Receptor superheterodino

En electrónica, un receptor superheterodino es un receptor de ondas de radio que utiliza un proceso de mezcla de frecuencias o heterodinación para convertir la señal recibida en una frecuencia intermedia fija, que puede ser más convenientemente elaborada (filtrada y amplificada) que la frecuencia de radio de la portadora original. Prácticamente todos los receptores modernos de radio y televisión utilizan el principio superheterodino.

Historia

"Superheterodino" es una contracción de "supersónico heterodino ", donde " supersónico" indica las frecuencias por encima del rango del oído humano. La palabra heterodino se deriva de las raíces griegas hetero- "diferentes", y -dina "poder". En las aplicaciones de radio del término deriva del "detector heterodino" iniciada por el inventor canadiense Reginald Fessenden en 1905, describiendo su método propuesto para producir una señal audible de las transmisiones del código Morse de un transmisor de tipo alternador Alexanderson. Con los transmisores de hueco de chispa, entonces en uso, el código de la señal Morse consistía en ráfagas cortas de una onda portadora modulada en gran medida, que podría ser escuchada claramente como una serie de chirridos cortos o zumbidos en los auriculares del receptor. Sin embargo, la señal de un alternador Alexanderson no tenía ningún tal modulación inherente y el Código Morse de uno de ellos sólo podía ser oído como una serie de clics o chinchetas. La idea de Fessenden era utilizar dos alternadores Alexanderson, uno produciendo una frecuencia portadora 3 kHz más alta que la otra. En el detector del receptor, las dos portadoras podrían batir conjuntamente para producir un tono de 3 kHz, aunque en los auriculares las señales morse entonces serían escuchadas como una serie de pitidos de 3 kHz. Por esto, acuñó el término "heterodino" que significa "generada por una diferencia" (en la frecuencia).

Características

El receptor superheterodino lleva a cabo casi toda la amplificación de la frecuencia constante denominada frecuencia intermedia, o FI, utilizando una frecuencia fija, con lo que se consiguen ajustes más precisos en los circuitos y se aprovecha todo lo que puede dar el componente utilizado (válvula termoiónica, transistor o circuito integrado). Fue inventado por Edwin Howard Armstrong, inventor también del circuito regenerativo, del receptor superregenerativo y de la radiodifusión de frecuencia modulada (FM).

En los receptores domésticos de AM (Amplitud Modulada), la frecuencia intermedia es de 455 o 470 kHz; en los receptores de Frecuencia modulada (FM), generalmente es de 10,7 MHz. Los receptores superheterodinos mezclan o heterodinan una frecuencia generada en un oscilador local (Floc), contenido en el receptor, con la señal entrante en antena (Fant). De esta heterodinación resultan dos frecuencias: una superior (Fant + Floc) y otra inferior (Fant - Floc) a la frecuencia entrante. Una de ellas, normalmente la inferior, es elegida como FI (frecuencia intermedia), filtrada con un filtro de alto Q factor de calidad, amplificada y posteriormente detectada o demodulada para obtener la audiofrecuencia que se oirá, después de ser convenientemente amplificada, a través de un altavoz (parlante). El usuario sintoniza el receptor mediante el ajuste de la frecuencia del oscilador local (Floc) y la sintonización de las señales entrantes (Fant).

En la mayoría de los receptores estos ajustes se realizan de forma simultánea, actuando sobre un capacitor variable con dos secciones en tándem, esto es, acopladas en el mismo eje. Una de las secciones de este condensador forma parte del circuito oscilador local y la otra del de sintonía de la señal entrante, de tal forma que cuando se varía la frecuencia sintonizada en la entrada, se varía también la frecuencia del oscilador local, manteniendo constante la diferencia entre ambas, que es la Frecuencia intermedia) (FI).
a este efecto se lo denomina "arrastre".

Actualmente, casi todos los receptores utilizan este método. El diagrama siguiente muestra los elementos básicos de un receptor superheterodino de conversión simple. En la práctica no todos los diseños tendrán todos los elementos de este esquema, ni este cubre la complejidad de otros, pero los elementos esenciales, un oscilador local, un mezclador seguido por un filtro y un amplificador de FI, son comunes a todos los receptores superheterodinos.

Diagrama de un receptor superheterodino típico
  • En el receptor superheterodino el filtro/ amplificador de rf (radiofrecuencia) aisla la señal que deseamos recibir del resto de las señales que llegan a la antena. Este filtro pasabandas es genérico, por lo que tiene poca selectividad en frecuencia.
  • El mezclador recorre el espectro en frecuencia de la señal filtrada, centrándolo alrededor de la “frecuencia intermedia” (fin).
  • Para desplazar el espectro, el mezclador utiliza la componente de conversión ascendente o descendente (upconverter o downconverter), según convenga.
  • El filtro de frecuencia intermedia aisla perfectamente la señal a demodular, ya que es un filtro de alta selectividad en frecuencia.
  • El detector demodula la señal de frecuencia intermedia (es decir, recupera el espectro de la señal original) y el amplificador le da a la señal de salida la ganancia que necesita.
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