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Teoría
Las ondas (I)

Por lo evidente, no nos extraña nada en absoluto la percepción que a diario tenemos en nuestros oidos de aquellos sonidos que se producen en algún punto más o menos alejado de nosotros. Si tenemos en cuenta que el espacio que nos rodea está lleno de aire, es fácil deducir que el sonido tiene la propiedad de desplazarse a través de dicho medio. Sin embargo, a pesar de que los sonidos producidos sean de una magnitud elevada, la distancia que pueden recorrer es relativamente escasa, a lo sumo de algunas centenas de metros, o, en el caso de los más estruendosos y atronadores, varios kilómetros de distancia.

Como vemos, la distancia que podemos alcanzar transmitiendo un sonido como tal es francamente corta y además depende excesivamente de las condiciones atmosféricas que nos rodeen en el momento de producirlo. Es más, si lo que nos interesa es hacer llegar lejos el habla de una persona, a cientos o a miles de kilómetros, lo tenemos muy difícil si pensamos transmitirla en su forma natural, es decir, como un sonido. Si queremos prolongar de forma considerable esta distancia deberemos hacerlo de otra manera. No obstante, para llegar a ese punto deberemos conocer primero que tenemos entre manos. ¿Qué es exactamente el sonido? ¿Como se produce? ¿Que son las ondas? ¿Existen diferentes tipos de ondas?. Si lees este artículo y los siguientes tus dudas desaparecerán.

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Otros Temas Interesantes
Noticias
El Charco de los Hurones (Cádiz)

Hoy quiero presentaros otro lugar hermoso de mi querida provincia de Cádiz, donde los amantes de la naturaleza van a disfrutar enormemente. Es un lugar espectacular que no deja indiferente a nadie. Se trata del conocido como "Charco de los Hurones", lugar a pié del embalse del mismo nombre.

Tendrás que ir por la carretera de Algar, desde San José del Valle, si deseas llegar hasta allí y conducir algunas decenas de kilómetros, que estoy seguro que se te harán muy cortos debido a la belleza del paisaje. También puedes llegar desde Ubrique a través del Parque Natural de la Sierra de Grazalema.

Si llegas desde San José del Valle, por el camino podrás divisar a lo lejos otro embalse, este mucho mas grande que el primero. Se trata del embalse de Guadalcacín, con una capacidad muchísimo mayor que el primero.

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Radioaficionados
Montar una antena de móvil (I)

A cuantos les ha ocurrido alguna vez que habiendo comprado una emisora de C.B. o VHF ha necesitado montar la antena en su automóvil. Pero... ¿Quién puede hacerlo con garantía de éxito?. Resulta que montar la dichosa antena parece ser algo relativamente fácil, pero luego viene algo que es más difícil que la instalación propiamente dicha... ¡El ajuste!.

Efectivamente, el ajuste de una antena montada en un automóvil a veces da muchos quebraderos de cabeza por diferentes razones. Muchos son los que lo han intentado y no lo han conseguido. Sus comentarios, después de la instalación, son generalmente estos: "Mi equipo solo tiene un alcance de unos cientos de metros, no aleja", "Recibir si que recibo, pero a mi no me escuchan", "Cuando llevo un rato intentando modular y toco la emisora... ¡casi me quemo!"... y cosas por el estilo. ¿Te ha ocurrido esto a tí en alguna ocasión?

¿Que te parecería si alguien te explicara exactamente como debes montar y posteriormente ajustar una antena? Aquí en "radioelectronica.es", y leyendo atentamente este artículo, estamos seguros de que serás capaz de montar correctamente una antena de radioaficionado en tu coche, o en el de un amigo, y posteriormente ajustarla a la perfección para que tu equipo de radio rinda al máximo posible sin calentarse más de lo necesario. No solo la recepción de tu emisora será buena, sino que cuando emitas con ella lo hará a las mil maravillas. ¡La única pega es que cuando aprendas todos querrán que le montes la suya!. ¿Te gusta la idea?... Pués sigue leyendo.

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Miscelanea
Luneta térmica (antivaho) como antena AM-FM

Es probable que alguna vez te haya pasado lo que a mi.

Se activó la alarma del radio-reloj a las 8:00 de la mañana en punto. Todavía casi dormido me incorporé y corrí las cortinas oyendo las noticias en mi emisora favorita. Unos espléndidos rayos de sol penetraron de golpe en mi habitación y acabaron con la oscuridad que hasta entonces había en ella.

Acto seguido procedí al correspondiente aseo matutino para, justo después, sentarme a desayunar. El café estaba exquisito y la tostada, regada con aceite de oliva virgen extra, me supo a gloria bendita.

Aquel dia me levanté contento, muy contento. Tenía muy buenas espectativas. Como soy un enamorado de la radio, me gusta escuchar las tertulias matinales en el coche de camino al trabajo, lo primero que hago al subir al vehículo es conectarla.

He de aclarar que mi coche duerme en plena calle. No soy el afortunado conductor que dispone de garaje. ¡Que raro!... No logro sintonizar ninguna emisora... ¿Que está pasando?.

Paro el coche y me apeo para comprobar la antena... ¡LA ANTENA!... ¡Coñ.!... ¡Que me han robado la antena!.

Esto me estropeó completamente el dia. El cabreo que pillé fue monumental, de campeonato. Entonces tomé una decisión.

Para que esto no me ocurriera más, a partir de entonces decidí usar la luneta térmica, también conocida por el término "antivaho", como antena para mi receptor de radio AM/FM. Si alguien tenía la intención de dejarme sin escuchar la radio tendría que llevarse la luna trasera, y ya eso le iba a resultar más complicado que robar una simple antena... ¿no crees?.

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Práctica
El teléfono yogur y su versión electrónica

Es muy probable que cuando éramos niños hayamos jugado alguna que otra vez con el llamado "teléfono yogur", probablemente fabricado por nosotros mismos ya que su construcción no ofrece prácticamente ninguna dificultad.

Con solo un par de recipientes de plástico vacíos, que casi siempre se conseguían una vez que habíamos consumido los yogures (de ahí el nombre por el que se le conoce normalmente), unos metros de hilo suficientemente resistente y poco más, teníamos un juguete con el que pasábamos horas y horas de ocio y diversión.

Mientras uno de nosotros aproximaba el bote de yogur a su oreja el otro lo hacía con el que le correspondía a su boca y comenzaba la "transmisión" del mensaje. Y aunque la distancia entre los dos interlocutores no podía exceder de algunos metros, la transmisión de la "fonía" que se conseguía con este artilugio, aunque débil, era relativamente buena.

La verdad es que aquellos eran otros tiempos. Nos divertíamos con cualquier cosa. Y aunque hoy este juguete quizás le siga llamando la atención a los más pequeños, no hay que olvidar que vivimos en la era de la electrónica y casi todos esperamos algo más. De ese "algo más" hablamos en este artículo. Vamos a presentarte la versión electrónica del teléfono yogur. ¿Quieres ver de que se trata?. ¡Adelante!.

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Teoría
Los semiconductores - La unión PN

Para lograr comprender los fenómenos que se producen en las entrañas de un diodo, de un transistor o de cualquier otro dispositivo semiconductor, primero tenemos que aprender cosas relativas a los llamados "portadores de carga". Ellos son los encargados de establecer el flujo de corriente eléctrica en el cristal semiconductor.

Hasta el momento conoces de sobra a uno de ellos, el electrón, el cual también existe en los materiales buenos conductores. Es probable además que, aunque solo sea de oidas, conozcas al otro miembro de esta familia, el hueco. La existencia de este último en su estructura cristalina es lo que hace especiales a los semiconductores.

El objetivo que nos proponemos conseguir con este artículo es darte la información necesaria para que sepas como actúan estos portadores de carga en el seno del cristal semiconductor, además de otros temas relacionados e igualmente interesantes. Una vez que hayas asimilado esto, estarás preparado para conocer el funcionamiento de la unión PN, alma y corazón de gran parte de los dispositivos semiconductores existentes.

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Noticias
Curso técnico de utilización del polímetro digital

Curso técnico de utilización del polímetro digital. Excelente y completo tutorial de uso del polímetro digital, con 210 páginas de información práctica sobre el uso de este instrumento.

Aprenderás a manejar tu polímetro digital como un verdadero profesional desde lo más básico. Contiene instrucciones para saber comprobar dispositivos y circuitos electrónicos, así como los conocimientos necesarios para la resolución de averias en equipos eléctricos.

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El receptor elemental (II)

El primer receptor de radio que describimos en artículos precedentes, y el más elemental, era el compuesto únicamente por el sistema antena-tierra, el detector y el auricular ¿lo recuerdas?. También te advertimos de los inconvenientes de este receptor: falta de sensibilidad y falta de selectividad. Sin embargo, este tipo de receptor podría funcionar perfectamente en aquellos lugares donde tengamos cerca una emisora de radio potente.

Efectivamente. A pesar de su poca sensibilidad, si por la proximidad de la emisora estamos en presencia de una fuerte señal de R.F., esta será suficiente para activar el auricular sin necesidad de ninguna amplificación.

La propia falta de sensibilidad de nuestro receptor se convierte en una buena noticia, ya que eso evitará que emisoras más lejanas, y por lo tanto recibidas con menor intensidad, interfieran con la que pretendemos oir ya que nuestro receptor no se enterará de que existen, y por lo tanto no se mezclarán con la primera.

Como resulta que ya conocemos los pormenores del sistema antena-tierra y también conocemos el funcionamiento del auricular, solo nos queda estudiar como funciona el detector para completar nuestro receptor más elemental. Todo a continuación.

Las frecuencias de Onda Media van aproximadamente de 500 a 1600 KHz. y la modulación, como ya hemos visto en otros artículos, se realiza variando la amplitud de la onda portadora. Las ondas electromagnéticas inducen en la antena pequeñas corrientes de R.F. moduladas en amplitud que, una vez que llegan y ejercen su función en el receptor, retornan y siguen su camino usando la toma de tierra.

Supongamos que conectamos nuestro auricular directamente al sistema antena tierra. Para redondear los cálculos, imagina que tratamos con una señal de R.F. de 1000 KHz., o lo que es lo mismo, de 1 MHz. (Megahercio). Resulta que esa es la frecuencia de la emisora que tenemos muy cerca de casa y que nos llega con una potencia bastante importante.

Con una señal de tal frecuencia llegando al auricular, variando su polaridad cada millonésima de segundo, la lámina del auricular se vería atraída y repelida un millón de veces cada segundo por el imán. Es cierto que la intensidad de las corrientes de R.F. variarían con la amplitud de la señal de B.F. transmitida, pero eso no quita que la lámina se vería atraída por el imán en un momento dado, que una millonésima de segundo después sería repelida y así sucesivamente. Resumiendo, la lámina tendría que vibrar con una frecuencia de 1 MHz. y la amplitud de estas vibraciones variaría con la señal de B.F. que acompaña a la portadora. ¿Que crees? ¿Oíríamos o no esas vibraciones?.

Tenemos que responder con un contundente, tajante y categórico NO, y esto es así por varias razones que vamos a explicar a continuación. En primer lugar, y suponiendo que la lámina de nuestro auricular llegase a vibrar, esas vibraciones de 1.000 KHz (o lo que es lo mismo de 1 MHz) no excitarían nuestro tímpano porque no caen dentro de la gama de frecuencias audibles, las cuales como máximo llegan a los 16 KHz.

En segundo lugar, es completamente imposible que la lámina vibre a esa frecuencia por muy bueno que sea nuestro auricular, ya que las vibraciones mecánicas están limitadas por la ley de la inercia, lo que nos indica que la lámina se movería menos que el ojo derecho del detective Colombo.

Aún hay una tercera razón por la que es imposible que la lámina del auricular se mueva. Efectivamente, la bobina (o bobinas) del auricular son autoinducciones que presentan una oposición muy alta al paso de la corriente alterna, siendo esta oposición mayor cuanto más elevada sea la frecuencia. Si el auricular se las tiene que ver con señales alternas de frecuencias del orden del Megahercio, como es el caso, esa oposición es tan grande que prácticamente no circula ninguna corriente por él.

Todo lo anterior nos hace ver que necesitamos algo para recuperar nuestra señal de audio, la cual la tenemos cabalgando sobre la portadora de R.F. de 1.000 KHz. A ese algo le llamamos DETECTOR o DEMODULADOR y es lo que vamos a ver a continuación.

EL DETECTOR
Supongamos que tenemos la posibilidad, mediante un dispositivo especial, de eliminar una de las mitades de la señal de R.F. antes de enviarla al auricular. Este dispositivo se intercalaría en nuestro circuito y solo permitiría el paso de la corriente en un sentido, mientras que si la corriente pretende atravesarlo en sentido contrario el dispositivo se lo impediría. Este dispositivo es el DETECTOR y lo vamos a representar con el símbolo que puedes ver en la ilustración. ¿Que ocurriría entonces?.

La verdad es que la cosa cambia de forma radical cuando introducimos el detector en nuestro circuito. Si antes teníamos una corriente alterna de R.F. que llegaba al auricular pero que no conseguía nada en absoluto, ahora tenemos algo muy distinto.

Fíjate que con la introducción del detector ahora solo llegan al auricular uno de los picos de la corriente de R.F., bien solo los positivos o bien solo los negativos, dependiendo de la posición en que pongamos el detector.

Es decir que, por ejemplo, dicha corriente solo podrá pasar desde la antena hacia la toma de tierra pero no al contrario como lo hacía antes de colocar el detector. ¿Coges el punto?.

Si suponemos la posición de dicho detector según la figura adjunta, al auricular solo le llegarán los impulsos positivos tal y como se indica en la ilustración.

Ahora la señal que le llega al auricular no es una corriente alterna, sino una corriente pulsante de R.F., eso sí, cuyas amplitudes varían en consonancia con la señal de audio que recogió el micrófono en la emisora.

Efectivamente, aunque aún no tenemos lo que en principio pretendíamos, que es nuestra querida señal de audio o B.F. (Baja Frecuencia), la corriente pulsante de R.F. que hemos obtenido gracias a la detección producirá el mismo efecto en el auricular que si le hubiéramos aplicado dicha señal de audio. No obstante, posteriormente veremos como mejorar la detección de manera que la señal de B.F. que obtendremos será idéntica a la original.

Por ahora contentémonos con saber que, aún sin tratarse de una señal de audio auténtica, sino de una serie de pulsos de R.F. cuyas amplitudes siguen a la señal de B.F. original, el efecto producido es prácticamente el mismo que si le hubiéramos aplicado al auricular la señal de B.F. directamente. El motivo lo explicamos a continuación.

Al someter al auricular a esta serie de impulsos del mismo sentido, pero cuya amplitud se va modificando en función de la señal de audio, la intensidad de la vibración de la membrana cambia dependiendo de la magnitud de dicha amplitud y consecuentemente de la amplitud del sonido original, por lo que acaba reproduciendo dicho sonido tal cual se creó ante el micrófono de la emisora.

Para que lo puedas entender mejor, imagina que la señal de R.F. no está modulada, es decir, que no contiene información de sonido alguno. En este caso su amplitud será constante por lo que, una vez detectada, la amplitud de los pulsos obtenidos también será constante, bien negativos o bien positivos dependiendo de como conectemos el detector pero todos esos impulsos serán idénticos y de amplitud constante.

Si aplicamos los impulsos anteriores al auricular su membrana se desplazará permanentemente hacia afuera o hacia adentro, dependiendo de si los impulsos son negativos o positivos, y el auricular no emitirá ningún sonido. Es como si le estuviéramos aplicando a la membrana una serie de golpes rapidísimos, con una velocidad tal que dicha membrana no tuviera apenas tiempo de retroceder cuando de nuevo recibe otro golpe exactamente igual que el anterior, y así sucesivamente, por lo que permanentemente queda desplazada hacia adentro debido a la rapidez de los golpes recibidos. Tienes aquí una simulación gráfica de lo que te acabo de explicar.

Sin embargo, la cosa cambia cuando la señal detectada está modulada en amplitud. En este caso la curvatura de la lámina del auricular irá cambiando en consonancia con la amplitud de los impulsos. Es como si los golpes que le estuviesemos aplicando a la membrana no tuvieran la misma fuerza unos que otros y por lo tanto la curvatura producida sería mayor o menor en función de la fuerza de dichos golpes. Los impulsos eléctricos que recibe el auricular, aunque son todos del mismo sentido no tienen la misma amplitud o intensidad, por lo que la curvatura que producen en su lámina no es constante como en el caso anterior de la portadora no modulada, sino que varía en función de la intensidad de dichos impulsos, reproduciendo el sonido original que se creó ante el micrófono de la emisora. También en este caso tienes aquí una simulación gráfica de lo que te queremos decir.

Ahora nuestro auricular no intenta reproducir una corriente alterna de alta frecuencia, ya que la hemos despojado de sus picos negativos. Ahora lo que reproduce, mediante los sucesivos impulsos de la onda detectada, es la señal de audio de B.F. que modula a la de R.F. y que corresponde al sonido original.

A este respecto hemos de decir sobre estos impulsos que no podemos llamarlos impulsos de "corriente alterna" como en el caso de la señal de R.F. completa sin detectar, ya que solo tienen polaridad positiva y las corrientes que producen solo circulan en un sentido. En realidad, la señal alterna de R.F. la hemos convertido con la detección en una señal que produce "corriente continua" de forma interrumpida y a intervalos regulares. Es el mismo tipo de corriente que, ilustrativamente, produciría una batería conectada a un interruptor que pudiéramos abrir y cerrar a una velocidad vertiginosa. Este tipo de corrientes reciben el nombre de "CORRIENTES CONTINUAS PULSANTES".

Volviendo al circuito de nuestro receptor, al aplicarle al auricular una CORRIENTE CONTINUA y no una corriente alterna, la autoinducción que presenta su bobina es bastante menor que la que encontramos al aplicarle la señal alterna de R.F. sin detectar. Por esta razón, una vez la señal ha sido detectada, las corrientes que produce en el circuito si pueden pasar a través del auricular y hacer su efecto.

Hasta ahora hemos hablado del detector como si se tratara de un único y exclusivo componente electrónico. Dicho componente electrónico recibe el nombre de "DIODO". Sin embargo hemos de puntualizar que, aunque en la actualidad es así, a lo largo de la historia de la radio se han utilizado infinidad de medios para lograr la detección, y no todos a base precisamente de diodos. Uno de los primeros detectores que se usaron, a modo de diodo, fué el llamado "DETECTOR DE GALENA", del que hablaremos en el próximo artículo.

De todas formas, y como hemos dicho anteriormente, el diodo es el detector de AM más utilizado universalmente, con muchísima diferencia, por lo que nos extenderemos más en él que en otros tipos de detectores. Pero eso será a partir del próximo artículo ¿Te parece bien?. Pues... ¡¡hasta entonces!!.

 
C O M E N T A R I O S   
El receptor elemental II

#1 Juan Carlos López Duque » 30-05-2016 23:32

Han hecho ustedes un trabajo encomiable. Sus esfuerzos por clarificar principios físicos muy complejos es verdaderamente envidiable.
Reciba mi más sincera enhorabuena... Y sigo leyendo.

El JuanC++

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