La banda superior de ondas cortas e inferior de VHF están poco exploradas por muchas razones. Uno de ellos es la dificultad para conseguir un buen receptor, ya que la mayoría de las radios comerciales sólo cubren la banda inferior de ondas cortas, siendo pocos los modelos que alcanzan los 17 o 21 MHz. Otro motivo es la falta de interés, ya que muchos no saben lo que pueden oír en esta banda, que va de 15 a 50 MHz y con ello realmente se pierden muchas emociones e incluso la posibilidad de captar muy claramente emisoras lejanas durante el día. Si el lector aún no ha explorado esta parte del espectro y quiere nuevas emociones, incluso si su radio es una simple radio de transistores de ondas medias, ¿por qué no probar este proyecto?
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La mayoría de las radios de transistores tiene banda de ondas cortas rara vez cubren frecuencias superiores a 15, 17 o incluso 21 MHz. Sin embargo, las principales emisoras internacionales tienen emisoras potentes que operan en la banda de 17, 21 e incluso 25MHz, donde la recepción a larga distancia es posible de forma muy clara incluso durante el día.
Además, en la banda de los 27 y 28 MHz tenemos radioaficionados (PY y PX) operando en gran número y, justo encima, varios servicios públicos que pueden ir acompañados de cualquiera que tenga un receptor para ello. Señales de llamadas (BIP), vehículos de mantenimiento de empresas públicas, oficinas y muchos otros tipos de servicio utilizan esta banda inferior VHF que va de 30 a 50MHz.
Si el lector tiene una radio de transistores que no cubre esta banda o ni siquiera tiene un receptor de ondas cortas, existe una solución económica que aprovecha su radio de ondas medias. Esta solución es el montaje de un convertidor.
Un convertidor consiste en un circuito que baja las frecuencias de las señales en una determinada banda para que puedan ser recibidas en otra, por ejemplo, en la banda de ondas medias de una radio AM común.
La utilización de un convertidor, además de simplificar el proyecto, al ser algo mucho más sencillo que un receptor completo, tiene otras ventajas. Una de ellas es que utilizando una radio común aprovechamos toda su sensibilidad, es decir todo su circuito de amplificación interno, obteniendo así un sistema de recepción muy sensible.
Otra ventaja es la selectividad, es decir, la capacidad de separar emisoras, que proviene del propio receptor, normalmente muy superior a la de las radios simples, como las super regenerativas, que no son buenas en esta característica.
Por último, tenemos la ganancia propia del convertidor que, mediante un transistor, también amplifica la señal, añadiendo a la radio utilizada un paso adicional para mejorar aún más esta característica.
El convertidor que describimos en este artículo es sencillo y puede alimentarse con pilas comunes de muy bajo consumo. Permite que las radios ordinarias de ondas medias reciban claramente emisoras en la banda de 15 a 50 MHz sin ninguna modificación en sus circuitos. Basta conectar el convertidor a la antena de radio o, si no la tiene, acoplarlo mediante una pequeña bobina y listo: emisoras en la banda superior de ondas cortas de 15 al 30 MHz y la banda inferior de VHF de 30 a 50 MHz se puede captar fácilmente.
¿Qué emisoras se pueden captar en esta banda?
• Radiodifusión internacional (vea sección ondas cortas) — hay emisoras muy potentes, algunas con programas en portugués que emiten en las bandas 15, 17, 21 y 25MHz. Estas emisoras se pueden capturar claramente incluso durante el día, en las bandas superiores.
Radioaficionados - en la banda de 21,28 MHz e incluso a 15MHz tenemos radioaficionados de 20 y 10 metros (PY) y PX (11 metros) que se pueden escuchar con el convertidor.
Servicios públicos y privados - emisoras de radiobúsqueda (BlP), empresas, vehículos y muchas otras emisiones pueden escucharse en esta banda (figura 1).
Si el lector ya está entusiasmado con esta nueva posibilidad de explorar el espectro electromagnético, entonces no pierda el tiempo.
CÓMO FUNCIONA
La base de este circuito es un transistor de efecto de campo MOS de doble puerto (MOSFET) cuya estructura y símbolo se muestran en la figura 2.
Este componente tiene características especiales, que permiten su utilización en frecuencias tan altas como 1000 MHz, siendo, por esta razón, utilizado incluso en selectores de canales de televisores que operan en la banda UHF.
En un componente como este, la corriente que circula entre la(s) fuente(s) y drenaje (d) no depende de la polarización de un solo elemento como en un transistor común, sino de la polarización de dos elementos de control que son las compuertas G1. y G2. Es como si en realidad tuviéramos "dos transistores en uno".
Así, las tensiones aplicadas a los dos electrodos de control, que son estos puertos, controlan la corriente en el componente, con una gran amplificación.
Si utilizamos el transistor en un circuito de alta frecuencia, aplicando señales de diferentes frecuencias a cada puerto, tendremos como resultado final no sólo la amplificación de dichas señales sino también su combinación o mezcla. En la combinación aparecen dos señales a la salida del transistor: una que corresponde a la suma de las frecuencias de las señales aplicadas (f1 + f2) y otra que corresponde a la diferencia (f1 - f2) como se muestra en la figura 3.
En nuestro caso, nos interesa especialmente la señal diferencial.
Si queremos recibir una señal de 21.600MHz, por ejemplo, en una radio de ondas medias, conectada a 1600 kHz (1,6 MHz) bastará con generar una señal de 20.000MHz en el propio circuito y aplicar ambas al transistor de efecto de campo, como se explica en la figura 4.
Por supuesto, la señal total caerá a 41.600 MHz y no podrá recibirse en el radio de transistores. Nuestro convertidor consta entonces de un paso con este transistor en el que aplicamos a una entrada, procedente de una antena, las señales que se deben recibir.
En la otra entrada conectamos la salida de un oscilador que operará entre 16.6MHz y 51,6 MHz, de modo que las diferencias de signos en la banda de 15 a 50 MHz caerán en1600kHz. En este oscilador, que utiliza un transistor común, conectamos un capacitor variable que sintoniza el convertidor.
Una característica importante de este circuito, que lo hace más fácil para aquellos a quienes no les gustan muchas bobinas en un circuito, es que solo necesitamos enrollar una, con el número más crítico de vueltas y dimensiones. La otra bobina (L1) es simplemente un inductor de RF no crítico que desvía las señales de frecuencia más baja, particularmente aquellas en la banda de ondas medias superior, a tierra, evitando que lleguen al receptor que podría sintonizarlas incorrectamente. Se estudió la reducción del número de bobinas para facilitar al máximo el montaje, pero para aquellos que quieran una mejora aún mayor del proyecto con la adición de bobinas, tenemos dos posibilidades, que se muestran en la figura 5.
Uno de ellos consiste en utilizar, en lugar de R4, un choque de RF de al menos 1 mH, que se puede construir enrollando de 100 a 200 vueltas de hilo fino (32) alrededor de un resistor de 1001d1 x 1/2W o en un molde con núcleo. de ferrita. Otra posibilidad es utilizar, en lugar de L1, una bobina sintonizada a la frecuencia de la emisora que se desea escuchar, con una segunda sección del capacitor variable en paralelo. La configuración será mucho más crítica en este caso.
MONTAJE
En este proyecto, además de cuidar la disposición de los componentes en la placa (al tratarse de un circuito de alta frecuencia), tenemos algo especial: el transistor MOSFET de doble puerto es extremadamente delicado, y puede sufrir daños irreparables simplemente por tocarlo con los dedos en sus terminales, especialmente en días secos, o si estamos trabajando sobre alfombras o tapetes que puedan acumular cargas estáticas. Entonces, suelde este transistor al final y evite tocar sus terminales.
En la figura 6 tenemos el esquema completo del convertidor. El modelo de placa de circuito impreso se muestra en la figura 7.
Este estándar debe seguirse con el máximo rigor para que no se produzcan problemas de inestabilidad operativas. Tenga en cuenta que el MOSFET tiene sus terminales soldados al lado de cobre de la placa.
La bobina L1 es un microchoque de 10 µH o puede estar formada por 20 espiras de hilo AWG 28 sobre un pequeño núcleo de ferrita de 0,5 cm de diámetro y de 1 a 2 cm de longitud.
Los capacitores utilizados deben ser todos de cerámica, con especial atención al C7 que debe ser de buena calidad.
La bobina L2 admite dos configuraciones, según la banda de frecuencia deseada. Para una cobertura de 15MHz a aproximadamente 30 MHz, 11 vueltas con un diámetro aproximado de 1 cm, sin núcleo, se deben enrollar utilizando hilo común aislado calibre 22 o esmaltado AWG 22. Para cobertura de 30 MHz a 50 MHz e incluso un poco más lejos, con el mismo hilo se deben enrollar 7 espiras de 1 cm de diámetro, sin núcleo, utilizando el mismo hilo.
El lector puede experimentar con la cobertura de otras bandas hasta un máximo de 250 MHz, pero debería reducir C7 a 22pF en la banda de 50 a 80 MHz, a 4,7pF en la banda de 80 a 120 MHz y para 1pF arriba de 120 MHz.
El capacitor variable CV, para la banda de 15 a 50 MHz de la versión básica, es del tipo dieléctrico de aire (que se puede utilizar de radios antiguas) con una sección de capacitancia máxima entre 120 y 360 pF. Si se utiliza un capacitor variable con dos o más secciones, simplemente deje apagada la sección que no se utilizará en el circuito. En la figura 8 mostramos cómo conectar este tipo de capacitor variable.
Algunos tipos tienen una pequeña lámina de encaje que hace contacto con la estructura de metal que consiste en el terminal de las armaduras móviles o en tierra.
Si su variable no tiene este recurso, basta con utilizar un tornillo (en uno de los agujeros existentes) para fijar un terminal común donde se soldará el hilo de conexión.
Los resistores son todos de 1/8 o 1/4W y para la energía podemos utilizar 4 pilas pequeñas (6V) o una batería de 9V, ya que el consumo de corriente es muy bajo.
El circuito tiene 4 salidas que se realizan sobre dos puentes terminales con tornillos. En (A) y (T) conectamos la antena y masa. La antena debe tener de 4 a 10 m de largo, preferiblemente al aire libre para una mejor recepción, especialmente entre 15 y 10 m.30MHz. La conexión a tierra se puede realizar con un cable común en el polo neutro de la toma o en cualquier objeto en contacto con el suelo, como la tubería de agua, si no es de tubos de plástico. Es posible utilizar una antena.dipolo como muestra la figura 9.
Esta antena, de 2 a 5 metros, puede ser de interior o de exterior. Para las bandas inferiores, su tamaño debe ser de 5 a 20 metros. Si su radio de ondas medias tiene antena telescópica, la conexión del convertidor se realiza simplemente con la conexión de la pinza G, en esta antena que deberá estar contratada, como se muestra en la figura 10.
Si la radio no tiene antena, el acoplamiento del convertidor se realizará enrollando unas 2 o 3 vueltas de hilo común alrededor de la radio y conectando los extremos de este hilo a los puntos C y X del aparato.
PRUEBE Y UTILICE
La prueba de operación es inmediata. De preferencia a realizar esta prueba al final de la tarde o por la noche, cuando tenemos más emisoras llegando a la antena y la recepción es mejor en la banda de ondas cortas de 15 a 30 MHz.
Conecte la antena y encienda la radio de ondas medias a 3/4 del volumen, fuera de emisora y cerca del extremo alto de la banda, alrededor 1600 kHz (1,6 MHz).
Encendiendo el convertidor y girando la variable debe inmediatamente haber señal en el receptor y configurando con cuidado ya habrá capturado.
Si al girar el capacitor variable no hay señal ninguna, compruebe si Q2 está oscilando. Acercando el receptor y el convertidor de una radio FM y girando el capacitor variable, debería haber captura de señales si el paso de Q2 es bueno.
Si hay oscilaciones, pero no se capta nada, intente modificar la bobina quitando una espira o dos o haciendo otra con dos espiras más. Puede ser que, por mala suerte, esté intentando sintonizar una “banda muerta”, es decir, donde actualmente no hay emisoras operativas.
Si no es posible captar nada, compruebe que no ha hecho malas conexiones en el transistor de efecto de campo o se daño durante la instalación, ya que es un componente delicado.
Después de comprobar su funcionamiento, manteniendo fija la bobina e instalándose en una caja, procure identificar las emisoras, marcando sus frecuencias en el panel.
Se debe dar preferencia a instalar el convertidor en una caja metálica, con un botón plástico en el eje variable del capacitor, ya que el simple acercamiento de la mano puede provocar variaciones de frecuencia.
Al utilizar el aparato, sintonice inicialmente la emisora al capacitor variable del convertidor y luego resintonice el capacitor variable de la propia radio, obteniendo así la mejor recepción.
Si recibe emisoras con señales que no puede entender o están distorsionadas, no se alarme: esta banda opera con emisoras SSB y otros tipos de modulación que se utilizan con recepciones especiales; las radios AM no pueden detectar. Por tanto, no se trata de un defecto en el convertidor.
EMISORAS DE BANDA DE 35 A 50 MHz
Damos a seguir algunas emisoras que se pueden captar en la banda del convertidor:
21840 kHz — Voz de América — EE.UU.
21 770 kHz — SRI — Suiza
21 735 kHz — Noruega
21 700 kHz — Portugal
17 765 kHz — DW — Alemania
17 710 kHz — Sofía, Bulgaria
17 695 kHz — BBC — Londres
17 620 kHz — RFI — Francia
16 420 kHz — Emisora de tiempo – Israel
LISTA DE MATERIAL
Q1 - BF980A - transistor de efecto de campo MOS de doble puerto - MOSFET de Philips
Q2 - BF494.- transistor NPN de RF
L1 - 10μH - microchoque - vea el texto
L2 - bobina osciladora - vea el texto
CV - variable de 190 a 360 pF - vea el texto
S1 - interruptor simple
B1 - 6 a 9V - 4 pilas pequeñas o batería
R1, R2 - 100kΏ x 1/8W - resistores (marrón, negro, amarillo)
R3 – 3,3kΏ x 1/8W - resistor (naranja, naranja, rojo)
R4 - 10kΏ x 1/8W - resistor (marrón , negro, naranja)
R5 - 180kΏ x 1/8W - resistor (marrón, gris, amarillo)
R6 - 1kΏ x 1/8W - resistor (marrón, negro, rojo)
C1, C2, C7 - 100pF - capacitores cerámicos
C3, C6 - 10nF - capacitores cerámicos
C4 - 10 pF - capacitor de cerámica
C5 - 22 pF - capacitor de cerámica
C8 - 100nF - capacitor de cerámica
Varios: placa de circuito impreso, soporte de pilas o conector de batería, caja de montaje, botón para capacitor variable terminales tipo antena/tierra, pinza de cocodrilo, hilos, soldadura, etc.
