1. Tipos de receptores
Un receptor es un dispositivo que capta señal de radiofrecuencia. Estos tipos de aparatos seleccionan las señales, las amplifican y demodulan para extraer de ellas información útil como puedan ser voz, imágenes o datos. Existen varios tipos de receptores. Los más comunes son los receptores de conversión directa y los superheterodinos.
1.1 Receptores de conversión directa
También llamados Direct Sampling o conversores homodinos. Se caracterizan porque no convierten a una FI. La señal de RF se mezcla directamente con un oscilador de la misma frecuencia, es decir, que del mezclador sale una multitud de sumas y restas de las señales que se mezclan, con sus armónicos. Es por tanto el receptor más sencillo. Consta de un oscilador local, un mezclador, un filtro de audio y un amplificador. Opcionalmente puede disponer de un filtro de entrada y de un amplificador de RF que amplifica las señales para poder mezclarlas.
1.2 Receptores superheterodinos
Los receptores superheterodinos convierten todas las frecuencias recibidas a una frecuencia intermedia (FI), una frecuencia constante más baja. Estos receptores heterodinan una frecuencia local con la señal entrante. Este tipo de mezcla (heterodina) lo que hace es generar dos frecuencias, una superior y otra inferior a la frecuencia entrante. La inferior se suele considerar la FI. Ésta es amplificada, detectada, demodulada y amplificada para obtener el sonido. Este receptor se sintoniza mediante el ajuste de la frecuencia del oscilador o la sintonización de las señales entrantes (normalmente realizados de manera simultánea por el propio dispositivo) de tal manera que cuando una oscila, la otra también varía su frecuencia para mantener esa frecuencia intermedia.
El problema al que se enfrenta este tipo de receptor es que se pueden colar las llamadas frecuencias imagen, especialmente cuando se usan FI grandes. Por ello, hay un tipo especial de receptores llamados superheterodino de doble conversión. Lo que hacen es recurrir a un segundo mezclador para generar una segunda FI de menor frecuencia. De esta manera el rango de frecuencia es más reducido y selectivo. Debido a estas características, los receptores superheterodinos suelen ser empleados para AM, FM y SSB, siendo los de doble conversión comunes en los equipos de gama media-alta.
2. Diagramas de bloques
Los siguientes diagramas se corresponden a los receptores de CW/SSB, AM y FM respectivamente. El primero también se puede corresponder a los receptores SSB para telefonía con portadora suprimida o para los transmisores de onda continua. Para la recepción de código Morse no se necesita modulación.
3. Operación y funcionamiento de las siguientes etapas
En este apartado, veremos una breve descripción de cómo funcionan cada uno de los anteriores componentes.
Amplificador RF. Amplificador de radiofrecuencia. Se sitúa siempre al inicio del receptor. Consta de una serie de circuitos sintonizados de entrada de alta calidad (Q), un atenuador de rango (usualmente variable) y un amplificador de RF para mejorar la relación señal/ruido.
Osciladores. Pueden ser fijos o variables. Los fijos mantienen una frecuencia constante mientras que los variables permiten sintonizar diferentes frecuencias. En los receptores superheterodinos, el oscilador se combina combina con la señal entrante para generar una frecuencia intermedia (FI).
Mezclador. Combina dos señales de distinta frecuencia para generar frecuencias suma y diferencia. Pueden ser activos o pasivos. Dos mezcladores muy comunes son los DBM (Double Balanced Mixer) y los TBM (Triple Balanced Mixer).
Amplificador de frecuencia intermedia (FI). Amplifica la señal FI (más fácil de procesar que la RF base). Permite aplicar filtros muy selectivos. En esta etapa se utilizan todo tipo de filtros, incluyendo LC o los DSP.
Limitador. Se usa en FM para eliminar variaciones de amplitud de la señal. Actualmente existen los DNL (Digital Noise Limiter) que son altamente efectivos.
Detector. Extrae información de la señal modulada. Según el tipo de receptor, usan diferentes tipos de detectores. Para CW/SSB usan detectores de producto, para AM detectores de envoltura y para FM y discriminadores (ratio detector).
Oscilador de batido (OBF). Genera una señal que se mezcla con señales CW o SSB.
Amplificador de baja frecuencia. Amplifica la señal de audio para que pueda ser escuchada en los altavoces o auriculares. En esta etapa se pueden incluir algunos filtros.
Control automático de ganancia (CAG). Ajusta la ganancia de las etapas previas para mantener un nivel de salida constante mediante un ajuste automático de las ganancias en la etapa previa.
Medidor de intensidad de señal. Indicador visual de la potencia de la señal recibida. Estos medidos, s-meter, dependen del fabricante y no están normalizados.
Silenciador (Squelch). Bloquea la salida de audio cuando la señal recibida está por debajo de un umbral determinado para evitar el ruido ambiental y molesto.
4. Características de los receptores
Supresión de un canal adyacente. Para definir el número de frecuencias (canales) se tiene en cuenta el ancho de banda máximo que pueda ocupar una señal durante una comunicación. Este uso se puede encontrar en las recomendaciones de la UIT.
Selectividad. Se refiere a la capacidad que tiene un receptor para separar dos señales que están próximas. Depende pues del ancho de banda.
Sensibilidad. En una recepción existe una relación señal-ruido (S/R; S/N). Es la diferencia que hay entre la señal sintonizada y el ruido presente, una relación que se expresa en decibelios. La sensibilidad es el nivel de potencia que debe tener la señal para conseguir una relación S/R determinada.
Ruido en el receptor y figura de ruido. Dentro de los aparatos hay ruido interno (componentes, ruido térmico). La figura de ruido o noise figure (NF) es una cuantificación de cuánto empeora la relación S/R de la señal original.
NFS=SNRentrada - SNRsalida (dB)
Estabilidad. Se refiere a la capacidad de un receptor para mantenerse estable a una frecuencia dada, sin ir hacia arriba o hacia abajo. Al igual que hay una estabilidad a nivel eléctrico, también hay que tener en cuenta la estabilidad mecánica y térmica.
Rechazo de la frecuencia imagen. Es la capacidad de un receptor para rechazar señales residuales o fantasmas que se producen durante la mezcla de frecuencias en su interior.
Desensibilización y Bloqueo (blocking). Es el nivel de señal que puede admitir en la entrada de la antena antes de que se sature y se produzca una insensibilización de la señal. El bloqueo es una desensibilización extrema, es decir, cuando se produce un bloqueo completo del receptor.
Intermodulación y Modulación cruzada. La distorsión por intermodulación (IMD) es la interferencia causada por la distorsión, es decir, por la diferencia de señal de entrada y salida. La modulación cruzada se presenta cuando la portadora de una señal se sobrepone a una segunda portadora, es decir, cuando una señal fuerte se transfiere a una señal débil en el mismo receptor.