Cómo funcionaban los primeros receptores de radio

Si alguna vez ha construido una radio de cristal, hay algo mágico en poder atraer voces y música desde lejos. Si no ha construido uno, es posible que deba hacerlo mientras todavía está en el grupo AM. Por supuesto, por ahora el equivalente podría ser DEG. Pero además de una solución informática, no hay muchas formas de convertir las ondas de radio en inteligencia. Desde una radio de bolsillo hasta un RADAR avanzado y un satélite en órbita, la recepción de una onda de radio funciona casi de la misma manera.

Sin embargo, hay muchas formas de modular y demodular esta onda de radio. Por supuesto, la radio AM funciona de manera diferente a la radio FM. La vinculación de datos por satélite también funciona de manera diferente. Pero el proceso de capturar las ondas de radio del aire y prepararlas para su procesamiento posterior no ha cambiado mucho a lo largo de los años.

En este artículo, hablaré sobre los receptores de radio arquitectónicos más comunes que puede haber visto en los últimos años, y la próxima semana hablaré sobre arquitecturas modernas. De cualquier manera, comprender las arquitecturas de receptores lo ayudará a diseñar nuevas radios o resolverlas.

Comparación de radios

Si tiene la intención de conseguir un receptor, hay varias cosas que son muy importantes:

  • Selectividad - Hay muchas ondas de radio nadando a tu alrededor. Un receptor opcional puede extraer exactamente el que desea. Esto es especialmente notable cuando tiene dos estaciones fuertes cerca una de la otra en frecuencia.
  • Sensibilidad - La señal que entra desde una antena probablemente sea muy débil. Los receptores tienen diferentes niveles de sensibilidad y un receptor más sensible captará una señal más débil.
  • Piso ruidoso - Los receptores tendrán una cierta cantidad de ruido que ocultará una señal débil. Obviamente, cuanto más bajo sea el piso de ruido, mejor será la recepción de señales débiles.
  • Esa radio de cristal

    La radio de cristal es uno de los proyectos de radio más simples que funciona sin amplificador y obtiene su potencia de la señal de radio en sí. La radio de cristal que construiste cuando eras niño se parece mucho a los primeros receptores de radio. Un circuito sintonizado selecciona la frecuencia y un detector, generalmente un diodo, demodula la señal directamente. Si cuenta, el circuito sintonizado tiene una impedancia baja para todas las frecuencias excepto aquella en la que sintonizó. La bobina y el condensador se cancelan efectivamente entre sí a esa frecuencia y, si las partículas fueran perfectas, presentan una impedancia infinita a la señal interesante. Esto significa que todas las demás señales se suavizarán en comparación con la señal principal.

    El diseño original de estas radios se remonta a cuando no había una buena forma de amplificar señales, así que no. Eso significa que necesita una señal fuerte y una gran antena. También se beneficia de una conexión a tierra sólida. ¿Nunca construiste una radio de cristal? Mi simulador favorito, Falstad, tiene un rayo de cristal que puedes simular. La simulación depende del componente de antena del programa, que tiene señales moduladas en AM a 3 kHz, 2,71 kHz y 2,43 kHz.

    Si bien el circuito de tanques ofrece cierta selectividad, no es muy bueno. La sensibilidad de este receptor tampoco es muy buena. Por lo general, no ve estos circuitos en aplicaciones prácticas. Sin embargo, a algunos les gusta intentar impulsar la mejor opción de radio de cristal, como lo hace Chris Wendling en el video a continuación. Si decide construir uno, es posible que desee comenzar con algo más modesto.

    TRF y Reflex

    Un paso adelante de la radio de cristal es el TRF o arquitectura de radiofrecuencia sintonizada. Con TRF, básicamente tiene un haz de cristal con algunos amplificadores frente al detector que se amplifican mejor en algunas frecuencias que en otras, básicamente filtros con ganancia.

    Si alguna vez ha visto una radio de los años 20 o 30 con muchos controles de sintonización en el panel frontal, probablemente se trate de una radio TRF. Tenías que poner cada dial en la frecuencia correcta.

    El TRF no es un mal diseño, especialmente si puede descubrir cómo cambiar la configuración de los amplificadores de un comando. Pero está en el extremo inferior del programa. Sin embargo, muchas radios baratas todavía usan TRF porque un chip de la era de 1972 y sus sucesores encapsulan una radio TRF completa en un pequeño paquete IC.

    El dispositivo parecía un transistor y al menos una variante tenía 10 transistores en su interior. Proporcionó amplificación, detección e incluso control automático de ganancia de RF utilizando solo seis componentes externos. Se esperaba que el chip original tuviera una bobina y un condensador externos, algunos condensadores de filtro y algunas resistencias para alimentar el dispositivo y proporcionar el rendimiento del control automático de ganancia (AGC). Los modelos posteriores también tenían algunas etapas de refuerzo de sonido.

    Obviamente, un dispositivo de trípode atrajo a empresas que querían producir radios pequeñas y baratas. Hablando de más barato, otra versión antigua del TRF es el receptor reflectante. Data de 1914, aunque se descubrió de forma independiente al menos una vez a principios del siglo XX.

    La idea es utilizar un amplificador para amplificar tanto la RF como la salida de sonido (consulte el diagrama de bloques y el diagrama adjuntos). Esto es posible porque la frecuencia de radio es mucho más alta que las frecuencias de sonido y puede usar filtros para conducir las señales a través del mismo tubo. Por lo general, estos ya no son muy visibles, pero es una solución interesante para los días en que guardar un solo dispositivo activo era un gran ahorro.

    Tiempos modernos

    Sin embargo, aunque no ve muchos rayos de cristal y reflectantes en este momento, los proyectos de TRF están flotando, especialmente debido a la gran cantidad de circuitos integrados que funcionan de esa manera. Sin embargo, el receptor regenerativo es probablemente una mejor opción si desea hacer una radio muy simple pero práctica. También hay receptores de conversión directa: puede ver muchos de ellos con configuraciones de radio definidas mediante programación. El estándar de oro es el receptor superheterodino, que actualmente es utilizado por una abrumadora cantidad de dispositivos.

    Hablaré de esas arquitecturas, y algunas otras, en el próximo artículo. Mientras tanto, vea qué puede hacer para construir ese rayo de cristal. Si no tiene las piezas adecuadas, puede hacer la mayoría de ellas con elementos comunes. Si no tiene un diodo, puede usar una hoja de afeitar y un lápiz, como [RimstarOrg] - El propio canal de YouTube de Steven Dufresne de La-Tecnologia, que se muestra en el video a continuación.

    Reconocimiento: La mayoría de las hermosas imágenes de diagramas de bloques y diagramas se han adaptado de fuentes públicas en Wikipedia, especialmente de [Chetvorno]. Qué gran recurso.

    • Laurens dice:

      El IC de radio AM en el paquete mencionado de to92 es el ZN414, también conocido como MK484, también conocido como TA7642.
      Son cosas divertidas para experimentar. Una radio completa con salida de audio consta de unas 10 partes en total.

      Sensibilidad bastante decente, aunque la selectividad puede ser peor que con un receptor de recalentamiento.
      También puedes usarlos en superheterodino, donde puedes usarlo como detector con una buena carga de amplificación y alguna función AVC. En la mayoría de los diseños, tiene 2 filtros / etapas de FI, si usa el mk484, probablemente solo pueda soportar uno.

    • RW versión 0.0.1 dice:

      ¿Temprano? Visible no coherente ... https://en.wikipedia.org/wiki/Coherer

      • Brian Navidad dice:

        ¡Gracias por ese enlace! Solo utilizo radios y nunca había oído hablar de ese dispositivo.
        Muy interesante, lo que se logró con tan poco.

    • solo dice dice:

      Dijiste "circuito de tanques". Sabes lo que quisiste decir, yo sé lo que quisiste decir, pero te digo, niños hoy en día.

      • X dice:

        Me gustaría proporcionar un circuito que me permita usar su baño.

        • solo dice dice:

          Esta.

    • Oxido dice:

      Crystal radio, fue la razón por la que me dediqué a la electrónica hace casi 50 años. Cuando tenía 12 años, mi maestra trajo una radio de cristal a la escuela. Eso sí, en los años 70 todo funcionaba “a pilas”. Nos sorprendió que no necesitara baterías. Le pregunté cómo funciona sin pilas. Dijo por qué no ves si puedes averiguar por qué y házmelo saber. Esa única pregunta me inició en mi viaje hacia la electrónica. Cuando estaba en la escuela secundaria, solo teníamos un "google analógico" (biblioteca) y leí sobre la ley de ohm y muchas otras cosas. Cuando era adolescente, instalé radios en autos para amigos, trabajando en un taller de reparación de televisores. Después de la escuela secundaria, fue a una universidad de electrónica de 2 años. Me dedico a la electrónica desde entonces. ¡Aún lo amo!

    • BillSF9c dice:

      Usé galena encontrada a lo largo de las vías del tren para producir el bigote de mi gato. Había tanto en la banda AM en los años 60 como en la televisión abierta ahora, o tantas noticias reales como en las transmisiones de noticias de entretenimiento de los Estados Unidos. Mi nevada HBO vio solo 15 minutos de uso después de horas haciendo la computadora cortada a mano. Allí no hay vida inteligente, en ningún canal conocido.

      • RW versión 0.0.3 dice:

        Bueno, hay muchas series de radio antiguas en librivox.org que también tienen una aplicación de teléfono, y también archive.org, para que puedas escuchar The Saint de nuevo o algo así.

    • Jenningsthecat dice:

      En el esquema de radio de cristal, el circuito del tanque contiene un inductor de 1 millennial y un capacitor de 2.8 microalambres. Que yo sepa, esto tiene una frecuencia de resonancia de aproximadamente 2,9 kilohercios. No creo que ese circuito haga lo que tú crees que hace ...

      • solo dice dice:

        Quizás 1uH tendría más sentido, que se ajustaría a unos 3 MHz, el antiguo territorio de los 80 metros. Anteriormente, era adónde ir para escuchar CW (código Morse, chicos), aunque pensé que CW en un set de cristal solo te daba clics en hacer / romper.

        No sé. Ha pasado mucho tiempo desde la última vez que probé algo así

      • epitaxia dice:

        Las tapas del sintonizador de AM siempre han sido de 365pF.

        • tekkieneet dice:

          El 1mH es de aproximadamente 450T con una bobina de 1 ″, pero buena suerte al conseguir una tapa del sintonizador a 2.8 uF. : P Alguien necesitaría una caja digital solo para eso.

        • RW versión 0.0.1 dice:

          Los de aproximadamente 1 ″ x1 ″ x 2/3 ″ estaban recubiertos de plástico transparente y eran muy comunes en las radios AM sin marcas de los años 60 a 80. Sin embargo, existieron otras especies de 280 a 600 (tal vez un rango más amplio, eso es solo cosas que he encontrado)

      • Al Williams dice:

        Recuerda que esto es del simulador Falstad, que funciona muy lentamente. De la ayuda:

        El inductor y el condensador C1 se establecen en 3 kHz, t ... Experimentando con el valor de la capacitancia de C1, puede seleccionar otras dos “estaciones” a 2,71 kHz y 2,43 kHz.

        • Miroslav dice:

          Los valores de su filtro LF son demasiado grandes, lo que le da a Tau unos 15 ms. Eso también es mucho para una voz: interrumpir a todos frecuencias medias y altas. Un capacitor de 300 pF es mucho mejor que 300 nF, con una carga de 47 KOhm.

          • Al Williams dice:

            No recibe voz, recibe una señal muy concreta que introduce el simulador a través de la antena. Es solo para simulación.

            • Miroslav dice:

              De acuerdo entonces. Gracias por la explicación.

            • Al Williams dice:

              De la publicación: Mi simulador favorito, Falstad, tiene un rayo de cristal que puedes simular. La simulación depende del componente de antena del programa, que tiene señales moduladas en AM a 3 kHz, 2,71 kHz y 2,43 kHz.

    • Acuario dice:

      Eso trajo recuerdos.

      Cuando tenía 7 años, en 1972, fui a la biblioteca y encontré un libro de Ladybird, “Making a Transistor Radio” de GCDobbs. Todavía conservo la copia que compré 48 años después. Realmente capturó mi imaginación y a la tierna edad de 7 años decidí que quería hacer eso: electrónica. Construí la radio y algunas partes funcionaron, otras no, pero eso no importaba, el cristal estaba seguro.

      Avance rápido 48 años y tengo una carrera en electrónica y software, tengo una licencia para radioaficionados y todavía me encanta jugar y diseñar / construir mis propias cosas de electrónica. Y todo gracias al humilde conjunto de cristales.

      • Hirudinea dice:

        Bueno, si todavía está interesado, hay una copia de ese libro en línea.

        https://archive.org/details/MakingATransistorRadio

        • Acuario dice:

          Todavía tengo mi copia original.

        • Mella dice:

          No tenía una copia, gracias por compartir 🙂

    • Goldie dice:

      ¿Puede decir algo sobre la tecnología de receptores que prevalece en los equipos comerciales de la Primera Guerra Mundial, como el equipo Titanic que están tratando de salvar?

      • Laurens dice:

        Se utilizaron varios tipos. Casi todos los barcos tenían un receptor de cristal como respaldo. AFAIK el Titanic usó un detector magnético Marconi como su detector principal. El refuerzo de sonido solo se utilizó ocasionalmente. Si estaba presente, generalmente tenía la forma de un amplificador marrón, un tipo especial de amplificador electromecánico. Puede compararlo con un auricular, con un micrófono de carbono adjunto, pero más refinado, por supuesto.
        Las estaciones que utilizan los primeros equipos de CW utilizarían receptores de teletipo. Básicamente, un receptor de cristal con un eje mecánico para modular la CC no modulada procedente del detector.

        Se utilizó como transmisor un transmisor de bujía Marconi de banda ancha con un espacio giratorio (a diferencia de las cosas de banda estrecha fabricadas por Telefunken y otros fabricantes).

        En la Primera Guerra Mundial, casi se probó el primer equipo de tubos. Las tuberías a menudo no eran tan difíciles de vaciar como lo son hoy, pero contenían algo de gas. Esto los hacía ruidosos, muy templados y de baja ganancia.

        Los desarrollos han sido tan increíblemente rápidos que la diferencia entre una estación receptora de 1910 y 1920 es casi la misma que la del Nokia 3310 y los teléfonos móviles más nuevos de la actualidad.

        • Michael Black dice:

          Howard Armstrong obtuvo su patente para el receptor regenerativo en octubre de 1914. Recibió su patente de sobrecalentamiento en 1918 y su patente superregente en 1921. Obviamente, su trabajo es un poco anterior a las patentes, el uso real solo se desarrolló lentamente.

          No estoy seguro de cuándo comenzó a desaparecer una chispa o cuándo los "rayos de cristal" se hicieron cargo de la coherencia.

          Recuerdo haber pensado hace quizás cinco años que cómo Fessenden emitió una voz en 1906, si los coherentes todavía son comunes (porque no funcionarían con la voz), aunque cuando lo publiqué en otro foro, alguien sugirió que era un evento menos espontáneo que el sugieren los libros, pero una prueba deliberada con los receptores adecuados en su lugar.

          Por supuesto, el hundimiento del Titanic dio lugar a nuevas y más complicadas regulaciones de radio. No es un cambio técnico, sino más la base de la radio como la conocemos que los ataques anteriores.

    • Unochepassa dice:

      El esquema básico de radio de cristal, después de calcular los valores exactos de los componentes, funciona a la perfección también con señales de FM. Solo la radio digital será un obstáculo para esta increíble experiencia.

    • Un dron dice:

      "El estándar de oro es el receptor superheterodino, que actualmente es utilizado por una abrumadora cantidad de dispositivos".

      No. La mayor cantidad de "radios" que se venden en la actualidad se encuentran en consolas de automóviles y camiones, televisores de consumo y teléfonos celulares (no necesariamente en ese orden), y casi todos son diseños SDR en cuadratura de conversión directa.

      • Michael Black dice:

        Entonces, ¿provienen del receptor regenerativo de Armstrong? Cuando oscila, se convierte en un receptor de conversión directo.

      • Robar dice:

        Una gran diferencia entre "usado hoy", que de hecho todavía está abrumadoramente por encima de "contra vendido hoy", que es más propenso a SDR en los países del primer mundo. Hay un gran mundo ahí fuera, y todavía muchos producen superhets.

      • Gree dice:

        Solo comenté para estar de acuerdo con esto.

        Para el tipo que dice que los superhets son más comunes, bueno, tal vez.

        Pero los receptores de tipo SDR de conversión directa están en todas partes. La mayoría de la gente simplemente no lo sabe.

    • SoldarHierro dice:

      Empecé con la cristalería "The Rocket", que se vendió a principios de los sesenta. Primo Brucie en WABC, ¡fácil!. Pero después de graduarme en Knight Kit Tube Regen a mediados de los 60, cualquiera que sea la moda que quisiera, podría conseguirlo. Simplemente ajuste el control regenerativo. AM, por supuesto, SSB y CW después de haber avanzado el botón de regeneración. Otros modos como RTTY si tenías cuidado. Esta vieja radio basada en 12AT7 recibiría Radio Australia constantemente a 31 y 25 metros todas las mañanas.
      ¡Sí, otra noticia de Armstrong!

    • Tom Meyrs dice:

      Traté de entender por qué es necesario el diodo y por qué la señal detrás del filtro no es suficiente. ¿Alguien puede ofrecerme algún consejo?

      • unochepassa dice:

        Es arriesgado darte una respuesta en esta comunidad (demasiados expertos sin piedad) pero lo intentaré.
        El diodo es fundamental porque funciona como un simple demodulador de envolvente. Wikipedia es tu amiga: https://en.wikipedia.org/wiki/Envelope_detector

        Acerca de la intensidad de la señal: actualmente hay tan pocas estaciones de AM que es poco probable que vivan lo suficientemente cerca de una de ellas para recibir una señal fuerte. He aquí por qué construí una radio de cristal FM en su lugar (aún no es fácil hacer que sea fácil de operar, dependiendo de la distancia desde una estación de transmisión). Utiliza el mismo circuito porque, debido a que el tanque es bastante selectivo y que estás ligeramente alejado de la frecuencia central, tendrás un detector de pendiente (https://www.electronics-notes.com/articles/radio/modulation/fm -frequency- demodulation-pendiente-detector-discriminator.php) que, dicho a grandes rasgos, convierte FM en AM.

      • unochepassa dice:

        Lo intenté pero mi comentario desapareció ...

        • unochepassa dice:

          Nuevamente, resuma:
          - el diodo funciona como detector de envolvente (https://en.wikipedia.org/wiki/Envelope_detector)
          - Las estaciones de AM son raras hoy en día. Si estás lejos, la señal es débil.
          - intente producir una radio de cristal FM como alternativa. Lo más probable es que tengas uno muy cerca. El circuito es el mismo, pero el tanque actúa como un detector de inclinación (https://www.electronics-notes.com/articles/radio/modulation/fm-frequency-demodulation-slope-detector-discriminator.php)

        • unochepassa dice:

          Nuevamente, resuma:
          - el diodo funciona como detector de envolvente (consulte wikipedia)
          - Las estaciones de AM son raras hoy en día. Si estás lejos, la señal es débil.
          - intente producir una radio de cristal FM como alternativa. Lo más probable es que tengas uno muy cerca. El circuito es el mismo pero el tanque funciona como detector de pendientes (consultar google)

          • unochepassa dice:

            Lo siento, tuve que eliminar los enlaces para hacer llegar mi comentario. Filtros Scheisse.

            • unochepassa dice:

              ahora mi comentario anterior está de vuelta. ¡Que desastre!

            • Joshus dice:

              La modulación lado a lado (¿demodulación lado a lado?) Es algo genial.

    • Joshua dice:

      Las radios de cristal son fáciles de construir.
      ¡Los grandes rayos de cristal no lo son!

      Deseche sus diodos industriales baratos y obtenga un cristal detector real.
      Proporciona un sonido y una sensibilidad mucho mejores.

      • Aguja dice:

        ¿Qué es un "verdadero cristal detector"? Probé galena sin suerte. El 1n34 pareció funcionar mejor para mí. Los diodos de silicio no se ven tan bien como el germanio

Alejandro Vargas
Alejandro Vargas

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