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Probando el Mezclador

2 Octubre, 2013

MadFab Radio

Probando el Mezclador en anillo.

La primera prueba que queremos realzar, es usar nuestro recién construido modulador en anillo para subir la frecuencia de una señal de radio frecuencia modulada en amplitud.

Para ello utilizaremos una señal de radiofrecuencia de 585Khz proveniente de un receptor de sintonía directa, la señal es de una poderosa emisora local en este caso la señal de RNE1 ( Radio Nacional de España en la capital Madrid )

La mezclaremos con la señal de un generador sintetizado que esta generando una señal de 5.585Khz y un nivel de salida de +5dB.

Utilizaremos la señal resta=

5.585Khz(generador)-858Khz(señal modulada) =5Mhz

Para recibir la señal resta usaremos un receptor de onda corta sintonizado en 5Mhz o lo que es lo mismo 5.000Khz.

Podemos ver las señales Suma – Oscilador local – Resta en el analizador de espectro.

Ajustando el analizador, podemos ver las señales suma y resta moduladas en amplitud por la señal de radio.

Probamos otras frecuencias de mezcla hasta los 20Mhz con buenos rendimientos.

Como resultado una muy buena recepción que podéis escuchar a continuación.

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Conversión directa:

Nuestra siguiente prueba es utilizar nuestro modulador en anillo para hacer un receptor de conversión directa.

Los receptores de conversión directa son muy sencillos.

En algunos casos la señal entra directamente en el conversor.

A la señal de radiofrecuencia  se le resta una señal del oscilador local de tal manera que trasladamos la señal de entrada a la banda de audio.

La señal de salida del mezclador es filtrada en la banda de audio (algo que es fundamental ) con un filtro pasa bajos  y amplificada.

Un problema que tienen este tipos de receptores es el de la frecuencia imagen.

Otro problema es que no esta indicado para la recepción de señales de FM y de AM.

En el caso de AM tendremos que estar exactamente en la frecuencia de la señal de radio que queremos recibir.

Cualquier variación,  la tendremos en la señal de salida produciendo inter modulación.

El oscilador local para la recepción de AM tendría que ser también muy estable.

Nosotros hemos utilizado un oscilador sintetizado, aun así no tenemos la resolución necesaria para el correcto ajuste a la frecuencia portadora y aunque esta muy próximo, se produce un efecto de desvanecimiento en la señal de audio.

Hemos realizado una grabación de la señal obtenida con la conversión directa.

En los momentos iniciales hemos desajustado el generador sintetizado para que podáis escuchar las señales de batido.

Una vez el generador esta enclavado, el resultado de la recepción mejora pero se puede apreciar el efecto del desvanecimiento en la señal.

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Sintonía Directa

Por ultimo no queríamos dejar pasar la ocasión de mostraros como se escucha nuestro receptor mas elaborado con sintonía directa.

Es un receptor que no utiliza conversiones.

La señal captada y filtrada por un circuito resonante con una bobina de alto Q.

Se procede después a amplificarla  con un amplificador de 3 etapas a Fet que dispone de un sistema de control automático de ganancia.

La salida se demodula en amplitud con un diodo de germanio.

Este receptor  dispone de un multiplicador del Q del circuito resonante de entrada controlado por el control automático de ganancia CAG. (generalmente no se utiliza )

Haremos una entrada mas detallada de este receptor, de momento os dejamos con la grabación de audio obtenida con el.

Funciona francamente bien y tiene un audio estupendo.

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<Imágenes Electrónica Pascual>

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Mezclador en anillo doblemente equilibrado

29 Septiembre, 2013

MadFab Radio

Mezclador en anillo doblemente equilibrado.

Después de realizar varios diseños con receptores de sintonía directa con muy buenos resultados, queremos probar con otras técnicas de recepción.

Seguiremos hablando de sintonía directa pero ahora queremos adentrarnos en otros campos entre ellos:

- Conversión de frecuencia, aplicada a receptores heterodinos.

- Receptores de conversión directa, con mezclador en anillo o con conmutadores electrónicos como el 74hc4046.

- Conversión de frecuencia transversores.

- Receptores SDR Software Defined Radio o Radio definida por software con demodulación con señales I+Q

Como comienzo de esta nueva andadura el el territorio de los receptores, empezaremos con la conversión de frecuencia.

Para lo cual necesitamos un mezclador de señales de radiofrecuencia.

Simplificando mucho. Cuando dos señales de radio frecuencia se mezclan con un circuito adecuado, a su salida tendremos una señal de frecuencia suma y una señal de frecuencia resta.

Si mezclamos una señal de 1Mhz con una señal de 400Khz a la salida tendremos dos señales una de 1,4Mhz y otra de 600Khz.

Entre los distintos tipos de mezcladores de radio frecuencia hemos elegido el mezclador doble balanceado.

Lo hemos elegido por su simplicidad de construcción y su ancho de banda.

Hace uso de cuatro diodos en una configuración en anillo o estrella en anillo o estrella.

Ventajas:

– Aislamiento inherente en todas las puertas.

– Rechazo del ruido y espurios LO.

Principio de funcionamiento:

– La señal de OL activa alternativamente los diodos de la izquierda y la derecha.

– Los puntos a y c son tierras virtuales para la señal de RF.

- Una señal de RF en fase y otra en contrafase alternativamente se cambian al puerto de IF bajo el control de OL (oscilador local)

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CONSTRUCCIÓN

Los elementos necesarios para su construcción son:

- 4 diodos, hemos usado los 4N4148

- Dos núcleos de ferrita para los transformadores, hemos usado unos que teníamos en el laboratorio aunque hay núcleos especificos para HF

- Cable de cobre esmaltado para los bobinados.

Para la construcción se ha de emplear el siguiente esquema:

El cable para los bobinados ha de ser trifilar.

Se construye con tres secciones de unos 30cm cada una trenzadas entre si ( con treinta centímetros tendemos para los dos transformadores)

Para hacer mas fácil el conexionado se puede utilizar cable esmaltado de distintos colores o marcar el cable con unas fundas con ayuda de un ohmetro una vez bobinado.

El numero de espiras es de 9 en cada transformador otros autores utilizan 15.

Para un mejor funcionamiento del mezclador los diodos han de ser lo mas similares posibles ( electricamente ) aunque no es critico.

Para poderlo determinar podemos utilizar el siguiente montaje midiendo las tensiones con un voltímetro (escala de 2V o 3V) que nos de una resolución de 3 decimales.

Hay que tratar de encontrar los cuatro diodos con valores mas cercanos.

En la imagen podemos ver el circuito montado para las pruebas iniciales.

Como oscilador local hemos utilizado un generador sintetizado por su estabilidad de frecuencia, aunque puede ser utilizado un VCO mas sencillo.

La señal del oscilador local ha de estar dentro de los 0dB a +10 dB.

Se han realizado pruebas muy satisfactorias hasta 21Mhz aunque podría funcionar a frecuencias mas elevadas.

Para no hacer demasiado larga esta entrada hablaremos de las pruebas más detalladamente en una próxima entrada.

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Solar Radio

1 Septiembre, 2013

http://madfab.es/wp-content/uploads/2012/12/MADfab-Radio.jpg Radio Solar

Aprovechando los soleados días veraniegos, hemos añadido a uno de nuestros diseños un pequeño panel solar.

La radio auto construida y de sintonía directa esta formada por:

Un circuito resonante: LC con bobina sobre ferrita fabricada con hilo de lizt y condensador variable con dieléctrico de aire.

Como detector : Nuestro circuito detector de impedancia infinita con JFET.

Un amplificador de audio: Nos permite escuchar la radio con cascos o con un pequeño altavoz.

Como el receptor es muy simple y no dispone de control automático de ganancia CAG se ha puesto un control de volumen al amplificador de audio.

De esta forma podemos adaptar el nivel de escucha a nuestro gusto y compensar las variaciones de sonido que se producen al escuchar las emisoras que llegan con distintos niveles de señal de radio frecuencia.

Escuchando la radio en el jardín.

Resultados:

Las emisoras de radio se escuchan perfectamente con un buen nivel de audio, incluso sin antena.

El panel solar nos entrega energía suficiente, aun estando a la sombra (durante un día soleado)

Mejorar el sistema solar:

Podría incluirse un sencillo sistema de carga de baterías para poder escuchar la radio por la noche.

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Escuchando SSB – BLU con Sunstech RPDS800

30 Agosto, 2013

http://madfab.es/wp-content/uploads/2012/12/MADfab-Radio.jpg —–> 

Tengo un receptor de radio Sunstech RPDS800.

A mi me gusta, ya que para su precio, tiene unas buenas prestaciones.

Bandas: Onda Larga – Onda Media – Onda Corta – Frecuencia Modulada.

Modos de recepción :

Amplitud de Modulación para las bandas de Onda Larga – Onda Media – Onda Corta.

Detector de Frecuencia Modulada en la banda de FM

Selector de selectividad en el modo de Amplitud de Modulación en saltos de

6khz – 4Khz – 3khz – 2khz – 1khz

Este receptor esta basado en el circuito DSP (procesador digital de señal) Si4734

Todas las funciones de recepción y demodulación son realizadas por el Si4734.

Como puede observarse el modo de recepción en las bandas de onda corta son en AM ( amplitud de modulación) con lo cual no podemos escuchar las estaciones que transmiten en BLU – SSB (banda lateral única – Single Side Band).

Para los no iniciados, el sonido de BLU – SSB escuchado en un receptor con demodulación de AM es ininteligible.

Para mas detalles sobre la modulación en BLU – SSB se puede consultar el siguiente enlace:

Modulación en banda lateral única BLU

Single-sideband modulation SSB

Imagen de modulación en Amplitud con la portadora y las dos bandas laterales.

Gráfico en el que se muestra los modos de modulación.

En resumen:

Simplificando, para poder recibir de manera inteligible una señal de radio en un receptor con un demodulador de AM (amplitud modulada) tenemos que tener las dos bandas laterales (Banda Lateral Superior USB – Banda Lateral Inferior LSB)

Para poder recibir Banda Lateral Unica en un  receptor con demodulador de AM tenemos que restituir la banda suprimida.

Método:

El método mas simple para restituir la banda lateral suprimida es hacer batir la señal recibida con un señal de radio frecuencia sin modular en la frecuencia central de recepción.

Una forma de hacerlo ( la mas cómoda ya que no habría que tocar la frecuencia de la señal inyectada ) seria inyectar una señal de RF en la frecuencia central de la etapa de frecuencia intermedia del receptor.

Otra manera de hacerlo es inyectar una señal de RF en la frecuencia en la que estamos recibiendo cerca de la antena o de la primera etapa de radio frecuencia de nuestro receptor.

Como el receptor Sunstech RPDS800 tiene un método de sintonía y de modulación basado en DSP no puedo acceder a la frecuencia intermedia, incluso en este modelo “creo que no existe como tal” o no como normalmente se usa.

De todos modos en el lugar donde me encuentro no dispongo de ningún tipo de generador de Radio Frecuencia como los que si tengo en el laboratorio.

Generador de Radio Frecuencia Improvisado:

Se me ocurrió usar como generador improvisado el Oscilador Local del receptor Grundig satellit 6000.

Una de las bandas que quería escuchar es la banda de Radio Aficionados de 40 metros, por su gran actividad y por que se puede escuchar casi a cualquier hora del día.

Las frecuencias de esta banda en uso para Radio Aficionados son:

Captura de pantalla de la pagina web de la Union de Radio Aficionados Españoles URE

Como ya comente en entradas anteriores:

Grundig satellit 6000
Revisando el Grundig satellit 6000

mi receptor tiene toda una serie de bandas de onda corta estropeadas.

Pero por suerte hay una banda de onda corta que si funciona la banda K1 SW1 que cubre el rango de 1,6 Mhz a 5Mhz.

Como se puede comprobar en este rango no puedo inyectar una señal de RF en la banda de 40 metros ( 7000 a 7200 Khz) ya que el oscilador local de mi receptor cubre la banda de (1600 Khz a 5000Khz ) menos la frecuencia intermedia que es de 460Khz.

Que nos daría un rango entre 1140Khz y 454o Khz

Pero puedo usar la segunda armónica del oscilador local ( tendré menos señal de RF)

Usando la segunda armónica del oscilador local en  esta banda tengo un rango de:

2280Khz y 9080Khz.

Con lo cual puedo cubrir perfectamente la banda de 40metros.

Dial situado en 3000Khz para obtener una señal portadora en el segundo armonico.

Realización Practica:

Dado que la señal que irradia el oscilador local es pequeña y además tenemos que trabajar en el segundo armónico ( con lo cual disminuye aun más) se ha de situar el receptor de escucha (Sunstech RPDS800) lo mas cerca posible de nuestro generador ( Grundig satellit 6000)

De este modo captaremos la mayor cantidad de señal de RF del oscilador local.

Para una mejor recepción frente algunas señales débiles he preparado una antena de hilo largo de unos 20 metros, aunque en la mayoría de los casos  con la propia antena telescópica del receptor es mas que suficiente.

A antena la he acoplado una bobina de unas 50 espiras que me permite controlar la señal de radio de la antena de forma inductiva.

Aproximando o alejando la bobina,  se obtiene mas o menos señal. (esto mismo se puede hacer alargando o acortando la longitud de la antena telescópica frente a señales fuertes).

Clarificando la señal

La clarificación es un ajuste en el receptor.

Variando la señal de la frecuencia de mezcla para obtener la mejor restitución de la banda lateral eliminada y que el sonido sea inteligible.

Si la frecuencia de mezcla esta por debajo se escuchara un sonido muy grave y si esta por encima muy agudo o con voz de pato (pato de los dibujos animados).

Al trabajar en el segundo armónico, la sintonía con el dial general de la radio se hace extremadamente critico, por lo que uso el ajuste de sintonía fina del Grundig satellit 6000.

Como hay señales muy débiles y señales fuertes se ha de jugar con la separación entre la radio receptora y el generador (Grundig satellit 6000).

Si la señal recibida es muy fuerte puede ser difícil la clarificación (no se restituye bien la banda lateral eliminada) tendremos que jugar con la señal inyectada por la antena.

Si la señal de antena es débil, podemos separar el receptor de escucha de nuestro improvisado generador.

Resultados:

La recepción de señales es en general muy buena.

Se escuchan estaciones de radioaficionado de toda España:

Ciudades de Pamplona, Valencia, San Sebastian, Madrid, Islas Canarias, Melilla, Barcelona, Murcia.

También se escuchan sobre todo por la noche cuando aumenta la propagación estaciones de: Italia, Francia, Inglaterra, Estados Unidos.

A modo de ejemplo os dejamos con estos tres ficheros que he grabado

ssb2.mp3

ssb2.mp3

ssb3.mp3

Por supuesto se pueden escuchar otras bandas es solo cuestión de experimentar.

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