541,5 Nm es un valor excesivo, por lo que debemos reducirlo, tenemos varias opciones:

Fig. : Características de los mástiles de la marca Televés.

Opción 1:  bajar 1 m todas las antenas.

MTotal 1 = 0,5 x 27  +  1,5 x 83,5  + 2,5 x 83,5 =  347,5 N m

Opción 2: Redistribuir las antenas, colocando la de FM en el extremo del mástil ya que es la que menos carga al viento posee.

MTotal 2 = 1,5 x 83,5  +  2,5 x 83,5  + 3,5 x 27  =  428,5 N m

Opción 3: Colocación de una riostra con sus vientos a 2 m de punto de calculo del momento flector anterior.

MTotal 3 = 0,5 x 83,5  +  1,5 x 83,5   =  167 N m

En este caso, las distancias se miden desde la antena correspondiente hasta la argolla donde van fijados los vientos (cables de acero).

 

Fig. : Detalle de instalación de vientos en el mástil.

De las tres opciones, la 1 y la 3 son válidas, nos quedaremos con la 1 ya que evitamos la colocación de vientos que complica y encarece la instalación.

En la tabla de elección de mástil anterior,  observamos que en la fila M. Flector está el valor de 355 N m, inmediato superior al calculado ( 347,5 Nm), por lo que elegimos el mástil con referencia 3010 (45 mm de diámetro, 2 mm de espesor y 3 m de longitud). El mástil de la figura del ejemplo tiene unos 4,5 metros de longitud, por lo que se deben utilizar dos tramos, el superior se cortará a 1,5 m, se embonará con el inferior ( de 3 m ) y se colocará un tornillo pasante que los unirá.

El mástil que aparece en la tabla con la referencia 3075 es igual a la 3010 solo que de color rojo.

4.- Conclusión

Se debe prestar mucha atención a la instalación del sistema de captación por dos motivos:

1º .- Un mal diseño puede provocar accidentes graves, pensad en un día con fuerte viento y que se parta un mástil.

2º.- Si la calidad de la señal captada es pobre, debido a una mala orientación o a una mala elección de las antenas, no será posible aumentar esta calidad posteriormente.

Al orientar una antena, habrá veces que obtengamos mejor calidad (CBER) desviando unos grados la antena respecto a la dirección del repetidor esto es debido a que minimizamos la captación los señales reflejadas (ecos) a consta de perder unos decibelios de nivel. Se debe tener presente que lo importante es tener el mejor CBER posible, el nivel en dBuV es secundario ya que este último se podrá aumentar con amplificadores posteriormente.

Un saludo.

LeandroGG68

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Orientación de Parabólica

Indice:

1.- Procedimiento para orientar una Antena Parabólica.

2.- Práctica.

3.- Antena parabólica, lo que también debes saber.

4.- Glosario.

5.- Conclusión.

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1.- Procedimiento para orientar una Antena Parabólica

Orientar una antena parabólica a un satélite es un proceso sencillo, pero requiere que se sigan con rigurosidad una serie de pasos. Os presento un procedimiento con el que en 10 min podemos tener la antena orientada, es el que explico a mis alumnos de Telecomunicaciones.

Vamos a orientar una antena Parabólica de tipo Offset a los satélites Astra 19,2 º E.

PROCEDIMIENTO:

  1. En la Web http://www.dishpointer.com seleccionamos el satélite “19,2ºE Astra 1KR,1L,1M,1N”  y en localización escribimos  “Av. San Juan Bosco 33 – Cartagena”. Colocamos la chincheta sobre el punto de instalación de la antena, la web nos trazará una línea de referencia para el Acimut1. Localizamos un edificio o punto geográfico conocido que esté sobre  la línea verde trazada.

Uso de dishpointer - El cajón del electrónico

  1. Entramos en la web https://es.kingofsat.net/  y en Busca de Canales escribimos “Canal Sur Andalucía” y  obtenemos:
  • Frecuencia del transponder1 :11156 Mhz -> para introducirla en el medidor de campo.
  • Polaridad1: Vertical -> para saber que alimentación aplicar al LNB1 (13 voltios)
  • Estándar1: DVB-S -> tendremos que indicarselo al medior de campo.
  • Symbol Rate1: 22000 -> lo necesitan algunos medidores de campo.
  • FEC o tasa de codificación1: 5/6 -> lo necesitan algunos medidores de campo y es un dato que utiliza la web diesl para calcular el diámetro mínimo de la parabólica.

Uso de kingofsat - El cajón del electrónico

  1. En la web https://www.diesl.com/azimut/:
  • Localización geográfica: Poner la bandera  en Cartagena (aproximadamente).
  • Satélite: Astra 1HKLMR.
  • Codificación: FEC tomado en el punto anterior para Canal Sur Andalucía -> 5/6
  • LNB: 0,6 dB. Esto es la figura de ruido del LNB instalado en la antena.
  • Elevación: Marcar la casilla Offset, para indicar que la antena es de este tipo.

Azimut - web diesl - El cajón del electrónico

  1. De la misma web obtenemos:
  • Diámetro mínimo de plato -> para asegurarnos que es válida nuestra parabólica.
  • Polarización1 (giro del LNB) -> para saber que ángulo daremos al LNB .
  • Elevación1  -> para conocer la posición de inclinación de la parabólica.
  1. Fijar la antena a su soporte, dando un apriete suave a los tornillos de la agarradera.
  1. Tras situándose detrás de la antena, ajustar el azimut para que apunte al edificio o elemento geográfico elegido en el punto 1. Apretar un poco más la agarradera.
  1. Aflojar un poco los tornillos de la elevación e ir inclinando hacia arriba la antena hasta quede aproximadamente como en el dibujo de la web diesl. El LNB debe girarse, tras aflojar un poco su tornillo, para que quede con el ángulo que se muestra también en esta web.
  1. Conectar la salida del LNB al medidor de campo, configurándolo en modo SAT, introducimos la frecuencia del transponder que contiene al “Canal Sur Andalucía” (11156 MHz) y alimentamos el LNB con 13 V por ser la polaridad del transponder vertical y como la frecuencia de este transponder (11156 MHz) es menor de 11700 Hz (Ku Baja), NO aplicamos el tono de 22 Khz. Esto se hace sólo para la banda Ku Alta que va desde 11700 – 12750 MHz.
  1. Con la visualización en modo espectro y algo de suerte, aparecerán los diferentes transponders de los satélites en esta posición orbital, si no es así, que es lo más normal,  modificamos la elevación hasta que aparezcan. Debemos asegurarnos de que el azimut lo hemos ajustado correctamente en el punto 6.
  1. Demodulamos el transponder y comprobamos que contiene el servicio: “canal sur Andalucía”, esto nos dará la certeza de que hemos orientado correctamente a Astra. En caso contrario toca volver al punto 6.
  1. Retocamos acimut y la elevación hasta que el nivel del canal sea máximo.
  1. Retocamos polarización del LNB hasta que el canal quede más perfilado (valles mas profundos en sus laterales) y el VBER y MER sean los mejores posibles. Un VBER < 9E-5 y un MER >11 dB. Si no se consiguen, volver a retocar ligeramente el acimut y la elevación.
  1. Apretamos abrazadera de Acimut y tornillos de elevación de forma definitiva (con moderación).

2.- Práctica.

En el siguiente enlace se puede descargar la Ficha de Prácticas que utilizan mis alumnos de Formación Profesional de la rama de Telecomunicaciones. En ella, previo a la práctica, realizan los esquemas de montaje y la resolución de cuestiones preparatorias. Tras su revisión, proceden al montaje de la práctica y toma de medidas y/o datos.

Enlace a  Práctica  Recepción Satélite   

Vídeo Informe destacable curso 18 19

3.- Antena parabólica, lo que también debes saber.

A continuación se muestra las bandas y sus frecuencias usadas para emisión y recepción satelital, a nosotros nos interesa la banda Ku en recepción (Downlink) que va desde 10700 – 12500 MHz.

Fig. : Bandas y asignación de frecuencias para satélite

Ventajas (de la banda Ku):

  • Se usa únicamente para satélite por lo que tiene menos interferencias de otros emisores.
  • Tamaño de antenas más pequeño  ya que se emite con mayor potencia (PIRE)

Inconvenientes:

  • Afectada por la atenuación de la lluvia y despolarización.
  • Pérdidas en la línea de transmisión de coaxial y del guía onda elevadas. Esto afecta sólo a los equipos de transmisión, en la recepción al convertir a Frecuencia Intermedia, no tenemos este problema.

Como podemos ver en la siguiente figura, la banda Ku se subdivide en baja y alta. Si el transponder  elegido en el medidor de campo pertenece a Ku Alta, debemos alimentar el LNB con 13 o 18 Voltios según polaridad Vertical u Horizontal y con un tono de 22 KHz que hará que  se seleccione en el LNB el oscilador local de 10,6 GHz correspondiente a esta banda.

Fig. : Espectro de frecuencia de Recepción Satélite y FI

Los transponder de la banda DBS se emiten con una potencia superior a 100 dBw lo que hace que los platos de la parabólicas puedan ser de menos diámetro. 

4.- Glosario

 Acimut: Giro horizontal de la antena parabólica. Es lo primero que debemos fijar y con exactitud.

Elevación: Giro vertical de la antena parabólica. Dependerá del tipo de antena, una offset requiere menos grados. Una vez bien fijado el acimut, la elevación nos la determinará la aparición de los canales en la pantalla del medidor de campo colocado en modo espectro.

Polarización: Es el giro que se da al LNB para que la antena receptora en el interior del LNB quede paralela con la antena emisora ubicada en el satélite, esto asegura la máxima recepción y el máximo rechazo a los canales adyacentes de la otra polaridad.

Fig. : Ajuste de polarización del LNB

Elevación: Inclinación vertical de la antena parabólica.

Frecuencia del transponder: Es la frecuencia del canal que contiene los programas de TV (servicios). Está comprendida entre 10500 y 12750 MHz. Identifica al emisor ubicado en el satélite.

Cada satélite posee varios transponder que reciben la señal de tierra, la cambian de frecuencia y la vuelven a emitir hacia tierra. A su vez cada transponder permite enviar en torno a 10 o 15 servicios (canales de televisión), y como en la misma posición orbital se ubican varios satélites del mismo operador, se consiguen transmitir cientos de canales para esa orientación.

Polaridad: Puede ser linear o circular. La más normal es la lineal que a su vez puede ser Vertical (V) u Horizontal (H). Esto sirve para indicar al LNB mediante una tensión si debe recibir los canales en Vertical (aplicándole 13 V) o los de Horizontal (aplicándole 18 V).

Algunos satélites emiten en polaridad circular en su banda DBS, en este caso puede ser a derechas o a izquierdas aunque es poco común este tipo de polaridad en TV en Europa. Con un LNB normal se puede recibir un transponder con polarización circular, pero se pierden 3 dB de potencia, para no perderlos se necesita un LNB de polarización circular.

Estándar: Estándar de transmisión, es el DVB-S para los canales en resolución estándar y DVB-S2 para los HD. Los transponders con DVB-S2 tienen una ancho de banda mayor debido a que usan la modulación 8PSK (8 símbolos) la cual tiene más rendimiento que la QPSK (4 símbolos) usada en DVB-S.

Symbol Rate: Es la velocidad de transmisión de los símbolos en Mbps (Mega bit por segundo). Un símbolo es una agrupación (palabra) de varios bits, por ejemplo en la modulación QPSK cada símbolo posee 2 bits y en la 8PSK posee 3 bits, por lo tanto QPSK posee 22 = 4 símbolos   y 8PSK  23 = 8 símbolos.

FEC: Es el ratio de codificación, es decir, indica la cantidad de bits de la transmisión que se utilizarán para corregir errores en el receptor. Por ejemplo un FEC de 5/6 indica que de 6 bits transmitidos se usarán 5 bit de datos y 1 para corrección errores. De la corrección de errores se encargan los módulos descodificadores Reed Solomon y Viterbi integrados en los receptores de satélite.

LNB (Low Noise Block): Elemento que recibe la señal del transponder  y la baja de frecuencia (Frecuencia Intermedia) para que pueda ser distribuida mediante cable coaxial.

Estructura interna de un LNB
Fig. : Estructura interna de un LNB universal (polarización lineal)

PIRE (Potencia Isótropica Radiada Equivalente): es la suma de la potencia de emisión del satélite PS  ( en dBW) y la ganancia de la antena del satélite GS  (en dB).

Fórmula matemática
Se mide en dBW :   dBW  =  10 log  W  /  1w
El dBW toma como referencia la potencia de 1 W, por lo que 0 dBW corresponde a 1W.

Si  PIRE es menor de 30 dBW se dice que el satélite es de baja potencia y si es de más de 100 dBw se considera de alta potencia, por ejemplo los transponders de la banda DBS son de alta potencia.

5.- Conclusión

Aunque los conceptos relacionados con la recepción por satélite son muchos, orientar una antena parabólica es un proceso sencillo que sólo requiere que se sigan escrupulosamente unos pasos específicos.

En este artículo he usado el procedimiento más rápido y con menos posibilidad de error en base a mi experiencia, hay muchos más métodos, por ejemplo usando un apuntador de satélite que se puede comprar por unos 20 eu, en vez de un medidor de campo, e incluso tomando una TV como medidor, metiéndose en el menú de configuración de la misma.

Yo he usado un medidor de campo ya que este  es obligatorio poseer este equipo si se es un instalador de telecomunicaciones y mis alumnos deben aprender a manejarlo ya que es lo que se van a encontrar en el mundo laboral.

Un Saludo.

LeandroGG68

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RADIO AM


 

Indice:

1.-Radio AM, ¿qué es?

2.- Vídeo Práctica: Emisión y recepción en radio AM

3.- Radio AM, lo que también debes saber

4.- Conclusión

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1.- Radio AM, ¿qué es?

Un receptor de radio AM o Amplitud Modulada es un equipo electrónico que permite sintonizar canales de radiofrecuencia (RF) para posteriormente obtener la información contenida en los mismos (proceso de demodulación¹). El sonido o señal moduladora¹, hace que varíe en amplitud una señal de más frecuencia llamada señal portadora¹, a esta señal portadora con amplitud variable se le llama señal modulada¹ y es la que se transmite y recibe por la antena.

Radio Galena
Figura 1: Radio AM de galena

El dibujo anterior muestra cómo construir una radio  AM  muy básica, radio a galena. Veamos su funcionamiento:

  • La señal captada por la antena es introducida en un circuito formado por una bobina y un condensador en paralelo llamado circuito tanque¹.
  • El circuito tanque está sintonizado a una frecuencia que puede ser ajustada con un condensador variable. Esta frecuencia será la del canal de la emisora que deseamos recibir.
  • La señal sintonizada es aplicada a un diodo realizado con una piedra de galena (cristal semiconductor de sulfuro de plomo), esta puede ser sustituida por un diodo semiconductor de germanio como el 1N34A. En esta etapa se elimina media onda de la señal recibida y se obtiene la envolvente de la misma que corresponde al sonido transmitido.
  • Conectamos unos auriculares que tengan una impedancia superior a 2000 ohmios. Como esto es difícil de encontrar, lo que se puede hacer es conectar un transformador pequeño de los de 220 voltios a 9 o 12 voltios. Su primario (el devanado de 220 v) irá al circuito y su secundario ( devanado de 9 o 12 v) irá a unos auriculares normales (de baja impedancia).

2.- Vídeo Práctica: Emisión y recepción en radio AM

VideoPráctica donde se monta una sencilla emisora de radio AM mediante un generador de RF TRIO SG-402 con entrada de modulación de AM. La señal modulada se recibe en un receptor de AM doméstico y en un dispositivo USB SDR conectado a un ordenador en el que podemos analizar el espectro de dicha señal.

En el siguiente enlace se puede descargar la Ficha de Prácticas que utilizan mis alumnos de Formación Profesional de la rama de Telecomunicaciones. En ella, previo a la práctica, realizan los esquemas de montaje y la resolución de cuestiones preparatorias. Tras su revisión, proceden al montaje de la práctica y toma de medidas y/o datos.

Enlace a  Práctica Modulación en Amplitud (AM) “. 

3.-  Radio AM, lo que también debes saber

Según su constitución interna, hay dos tipos de receptores de radio:

  • Receptores de amplificación directa u homodinos
  • Receptores con Frecuencia Intermedia o heterodinos

Esta clasificación es válida tanto para radio AM como para radio FM.

Receptor Homodino

También se le conoce como receptor sintonizado en radiofrecuencia (RF).

Un ejemplo de este tipo de receptor es el de Galena de la figura 1, sólo que este no está equipado con etapa amplificadora ni filtro, por lo que el nivel de la señal recibida por la antena debe ser alto (del orden de 0,5 voltios).

receptor homodino
Figura 2: Receptor de radio  tipo homodino

Este tipo de receptor es poco usado debido a los siguientes inconvenientes:

  • Se necesita amplificar la señal recibida de la antena desde unos pocos microvoltios hasta el orden de 0,5 voltios (ganancia de casi un millón), por lo que se deben utilizar  varias etapas amplificadoras con su correspondiente filtro sintonizado a la frecuencia de la señal portadora. Es complejo sintonizar todas estas etapas amplificadoras simultáneamente, lo que los hace poco selectivos (dificultad a la hora de sintonizar una emisora).
  • Al requerirse amplificar en tan alto grado la señal de radio frecuencia, hace que el receptor sea propenso a la “oscilación” y se vuelve inestable (pérdida de emisoras sintonizadas).
Receptor Supeheterodino

Es más complejo que el homodino pero es el utilizado mayoritariamente debido a sus ventajas:

  • El filtrado y amplificación de la señal se hace a una frecuencia más baja que la de recepción, denominada frecuencia intermedia¹, con lo que se consigue más sensibilidad y estabilidad.
  • Los filtros están sintonizados a la frecuencia intermedia que se mantiene constante independientemente del canal sintonizado, esto hace que el receptor sea muy selectivo (facilidad para sintonizar emisoras).

En la figura 3 se puede observar el esquema de bloques de un receptor superheterodino.

La señal de antena atraviesa un filtro paso banda ajustado al canal que deseamos recibir y se introduce en un amplificador para mezclarse posteriormente con un tono puro (onda senoidal) generado en un oscilador local.

Tras el mezclador se obtienen 4 señales, dejando pasar, mediante un filtro, únicamente la correspondiente a la frecuencia intermedia (FI o IF) que es amplificada para ser aplicada a un circuito demodulador¹ obteniéndose a la salida de este la señal de audio o en Banda Base1 (BB) que se amplifica para llevarla a un altavoz.

receptor superheterodino
Figura 3: Receptor de radio tipo superheterodino con filtro de rechazo a la banda de frecuencia imagen.

En la figura 4 se observa como se obtiene la señal de frecuencia intermedia (FI), restando  la  señal generada en un oscilador local (OL) a la señal de radio frecuencia sintonizada (RF).

banda imagen
Figura 4: Obtención de la banda de frecuencia intermedia.

Si la antena captara señales de otra emisora de frecuencia igual a OL – FI, estas serían tratadas como la verdadera FI, por lo que en la salida tendríamos doble audio, el original del canal que deseamos y el de la otra emisora no deseada.

Para solucionar el problema de la banda imagen se instala un filtro paso banda más selectivo tras la antena, como se muestra en la figura 5. Este filtro va cambiando de frecuencia central de forma solidaria al cambio en la frecuencia del oscilador local (OL).

banda imagen filtrada
Figura 5: Filtro para eliminar las frecuencias de la banda imagen

Glosario

Circuito tanque: También llamado “circuito resonante paralelo”, es una conexión en paralelo de una bobina y un condensador. Tiene la propiedad de que al ser alimentado entra en resonancia, es decir, genera un señal senoidal de una frecuencia fija. Esta frecuencia (o banda de frecuencia) a la que oscila es la que se hace coincidir con la del canal que deseamos sintonizar.

Se cumple que para la frecuencia de resonancia la impedancia que ofrece dicho circuito es máxima, disminuyendo por encima y por debajo de esta frecuencia. Este es el motivo por el que se comporta como un filtro de tipo pasa banda, que elimina las frecuencias alejadas de la de resonancia y deja pasar las próximas a esta.

Frecuencia Intermedia:  es una frecuencia más baja que la recibida por la antena y se obtiene al mezclar la señal recibida por la antena  con la generada en el oscilador local. Esta mezcla genera cuatro señales:

  1. Señal  de RF: será eliminada
  2. Señal  del oscilador local: será eliminada
  3. Señal  de  RF + oscilador local: será eliminada
  4. Señal  de RF – oscilador local: frecuencia intermedia

Como ejemplo, la Frecuencia Intermedia de la radio AM comercial es de 455 KHz y la de la FM comercial es de 10,7 MHz.

Señal moduladora: Es el sonido o información que queremos transmitir. Su frecuencia es baja, en radio es de 20 a 20000 Hz.

Señal Portadora: Es una onda de forma senoidal (sinusoide) de frecuencia elevada usada para   variar su amplitud al son de la moduladora.

Señal modulada:  Es el resultado de la mezcla de la señal moduladora y la señal portadora. Es lo que emite y recibe la antena, contiene por tanto la señal portadora modulada en amplitud.

Fig. 6: Modulación AM en el dominio del tiempo y ecuaciones. Así se vería en un osciloscopio. www.coimbraweb.com.

Fig. 7: Bandas laterales obtenidas tras modular una portadora de 1000 Khz con una moduladora con ancho de banda de 300 a 3400 Hz.

 

En la fig. 7,  la ecuación para obtener la potencia de cada banda lateral es:

               PL = Pc  * m²  /4

Siendo:

Pla potencia de la banda lateral.

Pc la potencia de la portadora.

m el índice de modulación.

Oscilador Local: Es un circuito electrónico que genera un tono puro (onda senoidal) cuya frecuencia es algo menor  (o a veces mayor) que la frecuencia de la portadora del canal que se recibe por la antena (que sintonizamos).

Mezclador: Es el circuito encargado de mezclar el tono generado por el oscilador local con la señal procedente de la antena (señal de Radio Frecuencia o RF), con el fin de obtener la señal de frecuencia intermedia.

Demodulador: Circuito electrónico encargado de extraer la información (señal moduladora) de la portadora. En receptores de AM suele ser un diodo de germanio.

Banda Base : Es la señal que se utiliza como moduladora, en radio sería el audio. Esta señal tiene baja frecuencia, en el caso del audio va desde 20 – 20.000 Hz, en Televisión va desde 0 a 5 Mhz.

Banda de Frecuencia Imagen: Son frecuencias no deseables que pueden ser captadas por la antena y crean interferencias a la señal original.

Frecuencia Imagen     Frecuencia Oscilador Local      Frecuencia Intermedia

Se persigue, mediante un filtro instalado tras la antena, que no entren en el receptor.

Indice de modulación:

Cuando lo que se conoce son las amplitudes de la señal portadora (Ac) y la de la señal moduladora (Am), el índice de modulación (m) será:

m = Am / Ac

Si lo que se conoce es la señal modulada, vista en un osciloscopio, entonces:

m  =  Amax – A min / A max + A min

indice-de-modulacion
                            Figura 8 – Indice de modulación

Varía de 0 a 1, un 1 sería 100% de modulación y 0 un 0%, lo ideal es que fuera del 100% ya que de esta forma se obtiene la máxima potencia en la transmisión, pero en la práctica se reduce para asegurar el que no se produzca sobremodulación.

4.- Conclusión

Aunque la calidad de la emisión en AM no es la de FM, se sigue utilizando con regularidad debido a:

  1. Los equipos de emisión/recepción son más simples que los de FM y más baratos.
  2. El ancho de banda utilizado por canal es más estrecho.
  3. Se optimiza más la potencia, por ejemplo en emisión AM de banda lateral superior (USB), la potencia necesaria en la emisión es 1/4 de la usada en AM standard. Esto se consigue gracias a que no se transmite la portadora (50% de la potencia) ni la banda lateral inferior (25% de la potencia). Estos receptores se utilizan en radioafición y son más complejos que los de AM de la banda comercial (desde 535 a 1605 kHz).

Hay que tener en cuenta que en radio AM la información va codificada en la amplitud de la señal portadora, por lo que un rayo de una tormenta, una chispa de un motor eléctrico o de una bujía de moto, etc, van a modificar la amplitud de esta señal y por tanto introducirán un ruido,  esto no sucede en radio FM.

Por tanto, queda claro que donde busquemos calidad de sonido no se va a usar la modulación AM, pero sí en otras muchas aplicaciones que no sean tan críticas ante los ruidos.

Un Saludo.

leandrogg68

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