PREAMPLIFICADOR DE MICRÓFONO

En un anterior artículo se describía la construcción de un preamplificador de micrófono con controles de graves y agudos, para poder corregir la respuesta de frecuencia en función de las características vocales del operador y de las características técnicas del micrófono empleado. Siguiendo las indicaciones de algunos lectores, en un posterior artículo, publicado en el mes de Marzo de 2002, se proponía la construcción de un ecualizador de cinco bandas, con lo que el control de la respuesta de frecuencia era más completo. Este ecualizador hace uso de un circuito integrado KA2223 y de 6 potenciómetros deslizantes. Algunos lectores me han indicado la dificultad o imposibilidad de obtener algunos de estos elementos. Por tanto, en el presente artículo se describe la construcción de un preamplificador con controles de graves, medios y agudos, construido con elementos comunes y que se pueden obtener fácilmente en los comercios de electrónica. Se trata de una solución intermedia entre el primer diseño, con solamente dos controles de tono y el segundo con cinco controles.
2.- DESCRIPCIÓN.
En la figura número uno podemos ver el esquema general del preamplificador. La señal de entrada se aplica a la primera etapa compuesta por el circuito integrado U1, TL071 y los componentes asociados. La ganancia de esta etapa se puede variar actuando sobre el potenciómetro ajustable P1, para adaptarse a la señal entregada por el micrófono. El factor de amplificación viene determinado por la relación entre la resistencia R1 y la combinación de la resistencia R4 y el potenciómetro P1, por lo que este factor puede variar desde 1 hasta más de 1000, pudiendo conectar en la entrada del preamplificador casi cualquier fuente de señal.

La entrada no inversora del integrado U1 está conectada al divisor formado por las resistencias R2 y R3, donde tenemos la mitad de la tensión de alimentación. Esta entrada está conectada a masa para la tensión alterna, mediante el condensador C2.
La señal de salida presente en la patilla número 6 se aplica al potenciómetro de volumen a través del condensador C4. La señal dosificada por este potenciómetro se aplica, mediante el condensador C5, a la entrada no inversora del integrado U2A. En este punto también tenemos un divisor de tensión para mantener dicha entrada a un valor de tensión que es la mitad de la tensión de alimentación.
Esta sección del integrado U2 está conectada como seguidor de tensión. La salida, patilla número 1, está conectada a la entrada inversora, patilla número 2. De esta manera, tenemos una alta impedancia de entrada, con lo que no cargamos en exceso al potenciómetro de volumen y una impedancia de salida muy baja para el buen funcionamiento de la siguiente etapa con los controles de tono.
La segunda mitad del integrado U2 recibe la señal a través del condensador C7. En la entrada no inversora, patilla número 5, tenemos el correspondiente divisor de tensión, para mantener esta entrada a la mitad de la tensión de alimentación y el condensador C12 para desacoplar esta entrada para la señal de alterna.
Entre la salida, patilla número 7 y la entrada inversora, patilla número 6 se encuentran los potenciómetros de control de tono y sus componentes asociados. El potenciómetro P3 regula la banda de los tonos graves, el potenciómetro P4 actúa sobre los tonos medios y el potenciómetro P5 controla la banda de los tonos agudos. La señal de salida presente en la patilla número 7 se aplica, a través del condensador C13 al conector de salida.
En la parte superior del esquema tenemos la fuente de alimentación. Un transformador con un secundario de 12 - 15 voltios cuya tensión de salida se aplica a un puente formado por los diodos D3, D4, D5 y D6. Esta tensión rectificada se filtra mediante el condensador C14 y se aplica al regulador U3, 7812. La tensión estabilizada alimenta los integrados U1 y U2 a través de los diodos D1 y D2. Los condensadores C15, C3 y C6 y las resistencias R5 y R17 desacoplan y filtran la línea de alimentación.
3.- CONSTRUCCIÓN
Para la construcción del preamplificador utilizaremos el circuito impreso cuyo diseño se puede ver en la figura número dos y cuyas medidas son 130 mm x 85 mm. En la figura número tres tenemos la disposición de los componentes sobre la placa de circuito impreso.

  Una vez en posesión de la placa de circuito impreso y el resto de los componentes, procederemos al montaje del preamplificador. Como operación previa, realizaremos los cinco puentes señalados en la disposición de componentes. Para ello utilizaremos hilo desnudo de cobre, de un diámetro de 0,5 milímetros. A continuación soldaremos los componentes sobre el circuito impreso, comenzando por las resistencias, diodos, condensadores, etc. Para los dos circuitos integrados utilizaremos sendos zócalos que harán más fácil la puesta en funcionamiento o una posible reparación del preamplificador. En la figura número cuatro podemos ver el circuito impreso con todos los componentes soldados en su lugar correspondiente. El transformador de alimentación va soldado directamente sobre el circuito impreso. Si el modelo disponible no tiene los terminales a la misma distancia que los taladros de la placa, es posible su conexión mediante unos trozos de hilo desnudo.

Los potenciómetros tienen los terminales preparados para la soldadura directa sobre el circuito impreso. Se pueden utilizar potenciómetros normales, soldándolos al circuito impreso mediante unos trozos de hilo desnudo.
En la figura número cinco se puede ver un detalle del conexionado de los potenciómetros. Si es posible, se utilizará un modelo con carcasa metálica. Esta carcasa va conectada a la masa del circuito impreso mediante un trozo de hilo desnudo. La figura número seis muestra el conexionado de los conectores de entrada y salida. En el prototipo se han utilizado conectores hembra para jack de 6,35 milímetros. El tipo de conector podrá variar en función de la utilización del preamplificador.

Para el montaje del preamplificador se ha utilizado una caja metálica cuyas dimensiones exteriores son 150 milímetros de ancho, 110 milímetros de fondo y 54 milímetros de alto, aproximadamente. Cualquier otro gabinete de medidas similares convendrá perfectamente. En la placa frontal se han realizado los taladros para la sujeción de los potenciómetros y los conectores de entrada y salida de señal. Las dimensiones de esta placa frontal y la situación de los taladros se puede ver en la figura número siete. Para dar una mejor presencia al preamplificador, se puede fijar sobre el frontal una plantilla cuyo diseño se puede ver en la figura número ocho. De esta forma quedan perfectamente identificados los diversos controles.

Montaremos el circuito impreso dentro de la caja metálica fijando los potenciómetros y conectores sobre el panel frontal. En el prototipo se ha colocado sobre la placa trasera el interruptor de encendido, ya que no había espacio suficiente en el panel frontal. Un diodo LED o cualquier otro tipo de indicador luminoso nos informará del encendido del preamplificador.

En la figura número nueve podemos ver el circuito impreso colocado en el interior de la caja metálica y en la figura número diez tenemos un aspecto del preamplificador terminado.
4.- PUESTA EN FUNCIONAMIENTO.
Antes de poner en funcionamiento el preamplificador, es conveniente realizar algunas operaciones previas, como son inspección ocular, medida de tensiones, etc. Realizaremos una cuidadosa inspección del montaje, comprobando que no haya malas soldaduras, cruces entre pistas, etc. Si todo parece correcto, conectaremos el preamplificador a la red, sin colocar los integrados en sus zócalos. Con el téster comprobaremos la tensión de salida del regulador U3, que debe ser de 12 voltios. Mediremos la tensión en las patillas números 7 y 8 de los integrados U1 y U2 respectivamente y comprobaremos su valor, que debe ser también de 12 voltios. En las patillas número 3 de U1 y patillas número 3 y 5 de U2 debemos tener una tensión de 6 voltios.
Si todo está bien, desconectaremos el preamplificador de la red y descargaremos los condensadores electrolíticos de la fuente de alimentación, conectando una resistencia de 100 ohmios a masa. Cuando la tensión haya bajado a un valor próximo a cero, podemos insertar los integrados U1 y U2 en sus zócalos correspondientes. Conectaremos de nuevo el preamplificador y repetiremos las medidas de tensiones. Los valores serán un poco más bajos debido a la caída de tensión en los diodos D1, D2 y las resistencias R5 R17.
Si se dispone de un generador de B.F. y un osciloscopio podemos comprobar el ajuste del potenciómetro P1, que regula la ganancia del paso de entrada y los márgenes de actuación de los potenciómetros de control de tono.
5.- RESUMEN.
En el presente artículo se describe la construcción de un preamplificador con controles de graves, medios y agudos, apto para su utilización como preamplificador-corrector en la estación de radio o en aplicaciones de baja frecuencia en general. En su construcción se han utilizado elementos comunes que se encuentran fácilmente en los comercios de electrónica. Su factor de amplificación es ajustable dentro de un margen muy amplio, por lo que podrá aceptar señales de entrada muy diversas.
El montaje descrito en el presente artículo no ha sido probado en grandes series y, por tanto, no se tiene certeza de que su funcionamiento sea 100% correcto. Solamente se describe la construcción y el funcionamiento del prototipo.
El autor no se hace responsable de posibles derechos de copia. La información para la realización de este montaje procede de diversas publicaciones, libros, revistas, etc., así cómo de los propios conocimientos del autor.
El autor no se hace responsable de posibles daños y/o perjuicios causados por la construcción y/o uso de este dispositivo, daños personales o muerte, daños a la propiedad, daños al medio ambiente, lucro cesante, perdida total o parcial de datos informáticos o cualquier tipo de daño que se pudiera derivar del montaje y/o uso de este dispositivo.
No se aconseja el uso de este dispositivo en aplicaciones críticas, cómo son control de maquinaria peligrosa, control de navegación o tráfico, maquinaria de mantenimiento de vida o sistemas cuyo mal funcionamiento pueda provocar causas o efectos anteriormente mencionados. Este dispositivo no es tolerante a fallos.
El autor declina cualquier responsabilidad, ni se hace responsable de no mencionar a los dueños de las posibles patentes que aquí se pudieran reflejar.
El dispositivo descrito en el presente artículo es un montaje experimental, cuyo propósito es el estudio de los diferentes aspectos de la Electrónica, por tanto, no está destinado a su utilización industrial ni para su explotación comercial en cualquiera de sus facetas.
El autor no efectúa ninguna actividad comercial relacionada con este u otros montajes publicados en esta u otras revistas o publicaciones de cualquier tipo.
El presente artículo y todos los publicados hasta el momento en la revista "RADIOAFICIONADOS", están recopilados en un DVD a disposición de quien lo solicite. Se incluyen todos los textos, así como las fotografías, dibujos, gráficos, plantillas de circuitos impresos, etc.
Aunque se ha intentado proporcionar todos los detalles necesarios para la realización del proyecto, es posible que algún aspecto no haya quedado suficientemente desarrollado. Como es natural, con mucho gusto el autor dará cumplida información sobre cualquier detalle no especificado, o cualquier punto en particular que no haya quedado completamente explicado. Buena suerte a todos.
Luis Sánchez Pérez. EA4-NH


Publicado por: Geraldine Franscheska Linares
CRF

PROCESADOR DE MODULACIÓN

 En ocasiones, cuando estamos viendo un programa de televisión, encontramos que el nivel del sonido de los anuncios comerciales aumenta acusadamente, lo que nos obliga a tomar el mando a distancia y reducir el volumen de audio. Esto también ocurre durante la audición de algunos programas de radio, en los que los anuncios tienen un volumen superior al resto de la programación. La razón de esto es que en estas emisoras están utilizando algún tipo de procesador de sonido, de tal forma que se aumenta el volumen sonoro sin aumentar la desviación de frecuencia. También los Radioaficionados podemos utilizar estas técnicas para aumentar la potencia aparente de nuestras transmisiones y conseguir mayores alcances. En la forma de onda de una señal vocal, por ejemplo la producida por un micrófono, la relación entre la potencia de pico y la potencia media es muy alta, o lo que es lo mismo, la potencia media es inferior a la de una señal senoidal que tenga la misma amplitud. Si se recortan los picos de la señal, se eleva la potencia media sin elevar la amplitud de la señal, dando como resultado un nivel aparente de audio superior. Este proceso se puede ver en la figura número uno.

En la parte izquierda tenemos la señal vocal procedente del micrófono antes de pasar por el procesador. Se puede observar que el valor medio de la señal es muy inferior al valor pico a pico. En la parte derecha de la figura se puede ver la misma señal una vez recortados los picos y consecuentemente amplificada. El valor medio de la señal ha aumentado considerablemente manteniendo el mismo valor pico a pico.
Prácticamente todos los transceptores comerciales para las bandas de HF traen incorporado algún sistema de procesamiento de modulación, no así los transceptores para las bandas de VHF y UHF donde frecuentemente se utiliza el sistema de Modulación de Frecuencia.
Para utilizar con estos equipos o cualquier otro que no disponga de sistema de procesamiento vocal, se ha diseñado y construido procesador para intercalar entre el micrófono y el transceptor. Este procesador recorta los picos de la señal de audio con lo que se eleva su valor medio dando como resultado un nivel superior de audio en el receptor, sin aumentar la desviación de frecuencia y por tanto el ancho de banda utilizado.
2.- DESCRIPCIÓN.
En la figura número dos se representa el esquema de bloques del procesador. La señal del micrófono se aplica a un paso preamplificador con una ganancia aproximada de 10. A continuación se encuentra otro paso preamplificador cuya ganancia es variable para poder ajustar el nivel de recorte que se produce en el paso siguiente. Como el proceso de recorte de la señal genera armónicos, a continuación se encuentra un filtro que procede a eliminar las frecuencias por encima de 2500-3000 Hz. Finalmente, un potenciómetro dosifica la señal de salida para evitar una sobremodulación del transceptor.

Con el recorte de la señal se produce una pérdida de naturalidad, aunque la voz es altamente inteligible, sobre todo en condiciones de recepción difíciles, señal débil, interferencias, etc. Por supuesto, el procesador es completamente inútil cuando las condiciones de recepción son buenas.
En la figura número tres se puede ver el esquema eléctrico del procesador. La señal del micrófono se aplica a la entrada del primer preamplificador a través del condensador C01. La ganancia de este paso viene determinada por la relación entre las resistencias R03 y R05, por lo que su valor es 10. El micrófono a emplear puede ser de tipo dinámico o de tipo electret. En este caso, la correspondiente polarización se suministra a través de las resistencias R01 y R02. El condensador C02 filtra esta tensión de polarización. La alimentación se realiza a través de las resistencias R06 y R07 desacopladas por los correspondientes condensadores, C03 y C04.

La señal de salida de este previo se aplica al segundo paso formado por el circuito integrado IC02 y los componentes asociados. La amplificación de este paso está determinada por la relación entre la resistencia R10 y la suma del valor de la resistencia R08 y el potenciómetro P01. Con los valores de estos componentes la ganancia puede variar entre 1 y 100. La alimentación de este paso se realiza mediante las resistencias R11 y R12 desacopladas por los condensadores C06 y C07. La señal fuertemente amplificada se aplica mediante el condensador C08 al paso recortador formado por el circuito integrado IC03 y sus componentes.
En este paso la señal queda limitada debido a la presencia de los diodos D01 y D02 en la realimentación. Este recorte de la señal genera armónicos de frecuencia alta que no conviene que lleguen al transceptor, por lo que a continuación se encuentra un filtro paso bajo que atenúa las frecuencias por encima de 2500 - 3000 Hz. La señal de salida del filtro se dosifica mediante el potenciómetro P02 antes de ser aplicada al transceptor. La alimentación de estos pasos se realiza a través de las resistencias R16, R17, R23 y R24, desacopladas por los condensadores C10, C11, C14 y C15.

El circuito funciona con una alimentación simétrica de +12V y -12V suministrada por la fuente cuyo esquema se puede ver en la figura número cuatro. El circuito es totalmente convencional. La tensión de 220V de la red se aplica al primario de un transformador que tiene un secundario de 12+12 voltios. Mediante un rectificador en puente se obtienen dos tensiones de +18V y -18V que se aplican a sendos reguladores 7812 y 7912 para obtener las tensiones +12V y -12V. Los condensadores C17 y C18 filtran la tensión de entrada a los reguladores mientras que los condensadores de 100 nF filtran las componentes de RF que puedan aparecer. Un diodo LED nos informa del funcionamiento de la fuente.
3.- CONSTRUCCIÓN.
Para la construcción del procesador utilizaremos una placa de circuito impreso cuyo diseño se puede ver en la figura número cinco. Las medidas de la placa de circuito impreso son 150mm x 75mm. En la figura número seis tenemos la disposición de los componentes sobre la placa de circuito impreso.

El transformador utilizado es un modelo encapsulado con una potencia de 2,8VA. El puente rectificador permite una corriente máxima de 1A, aunque el consumo total del circuito es muy reducido, menor de 30mA, por lo que ni los reguladores ni el transformador tomarán una temperatura apreciable.
En la figura número siete se puede ver una placa de circuito impreso preparada para el montaje.

Una vez reunidos los componentes, procederemos a su colocación y soldadura sobre la placa de circuito impreso. Comenzaremos por los componentes más pequeños, los diodos y seguiremos con las resistencias, condensadores y el resto de los componentes. Los reguladores IC05, IC06 van sujetos a la placa mediante sendos tornillos de 5mm de longitud. Para los circuitos integrados IC01 a IC04 se han utilizado zócalos, que facilitan la sustitución en caso de avería.
Las figuras número ocho, nueve y diez nos muestran la placa con todos los componentes montados así como el detalle de la fuente de alimentación.

Una vez completado el montaje de los componentes colocaremos la placa en una caja apropiada. A falta de una caja comercial apropiada, para las pruebas del prototipo se ha realizado una caja con chapa de aglomerado de 3mm de grueso. Las dimensiones exteriores de esta caja son 175 mm x 115 mm x 50 mm. Unos listones de 10 x 10 servirán para armar las distintas piezas de la caja y unas manos de pintura gris le darán un mejor aspecto. En las figuras números once y doce tenemos la caja preparada para el montaje. En el frente colocaremos una carátula cuyo diseño se puede ver en la figura número trece.

Una vez preparada la caja, fijaremos la placa de circuito impreso y el resto de los elementos, potenciómetros, conectores, interruptores, etc, en sus lugares correspondientes, tal como se puede ver en las figuras número catorce y quince.

A continuación procederemos al conexionado de los distintos elementos utilizando cablecillo de conexiones. El interruptor de red y el interruptor del PTT se han colocado en la parte posterior de la caja por razones de espacio. Para la entrada de micrófono se ha utilizado un conector estéreo con el fin de proveer la correspondiente alimentación en el caso de utilizar una cápsula microfónica de tipo electret. En las figuras número dieciséis, diecisiete y dieciocho se puede ver un detalle del cableado del procesador. En la figura número diecinueve tenemos el procesador terminado y listo para las pruebas finales.

Conectaremos el procesador al transceptor para lo que utilizaremos un cable en uno de cuyos extremos colocaremos un conector DIN de cinco polos y en el otro extremo un conector adecuado al transceptor que se vaya a utilizar. Para el correcto conexionado necesitaremos el esquema de nuestro equipo para localizar el terminal de entrada de micrófono así cómo los terminales correspondientes al PTT.
4.- OPERACIÓN.
Una vez realizadas todas las conexiones procederemos a la prueba del procesador, para lo que será muy conveniente contar con la colaboración de un corresponsal para que nos pase los correspondientes controles.
Situaremos el mando RECORTE aproximadamente en la mitad de su recorrido y abriremos el mando SALIDA para obtener una correcta señal de entrada al transceptor. Si se utiliza en modo SSB, seguramente el transceptor tendrá un medidor de ALC que nos indicará el nivel correcto. Para el trabajo en FM será conveniente disponer de algún medidor de desviación, para no exceder los límites establecidos y generar interferencias en canales adyacentes. En las figuras número veinte y veintiuno se pueden ver las formas de la señal vocal, antes y después de pasar por el procesador.

El nivel de recorte deberá ser el justo para obtener la mejor inteligibilidad de la señal pero sin exagerar, pues si avanzamos en exceso este mando, obtendremos una modulación poco natural y podrá apreciarse cualquier pequeño ruido, debido a la gran ganancia de los pasos anteriores al recortador. Como ya se ha indicado serán los corresponsales los que nos indiquen los ajustes más adecuados.
5.- RESUMEN.
En el presente artículo se describe la construcción de un procesador de audio para utilizar con transceptores que no dispongan de este sistema. El procesador solamente será útil en condiciones de recepción difíciles, señales bajas o con fading, interferencias, etc, por lo que será inútil con buenas señales que proporcionen buena recepción.
El montaje descrito en el presente artículo no ha sido probado en grandes series y, por tanto, no se tiene certeza de que su funcionamiento sea 100% correcto. Solamente se describe la construcción y el funcionamiento del prototipo.
El autor no se hace responsable de posibles derechos de copia. La información para la realización de este montaje procede de diversas publicaciones, libros, revistas, etc., así cómo de los propios conocimientos del autor.
El autor no se hace responsable de posibles daños y/o perjuicios causados por la construcción y/o uso de este dispositivo, daños personales o muerte, daños a la propiedad, daños al medio ambiente, lucro cesante, perdida total o parcial de datos informáticos o cualquier tipo de daño que se pudiera derivar del montaje y/o uso de este dispositivo.
No se aconseja el uso de este dispositivo en aplicaciones críticas, cómo son control de maquinaria peligrosa, control de navegación o tráfico, maquinaria de mantenimiento de vida o sistemas cuyo mal funcionamiento pueda provocar causas o efectos anteriormente mencionados. Este dispositivo no es tolerante a fallos.
El autor declina cualquier responsabilidad, ni se hace responsable de no mencionar a los dueños de las posibles patentes que aquí se pudieran reflejar.
El dispositivo descrito en el presente artículo es un montaje experimental, cuyo propósito es el estudio de los diferentes aspectos de la Electrónica, por tanto, no está destinado a su utilización industrial ni para su explotación comercial en cualquiera de sus facetas.
El autor no efectúa ninguna actividad comercial relacionada con este u otros montajes publicados en esta u otras revistas o publicaciones de cualquier tipo.
El presente artículo y todos los publicados hasta el momento en la revista "RADIOAFICIONADOS", están recopilados en un DVD a disposición de quien lo solicite. Se incluyen todos los textos, así como las fotografías, dibujos, gráficos, plantillas de circuitos impresos, etc.

Publicado por: Geraldine Franscheska Linares
CRF

COMUNICACIONES DIGITALES

El Servicio de Radioaficionados, según las definiciones al uso, es un servicio de radiocomunicación que tiene por objeto la instrucción individual, la intercomunicación y los estudios técnicos, efectuados por Radioaficionados, esto es, por personas debidamente autorizadas, que se interesan por la radiotecnia con carácter exclusivamente personal y sin fines de lucro.
Podemos considerar la radioafición cómo una forma de perfeccionamiento personal, una manera de entrar en contacto con la naturaleza invisible, de saber que no existen fronteras reales, que el Sol se deja notar incluso cuando no lo vemos (pues influye en las comunicaciones), que muchas personas distintas de diferentes naciones e ideas pueden tener cosas en común. Al encender el receptor estamos escuchando los latidos de la Humanidad y cuando transmitimos, nuestra voz es escuchada por otras personas que sienten de la misma manera.
La transmisión de la voz, esto es, la "fonía" es quizás la forma de transmisión más utilizada, pero también existen otros modos, que llamaremos "digitales" cómo son la telegrafía, RTTY, PACKET, SSTV, etc.
La telegrafía fue el primer modo de transmisión que se utilizó, pues su operación es tan sencilla cómo activar o interrumpir una onda de radio al ritmo marcado por un manipulador de Morse. Se puede decir que la Era de la Telegrafía sin Hilos comenzó un crudo día de diciembre de 1901 en unos barracones abandonados en San Juan de Terranova (Canadá), donde Marconi consiguió captar una serie de tres puntos, la letra S del código Morse, una señal que acababa de recorrer los 3.600 kilómetros que separaban a Marconi de Cornwall, en Gran Bretaña. Esta señal fue la culminación de muchos años de experimentación.
Más tarde Marconi puso en marcha una descomunal estación de radio en Cabo Cod, algo muy distinto a lo que pueda imaginar cualquier radioaficionado de hoy en día. Constaba de un transmisor de chispa a base de un motor con un rotor que hacía girar un descargador de un metro de diámetro, capaz de transferir la potencia de 30.000 W a un amplio tendido de antena izado a 60 m de altura y sustentado por cuatro torretas sobre las dunas de South Wellfleet, Massachusetts, USA.
Con la invención de la válvula de vacío, las transmisiones se facilitaron y los radioaficionados vieron ampliado el campo para la investigación y experimentación con nuevas formas de transmisión. Hoy en día, gracias al desarrollo tecnológico, disponemos de otros modos de transmisión que hacen nuestra afición más completa e interesante. En el presente artículo daremos un pequeño repaso a algunas de las formas de comunicación "digital", utilizando ordenadores conectados con los equipos de radio mediante algún tipo de dispositivo intermedio que, para seguir la denominación más aceptada, llamaremos "interface".
Algunas posibilidades de operación son las siguientes.
Televisión de barrido lento (Slow Scan Television o SSTV): Con la televisión de barrido lento (SSTV) se transmiten y reciben imágenes fijas, una imagen a la vez. En unos ocho segundos el haz luminoso explora la pantalla y forma una imagen completa (el televisor doméstico explora 25 cuadros completos por segundo). Las imágenes de SSTV se parecen a las fotografías de la Luna o de Saturno que, retransmitidas desde el espacio exterior, hemos podido ver en ocasiones. Las imágenes SSTV se transmiten a cualquier parte del mundo por medio de los transmisores de onda corta de los radioaficionados. En realidad los radioaficionados fueron los primeros en divulgar a todo lo ancho del mundo las primeras fotografías del planeta Marte en imágenes de SSTV.
Existen diversos programas para la operación en SSTV, unos gratuitos, desarrollados por radioaficionados sin ánimo de lucro y otros en los que es necesario abonar una pequeña cantidad para su utilización. En la figura número uno se puede ver el aspecto de uno de estos programas, mientras que en la figura número dos tenemos una imagen recibida por este medio.

Facsímil o FAX: Modalidad empleada masivamente en satélites meteorológicos. El facsímil (fax) es el medio de transmitir dibujos, mapas y gráficos. Las agencias de prensa transmiten fotografías desde cualquier lugar sirviéndose del fax. Así mismo se pueden recibir mapas meteorológicos de una gran precisión, cómo el mostrado en la figura número tres, procedentes de los satélites metereológicos.

Packet Radio o Radiopaquete: Modalidad digital que permite la transmisión de textos e imágenes de manera similar a como se realiza por Internet. Dada la baja velocidad debida al uso de un medio compartido, su utilización principal es la transmisión de mensajes de correo de radioaficionados y de información de estaciones DX en tiempo real. El radiopaquete es un sistema para el intercambio de información entre ordenadores, capaz de enlazar máquinas entre sí. Resulta especialmente indicado para la retransmisión de mensajes a través de redes locales, nacionales o internacionales; mensajes que pueden permanecer almacenados hasta que los reclame la estación a la que van destinados.
Psk31: Modo digital de transmisión de textos que combina la integridad de los datos con el aprovechamiento del espectro de frecuencias de la telegrafía. Para ello, realiza un tipo de modulación de fase que permite la emisión de datos a baja velocidad (31 bits por segundo). La característica principal de este modo de transmisión es el pequeño ancho de banda ocupado por cada estación, con lo que pueden operar muchas estaciones en un margen de frecuencias muy estrecho. En la figura número cuatro se puede ver el aspecto de la pantalla de trabajo de uno de estos programas.

RTTY, AMTOR, PACTOR: Modos digitales más antiguos que, al igual que los otros, se hacen con ordenador (si bien el radioteletipo o RTTY se podía hacer con un teclado dotado de un codificador/decodificador especial). Con la transmisión por radioteletipo (RTTY) se puede mecanografiar un mensaje y enviarlo a través del éter hasta una estación corresponsal situada a miles de Km. En un principio los sistemas de radioteletipo utilizaban máquinas electromecánicas muy ruidosas. En la actualidad, al igual que con los otros modos digitales, se utiliza un ordenador con el programa correspondiente para la codificación y decodificación de las señales.
En todos los modos digitales, tanto las imágenes como los textos se pueden almacenar en el disco duro del ordenador y posteriormente visualizarlos, editarlos, imprimirlos, etc. El software disponible para estos modos de transmisión es muy amplio y variado, incluso algunos programas son de distribución gratuita.
2.- INTERFACE DIGITAL.
Para la interconexión entre el equipo de radio y el ordenador es necesario un dispositivo que convierta las señales analógicas recibidas por el receptor en señales digitales para su posterior tratamiento por el ordenador. En transmisión el proceso es inverso y es preciso convertir las señales digitales producidas por el ordenador en señales analógicas aptas para ser enviadas al éter.
Hace unos años se utilizaban unos dispositivos diseñados y construidos especialmente para estos cometidos, pero afortunadamente, en la actualidad todos o por lo menos la mayoría de los ordenadores domésticos, fijos o portátiles, incorporan una tarjeta de sonido que contiene en su interior los conversores digital-analógico y analógico-digital necesarios para las funciones descritas. De esta manera, es posible interconectar fácilmente el ordenador y el transceptor con unos simples cables y algún pequeño componente para la adaptación de niveles. Este tipo de interconexión directa tiene el pequeño inconveniente de que se pueden establecer lazos de masa que pueden recoger la RF transmitida y producir algún inconveniente durante la transmisión, por lo que es deseable algún tipo de separación galvánica entre el ordenador y el transceptor, para evitar estos lazos de masa.
En algunos montajes se establece esta separación mediante la utilización de transformadores de aislamiento para las señales, con el inconveniente de que estos transformadores no se encuentran fácilmente en los comercios de radio, siendo necesaria, en muchos casos, su construcción artesanal. En el presente proyecto se utilizan fotoacopladores para realizar el mencionado aislamiento, pues se trata de dispositivos económicos y muy comunes.
El esquema del interface se ha dividido en cuatro secciones, circuito de señal del ordenador al transceptor para la transmisión, circuito de señal del transceptor al ordenador para la recepción, circuito de PTT y fuente de alimentación doble.

En la figura número cinco tenemos el circuito de señal del ordenador al transceptor para la transmisión. La señal de transmisión procedente de la salida de línea de la tarjeta de sonido del ordenador se aplica al amplificador formado por el operacional IC01 y los componentes asociados. La señal se aplica a la entrada no inversora, a través del condensador C01 y la resistencia R01. Este amplificador está configurado como seguidor de señal, conectando la salida con la entrada inversora, por lo que tiene una alta impedancia de entrada y una impedancia de salida muy baja, mientras que la ganancia de tensión es la unidad. La tensión presente en la patilla número tres, entrada no inversora, está determinada por el divisor de tensión formado por las resistencias R02 y R03. Como estas dos resistencias tienen el mismo valor, la tensión en la citada patilla número tres será la mitad de la tensión de alimentación, es decir, seis voltios.
En la salida del operacional y debido a su configuración como seguidor de señal tenemos también una tensión de seis voltios, tensión que establece una corriente de reposo para el diodo emisor del fotoacoplador IC02, a través de la resistencia R04. A esta corriente se superpone la tensión alterna de la señal procedente del ordenador, haciendo que el brillo del diodo del fotoacoplador varíe siguiendo las variaciones de la señal de entrada.
Estas variaciones de brillo producen variaciones en la resistencia interna del transistor del fotoacoplador IC02, por lo que sobre la resistencia R06 aparece la tensión de entrada pero con una separación galvánica, ya que no hay contacto interno entre el diodo y el transistor del fotoacoplador.
Esta señal se aplica a un segundo amplificador operacional IC02, también configurado como seguidor de señal, exactamente igual que el mencionado IC01. La señal de salida presente en la patilla número seis se envía, a través del condensador C05, al divisor de tensión formado por la resistencia R10 y el potenciómetro P01, mediante el cual regularemos la señal enviada a la entrada de micrófono del transceptor.
El operacional IC01 está alimentado con una tensión de doce voltios, que en el esquema está marcada +12-A, mientras que el integrado IC02 está alimentado con la tensión +12-B. Así mismo, las masas de los dos integrados tienen un símbolo distinto. Todo esto indica que existen dos alimentaciones separadas para la parte del ordenador y la parte del transceptor, para evitar los lazos de masa ya comentados.
De la patilla número seis del operacional IC01 se toma señal para enviarla al circuito de PTT de tal manera que el transmisor se activará en cuanto que el ordenador genere una señal del tipo que sea.

En la figura número seis tenemos el esquema del circuito de señal del transceptor al ordenador para la recepción, circuito que es similar al descrito para la transmisión. La señal se toma de la salida del altavoz del transceptor mediante un circuito que se comentará más adelante y se aplica, a través del condensador C06, a la entrada del operacional IC04, conectado como seguidor de señal. La señal de salida se aplica al diodo del fotoacoplador IC05 a través de la resistencia R14, para establecer la corriente de reposo del diodo.
Las variaciones del brillo de este diodo producen variaciones en la resistencia interna del fototransistor asociado, lo que produce variaciones de tensión sobre la resistencia R16. Esta señal se aplica, mediante el condensador C08, a la entrada del operacional IC06 que tiene una configuración y un montaje igual que los anteriores operacionales. La señal de salida se envía a la entrada de línea de la tarjeta de sonido del ordenador para su procesamiento por el correspondiente programa.

En la figura número siete podemos ver el circuito de PTT. De la patilla número seis del operacional IC01 se toma la señal procedente del ordenador y se envía a la entrada del integrado IC07 que procede a amplificarla. La salida de este amplificador se rectifica mediante el diodo D01 que solo deja pasar los semiciclos positivos. Cuando el ordenador genera una señal el transistor Q01 comienza a conducir y hace conducir al transistor Q02, con lo que el relé RL01 se cierra, accionando el transmisor. El condensador C14 suaviza esta tensión pulsante para que el relé se cierre adecuadamente. El diodo LED D03, que situaremos en el panel frontal, nos indicará la activación del PTT. El diodo D02 elimina las sobretensiones que se producen al activar y desactivar el relé, impidiendo la destrucción del transistor Q02. El interruptor S02 dispuesto en serie con la salida de PTT lo deja fuera de servicio para la realización de pruebas.

La figura número ocho nos muestra el esquema de la fuente de alimentación. Para evitar los mencionados lazos de masa, se montan dos fuentes de alimentación separadas que proporcionan las tensiones +12-A para los circuitos conectados al ordenador y +12-B para los circuitos conectados al transceptor. El circuito de las dos fuentes es convencional, dos diodos proceden a la rectificación en onda completa de la tensión entregada por el respectivo transformador. Esta tensión se filtra con un condensador electrolítico y se aplica a un regulador 7812 que la estabiliza a la tensión de 12 voltios. Cada fuente tiene masas separadas y están desacopladas para las tensiones de RF mediante los correspondientes condensadores de poliéster de 100nF. Un fusible y un interruptor de encendido completan el circuito.
3.- CONSTRUCCIÓN.
Para la construcción del interface utilizaremos una placa de circuito impreso cuyo diseño se puede ver en la figura número nueve y cuyas medidas son 118mm x 106mm. En la figura número diez se puede ver la disposición de los componentes sobre la placa de circuito impreso y en la figura número once tenemos una placa de circuito impreso preparada para el montaje.

Una vez en posesión de todos los componentes, procederemos a su montaje sobre la placa de circuito impreso. Como paso previo realizaremos los cinco puentes que se indican en la disposición de componentes, figura número diez, para lo que utilizaremos hilo de cobre desnudo. A continuación colocaremos los diodos, resistencias, condensadores y el resto de los componentes. Para la soldadura utilizaremos un soldador de unos 30 vatios provisto de punta fina y estaño fino y de calidad, teniendo cuidado de no poner un exceso de estaño, ya que en algunos puntos del circuito las pistas están muy próximas y es muy fácil hacer un cortocircuito.
En la figura número doce se puede ver una placa con todos los componentes montados y preparada para su montaje en una caja de aluminio. La caja empleada en el prototipo tiene unas dimensiones de 120 mm de ancho, 60 mm de alto y 180 mm de largo. En la figura número trece tenemos la placa montada sobre la caja de aluminio en cuyos paneles frontal y trasero se han realizado los taladros correspondientes a los conectores, diodos LED, interruptores, etc.

Prepararemos unas carátulas para los paneles frontal y trasero cuyo diseño se puede ver en la figura número catorce. Las dimensiones de estas carátulas son 120mm x 55mm. Estas carátulas se han realizado en una impresora de inyección de tinta sobre papel fotográfico y se han pegado sobre la caja mediante un adhesivo en spray.
Una vez colocadas las carátulas procederemos al cableado del interface. Para el conexionado con el ordenador y el transceptor se han utilizado conectores DIN de cinco polos. En el panel frontal colocaremos un conector DIN, el diodo LED D03 indicador del PTT, el diodo LED D08 indicador de red y el interruptor de red. En el panel trasero colocaremos el conector DIN para el transceptor, el interruptor S02 del PTT y un pasachasis para el cable de alimentación. Para el conexionado seguiremos el esquema de la figura número quince.

En las figuras números dieciséis, diecisiete y dieciocho tenemos varios aspectos del prototipo terminado y preparado para las pruebas preliminares.

Para obtener señal del transceptor para la recepción se puede utilizar la salida de altavoz que normalmente tienen todos los equipos. El inconveniente es que al insertar el jack en el correspondiente conector del transceptor se desconecta el altavoz interior, con lo que nos quedamos sin audición haciendo imposible la sintonía. Por tanto, conviene preparar un altavoz exterior que colocaremos en una pequeña caja y donde prepararemos el montaje de la figura número diecinueve. 

Un conector hembra conectado a la entrada servirá para enviar la señal del receptor al interface y un conmutador conectará el altavoz exterior o una resistencia de 8 ohmios si se desea una recepción silenciosa. En las figuras número veinte y veintiuno se puede ver el altavoz exterior con los componentes de la figura número diecinueve montados en su interior.

Una vez dispuesto el altavoz exterior prepararemos los cables de conexión con el ordenador y el transceptor siguiendo el esquema de la figura número diecinueve. Para conectar al ordenador se han dispuesto jack miniatura de 3,5 mm, mientras que para conectar con el transceptor habrá que utilizar un conector que dependerá del equipo utilizado.
Existen muchas ofertas de ordenadores fijos y portátiles a precios muy asequibles, por lo que, para las pruebas del interface se ha utilizado un ordenador portátil, que aunque no es un último modelo, tiene prestaciones más que suficientes para el fin propuesto. En la figura número veintidós se puede ver el interface en funcionamiento en modo SSTV.

4.- AJUSTE.
El interface tiene solamente dos ajustes, uno se refiere a la señal de entrada de micrófono del transceptor, que se regula mediante el potenciómetro P01 y otro que ajusta la sensibilidad del circuito de PTT mediante el potenciómetro P02. Colocaremos los dos potenciómetros en una posición media que será conveniente en la mayoría de los casos. Los programas utilizados tiene además la opción de variar los niveles de entrada y salida de la tarjeta de sonido, por lo que será muy fácil obtener los niveles adecuados. Los programas utilizados para SSTV y PSK31 tienen indicadores del nivel de recepción, por lo que, una vez realizados los ajustes necesarios, controlaremos el nivel de entrada al ordenador mediante el control de volumen del receptor. La figura número veintidós nos muestra el montaje durante los ajustes.
Una vez realizadas las pruebas preliminares, se cerró la caja de aluminio y se hicieron pruebas exhaustivas de recepción y transmisión, observándose un comportamiento correcto del interface. En las figuras número veintitrés y veinticuatro se puede ver el aspecto del interface terminado. 

En las siguientes figuras, números veinticinco a treinta, se pueden ver algunas pantallas de los programas durante el funcionamiento del prototipo. En el caso del programa de SSTV hay una barra vertical que se pone de color verde cuando el nivel de entrada es el adecuado. En el programa de PSK31 aparece una "cascada" en la parte inferior de la pantalla con un fondo de color azul y unas bandas verticales de color rojo que indican la posición de las distintas estaciones que están transmitiendo en ese momento. Si la señal de entrada es excesiva, el color azul comienza a virar hacia el amarillo, lo que nos indica que hay que reducir el nivel de entrada. Aunque la descripción de estos programas no es el objeto de estas líneas, con estas pequeñas indicaciones será posible iniciar la operación en estos modos.

5.- RESUMEN.
En el presente artículo se describe la construcción de un interface para la interconexión de un ordenador con un transceptor y de esta manera realizar comunicaciones digitales mediante los programas correspondientes. La transferencia de señales entre el ordenador y el transceptor se realiza mediante fotoacopladores, por lo que se eliminan posibles lazos de masa que puedan perturbar la transmisión.
El montaje descrito en el presente artículo no ha sido probado en grandes series y, por tanto, no se tiene certeza de que su funcionamiento sea 100% correcto. Solamente se describe la construcción y el funcionamiento del prototipo.
El autor no se hace responsable de posibles derechos de copia. La información para la realización de este montaje procede de diversas publicaciones, libros, revistas, etc., así cómo de los propios conocimientos del autor.
El autor no se hace responsable de posibles daños y/o perjuicios causados por la construcción y/o uso de este dispositivo, daños personales o muerte, daños a la propiedad, daños al medio ambiente, lucro cesante, perdida total o parcial de datos informáticos o cualquier tipo de daño que se pudiera derivar del montaje y/o uso de este dispositivo.
No se aconseja el uso de este dispositivo en aplicaciones críticas, cómo son control de maquinaria peligrosa, control de navegación o tráfico, maquinaria de mantenimiento de vida o sistemas cuyo mal funcionamiento pueda provocar causas o efectos anteriormente mencionados. Este dispositivo no es tolerante a fallos.
El autor declina cualquier responsabilidad, ni se hace responsable de no mencionar a los dueños de las posibles patentes que aquí se pudieran reflejar.
El dispositivo descrito en el presente artículo es un montaje experimental, cuyo propósito es el estudio de los diferentes aspectos de la Electrónica, por tanto, no está destinado a su utilización industrial ni para su explotación comercial en cualquiera de sus facetas.
El autor no efectúa ninguna actividad comercial relacionada con este u otros montajes publicados en esta u otras revistas o publicaciones de cualquier tipo.
El presente artículo y todos los publicados hasta el momento en la revista "RADIOAFICIONADOS", están recopilados en un DVD a disposición de quien lo solicite. Se incluyen todos los textos, así como las fotografías, dibujos, gráficos, plantillas de circuitos impresos, etc.
Aunque se ha intentado proporcionar todos los detalles necesarios para la realización del proyecto, es posible que algún aspecto no haya quedado suficientemente desarrollado.


Publicado por: Geraldine Franscheska Linares
CRF