Equipos de radio en recepción: consejos prácticos
Como complemento al reciente artículo “Características de los equipos de radio en recepción” (CQ Radio Amateur, mayo y junio), a continuación se describen ciertas prácticas destinadas a obtener el mejor comportamiento de nuestros equipos en recepción, relacionadas con los conceptos descritos en dicho artículo
Sergio Manrique Almeida
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Uso y “abuso” de preamplificadores
La idea de que los preamplificadores de recepción, como los que incorporan la mayoría de equipos (interruptores PRE ó PREAMP), siempre deben ser utilizados no es correcta. ¿Cuándo está justificado su uso? Solamente cuando el ruido que llegue por antena sea inferior al ruido interno del receptor.
Es decir, la única misión de un preamplificador es aumentar el nivel de la suma de la señal de interés y del ruido entrantes por antena, de forma que la señal de interés supere el ruido interno del receptor. Así, es común el uso de preamplificadores especialmente en modos de señal débil en las bandas de VHF y superiores; en menor medida son utilizados en bandas altas (en especial en 10 y 12 metros), así como en recepción en bandas bajas (40 a 160 metros, ¡por no mencionar la de 2200 metros!) con antenas especiales (Beverage, antenas de aro mal llamadas “aros magnéticos”, EWE, etc.), en las que como adición al preamplificador es muy recomendable un filtro paso banda o bien de rechazo de las bandas de radiodifusión cercanas, para prevenir la saturación o la aparición de productos de intermodulación (IMD).
En la figura 1 se refleja una situación habitual en VHF y superiores, bandas en las que es más fácil que el ruido recibido por antena esté por debajo del ruido del receptor (gráficas 1(a) y 1(b)). En (c) se observa que sin preamplificador la débil señal de interés (rebote lunar, satélites, etc.) queda casi oculta por el ruido del receptor, mientras que en (d), el uso del preamplificador hace posible la correcta recepción de la señal: en demodulación, la relación señal a ruido (S/N) es la misma que en la entrada de antena.
Figura 1. Se describe una situación típica de VHF y bandas superiores: señal débil y ruido entrante por antena inferior al ruido interno del receptor: ver texto acerca de la utilidad de un preamplificador de recepción en casos como éste
La situación de la figura 2 es muy diferente, y es la habitual al recibir en bandas bajas con las mismas antenas empleadas en transmisión: dipolos, verticales, Yagis, etc. (distintas a las antenas específicas para recepción como las mencionadas anteriormente). En 2(a) se tienen la señal de interés y el ruido entrantes por antena, tan elevados que en el receptor producen un cierto nivel de productos o ruido de intermodulación, que empieza a apreciarse en 2(b). Al estar señal y ruido entrantes muy por encima del ruido interno del receptor, activar un preamplificador (figura 2(c)) no mejora la relación señal a ruido, ya que los amplifica ambos en la misma proporción; es más, se empeoran las cosas ya que el preamplificador, diseñado para señal débiles, o bien se satura o produce IMD, empeorando aún más la recepción y haciendo la señal casi ininteligible, como se aprecia en 2(c), por no mencionar la IMD que tal nivel de salida del preamplificador producirá en las frecuencias intermedias.
Figura 2. Se muestra el caso típico de recepción en HF, donde el ruido externo captado por la antena es muy superior al ruido interno del receptor. Si en esta situación activamos el preamplificador, se corre el riesgo de estropear la relación S/N, haciendo que en (c) la señal quede enmascarada por el ruido. En cambio, en (d), insertando el atenuador en la entrada descienden tanto la señal como el ruido exterior, pero manteniendo la relación S/N original
Uso de atenuadores
Siguiendo con el apartado anterior, se observa en 2(d) que además de suprimir el preamplificador se ha añadido un atenuador, siendo el resultado que la IMD que había en 2(b) ha desaparecido: el atenuador reduce las señales y ruido entrantes, de modo que en algunos casos de señales fuertes fuera del margen dinámico de bloqueo o de intermodulación del receptor, las sitúa dentro de dicho margen, reduciendo o suprimiendo el bloqueo o la formación de IMD. De hecho un atenuador de, pongamos, 6 dB, reducirá las señales y ruido entrantes en 6 dB, pero los productos de IMD de tercer orden bajarán teóricamente el triple, unos 18 dB.
La mayoría de equipos incorporan un atenuador (interruptor ATT), en ocasiones con niveles seleccionables; en su ausencia se puede construir un atenuador externo, habitualmente un puente o puentes resistivos, que si va a ser empleado con un transceptor debe ser protegido mediante una conmutación (manual, o preferiblemente automática) que en transmisión lo puentee.
Algunos transceptores de la firma Kenwood cuentan con un interruptor llamado AIP (punto de intercepción avanzado), denominado IPO (optimización del punto de intercepción) en equipos de Yaesu; el efecto tanto de uno como de otro es reducir a 0 dB la ganancia introducida por la etapa frontal del receptor, de manera que la entrada de antena es llevada directamente al primer mezclador, previo filtrado. El resultado es que el receptor es menos susceptible a sobrecarga e intermodulación, a costa de una pérdida de sensibilidad que sólo podrá preocupar a veces en bandas altas y V/UHF.
En resumen: el abanico de situaciones a que puede verse enfrentado un receptor de radio es tan variado como nuestra afición: dependerá de antena, ubicación, frecuencia, modo de propagación… y paciencia del operador. Los posibles escenarios se hallarán entre los dos casos un tanto extremos descritos en los anteriores párrafos y en las figuras.
Uso de otros controles del receptor
- La reducción de la ganancia de RF (RF GAIN) para operación en bandas bajas, mando que solemos tener al máximo. El efecto es disminuir la ganancia de la primera frecuencia intermedia, con resultados similares a los mencionados en el anterior apartado. Naturalmente el operador deberá acompañar esta acción con un aumento de la ganancia de audio (AF GAIN) de modo que la señal llegue a ser audible.
- Supresión del control automático de ganancia (interruptor AGC). Se trata de un circuito que regula la ganancia de la cadena de etapas del receptor en función de las señales dentro de la banda de paso del receptor. En casos extremos la desactivación del AGC aporta cierta mejoría en la recepción de la señal. En un futuro, el empleo de AGC distribuidos a lo largo de la cadena de recepción [1] y controlados por software en equipos SDR, mejorará las prestaciones de los equipos en cuanto a márgenes dinámicos.
- Empleo de filtros adecuados. En cualquier modo de transmisión, si el ruido entrante por antena es superior al ruido interno del receptor, es deseable seleccionar el filtro que, sin recortar excesivamente la señal de interés, suprima no sólo interferencias aledañas sino el ruido situado a ambos lados de la señal. La inteligibilidad de la señal de interés se ve mejorada.
[1] N. del E. Este recurso ya se empleaba en los receptores de TV analógica con un sistema de “CAG retardado”, donde se mantiene al máximo la ganancia de la primera etapa de RF del sintonizador (selector de canales) hasta que la señal alcanza un nivel tal que empieza el riesgo de sobrecarga del mezclador (alrededor de 1 mV/75 O), a partir del cual el circuito de CAG inicia la acción de “freno” de la etapa de RF. Con tal disposición se alcanzaban fácilmente márgenes de control dinámico de 110 dB, con una buena MDS (Mínima señal discernible).
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