Preamplificador ecualizado para emisoras

Radioaficionados

Tal y como comentamos en los artículos dedicados al "Puente de Wien", presentamos en este artículo una aplicación poco común de dicho circuito. Aunque no exactamente trabajando en configuración puente, vamos a usar sus redes RC características para construirnos un pequeño preamplificador ecualizado para usarlo con nuestro equipo de radio.

Gracias a este circuito conseguiremos una modulación perfecta, resaltando los tonos de nuestra voz que más nos convengan, de manera que podremos ofrecer a aquellos que nos oigan una nitidez y transparencia excelentes.

Si tienes el tono de voz demasiado grave podrás disminuir el nivel de las frecuencias bajas y subir las más agudas de manera que se te oiga con más claridad.

Y viceversa, si lo que tienes es un tono de voz muy "chillón" podrás resaltar los sonidos más graves y bajar los tonos más agudos. El resultado puede ser espectacular. ¿Te interesa este tema?. Clica en "Leer completo...".

Hemos de dejar claro que nuestra pretensión no ha sido elaborar un ecualizador de características profesionales. De hecho, tampoco nos hace falta para el uso al que va a estar destinado, tal y como vamos a ver durante el transcurso de este artículo.

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Además, debemos tener en cuenta que la canalización de los equipos de radioaficionados no suele superar los 10 KHz. Veamos esto con mas detenimiento ya que es importante para elegir con acierto las frecuencias centrales y el número de las redes de Wien que vamos a necesitar.

LA CANALIZACIÓN
¿Que es la canalización?. Digamos que es el "ancho de banda" del espectro de frecuencias que ocupamos cuando modulamos una señal de radiofrecuencia. Quizás esto te suene a chino, pero seguro que lo comprenderás si lo vemos con un ejemplo.

Supongamos que somos cebeistas y tenemos un precioso transceptor de 27 MHz con 40 canales. Si observamos la distribución de frecuencias de estos canales vemos que la mayoría están separados 10 KHz entre el inmediato inferior o el superior. Por ejemplo, la frecuencia del canal 1 es de 26.965 KHz mientras que el canal 2 tiene una frecuencia de 26.975 KHz, es decir 10 KHz más alta.

La del canal 20 es 27.205 KHz mientras que la del 21 es 27.215 KHz, y la del 22 es 27.225 KHz, conservando siempre una separación de 10 KHz entre ellos.

Así, con esta diferencia de 10 KHz, están distribuidos casi todos los canales contiguos, excepción hecha de los adyacentes a 5 de ellos, denominados usualmente "canales oscuros", los cuales no están presentes en la mayoría de emisoras provocando una separación de 20 KHz, y el "intercambio" o "trueque" entre las frecuencias de los canales 23, 24 y 25 (Ver tabla de frecuencias para CB).

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Parece, por tanto, que cada canal "se apodera" de un espacio determinado del espectro de radiofrecuencia. A este espacio que ocupa cada uno de los canales existentes es a lo que se le llama "canalización".

Pero... ¿cual es la razón de que tenga que existir este espacio de 10 KHz para uso exclusivo de cada canal?. ¿De donde viene esta necesidad?. La respuesta está en las llamadas "bandas laterales". ¿Sabes lo que son?.

LAS BANDAS LATERALES
Si eres radioaficionado, lo más seguro es que hayas oido mencionarlas. De hecho es muy probable que sepas que existen 2 bandas laterales, llamadas "USB" (Upper Side Band o Banda Lateral Superior) y "LSB" (Lower Side Band o Banda Lateral Inferior). ¿De donde salen?. ¿Que son exactamente?. Para lograr entenderlo debemos de mirar con detenimiento el resultado de modular una señal de RF en amplitud.

Supongamos que estamos en el canal 21 de la Banda Ciudadana. Como hemos dicho anteriormente, la frecuencia asignada a este canal es de 27.215 KHz y su apariencia, vista "de cerca", sería algo así.

Esta señal de radiofrecuencia, si no está modulada, es una onda senoidal pura sin apenas distorsión (aproximadamente como la hemos representado en el dibujo anterior) y teoricamente solo necesita el espacio que ocupa su frecuencia correspondiente.

Pero en cuanto dicha señal de RF de 27.215 KHz se modula en amplitud por otra señal de BF, de por ejemplo 1 KHz, automaticamente pierde su condición de onda senoidal perfecta.

Desde ese momento, no podemos hablar solo de la existencia de una señal, sino de tres. Me explico.

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La señal de RF de 27.215 KHz modulada en amplitud por la señal de BF de 1KHz, sería equivalente a transmitir una señal senoidal de frecuencia 27.215 KHz (la original), otra de 27.214 KHz (resta de las dos primeras 27.215 - 1) de amplitud menor que la original, y otra de 27.216 KHz (suma de las dos primeras 27.215 + 1) también de menor amplitud que la original.

En este último caso, el espacio radioeléctrico ocupado por la señal modulada será mayor que cuando dicha señal permanecía sin modular. Lo representamos a continuación.

Generalizando, si llamamos "Fo" a la frecuencia de la señal de RF original sin modular y "fm" a la frecuencia de la señal de BF moduladora, tendremos que las señales resultantes de modular en amplitud la primera por la segunda serían: Una señal de frecuencia "Fo" llamada "portadora", otra de frecuencia "Fo - fm" de menos amplitud que la anterior llamada "banda lateral inferior" (LSB) y otra de frecuencia "Fo + fm" llamada "banda lateral superior" (USB) y también con menos amplitud que la portadora.

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Para ilustrarlo con otro ejemplo, esto significa que si la portadora de 27.215 KHz la modulamos con una señal senoidal de 3 KHz obtendremos, además de la propia portadora, dos bandas laterales; la superior (USB) con una frecuencia de 27.218 KHz (27.215 + 3), y la inferior (LSB) de 27.212 KHz (27215 - 3), ambas con amplitudes menores que la propia portadora.

En esta ocasión el espacio radioeléctrico ocupado por la señal de RF modulada sería todavía mayor, concretamente de 6 KHz, o sea, 3 KHz por parte de la banda lateral inferior y otros 3 por la banda lateral superior.

Sin entrar en muchos más detalles, solo añadir que en la práctica las ondas sonoras de BF que modulan a la portadora no tienen un perfil senoidal sino que presentan una forma irregular. Esto significa que están formadas por una onda senoidal principal llamada "fundamental" y por multitud de señales senoidales de frecuencia múltiplos de la fundamental, llamados "armónicos", cuya amplitud va decreciendo conforme se alejan del valor de la frecuencia fundamental.

Esto da lugar a la formación de dos bandas laterales por cada uno de los armónicos de la señal moduladora de BF, las cuales se suman a las dos bandas laterales que produce la onda fundamental.

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Los equipos de radioaficionados están diseñados basicamente para trabajar con voces humanas. El tono fundamental de la voz humana se encuentra, dependiendo de la persona (hombre, mujer, niño, niña), entre 100 y 300 Hz pero sus armónicos se extienden mucho más allá, pudiendo llegar en algunos casos hasta los 8.000 Hz.

No obstante, para la transmisión de señales de voz en los equipos de radio se sacrifica la fidelidad y se evita que las frecuencias moduladoras sobrepasen los 4.500 Hz. Con ello tendremos, además de la portadora, dos bandas laterales que se extenderán 4.500 Hz para arriba y otros 4.500 Hz para abajo de la frecuencia central original.

Siguiendo con el ejemplo anterior, supongamos que seguimos en el canal 21 de la Banda Ciudadana. Este se extenderá desde 27.210,5 KHz (27.215 - 4,5) hasta 27.219,5 KHz (27.215 + 4,5). Sin embargo, para tener la seguridad de que dos canales adyacentes o contiguos no van a solaparse, sus portadoras se separan 10 KHz y no 9 como sería de esperar, dejando un espacio "vacío" de 1 KHz entre cada canal. La distribución del "ancho de banda" queda tal y como lo representamos en la siguiente ilustración.

Exactamente el mismo criterio técnico se sigue en la banda comercial de Onda Media utilizada en América y Australia. Sin embargo, en Europa la separación entre portadoras se reduce a 9 KHz.

Hasta ahora hemos aprendido cosas muy interesantes, pero desde luego, lo que más nos interesa en lo que respecta a lo que estamos estudiando en este artículo, es saber que en las transmisiones de radioaficionados no se superan las frecuencias de audio superiores a 4.500 Hz.

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EL CIRCUITO DEL ECUALIZADOR
Teniendo en mente la gama de posibles frecuencias de la señal moduladora a transmitir tenemos ya sentadas las bases para la elección de las frecuencias centrales de las redes Wien de nuestro ecualizador. En un principio, a nosotros nos ha parecido bien de acuerdo con lo visto hasta ahora, las siguientes: 200 Hz para la parte baja de la gama, unos 900 Hz para la gama media, y por último 3400 Hz para la gama de los sonidos más agudos.

Hemos de tener en cuenta que estas son las frecuencias centrales de cada célula Wien. Esto significa que la suma del ancho de banda de cada una de ellas cubrirá perfectamente toda la gama de frecuencias que necesitamos, hasta llegar a los 4.500 Hz necesarios. El esquema eléctrico del circuito es el siguiente.

Nos han parecido suficientes tres células Wien para una gama de frecuencias tan corta. No obstante, es sumamente fácil añadir las que cada cual considere necesarias. ¿Recordáis la fórmula para calcularlas?.

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Las tres redes Wien las hemos colocado entre sendos transistores en configuración de emisor común, lo cual compensa de sobra la atenuación que introducen las primeras. Incluso obtenemos cierta amplificación adicional ya que la ganancia de los transistores supera a las pérdidas inherentes de las células Wien.

Por otra parte, el circuito no requiere ningún tipo de ajuste por lo que ha de funcionar desde el primer momento sin ningún problema.

 
C O M E N T A R I O S   
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RE: Preamplificador ecualizado para emisoras

#1 JuanApocalipsis » 14-04-2017 07:43

Como adicionar canales altos y subterraneos a mi CB Royce R 638.

Atte.

Juan

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