Como modificar un receptor de FM para oir la VHF

Radioaficionados

"¡Aaaaaaarrrrrrgggggg!... ¡Este niño es un manazas!... ¡Se ha cargado el receptor de radio que compré ayer!.. ¡El hijo de .... lo ha "fundido" al intentar modificarlo para escuchar a la N.A.S.A.! ¿Será penco el muy ca....?"

Estas fueron las "cariñosas palabras" que me dedicó mi padre cuando, con 7 años de edad, intenté "mejorar" (por llamarlo de alguna manera) el flamante receptor de OM y OC que acababa de comprar en una famosa tienda de electrónica de mi ciudad.

La verdad es que por aquel entonces yo no tenía ni la mas remota idea de lo que hacía, como es fácil deducir. Sin embargo, hacerlo me encantaba, me atraía enormemente.

No os voy a contar las medidas que tomó mi padre para que aquello no volviera a repetirse, aunque os las podéis imaginar. Sin embargo, por muy duras que fueran, no me quitaron las ganas de continuar con mis "experimentos".

Y hablando de este tipo de "investigaciones técnicas", en este artículo os ofrecemos la posibilidad de "continuar", de forma entretenida y a la vez instructiva y segura, con la que yo inicié en su dia cuando tenía 7 años de edad. Por supuesto, ya sin peligro alguno para el artilugio que elijamos como conejillo de indias y de manera muy sencilla.

Se trata de modificar un receptor de radio, de los que con seguridad todos tenemos alguno en casa, para poder oir la banda aérea (torres de control de aeropuertos, pilotos, etc...), radioaficionados de "dos metros" (144-146 MHz) y toda la banda de VHF hasta llegar incluso a los 170 MHz. ¿Quieres conocer todos los detalles?. Cliquea en "Leer completo...", por favor.

En un principio quizás te pueda parecer un proyecto muy complicado, pero podemos asegurarte que será muy fácil, más de lo que te imaginas.

Para empezar te diremos que, para llevar a cabo nuestro propósito con éxito, el receptor que nos interesa agenciarnos es un "superheterodino" de tipo analógico, de calidad media (no dan buenos resultados los chinos baratos) y, además, será interesante que tenga un buen amplificador de audio y un altavoz no muy pequeño.

El motivo de advertirte con respecto a esto lo verás conforme avancemos en el artículo y al final del mismo, cuando hayamos acabado nuestro trabajo.

Además de lo anterior, tenemos que conocer aunque sea superficialmente el funcionamiento de este tipo de receptor. Por supuesto que más adelante lo estudiaremos en profundidad, pero ahora necesitamos unas pequeñas nociones de electrónica aplicada a la recepción mediante este sistema.

EL SUPERHETERODINO BÁSICO
A continuación puedes ver el diagrama modular o de bloques de un receptor superheterodino. La parte que nos interesa es solo la que origina el llamado "batido de frecuencias". Posiblemente te preguntes de que diablos hablamos.

Se llama batido de frecuencias al fenómeno que se produce al sumar dos señales de distinta frecuencia. Supongamos que disponemos de una señal de 600KHz y otra de 1000KHz, y confirmamos que las dos tienen la misma amplitud. Si las sumamos en un circuito especial, a la salida del mismo obtendremos otra señal cuya frecuencia será la diferencia entre ambas, es decir, una señal de 400KHz la cual recibe el nombre de "Frecuencia de Batido" o "Frecuencia Heterodina".

Lo mejor de esto es que si una de las señales estuviera modulada, la señal resultante conservaría la modulación de la señal original. Este fenómeno se aprovecha en el receptor superheterodino para conseguir una señal de frecuencia fija, llamada "Frecuencia Intermedia" o abreviadamente "F.I.", a partir de cualquiera de las señales captadas por la antena, e independientemente de las frecuencias que tengan estas últimas.

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Esto tiene muchísimas ventajas. Por ejemplo, el amplificador de FI ha de diseñarse para amplificar solo una frecuencia y no un amplio margen. Otra ventaja importante es que la señal a amplificar resulta ser de frecuencia mas baja que las originalmente recibidas por la antena. Ambas cosas hacen que los amplificadores de FI puedan fabricarse con una estabilidad y una ganancia bastante mayores que las conseguidas con técnicas de amplificación directa.

Por ejemplo, todas las señales recibidas en la banda de FM que va de 88 a 108 MHz se convierten a solo 10,7 MHz en la mayoría de receptores, e incluso en los llamados de "doble conversión" la FI se reduce una segunda vez a solo 455 KHz. Como puedes ver la diferencia de frecuencias de las señales recibidas en antena con respecto a las obtenidas mediante el batido es abismal, así como los beneficios que pueden llegar a obtenerse.

EL CORAZÓN DEL SUPERHETERODINO
Por supuesto que nuestra pretensión no es hacer aquí un estudio completo de este tipo de receptor. Aún no ha llegado ese momento. Pero lo que sí que vamos a hacer es enseñarte los circuitos que debes conocer para poder hacer la modificación que pretendemos con garantía de éxito.

Mira la siguiente ilustración. En resumidas cuentas representa lo que ocurre en el corazón de un receptor superheterodino, es decir, en las etapas correspondientes al batido de frecuencias.

Observa como el llamado "Oscilador Local" produce una señal de RF con un margen de frecuencias que va desde 98,7 hasta 118,7 MHz, justo 10,7 MHz por encima de la banda de FM que queremos recibir (88 a 108 MHz). El alma de este oscilador es un circuito resonante, formado básicamente por una bobina y un condensador variable. A este circuito resonante se le llama comunmente "circuito tanque". En el diagrama superior lo hemos clasificado con el número 2.

Por otra parte, en la etapa amplificadora  conectada a la antena existe otro circuito tanque, pero en esta ocasión sintonizado según el margen de frecuencias que se desea recibir, es decir, de 88 a 108 MHz que es la banda comercial de Frecuencia Modulada (FM).

El funcionamiento del circuito es fácil de deducir. La etapa de entrada amplifica la señal de FM recibida por la antena y seleccionada por el circuito tanque Nº 1, y posteriormente la aplica al mezclador. Por otro lado, a dicho mezclador le llega además la señal del oscilador local, que repetimos siempre está 10,7 MHz por encima de la primera.

Ni que decir tiene que ambos circuitos resonantes, o circuitos tanques (como queramos llamarlos), están "sincronizados", de manera que cuando el del amplificador sintoniza los 88 MHz el del oscilador local está produciendo una señal de 98,7 MHz. Si el circuito tanque del amplificador sintoniza los 98,5 MHz, el del oscilador local produce 109,2 MHz. Y si el primero sintoniza los 108 MHz, el segundo produce una señal de 118,7 MHz. Es decir, siempre existe entre las frecuencias de los dos circuitos una diferencia de 10,7 MHz.

Para que esto sea posible, los condensadores de ambos circuitos resonantes tienen el mismo soporte y están gobernados por el mismo eje, de manera que se mueven al unísono. Por esta razón, a este tipo de condensadores variables se les conoce como condensadores variables en "tandem". La linea discontinua que los une en el esquema simboliza esta "sincronía".

A la salida del mezclador, y una vez que ha superado un filtro encargado de "limpiar" la señal, solo queda la llamada "Frecuencia Intermedia" de 10,7 MHz, que es el resultado del batido de las dos señales en juego.

Hasta aquí el funcionamiento básico de este tipo de receptor, lógicamente en lo que se refiere a la parte que nos toca en este momento para la comprensión de lo que pretendemos hacer en este artículo. Veamos ahora como podemos modificar este circuito para que logremos recibir otras frecuencias más altas.

MODIFICAR LA CONVERSIÓN DE FRECUENCIAS
Algo que no hemos dicho aún es que al proceso global de obtención de la F.I. se le llama normalmente como hemos titulado a este subtema, es decir, "Conversión de Frecuencias". Una vez dicho esto pasamos directamente a lo que nos interesa, la modificación. Está compuesta únicamente de dos puntos claves.

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Primer punto: Modificar la frecuencia del oscilador local.

Según lo dicho hasta ahora, para que un receptor de este tipo funcione con frecuencias de 118 MHz en adelante lo que tendríamos que hacer, evidentemente, es modificarle su oscilador local para que trabaje de 128,7 MHz en adelante. De esta manera conservaríamos la frecuencia de batido en los 10,7 MHz para la que está preparado el resto del circuito. No sé si lo has pillado.

Por ejemplo, imagínate que lo que queremos lograr es que nuestro equipo reciba un margen de frecuencias de 118 a 150 MHz aproximadamente. Para ello tendremos que hacer trabajar al oscilador local desde 128,7 a 160,7 MHz, siempre conservando la diferencia de la FI, para que a la salida del mezclador tengamos los 10,7 MHz.

Segundo punto: Modificar la banda pasante del amplificador de RF.

Además de lo anterior, y para que el receptor no pierda sensibilidad en el nuevo tramo de frecuencias, tendremos que modificar el amplificador de RF colocado al principio del circuito de manera que trabaje justo desde 118 a 150 MHz, que es el nuevo margen de frecuencias (o banda pasante) que nos hemos marcado como meta.

Eso es todo lo que tendremos que hacer para disfrutar de un receptor de banda aerea y VHF a partir de uno de FM. Para conseguir nuestro objetivo tenemos varias opciones, desde cambiar las bobinas de los dos circuitos tanque estudiados (el del amplificador y el del oscilador local) hasta, como hemos visto hacer en algún video de Youtube, estirar dichas bobinas para bajar su inductancia y de esta manera subir las respectivas frecuencias de resonancia.

Sin embargo, no queremos en absoluto desgraciar nuestro receptor y además, como es nuestra costumbre, lo que deseamos es hacer un trabajo pulcro, un trabajo de verdadero profesional. Si posteriormente deseamos volver a nuestro receptor de FM comercial podremos hacerlo con el menor número de problemas posibles. ¿Como actuar entonces?.

PRIMERA OPCIÓN: CAMBIAR LAS BOBINAS
Es sin duda alguna la alternativa más profesional. Se trata de cambiar tanto la bobina del oscilador local como la del amplificador de RF por otras de menor inductancia (con menos espiras), para así subir su frecuencia de resonancia.

Si optamos por esta primera solución no nos queda otra que desmontar las dos bobinas antedichas y colocar en su lugar las nuevas bobinas, las cuales tendrán aproximadamente la mitad o incluso una tercera parte de las espiras que tengan las originales. Creemos que aproximadamente esta cantidad de espiras es un buen punto de partida para comenzar a hacer pruebas.

No obstante, te advertimos que esta solución puede llegar a resultar bastante engorrosa, sobre todo en determinados equipos.

La razón la encontramos en que estos componentes, debido a que pertenecen a circuitos con frecuencias de resonancia muy elevadas, generalmente están recubiertos casi por completo de una sustancia aglomerante, como cera o similar.

Además, para darle más consistencia si cabe, las bobinas incorporan una especie de producto plástico y esponjoso en su interior. Es una manera simple de darle algo más de estabilidad al receptor en cuestión.

Todo ello hace, como hemos adelantado, que la operación sea bastante incómoda de realizar, sobre todo en aquellos equipos en los que el fabricante ha sido muy "generoso" con la cera y con la esponja.

Desde luego, si lo que quieres es hacer un trabajo excelente y deseas que tu receptor se quede definitivamente con el margen de frecuencias que buscamos desde un principio, ésta debe ser tu elección.

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No obstante, aunque hayas cambiado las bobinas, si deseas tener de nuevo el receptor de FM original solo tienes que regresar sobre tus pasos y volverle a colocar las bobinas originales. Los inconvenientes con los que te encontrarás son los que ya hemos resaltado anteriormente.

Si prefieres, sin embargo, dejar la puerta abierta a una posible "vuelta a la normalidad" de tu receptor de FM, sin tener que desmontar ningún componente del mismo, y conseguir el margen de frecuencias deseado de una manera infinitamente más sencilla, te damos otra solución.

SEGUNDA OPCIÓN: REDUCIR LAS INDUCTANCIAS
En un circuito tanque, cuanto mayor sea la inductancia de su bobina más baja será su frecuencia de resonancia. A la inversa, cuanto menor sea la inductancia de esa bobina mayor será la frecuencia a la que resonará el circuito. Por lo tanto, reducir la inductancia de las bobinas de ambos circuitos tanque, ese debe ser nuestro objetivo. ¿Como conseguirlo de forma simple, sin que tengamos que desmontar nada y sin dañar lo más mínimo nuestro receptor?

La inductancia de una bobina produce cierta resistencia al paso de la corriente alterna. Esta resistencia de las bobinas al paso de dichas corrientes se denomina "reactancia inductiva". A más reactancia inductiva le corresponde más inductancia y a la inversa, a menos reactancia inductiva corresponde una inductancia menor.

Si recordamos lo que ocurre con las resistencias puras al conectarlas en paralelo tendremos una pista de lo que podemos hacer con las bobinas para reducir su inductancia. ¡Efectivamente!... Al conectar dos bobinas en paralelo ocurre algo similar a lo que ocurre con las resistencias; su reactancia inductiva (su resistencia al paso de la corriente alterna) disminuye, y al disminuir ésta también lo hace la inductancia global del circuito.

Por lo tanto, basta con fabricar un par de pequeñas y sencillas bobinas y colocarlas en paralelo con las existentes en los circuitos tanque del receptor. Como resulta que las bobinas originales están en paralelo con cada una de las secciones del condensador variable usado para el oscilador local y para el amplificador de RF, sabemos ya justo los puntos donde tenemos que colocarlas sin que para ello tengamos que hacer grandes florituras.

Seguro que has adivinado que las nuevas bobinas podemos soldarlas directamente a las patas de conexión del condensador variable (ver la foto adjunta y haz clic en ella para ampliarla en otra ventana).

Efectivamente, así es. Si soldamos las dos nuevas bobinas construidas por nosotros, una a cada sección del condensador variable usado para la sintonía de la FM, bajaremos automáticamente la inductancia de cada uno de los circuitos tanque de nuestro receptor correspondientes a esa sección, ya que estarán conectadas en paralelo con las que ya existían en el circuito. Si te fijas en como lo hemos hecho nosotros seguro que lo tendrás más fácil.

Observa bien la posición de las bobinas, tanto las originales como las recién instaladas, y fíjate como se han colocado para que sus campos magnéticos se influyan lo menos posible unos a otros.

Con este último método, y si por cualquier razón deseas volver a la configuración original del receptor, solo tendrás que desoldar las bobinas de nuevo y asunto concluido.

Tanto si usas uno u otro sistema para conseguir el resultado buscado, al final deberás ajustar el receptor para las nuevas frecuencias en las que habrá de trabajar.

CONSIDERACIONES FINALES Y AJUSTE DEL RECEPTOR
Para finalizar, debemos comentarte algunas cositas sobre nuestro receptor una vez modificado. Tienes que ser consciente que los mejores resultados los obtendrás mediante la experimentación pura y dura. Es más, lo más probable es que en un principio tu receptor no funcione, pero no te desanimes. Es del todo normal.

Aquellos afortunados que dispongan de generador de R.F. lo tendrán fácil, ya que podrán ajustar el receptor en un abrir y cerrar de ojos. Los que no tengan generador lo tendrán más difícil, aunque no imposible.

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Debes tener en cuenta las diferencias existentes entre los distintos receptores usados por los servicios de comunicaciones en cuanto a canalización, tipos de modulación de la portadora, etc... Con esto te queremos indicar que, por ejemplo, en banda aérea la modulación utilizada es AM, los radioaficionados (144-146) usan modulación en FM con canalizaciones de 12,5 KHz para una desviación máxima de 2,5 KHz o de 25 KHz para desviaciones de 5 KHz, y los servicios en VHF utilizan todos por normativa oficial una canalización de 12,5 KHz.

Sin embargo, la FM comercial (88 - 108 MHz) usa un ancho de banda de 200 KHz para un nivel de modulación de + - 75KHz y, según normativa europea, dos emisoras contiguas han de separarse 300 KHz una de otra. Esto hace que el rendimiento en cuanto al procesado de la FI y la demodulación en nuestro receptor modificado no sea excesivamente buena para las señales anteriormente comentadas.

Por esta razón te decíamos al principio que para este trabajo nos interesa un receptor con un buen amplificador de B.F. y un altavoz que rinda lo máximo posible, ya que el sonido obtenido al demodular algunas señales será de nivel bajo. Las anteriores características ayudarán un poco a paliar el problema.

Para la fabricación de las dos bobinas necesarias nosotros hemos usado hilo de cobre esmaltado de 0,8mm. Sin embargo, sabemos que se obtienen buenos resultados con hilos de 0,7mm e incluso con 0,6mm. Puede usarse un diámetro interior de entre 4 y 6 mm aproximadamente.

Para los que no disponen de generador de RF (imaginamos que la mayoría) podéis hacer un pseudo-ajuste de compromiso de la siguiente manera, siempre teniendo en cuenta que las bobinas originales NO VAN A TOCARSE. Sin embargo, si tocaremos los trimmers (pequeños condensadores) de que dispone el condensador variable en tandem, tanto el del oscilador local como el del amplificador de RF.

Primero ha de ajustarse la frecuencia más baja que se desea recibir. Para ello lo primero que haremos será cerrar del todo el condensador variable de sintonía (placas fijas y móviles enfrentadas). Después intentaremos sintonizar una emisora de frecuencia conocida sobre los 118 MHz separando o aproximando las espiras de la bobina osciladora recién añadida, o incluso cambiando dicha bobina por otra con más o con menos espiras.

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Hacer este ajuste sin generador es muy complicado si queremos comenzar en una frecuencia determinada, ya que normalmente las comunicaciones en estas bandas suelen ser esporádicas y además no conocemos su frecuencia exacta, por lo que tendremos muy pocas oportunidades. La recomendación es usar la señal de una emisora de la banda comercial de FM cuya frecuencia sepamos que ronda los 108 MHz y dejar las espiras de la bobina osciladora más separadas de la cuenta (lógicamente perderemos la señal de la emisora) para que la frecuencia de recepción comience sobre 118 MHz (a ojo de buen cubero).

Teniendo en cuenta que la capacidad de sintonía del tandem usado en la mayoría de receptores de FM responde a un coeficiente de 1,25 aproximadamente, y si comenzamos a sintonizar en 118 MHz, al final del dial de nuestro receptor podremos sintonizar frecuencias del orden de los 148 MHz, lo que nos deja una banda que va desde los 118 a los 148 MHz. Si queremos recibir frecuencias superiores tendremos que sacrificar la parte de abajo de la banda, comenzando más arriba de 118 MHz.

El trimmer correspondiente del oscilador local se colocará completamente abierto (placas separadas) lo que nos dejará más margen por la parte alta de la banda.

El ajuste de la bobina del amplificador se hará intentando conseguir la máxima sensibilidad posible del receptor en frecuencias bajas, en nuestro caso de entre 118 a 120 MHz. Posteriormente intentaremos conseguir la máxima sensibilidad en frecuencias altas (de entre 145 a 148 MHz) ajustando el trimmer que corresponde a la sección amplificadora. Estos dos últimos ajustes es conveniente repetirlos un par o tres veces para conseguir la máxima sensibilidad de nuestro receptor.

El rendimiento de nuestro equipo se verá enormemente acrecentado con el uso de una antena exterior.

Para finalizar, recordarles a todos nuestros suscriptores la posibilidad de dirigirse a nuestro SAT para consultas relacionadas con este artículo. Hasta pronto.

 
C O M E N T A R I O S   
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RE: Como modificar un receptor de FM para oir la VHF

#1 Gerardo Montoya » 07-10-2013 04:30

Muchas gracias por su aporte...y que haya continuado con su experimentación...he realizado unos pequeños transmisores de FM...transmiten arriba de 300 Mhz....mi problema es que no alcanzo a recibir la señal en mi "radio modificado"...no habrá manera de realizar una mayor modificacion y conseguir recibir estas señales???...compré un radio receptor DIGITAL y al desarmarlo..solo encuentro bastantes capacitores electrolíticos y ni hablar por donde intentar modificarlo...le agradezco la atención y una respuesta a mi "inquietud"....

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tecnico

#2 manuel » 13-07-2014 18:35

por fa, quisiera saber si en un radio VHF puedo captar senal de radio FM, osea sintonizando la frecuencia correcta?. gracias

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