Receptor Multibanda NeoTeo (Parte III)

En esta entrega vamos a construir el circuito impreso para instalar y poner en funcionamiento el selector de canales junto a un pequeño amplificador que nos brindará selectividad en la recepción de la señal deseada. Además, te mostraremos el primer ejemplo de receptor que puedes realizar para este gran proyecto: el popular y ya conocido circuito FMW construido con el TDA7000. Además, vamos a dejar todo listo para la llegada del microcontrolador donde podrás comenzar a practicar, escuchar y experimentar. Todo lo que te faltaba para empezar a disfrutar del mundo de la radio está aquí.

En las anteriores ediciones de esta guía para construir un receptor multibanda (VHF/UHF), habíamos definido muchos aspectos puntuales que preparaban el terreno para alcanzar esta tercer etapa donde podrás comenzar a escuchar las primeras emisiones. Lo que aquí encontrarás es la tercer parte de una etapa que fue dividida en cuatro entregas muy específicas:

•  En la primera entrega conocimos qué era y cómo estaba constituido un receptor de radio, aprendiendo a seleccionar el sintonizador de canales de TV adecuado para nuestros propósitos.

• Ya en la segunda parte aprendimos acerca del funcionamiento del selector de canales y cómo escribir los datos necesarios dentro del bus I2C para un óptimo funcionamiento. Realizamos, además, la construcción práctica de la fuente de alimentación necesaria para nuestro proyecto.

• En esta entrega comenzaremos a unir todas las piezas del rompecabezas y veremos cómo se hace para conectar de forma apropiada el selector de canales al receptor que nos devolverá la señal recuperada de audio, dejando para la próxima y última entrega la implementación del sistema con un microcontrolador que operará el selector de canales mediante el bus I2C.

Conectando el sintonizador
El circuito que debes utilizar para conectar el sintonizador es muy sencillo de construir y no requiere de una placa sofisticada ni compleja de realizar. En la imagen te adjuntamos el circuito a realizar y pasamos a detallar todos los pormenores de esta construcción.

Visto desde abajo, el selector de canales (que ya aprendimos a elegir en las entregas anteriores) se vería como el del esquema que te mostramos más arriba. Recuerda que los terminales indicados como NC son aquellos que no se conectan o que, en la mayoría de los casos, no vienen incorporados físicamente en el selector. Si recuerdas las imágenes de las entregas anteriores, podrás corroborar este detalle. Por lo tanto, podemos construir nuestro circuito impreso contemplando la posibilidad de realizar todas las perforaciones posibles, si es que algún día nos decidimos a experimentar con otros tipos de selectores.

Para algunos, lo más llamativo y novedoso será el dispositivo que se encuentra a la derecha del gráfico y que se conoce como Filtro SAW (Surface Acoustic Wave), un filtro acústico de onda superficial. Este filtro posee la propiedad de transformar una señal eléctrica en una señal acústica, transmitirla a través de un medio resonante muy específico y reconvertirla en señal eléctrica a su salida. Se lo puede identificar muy fácilmente dentro de un TV ya que en la mayoría de los casos posee la forma de una moneda y tiene en su parte inferior 5 pines: dos de entrada, uno para GND (carcaza metálica) y otros dos de salida. Su función específica es la de filtrar la señal que lo atraviesa y dejar pasar solamente un grupo estrecho de frecuencias que se definen en el diseño y construcción del filtro.

No existe una forma física única (circular) de estos filtros. También los encontrarás cuadrados o rectangulares, pero su cercanía al selector de canales y su conexionado relacionado entre éste y el amplificador de frecuencia intermedia te facilitarán la tarea de reconocerlo inmediatamente al mirar el sector mencionado. Desde su creación y desarrollo masivo, estos filtros acústicos han resuelto de manera sorprendente la facilidad de diseño y la simplificación de construcción de un canal de frecuencia sintonizado. Es decir, un canal diseñado para dejar pasar una estrecha banda de frecuencias, rechazando a otras no deseadas que también ingresen al mismo canal. La “ventana” de paso de estos filtros brinda a sus costados una atenuación muy importante, lo que ofrece una selectividad de excelentes características con un diseño muy sencillo. Debes entender el concepto de “selectividad” en un receptor, la propiedad que posee de rechazar un canal adyacente al que se está escuchando.

Por ejemplo: si un receptor no posee buena selectividad, no te permitirá escuchar una emisora en la banda de aficionados en 50Mhz, si vives cerca de un canal de TV que emita en la frecuencia de 54-60Mhz (canal 2). La selectividad del receptor será la virtud de rechazar lo que no quieres escuchar a pesar de que la transmisión no deseada sea cercana y muy potente. Por lo tanto, gracias a este dispositivo podrás construir un circuito tan sencillo que no requiere ajustes ni calibraciones específicas. Sólo un ajuste, que en un TV es automático; aquí deberás hacerlo de forma manual y es el que corresponde al AGC (Automatic Gain Control). Este mando debe quedar en un lugar y posición que sea de fácil acceso ya que existirán emisoras que necesitarán una mayor amplificación mientras que otras señales potentes deberán ser tratadas con menor amplitud para no provocar una distorsión audible y molesta en el receptor final.

En el circuito impreso está previsto un espacio para alojar un preset (pequeño resistor ajustable), pero una conexión hacia un potenciómetro exterior y de fácil acceso y ajuste sería la opción más apropiada. Sin embargo, si lo que deseamos es utilizar nuestro desarrollo en una banda específica, la utilización de un preset se constituye en una aplicación válida. Este fenómeno de la variación de ganancia que debemos aplicar a las señales se hace muy notorio entre las emisoras de canal angosto (Narrow) respecto a las de canal ancho (Wide), donde encontramos un mayor caudal de información de audio que se encarga de modular la portadora o frecuencia fundamental de transmisión, ya sea en amplitud o en frecuencia.

Por supuesto que al filtro SAW que emplearemos en esta construcción lo sacaremos de algún viejo chasis de televisión, junto a los componentes que intervienen en la etapa de amplificación que lo precede. Por lo tanto, debes tener la precaución de observar muy atentamente su forma y, si no coincide con el utilizado por nosotros, deberás cambiar la forma del circuito impreso y adaptarla al dispositivo que puedas conseguir. Finalmente, la construcción del módulo que llevará el sintonizador deberá quedarte de forma similar a lo que ves en la imagen. Recuerda que no debes desesperarte si no obtienes en primera instancia el selector de canales indicado en los textos anteriores. No dejará de ser bueno e interesante experimentar con cualquier sintonizador que cumpla con la posibilidad de trabajar a través del bus I2C.

El circuito impreso es muy sencillo de construir y está completamente chequeado (lo puedes ver funcionar en las distintas partes de la entrega), por lo que sólo resta que lo construyas y conectes el módulo a la fuente de alimentación sin equivocarte. Teniendo en cuenta que son pocos cables a conectar, no vemos necesidad de mayores explicaciones y el conjunto final de fuente + sintonizador deberá quedarte de la siguiente forma:

Los aspectos más destacados de la imagen se pueden resumir en algunos pocos. En el costado izquierdo se puede ver la entrada de 12Volts conectada a la placa fuente mediante el empleo de pequeños caimanes y desde allí una derivación con cables blanco y negro que pasan por un toroide de ferrite para bloquear todo tipo de ruidos hacia la entrada (dentro de la misma placa) de la sección de 5Volts. Esta tensión sale de la placa fuente mediante un cable paralelo rojo y negro. En la placa del sintonizador y junto a la conexión de la alimentación de 5Volts, se encuentra con cables blanco y negro la llegada de las señales SDA y SCL desde el microcontrolador. Un cable coaxil saca la señal resultante hacia el receptor final y, por detrás del sintonizador y del disipador donde se monta el 7805, se puede apreciar el cable que conecta los 30Volts de una placa a la otra.

El receptor final
Aquí es donde comienza la verdadera experimentación. Lo que debes tener en claro antes que nada es lo siguiente: para poder utilizar todo lo explicado hasta aquí debes tener un receptor capaz de sintonizar señales entre 43 y 47Mhz. Luego de este requisito elemental podemos pasar a considerar si es de FM, de AM, de canal ancho o de canal angosto. Repetimos para que no queden dudas: básico y fundamental, un receptor capaz de sintonizar señales entre 42 y 47Mhz. Las posibilidades de lograr un receptor de esta naturaleza son muchas, pero los ejemplos más elementales son los siguientes:

• El receptor de FM de canal ancho (FMW) que ya vimos en NeoTeo realizado en base a un TDA7000.

• Un receptor convencional de FM (88-108Mhz) al que le agregaremos espiras en la bobina del oscilador local (el doble de las que posee) para descender hasta la frecuencia necesaria.

• Un receptor convencional de AM-FM, donde utilizaremos la sección de sintonía de la FM (reformada según el punto anterior) y la frecuencia intermedia de la AM. Esto nos permitirá escuchar las frecuencias aeronáuticas entre 108 y 136Mhz.

• Un receptor realizado con cualquier circuito de FM de banda angosta como traen los teléfonos inalámbricos. Ejemplos de estos son el MC3357, MC3359, MC3371, MC3361, MC3362 y otros.

Estos son sólo algunos de los tipos de receptores que puedes conectar a la salida del selector de canales. Y es en la última aplicación mencionada donde encontramos aplicaciones muy interesantes ya que estos circuitos poseen silenciadores squelch, indicadores RSSI (S-meter) y, por sobre todo, la posibilidad de trabajar con un ancho de canal de FI no superior a los 15Khz. (FMN). Pero todo esto forma parte de la experimentación posterior, nosotros emplearemos el circuito utilizado para el TDA7000 por varias razones: porque ya está hecho y funcionando a la perfección, porque nos servirá para seguir bajando imágenes satelitales y, por sobre todo, para empezar a escuchar ya mismo.

En la imagen y en los videos anteriores habrás observado que utilizamos este receptor al que le hemos quitado el preamplificador de antena. Esto se puede hacer gracias a que el sintonizador nos entregará una buena señal. Además, la entrada de tensión de alimentación la resolvemos conectando el receptor directamente a la tensión de 12Volts para obtener un buen caudal de audio con el LM386. Recuerda que el TDA7000 trabaja con una tensión regulada de 5Volts que se la provee un estabilizador ubicado en la misma placa (on-board). Un detalle que puedes observar si deseas trabajar con este receptor al igual que nosotros: el agregado en uno de los laterales del chasis de montaje de una llave que nos proporcionará un silenciador o Squelch. Este circuito es fundamental cuando se trabaja en VHF y UHF para no tener que soportar un continuo soplido en el audio cuando no se recibe ninguna señal. Es decir, entre estaciones no se oirá ruido alguno y sólo se activará la salida de audio del TDA7000 cuando una estación sea escuchada.

La últimas variaciones para destacar son: el agregado de espiras en la bobina de entrada de RF y del oscilador local para poder descender hasta la frecuencia de trabajo comprendida entre 43 y 47Mhz. El potenciómetro de sintonía (que continuará funcionando) nos servirá para encontrar el mejor punto de escucha de las señales. El valor de este resistor variable P1 pasará a ser de 500 Ohms, intercalado entre dos resistencias fijas de 47K. Si el punto de sintonía exacto no se halla con esta configuración, debemos variar los valores de R6 y R7 hasta encontrar el punto exacto de sintonía con P1 al centro de su recorrido. Este puede ser un trabajo algo tedioso, pero los resultados justifican el trabajo. Hay que tener presente, además, que el filtro SAW nos permitirá una ventana de paso de señal de unos 6Mhz y tú debes encontrar el mejor punto de sintonía; no sólo debe coincidir con lo indicado en el display del sistema (que luego veremos cómo ajustarlo) sino que debe responder a la mejor sintonía de las señales.

En la próxima y última entrega veremos el programa necesario para utilizar un microcontrolador que se encargará de comandar el selector de canales desde menos de 50Mhz hasta más allá de los 850Mhz. Luego, será tu oportunidad de experimentar y ampliar los márgenes de sintonía dentro del programa. Podrás utilizar otro receptor, otro selector de canales que llegue a una frecuencia mayor (recuerda que el mayor logro lo obtendrá aquél que alcance los 1.3Ghz.), otro lenguaje de programación u otro hardware rodeando el microcontrolador. Como puedes ver hasta aquí, ya tienes todo lo que necesitas a excepción del circuito y el programa del microcontrolador. Es decir, con los registros mostrados en la segunda entrega para poder escribir en el sintonizador, ya puedes intentar su manejo. Nosotros te mostraremos en la próxima y última entrega nuestro sistema de búsqueda y grabación de memorias para convertir el receptor en una unidad digna de disfrutar. Te esperamos.