Circuitos convertidores y amplificadores de RF para radioaficionados

En esta publicación discutiremos algunos diseños de circuitos de preamplificadores y convertidores de RF de alta frecuencia que pueden usarse para amplificar o mejorar la recepción de un receptor de RF existente.

Todos los circuitos amplificadores de RF que se proporcionan a continuación están diseñados para colocarse cerca de un receptor de radioaficionado existente o un equipo de radio correspondiente para que la recepción sea más fuerte y más fuerte.

Convertidor de 144 MHz

En la mayoría de los receptores de radioaficionados de banda de 2 metros, la recepción de las señales de RF se implementa generalmente a través de un convertidor y un receptor de onda corta, ideal para el tipo de comunicaciones.

Un convertidor de este tipo generalmente viene con su amplificador de RF personal, junto con un oscilador controlado por cristal de frecuencia bastante baja, acompañado de multiplicadores de frecuencia.

Esto permite una sensibilidad sustancial y una excelente estabilidad de frecuencia, aunque es un producto algo complejo y costoso. Teniendo en cuenta el hecho de que a esta frecuencia el amplificador de RF puede no agregar una gran cantidad de ganancia, y que los osciladores VHF sintonizables se utilizan ampliamente en numerosos receptores de VHF domésticos, un circuito mucho más simple que se muestra a continuación puede ser muy útil.

L1 se sintoniza aproximadamente a la banda de frecuencia deseada a través de T1, para permitir que la entrada de señal alcance la puerta 1 de FET TR1.

TR2 funciona como el oscilador local, y la frecuencia de funcionamiento en este diseño se fija a través del inductor L2 y el trimmer T2. La función del oscilador se implementa a través de C3 en la puerta 2 de FET TR1.

La frecuencia de salida del drenaje TR1 que forma la etapa del mezclador causa la diferencia entre las frecuencias de G1 y G2. Por lo tanto, cuando la señal en G1 es 144 MHz y TR2 se ajusta para oscilar a una frecuencia de 116 MHz, la salida se establece en 144 MHz - 116 MHz = 28 MHz.

De la misma manera, cuando el oscilador se fija en 116 MHz, suministrar una entrada de 146 MHz a la puerta G1 proporciona una salida de 30 MHz. En consecuencia, se podrían cubrir 144-146 MHz ajustando el receptor de 28 MHz a 30 MHz. L3 se ajusta aproximadamente a esta banda y L4 conecta la señal al receptor de onda corta.

Básicamente, el oscilador puede ajustarse por encima o por debajo de la frecuencia del circuito de antena del convertidor, ya que es la diferencia del convertidor entre la entrada de señal y las frecuencias del oscilador lo que decide la frecuencia de salida del convertidor. Además, es posible seleccionar algunas otras bandas de transmisión y frecuencias de salida, si las bobinas L1, L2 y L3 se personalizan adecuadamente.

Cómo enrollar las bobinas

L1 y L2 son idénticas a sus especificaciones de bobinado, excepto que L1 consiste en un golpeteo en una vuelta desde su extremo conectado a tierra. Ambas bobinas se construyen utilizando cinco vueltas de alambre de 18 swg, autoportantes, logradas haciendo las bobinas sobre un formador de 7 mm de diámetro. La distancia entre los giros se ajusta de modo que los giros de la longitud total de los cols sean de ½ pulgada o aproximadamente 12 mm de largo.

L3 se enrolla con quince vueltas de alambre de cobre esmaltado 26 swg sobre un formador de 7 mm equipado con un núcleo ajustable.

L4 consta de cuatro vueltas, enrolladas sobre la bobina L3 cerca del extremo conectado a tierra (línea positiva) de L3.

Preamplificador de 144 MHz

Este preamplificador de 144 MHz se puede aplicar a cualquier Gadget receptor de 2 metros , o usado justo antes del convertidor de etapa de 144 MHz explicado anteriormente.

TR1 puede ser cualquier FET de doble puerta RF.

La entrada aérea se aplica a una toma intermedia en el inductor L1, que generalmente puede ser a través de un alimentador coaxial. En unas pocas condiciones, se puede emplear una pequeña antena recta o un cable para obtener una gran potencia de señal. Una antena levantada normalmente puede mejorar el rango de recepción.

Sin embargo, un primer intento podría ser establecer un diseño de antena dipolo simple. Suele ser un cable rígido, que puede tener alrededor de 38½ pulgadas de largo en total, con el cable de conexión bajando por el medio.

Este tipo de antena puede tener una direccionalidad más baja, por lo que no es necesario ajustar y podría elevarse sobre un poste o mástil liviano.

Para recibir señales de 144-146 MHz, L1 se ajusta permanentemente a aproximadamente 145 MHz por medio de T1. La entrada se aplica a la puerta 1, a través de una segunda derivación, y R3 usando el capacitor de derivación C2 entrega polarización al terminal de fuente.

La puerta 2 se controla con un voltaje constante extraído a través del divisor R1 / R2. La salida de drenaje TR1 está conectada a la toma L2, sintonizada por el trimmer T2.

Para obtener un rango estrecho de frecuencias como la banda de aficionados de 2 m, no se puede validar la sintonización ajustable, especialmente porque L1 y L2 nunca sintonizan con precisión.
L3 se conecta a cualquier dispositivo de 2 m deseado, que normalmente puede ser un convertidor que funciona en un receptor de frecuencia más baja.

Devanado inductor

L1 usa un alambre firme de 18 swg o similar, cobre esmaltado o estañado, y se enrolla con cinco vueltas y luego se golpea en una vuelta desde el extremo superior, para conectar con G1, y un par de devanados desde el extremo del lado de tierra para conectar al antena. La bobina L1 puede tener un diámetro de 5/16 de pulgada con vueltas espaciadas de manera que la bobina tenga ½ pulgada de largo.

L2 está construido de manera idéntica con 5 vueltas, sin embargo, tendrá ¾ pulgadas de largo e incluirá un grifo central para alimentar el drenaje FET.

L3 se compone de una vuelta individual de cable aislado, envuelto alrededor del extremo inferior de L2. Mientras se desarrollan unidades VHF de este tipo, será necesario un diseño que ayude a las conexiones de retorno de derivación y radiofrecuencia cortas, y la Figura siguiente muestra un diseño real para el esquema anterior.

Amplificador de FM

Para capturar frecuencias de radio FM de larga distancia, o quizás en regiones de intensidad de señal débil, la potencia de recepción de VHF FM podría mejorarse mediante un amplificador o preamplificador. Los circuitos destinados a estos 70 MHz o 144 MHz podrían diseñarse para cumplir con este requisito.

Para cualquier recepción de banda ancha, por ejemplo, alrededor de 88-108 MHz, el rendimiento cae mucho en las frecuencias a las que se sintoniza el amplificador.

El circuito que se explica a continuación presenta una sintonización ajustable para la bobina de drenaje y, para minimizar los efectos no deseados, el circuito de antena menos significativo, que en realidad sintoniza de manera plana, es de banda ancha.

Cómo enrollar las bobinas

La bobina L2 posee 4 vueltas de alambre de 18swg sobre un núcleo VHF de hierro en polvo, de aproximadamente 7 mm de diámetro.

L1 se enrolla sobre el devanado L2 con tres vueltas que también tiene un espesor de 18swg.

L3 simplemente puede ser una bobina con núcleo de aire, con 4 vueltas de alambre de 18 hilos, construida sobre un formador con núcleo de aire de 8 mm de diámetro. Sus vueltas deben estar separadas entre sí por una distancia igual al grosor del alambre.

El grifo de la bobina en el drenaje FET está a tres vueltas del extremo conectado a tierra de la bobina.

L4 es una vuelta enrollada sobre L3 en el extremo conectado a tierra de L3.

C4 podría reemplazarse con un recortador, para permitir una mayor manipulación de los rangos.

Los valores se seleccionan para que coincidan con un BFW10 FET, el amplificador VHF de banda ancha de bajo ruido de la industria. Otros transistores VHF también pueden funcionar bien.

Cómo afinar

El cable del alimentador de antena está conectado al enchufe asociado con L1, y un alimentador corto a través de L4 está conectado a la salida de antena del receptor.

En caso de que el receptor tenga una antena telescópica, las conexiones deben acoplarse sin apretar con la bobina L4.

Al implementar amplificadores VHF, se puede ver que el proceso de sintonización es bastante plano, particularmente donde los circuitos están intensamente cargados, al igual que el inductor de antena. Incluso en tales condiciones, se puede esperar un pico extenso que ofrezca una recepción óptima de este circuito amplificador de FM.

Asimismo, se observará que la ganancia que ofrecen este tipo de amplificadores no es tan buena como la de los amplificadores de RF de baja frecuencia, que tiende a disminuir a medida que aumenta la frecuencia.

El problema se debe a pérdidas dentro del circuito, junto con restricciones en los transistores por sí mismos. Los condensadores deben ser de cerámica tubulares y de disco, u otros tipos adecuados para VHF.

Etapa de RF de 70 MHz

Este circuito de RF está diseñado principalmente para funcionar con una transmisión de banda amateur de 4 metros. Posee una puerta FET puesta a tierra. Este tipo de etapa de puerta conectada a tierra es muy estable y no requiere mucho cuidado para evitar oscilaciones, aparte de la proporcionada por un diseño como se describe en el primer concepto de RF.

La ganancia de este diseño es menor en comparación con un diseño de tipo de etapa de fuente con conexión a tierra. El ajuste del inductor L2 es bastante plano. R1, junto con el condensador de derivación C1, está posicionado para polarizar el terminal de fuente del FET, y debe conectarse desde L2 ya que la entrada TR1 ofrece una impedancia bastante baja en este circuito de RF.

Puede obtener una mejora menor en los resultados tocando el drenaje FET a través de L3.

L2 y L3 se ajustan mediante sus respectivos tornillos, que tienen núcleo de aire. La sintonía se optimiza ajustando los núcleos asociados con L2 y L3.

Dicho esto, también se pueden usar núcleos permanentes diseñados para adaptarse a convertidores de RF de 70 MHz, y luego C2 y C3 podrían configurarse en consecuencia.

Detalles del inductor

L2 y L3 están construidos con 10 vueltas cada uno usando 26 alambres de cobre esmaltados swg sobre formadores de núcleo de 3/16 de diámetro (o 4 mm a 5 mm).

L1 se enrolla sobre L2 en el extremo conectado a tierra de L2, firmemente enrollado alrededor de L2.

L1 está construido con 3 vueltas.

L4 se enrolla con un par de vueltas, de la misma manera acoplada a L3.

TR1 puede ser un transistor de tipo VHF con un límite de frecuencia superior de no menos de 200 MHz. Se podrían probar el BF244, MPF102 y formas comparables. Para obtener un rendimiento más eficaz, puede intentar modificar R1 y el tap sobre L2, que no son muy importantes.

Este circuito de RF está convenientemente diseñado con respecto a las recepciones de 144 MHz. Posteriormente se podrían instalar bobinas con núcleo de aire autoportantes, utilizando recortadores paralelos de 10 pF. L1 / L2 podría ser de cinco vueltas en total, enrollado con alambre de 20swg y un diámetro externo de 8 mm. El espacio entre las vueltas debe ajustarse de tal manera que la bobina tenga 10 mm de largo.

Una derivación derivada de la conexión aérea debe ser de 1,5 vueltas desde el extremo superior de L1, y la derivación de la fuente a través de C1, R1 se puede extraer de dos vueltas desde el extremo conectado a tierra de L2. L3 se implementa aplicando proporciones similares.

El terminal de drenaje FET ahora podría conectarse con L3, a 3 vueltas del extremo C4 de este devanado. L4 puede ser una vuelta de alambre de cobre aislado, enrollado firmemente sobre L3.

Como se indicó anteriormente, no se puede esperar que la etapa de puerta conectada a tierra aumente la intensidad de la señal a un nivel que generalmente se logra a través de circuitos como se describe en el primer concepto.

Amplificador de señal de radio AM

Este simple amplificador de AM se puede utilizar para aumentar el alcance o el volumen de un receptor portátil doméstico manteniendo el circuito cerca de la unidad receptora de MW deseada. Usando una antena extendida, el circuito ahora funciona con cualquier receptor portátil de transistor pequeño o similar, proporcionando una excelente recepción de señales que de otra manera serían simplemente inaccesibles.

Es posible que el amplificador no sea tan útil para las estaciones cercanas o la recepción de canales locales, lo que en realidad no importa, ya que se supone que este amplificador de MW no debe instalarse permanentemente con el receptor de radio de todos modos.

El rango de impulso de este circuito es de alrededor de 1,6 MHz a 550 kHz,
que podría ajustarse para que coincida con la banda del receptor de AM, simplemente modificando la posición del núcleo de la bobina.

Cómo hacer la bobina de sintonización de antena

Las bobinas están construidas sobre un molde de plástico de 3/8 de diámetro con rosca interna para un tornillo de hierro adecuado, de modo que se puede girar hacia arriba / abajo con un destornillador para ajustar la inductancia.

El devanado de acoplamiento de entrada del lado de la antena tiene 11 vueltas de cable, enrolladas por encima del devanado principal.

El devanado principal conectado a través de la puerta VC1 y FET se realiza mediante 30 vueltas.

Ambos cables deben tener un grosor de 32 SWG.

L1 se construye usando 15 vueltas de alambre aislado, sobre un diámetro de núcleo de aire de 1 pulgada.

Cómo ajustar el amplificador AM

Coloque L1 cerca de la antena de cualquier bobina de onda media, fuera del receptor. Sintonice la radio en una banda o estación débil. Ahora ajuste el trimmer VC1 del circuito de refuerzo para obtener el volumen más óptimo de la radio. Simultáneamente apunte y ajuste L1 cerca de la radio para obtener el acoplamiento más efectivo.

Será fundamental ajustar VC1 junto con la sintonización del receptor, para que la escala del VC1 pueda calibrarse de acuerdo con el dial de la radio.

Amplificador de RF de 10 metros

El diseño del amplificador de RF de 10 metros es bastante simple. La red de filtros fija colocada en la salida ayuda a eliminar el ruido en unos 55 dB.

Cuando las bobinas se construyen según las especificaciones dadas en la lista de piezas, el filtro no necesitará ajustes ni ajustes.

Por supuesto, las manos expertas pueden querer jugar con los datos de la bobina, sin problemas ya que el amplificador de RF sugerido es altamente adaptable para permitir esto. El amplificador está bien para la mayor parte de la transmisión principalmente porque la corriente de drenaje FET es ajustable a través del preajuste P1.

Con respecto a las aplicaciones lineales (AM y SSBI, el drenaje debe fijarse a 20 mA. Si está destinado a FM y CW, P1 debe ajustarse para garantizar que no pase ninguna grosella inactiva a través del FET). Si desea aplicar para el propósito original, entonces la corriente de reposo debe establecerse entre 200 mA y 300 mA.

La placa de circuito impreso lista para usar que se muestra a continuación garantiza un desarrollo rápido y preciso.

Las bobinas deben enrollarse en formadores de bobinas aéreas de 9 mm de diámetro. Siempre tenga cuidado de que los devanados estén bien enrollados sin espacios. Asegúrese de aplicar un disipador de calor para el FET