Muchas generaciones que no nacieron en una epoca como la nuestra, no tenian mayor opcion que acudir a bibliotecas, y tratar de saciar sus conocimientos alli. Eso no era malo, pero hay que reconocer que hay bibliotecas y bibliotecas, como tambien bibliotecarios y bibliotecarios.
Si bien leer nunca ha sido contraproducente, muchas veces ellos terminaban con mas dudas, y si no sabian buscar bien, jamas lograrian satisfacerlas a cabalidad.
Debemos sentirnos privilegiados, de tener toda la informacion del mundo en nuestras manos gracias a internet, pero tambien, debemos ser cautelosos, ya que mucho de lo que uno encuentre, es un vil engaño, mentira o lo que sea, que solo produce confusión, por lo que al igual que en la television, todo lo que veas, puede no ser cierto.
Por lo demas, nuestros ojos no estan y no estaran nunca acondicionados, de leer un libro por una pantalla, por lo que (espero), los libros no desaparezcan
¿Por qué esta gran introduccion para un tema como las radios comunitarias?
Gracias a internet, podemos encontrar un sinnumero de esquemas electronicos, para iniciarnos en la fabricacion de nuestros propios circuitos, desde pequeños y eficientes osciladores de FM, moduladores, etapas de codificacion stereo, asi como tambien a la necesaria etapa de potencia y lo mas importante, el diseño de las antenas.
Pero no todo lo que brilla es oro. Algunos diseñadores de circuitos, o mas bien dicho, aquellos divulgadores (ya que el diseño es de otro), aseguran cualidades inexistentes d aquellos prototipos.
Basta buscar en google por "transmisor fm", para que aparezca una infinidad de equipos y circuitos, como por ejemplo el de la fotografia superior.
Dicho esquema, posee un amplificador operacional, como paso preamplificador de audio, ya sea para un microfono o señal de audio proveniente de una cadena de sonido. A continuacion, el circuito posee 2 transistores del tipo 2N4427, conocidisimo por la propiedad de tener una potencia maxima de radiofrecuencia, superior a 1 Watts, lo que es una potencia muy interesante, y nada de despreciable.
Segun la informacion que acompaña este circuito, se indica que la potencia de emision es de 3 Watts.
La configuracion del circuito, parece ser push-pull, por lo que cada transistor, aporta 1.5 Watts, cuya suma entonces quedaria en 3 Watts.
Quien se aventure en implementar este circuito, no le puedo segurar que funcione, pero si lo llega a hacer, les aseguro que jamas lograran 3Watts a la salida.
Antes de tratar sobre este esquema, hare un pequeño resumen de las etapas que se requiere para poder crear u obtener un transmisor comunitario de FM, si pretendes hacerlo tu mismo.
1ra Parte: Entrada de Baja Frecuencia (Audio) y Codificacion Stereo
El circuito superior, tambien sacado de google, buscando por "preamplificador de audio", nos muestra la utilizacion de un amplificador operacional, TL081 o LM741, junto con los componentes asociados, cuya funcion es la de preamplificar la señal de un microfono electret, que es un microfono a condensador.
En ese esquema, se puede variar la ganancia de amplificacion, al girar el potenciometro de 1Mohm.
Facilmente, se puede substituir el microfono, por un conector que permita la entrada de audio, pero en ese caso, se debe trabajar con menor ganancia de amplificacion, para no saturar los pasos siguientes.
La preamplificacion de audio, no debe ser tomada a la ligera. Para un transmisor experimental que trabaje monofonicamente, puede utilizar cualquier amplificador operacional existente, ya que solo requiere un ancho de banda de hasta unos 19Khz, que cubre todo el espectro auditivo del ser humano.
Dicho circuito, no requiere necesariamente de un amplificador operacional, sino puede utilizarse uno a transistor, por lo que no es imperativo, pero para muchos, es mas facil de implementar.
No me quiero detener en la configuracion o polarizacion de los amplificadores operacionales, ya que existe en internet, mucha informacion y calculos para los que desean aventurarse en dichos dispositivos.
Ahora, si lo que se desea es trabajar en un transmisor stereo, debe necesariamente utilizarse 2 circuitos identicos, pero, debe garantizar un ancho de banda mínimo de 100 KHz.
A diferencia de un transmisor monofonico, el stereofononico requiere de un ancho de banda varias veces superior, ya que la señal codificada stereo, utiliza rangos de frecuencia por sobre el rango auditivo.
Antiguamente (y todavia quedan esquemas en internet), se utilizaba la codificacion stereo, por medio de multiplexacion, esto es, enviar en un lapso de tiempo, informacion del canal izquierdo de audio (L), y luego enviar la informacion del canal derecho de audio (R) en la otra unidad de tiempo. Si bien este metodo es efectivo, induce demasiado ruido a la señal, producto de los cortes ,y que se utiliza para ello una señal cuadrada y no senoidal.
Por lo que siempre, un esquema sencillo de multiplexacion stereo, contendra este metodo COMPLETAMENTE en desuso. De nada sirve tener una buena etapa de radiofrencuencia, si ya estamos induciendo ruido en baja frecuencia.
Esta representacion del ancho de banda no esta hecha por mi, sino que la saque prestada de google.
Para explicar el fundamente de la transmision Stereo, es necesario comprender ese esquema.
Alli aparece en el recuadro de la izquierda expresada como "señal suma", la mezcla entre el cana derecho e izquierdo. Esto es, un simple paso mezclador de audio, que nos permita unir ambos canales en una sola señal, entonces esta señal es monofonica, pero contiene informacion de ambos canales. Eso es asi, para compatibilizar la escucha en radios que no son stereo, y no perder la informacion de algunos de los canales R o L.
La modulacion Stereo, no debe sobrepasar el 45%, a diferencia, que si el transmisor es monofonico, puede llegar al 90%. Sobrepasando este indice de modulacion, el receptor de radio presentara alta distorsion sonora, lo que afectara a la calidad de nuestra transmision.
Debido a ello, la señal monofonica tendra mejor relacion de señal/ruido que una stereofonica.
Siguiendo entonces en la primera parte de la mezcla de los canales R y L, se limita la frecuencia de audio hasta los 15Hkz. Si no se respeta esa banda pasante, alterara la separacion de los canales R y L en el receptor, ademas de aumentar el ancho de banda de la transmision con su irremediable aumento de la distorsion. Luego de una zona de "silencio" comprendida entre los 15 y 18 Khz, se debe mezclar una señal de 19KHz, con un indice de modulacion de un 10%. Esta señal, tiene 2 funciones; indicar a un receptor stereo que la señal esta acondicionada para decodificar, y ésta se debe encuentrar en fase a la de 38Khz que aparece mas arriba.
La señal de 38KHz, es una portadora dentro de la frecuencia de transmision, la cual contiene como informacion, la substraccion de los canales R y L, del mismo modo en que lo hacen los equipos con la posibilidad de hacer karaoke.
Esta señal portadora, posee doble banda lateral, cuya banda inferior comienza en los 23 Khz y finaliza en los 38Khz, y la banda lateral superior entre los 38KHz y culmina en los 53KHz.
De igual manera, de pueden agregar señales de otro tipo, como la RDS o similares, como complemento opcional a la transmision.
Acualmente existen circuitos integrados que ofrecen la codificacion Stereo y ademas de su etapa de RF, como el famosisimo BA1404 y tambien el BH1404.
Ambos hacen ese trabajo con mucha facilidad, pero jamas debe pensarse, que aun tengamos la percepcion que poseen una gran calidad de sonido, la verdad es que cumple las expectativas de una radio comunitaria o experimental, pero jamas la calidad sonora de una estacion de radiodifusion. Si usted compra un transmisor con estos integrados, revise efectivamente cuanto esta pagando. El costo de compra debe ser inferior a uno que posea mayor cantidad de componentes.
La razon de ello, es que los fabricantes reducen la calidad de los productos, a medida que estos se hacen mas pequeños y multifuncionales, y se dirigen hacia el consumo masivo pero no profesional.
Un transmisor para FM comercial, actualmente esta utilizando la tecnologia de sintesis directa digital (DDS), la cual representa una nueva tecnologia, pero de caracteristicas poco envidiables a un buen diseño de un transmisor analogico. Lo que si, los analogicos tendran sus dias contados, si la radiodifusion digital se convierte en un standard, y en ningun caso estoy de acuerdo en la radiodifusion digital, ya que solo resulta en incomodidades para quienes estamos viajando, o tenemos una zona donde es dificil la propagacion de las ondas de radio.
Prefiero mil veces, que se mantenga el romanticismo de la radiodifusion analogica, y en cuanto a la television, me da exactamente lo mismo.
Luego de este paréntesis, los circuitos monoliticos encargados de la codificacion stereo, no tienen la calidad para la radiodifusion profesional, tiene las siguientes razones:
- Ancho de banda insuficiente
- Alto nivel de ruido.
Si bienn el ancho de banda para la radiotransmision, es de 75Khz, y nuestro codificador debe tener un ancho de banda de 53Khz, se requiere que la etapa de preamplificacion, sea lo mas lineal posible, entonces, se debe asegurar por lo menos un ancho de banda de 100KHz.
Esta familia de monoliticos, no indica en sus hojas de datos el ancho de banda pasante de la etapa de BF. Se presume que deberia ser de 53KHz, pero podria tener una atenuacion de unos 3dB, lo que ya no corresponde a alta fidelidad.
Su ancho de banda esta reducido. Por lo tanto, la mejor solucion para un codificador Stereo de calidad profesional, debe estar constituido por todas las partes necesarias
- Etapa de suma de canales R+L
- Generacion de señal patron de 19KHz senoidal
- Generacion de señal de 38KHz senoidal
- Modulador balanceado o tecnicas similares
Al poseer señales senoidales, se reduce enormemente la distorsion armonica de la etapa de BF, pero tambien se debe considerar de amplificadores operacionales que nos garantizen como minimo 100KHz de ancho de banda sin atenuacion, que sean de bajo ruido y de alto slew rate, como primera medida.
Se deben utilizar filtros pasabajos, idealmente del tipo digital, para que el corte sea lo mas cercano a lo ideal, asi como la etapa de preenfasis, una fuente de poder de bajo nivel de ruido, y cableria resistente al ruido electrico.
Esquemas de este tipo ya no existen, o son escasos, debido a que se requiere mucho trabajo e inversion,ya que se requiere de otro PLL para mantener la señal patron y subportadora lo mas estable posible, y que el pll de igual forma puede inducir ruido en el sistema.
Para que hablar del costo de amplificadores operacionales para uso profesional, los cuales son dificiles de conseguir y caros.
Por lo tanto, jamas se desprecie o se no se tome en cuenta, la etapa de BF, que es sin lugar a dudas, el responsable que nuestra radio suene bien, o que sea Hi-Fi.
Proximante, tendre un producto de calidad profesional para radioemisoras comunitarias.
Nos vemos en el otro capitulo : Oscilador y modulador FM,
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