Radio (tecnología) TECNOL.

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Tecnología

Apócope de radiodifusión. Con este término se indica un sistema especial de comunicación mediante la generación, transmisión y recepción de un cierto tipo de ondas (v.) electromagnéticas (ondas de r.), entendiéndose éstas como aquellas que, además de su carácter electromagnético, tienen longitudes de onda comprendidas entre 1 mm., ondas EHF, Extremely High Frequency, y 30 Km., ondas VLF, Very Low Frequency.

1. Historia. Es sorprendente lo poco realizado para la mejora de la comunicación desde los tiempos primitivos hasta la mitad del s. XIX. Los métodos y medios necesarios para una comunicación instantánea tuvieron que esperar el desarrollo del electromagnetismo (v.), cuyo conocimiento fue lento y laborioso.

Los primeros intentos serios conocidos, encaminados a transmitir energía eléctrica a través del espacio, fueron realizados por S. Gray y Dufay en 1727 y 1733 respectivamente, aunque su interés se centraba más sobre la posibilidad de transmitir energía eléctrica que sobre la transmisión de un mensaje inteligible. B. Franklin (v.) y W. Watson (1748) realizaron experiencias similares, pero ninguno de ellos consiguió algún tipo de "comunicación". Por su indudable interés hay que resaltar el nombre de Francisco Salvá, barcelonés, el cual en diciembre de 1795 intenta, aprovechando la capacidad de conductor eléctrico de las aguas del mar, transmitir señales eléctricas entre la costa alicantina y la isla de Mallorca. Sin embargo, los primeros hechos serios empezaron con la invención del telégrafo por Morse (v.), en 1835, paso este importante en la historia de la transmisión de información. Tanto el telégrafo (v. TELEGRAFíA) como el teléfono (v. TELEFONíA), posteriormente desarrollado, eran medios de comunicación cuya aplicación estaba limitada a puntos en el espacio que podían ser conectados mediante cables. La ventaja de la transmisión de mensajes inteligibles pero sin el soporte sólido de un cable es evidente.

A partir de la segunda mitad del s. xix aparecen los primeros intentos serios de transmisión inteligible "sin hilos". A. G. Bell (v.) y Tainer en 1878 fueron probablemente los primeros en conseguir un telégrafo sin cable; su sistema, llamado fotófono, empleaba un haz de luz, cuya intensidad variaba según unos impulsos mecánicos, que eran las señales que se querían transmitir; el haz de luz era recogido por un sistema de lentes adecuado, y de allí incidía sobre una primitiva célula fotoeléctrica, que transformaba los impulsos luminosos en sus equivalentes eléctricos. Aunque la longitud de onda de la luz era considerablemente más corta que las que se emplean actualmente en la r., su carácter era, sin embargo, electromagnético. Con este sistema se transmitieron mensajes a distancias superiores a los 200 m.

La verdadera historia de la r. surge a partir de 1865 cuando Maxwell (v.) da a conocer sus famosos trabajos sobre los fenómenos electromagnéticos, demostrando matemáticamente que el campo electromagnético se propaga en forma de ondas a través del espacio vacío y con la velocidad de la luz. Posteriormente, Hertz (v.), en 1881, publica una descripción de sus fundamentales trabajos, que junto a la teoría electromagnética de Maxwell sentaron definitivamente las bases teórico-experimentales de la generación y propagación de las ondas electromagnéticas que sirvieron de punto de partida al espectacular progreso que se realizaría en los 50 años siguientes. Hertz demostró, mediante dos anillos de cobre con una abertura de varias décimas de milímetro y separados por una distancia de varios metros, que cuando a través de uno de tales anillos se hacía pasar una corriente eléctrica dealta intensidad, se podía apreciar a través de las dos extremidades del otro, y en el mismo instante, una pequeña chispa, lo que demostraba el paso de una corriente eléctrica a través del último anillo, corriente que había sido provocada por el otro anillo, sin necesidad de ningún soporte material.

El a. 1897 es importante en la historia de la r., pues es cuando Marconi (v.) patenta sus primeros sistemas de transmisión de ondas de radio. Es Marconi quien, más que ningún otro, sentó las bases aplicativas directas de la transmisión por radio. Durante 1897, Marconi logra transmitir señales de r. desde la costa a un barco situado a 18 millas. En julio de 1898, por primera vez en la historia, los resultados de las regatas de Kingstown son transmitidos por r. al Dady Express de Dublín. El 18 feb. 1900 la primera estación de emisión comercial entra en servicio en Alemania. Hay que esperar al 12 dic. 1901 para que la primera emisión transoceánica se realice; en ese día, Marconi, a bordo de su yate Electra, recibe en San Juan de Terranova las señales de r. que identifican la letra "S" y que han sido enviadas desde la isla de Wight, en el Sur de Inglaterra, a través de 3.300 Km. de distancia. Aunque la radiodifusión (v.), tal como la conocemos en la actualidad, está aún lejos, poco a poco nombres como los de J. A. Fleming (v.) y Lee de Forest hacen que para 1909 la r. sea una técnica pujante a la que incluso se debe el salvamento de muchas vidas; naufragios como los de los barcos Republic (primer SOS lanzado por r.) y Florida lo atestiguan. En 1909 una interpretación de Carusso en el Metropolitano de Nueva York es recibida perfectamente en Nueva Jersey, iniciándose así la radiodifusión norteamericana. En Europa, Bélgica en 1914 y Holanda en 1919 son los países que inician regularmente transmisiones de radio. La radiodifusión está ya en marcha.

La r. en España se inicia muy pocos años después de las experiencias de Marconi. Así, en 1905 la primera comunicación radiotelegráfica de servicio público se realiza entre La Coruña y El Ferro], surgiendo casi inmediatamente numerosas estaciones radiotelegráficas por toda la geografía española. Un discípulo de Lee de Forest, el español Castilla, realiza la primera transmisión de radiodifusión que registra la historia española, en 1920. En 1922, los hermanos De la Riva preparan y ponen en marcha el primer emisor de 25 w. La primera emisora con servicio regular de programas es fundada en Madrid, Radio Ibérica, estación que emite a una longitud de onda de 1.700 m. y una potencia de 500 w., y es entre 1923 y 1924 la única emisora que pueden sintonizar los oyentes españoles. En Barcelona, la emisora EAJ1 aparece en 1924, multiplicándose, a partir de entonces, las emisoras de r. comerciales.

2. Fundamentos básicos. La fig. 1. ilustra el proceso de generación, transmisión y recepción de ondas de radio. El diagrama bloque de la parte superior de la figura presenta las partes esenciales del radiotransmisor y radiorreceptor. La primera unidad es el micrófono (v. ACúSTICA III), donde el sonido audible es recibido y transformado en impulsos eléctricos. Los impulsos procedentes del micrófono son demasiado débiles para ser enviados a través del espacio y son amplificados. El oscilador local genera una onda estacionaria de frecuencia muy superior al límite del espectro audible, onda estacionaria (frecuencia y amplitud constante en el tiempo), que es posteriormente modulada. El modulador recibe simultáneamente la señal del amplificador audio y del oscilador local, superponiéndose aquélla sobre la señal de alta frecuencia, siendo, finalmente, la señal modulada la que es enviada al espacio a través de la antena de emisión (v. ANTENAS).

A la antena de recepción llega el campo electromagnético inducido por la antena emisora, y si el selector es situado a la frecuencia adecuada, una cierta cantidad de energía electromagnética entra en el receptor. Sin embargo, esta cantidad de energía es muy pequeña y debe ser amplificada (v. AMPLIFICADOR), función que es realizada por el amplificador de radiofrecuencia (amplificador RF). Seguidamente se realiza la operación de demodulación, operación que lleva a cabo el detector. En esta etapa, las ondas audibles son separadas de la onda portadora. Estas ondas de audio son de débil energía y son amplificadas antes de ser enviadas al altavoz. En el esquema de la fig. 1, se puede observar que cada, etapa que se lleva a cabo en el emisor ha de ser realizada en el receptor, pero en sentido inverso.

3. Etapa de emisión. Según el diagrama bloque de la fig. 1, tres son los procesos en la emisión de ondas de radio. De estas tres etapas una de ellas es la formada por el generador de señales. El principio típico del generador de radiofrecuencia comprende básicamente un generador o circuito oscilador de onda sinusoidal con un condensador variable de sintonía, perfectamente calibrado, un atenuador de salida como regulador de la amplitud de la señal y un sistema de blindaje efectivo para impedir la pérdida de la radiofrecuencia generada por radiación. En consecuencia, los generadores de radiofrecuencia fundamentan su funcionamiento en el intercambio de energía entre una bobina y un condensador conectados en paralelo, factores ambos que determinan el valor de la frecuencia generada, mientras que para el mantenimiento de las oscilaciones se hace uso de un elemento activo, válvula o transistor, que en momento oportuno suministra un impulso de amplitud suficiente para restaurar la energía consumida en el intercambio anterior, dadas las inevitables pérdidas del circuito oscilador. Este tipo de oscilador convencional es el formado por un amplificador sintonizado con realimentación; la frecuencia de la oscilación es aquélla para la cual la tensión de realimentación del circuito de placa sobre la rejilla de la válvula tiene la fase adecuada para que la válvula pueda proporcionar su propia entrada, y es aproximadamente igual a la frecuencia de resonancia del circuito sintonizado.

a) Circuitos osciladores. Los circuitos osciladores en los generadores que llegan hasta los 200 MHz utilizan por lo general configuraciones de los tipos Hartley y Colpitts, circuitos que quedan clasificados además de acuerdo con la forma en que se les suministra la corriente de placa. La fig. 2 muestra diversos esquemas de circuitos osciladores tipos Hartley y Colpitts, denominados "serie" y "paralelo".

Generalmente, un elevado grado de estabilidad es necesario en los osciladores (v.), debido a la carga variable de los mismos. El circuito denominado ECO ("Electron-Coupled"), que aparece en la fig. 3-A, y cuya configuración derivada del Hartley consta de dos circuitos separados: el oscilador y el circuito de salida. Otros osciladores contienen en su interior un oscilador de radiofrecuencia independiente y que se halla controlado por un cristal piezoeléctrico, que vibra a una frecuencia fija y del que se obtiene una salida muy rica en armónicos, al objeto de que la oscilación fundamental y estos armónicos sean utilizables como frecuencias patrón. La fig. 3-B muestra la configuración práctica de un oscilador por cristal.

La potencia estable de alta frecuencia, que generan los circuitos osciladores emisores, no puede dar lugar de por sí a la transmisión de un mensaje inteligible hasta un punto receptor. La onda continua proveniente del emisor mismo sirve sólo como una portadora para el mensaje; la información es conducida por la "modulación" (una variación) de la portadora. Esta modulación reproduce los sonidos que se desean transportar bajo una forma que puede ser interpretada o "demodulada" correctamente en el extremo receptor.

b) Modulación. Descripción de los diversos tipos. Se puede variar la portadora de acuerdo con la corriente provocada, en un micrófono, por la voz, haciendo que la corriente varíe ya sea la fase, la frecuencia o la amplitud de la portadora. La modulación de amplitud de una portadora de frecuencia constante es el sistema de uso más común y se le emplea en todas las frecuencias inferiores a la región de las frecuencias muy elevadas (inferiores a 300 MHz.). La modulación de frecuencia de una portadora de amplitud constante, que posee características especiales que la hacen adecuada bajo ciertos condiciones, es empleada en las frecuencias que corresponden a la región de las frecuencias muy elevadas. La modulación de fase, estrechamente relacionada con la modulación de frecuencia, tiene poca aplicación directa en las comunicaciones prácticas. Existe otro método para variar una onda, llamado modulación de impulsos. Este método implica la variación de la onda de acuerdo con los impulsos moduladores, o bien la variación de alguna de las características de una serie de impulsos, de acuerdo con una onda moduladora.

La capacidad de modulación de un emisor es el máximo porcentaje de modulación que puede tolerarse, sin dar lugar a una distorsión objetable a causa de falta de linealidad. La máxima capacidad es naturalmente de 100%.

La combinación de la baja frecuencia con la portadora de alta frecuencia constituye esencialmente un proceso de pulsación (heterodino) y, por tanto, da lugar a frecuencias de pulsación iguales a la suma y diferencia de las señales de alta y baja frecuencia que intervienen en el proceso. Estas nuevas frecuencias reciben el nombre de frecuencias laterales, ya que aparecen a cada lado de la portadora; los grupos de frecuencias laterales, que representan una banda o grupo de frecuencias de modulación, reciben el nombre de bandas laterales. Por tanto, una señal modulada en amplitud (v. fig. 4-A), que es el caso que estamos analizando, ocupa un grupo de altas frecuencias o canales, más bien que una sola frecuencia, como en el caso de la portadora sin modular. El ancho del canal es dos veces más elevado que la frecuencia más alta que contiene la modulación. A fin de poder acomodar la mayor cantidad posible de transmisiones, en una parte dada del espectro de radiofrecuencia, el ancho del canal ha de ser el menor posible. Por otra parte, es necesario, para lograr transmisiones vocales de calidad razonablemente buena, usar frecuencias de modulación de hasta un mínimo de 3 a 4 kHz. Esto exige un ancho de canal de 6 a 8 kHz. respectivamente.

Los tipos más utilizados de modulación de amplitud son aquellos en que se aplica la señal de modulación al circuito de placa de un amplificador de potencia de radiofrecuencia (modulación en placa). En el otro tipo de modulación se aplica la señal de baja frecuencia a la rejilla de control (modulación por polarización de refilla). Un tercer método, que comprende la variación simultánea de las tensiones placa y rejilla, recibe el nombre de modulación en cátodo. La fig. 4-B muestra el fundamento y un circuito típico empleado en el proceso de modulación de amplitud.

En el caso de modulación en frecuencia, la amplitud de la portadora es constante, mientras que se hace variar la frecuencia de la salida emitida con respecto a la de la portadora (v. fig. 5-A), o frecuencia media, dependiente de la baja frecuencia vocal. La extensión sobre la cual varía la frecuencia en una dirección con respecto a la frecuencia de la portadora recibe el nombre de desviación de frecuencia. La desviación se expresa comúnmente en KHz/s, siendo igual a la diferencia entre la frecuencia media de la portadora y la frecuencia más alta o bien la más baja que alcanza la portadora bajo los efectos de la modulación. No existe un porcentaje de modulación en el sentido común del término; mediante el proyecto adecuado de los circuitos, se puede hacer la desviación tan extensa como se desee, sin tropezar con ningún efecto equivalente a la sobremodulación, que se produce en los sistemas de modulación de amplitud.

La principal ventaja de la modulación en frecuencia respecto a la modulación de amplitud es la reducción de los ruidos que tienen lugar en el receptor, los cuales representan oscilaciones de alta frecuencia que varían en amplitud. Si el receptor no responde a las variaciones de amplitud, sino sólo a las de frecuencia, el ruido podrá afectar únicamente a la salida, si provoca una variación de fase que puede aparecer como modulación en frecuencia sobre la señal. Se puede hacer muy pequeño el efecto de esta modulación en frecuencia por ruido, elevando la variación de frecuencia correspondiente a la modulación, es decir, usando una desviación de frecuencia lo más grande posible. Una segunda ventaja consiste en que la potencia necesaria para la modulación es absolutamente despreciable, ya que no existe variación de potencia en la salida modulada del emisor. En la práctica comercial de radiodifusión de hoy día se hace variar la frecuencia según un valor de cresta de 75 kHz/s, alrededor de un valor de 100 MHz/s, aprox. La facilidad de disponer de una banda de 75 kHz, a un lado y otro de la portadora, permite transmitir frecuencias comprendidas entre 50 y 20.000 Hz, obteniéndose de esta forma una reproducción muy brillante y real de la música.

Los sistemas de modulación en fase tienen la ventaja, frente a los de modulación en frecuencia, de que la frecuencia de la señal de radiofrecuencia portadora puede ser obtenida directamente de un oscilador estabilizador por cristal, a diferencia de los otros moduladores de frecuencia, que precisan dispositivos especiales para mantener el grado de estabilidad necesario en radiodifusión y comunicaciones. Sin embargo, normalmente tienen la desventaja de que el máximo índice de modulación que se puede obtener sin distorsión es pequeño, de tal modo que, para obtener una desviación de frecuencia grande respecto a la portadora, es necesario emplear un alto grado de multiplicación de frecuencia.

Los varios métodos posibles de modulación en frecuencia comprenden modulación mecánica (p. ej., variar la separación de las placas de un condensador de acuerdo con las vibraciones inducidas por el sonido: voz o música) y modulación directa de frecuencia de un escalador por medios electrónicos. Este último, bajo la forma de modulador a válvula reactiva, representa el sistema más simple, el cual consiste en una válvula o transistor conectada al circuito tanque de alta frecuencia de un oscilador, de manera tal que actúa como una autoinducción o capacidad variable, cuyo valor depende de la tensión instantánea de baja frecuencia que se aplica. La fig. 5-11 muestra un circuito de modulador reactivo.

Una vez modulada la señal de r. generada en el transmisor por la señal de baja frecuencia, es necesario elevar la potencia de la señal modulada de radiofrecuencia hasta el nivel adecuado que interesa en cada caso, y esto se consigue mediante la utilización de unas válvulas especiales, capaces de disipar grandes potencias y que funcionan normalmente en clase C (V. VÁLVULAS II). Estas válvulas necesitan de una gran refrigeración, que puede ser por aire forzado, por agua o por vapor de agua. Con esta última etapa quedan descritas las partes más importantes de que consta un generador de radiofrecuencia.

c) Estructura particular de un esquema. La fig. 6 muestra el esquema de un generador de radiofrecuencia transistorizado muy simple. Puede observarse cómo el oscilador fundamental Hartley forma parte de este generador. La figura muestra sólo dos bandas, si bien el generador experimental posee varias más. Se incluye también un oscilador de audio transistorizado para obtener la frecuencia de 400 Hz, capaz de modular la radiofrecuencia. Un potenciómetro de 400 it sirve como único atenuador para una salida, cuya amplitud máxima no va más allá de los 50 mV. El porcentaje de modulación es del 30%. El oscilador de audio utiliza una combinación del Colpitts y transformador de baja frecuencia, la primera modalidad para la generación de una onda sinusoidal sin distorsión, y la segunda para proporcionar una señal de realimentación suficientemente consistente. Cuando este oscilador de audio entra en funciones, el secundario o devanado de realimentación queda en serie con la tensión de alimentación del oscilador de radiofrecuencia, imponiéndole las variaciones de tensión que produce la modulación. La señal de r., después de la etapa de amplificación, es aplicada a través de una línea de transmisión adecuada a la antena que la radia al espacio, donde se propaga.

4. Propagación. La propagación lleva en sí un transporte de energía de un punto a otro. En r., propagación designa las condiciones y métodos que gobiernan el paso de las ondas electromagnéticas desde el momento en que son aplicadas a la antena transmisora hasta el momento en que son parcialmente interceptadas por la antena receptora.

La antena tiene por misión acoplar la señal del generador de radiofrecuencia al medio de propagación. Un ejemplo de antena lo tenemos en la fig. 7-A, consistente en un sistema de dos cables conectados a la salida de la última etapa amplificadora del generador; el cambio de polaridad implícito en cada ciclo de la señal modulada hace que aparezca un flujo de electrones, más o menos intenso, siguiendo el ritmo de la onda modulada. En un punto cercano de la antena, P, aparecen inducidos dos campos perpendiculares: el eléctrico de intensidad E, y el magnético de intensidad H. La antena de la fig. 7-A presenta, frente a la radiación que va a emitirse, una cierta resistencia, la cual será mínima a la frecuencia fundamental o natural de la antena, frecuencia para la cual la longitud AB de la misma es exactamente media longitud de onda de la señal de radio, propagándose por el medio en el que la antena está inmersa. El dispositivo que se acaba de describir se conoce con el nombre de antena tipo Hertz.

La fig. 7-B presenta el tipo de antena Marconi, cuya longitud es la mitad de la descrita anteriormente. En este caso, la tierra actúa como antena imagen, estando laantena en resonancia cuando su longitud es un cuarto de la longitud de onda de la onda de radio. La fig. 7-B presenta la variación del voltaje y de la corriente en este tipo de antenas. La fig. 7-C ilustra el tipo de radiación emitida por una antena vertical Marconi AB, apreciándose la variación de los frentes de onda sucesivos; las líneas continuas representan la componente eléctrica del campo; y los puntos y cruces, la componente magnética.

Una vez que las ondas electromagnéticas abandonan la antena emisora pueden propagarse de formas distintas. Una de ellas es la conocida como propagación celeste, usada primordialmente en transmisión de ondas de r. a grandes distancias. Un segundo modo de propagación es el conocido con el nombre de propagación terrestre y que está presente en transmisión de ondas de r. a cortas distancias (las emisiones de r. originadas en las estaciones de una ciudad, y que son captadas por los receptores localizados en la misma ciudad, se propagan generalmente como ondas terrestres).

En la propagación celeste (v. fig. 8-A), las ondas electromagnéticas no viajan directamente del transmisor al receptor, sino que pasan de la antena emisora a la atmósfera terrestre hasta que alcanzan las regiones ionizadas de la misma (región de Kenelly-Heavíside), reflejándose hacia abajo, siempre y cuando el ángulo de incidencia de la onda de r. sea inferior a un ángulo crítico, que depende a su vez del grado de ionización de la atmósfera, o sea, función de la altura, del instante en que se radia (día, noche), del viento solar, de la radiación cósmica, radiación ultravioleta, etc. En la propagación terrestre, las ondas electromagnéticas caminan a través de la corteza terrestre (v. fig. 8-B); esta propagación está determinada por las características eléctricas de la misma corteza (roca, agua, cte.) y por el proceso de refracción debido a la curvatura terrestre. Estas características cambian de punto a punto, pero no con el tiempo.

Un tercer tipo de propagación es la denominada troposférica (v. fig. 9-A, B), y es la que se realiza en la región inferior de la atmósfera. Se fundamenta en la propagación "directa" al receptor con dos componentes importantes: la onda de r. directa y la onda de r. reflejada en la superficie de la Tierra. En la antena receptora, la señal de r. es la suma vectorial de las dos componentes. El radio-horizonte (v. fig. 9-B) de la antena emisora está, respecto al horizonte óptico, más alejado, debido a que las ondas electromagnéticas son refractadas, siguiendo ligeramente la curvatura de la Tierra.

El estado meteorológico de la atmósfera perturba en ocasiones la propagación de las ondas de r.; la propagación por conducción es la que aparece cuando la constante dieléctrica del aire cambia rápidamente con la altura, debido a los efectos combinados de humedad y temperatura. Las ondas de r. emitidas en el seno del "conducto" atmosférico se reflejan en sus paredes límites (v. fig. 9-C), de modo que pueden rodear completamente a la Tierra. La analogía entre esta propagación y una guía de ondas (v. MICROONDAS) es muy clara.

Observaciones realizadas durante la II Guerra mundial mostraron que señales de VHF y UHF eran, a veces, propagadas a distancias superiores al radio-horizonte de las respectivas antenas. Investigaciones posteriores demostraron que este tipo de propagación se debía fundamentalmente a un proceso de scátering ionosférico, originado en zonas de la ionosfera en las que la variación de la intensidad de ionización era muy importante. La creación de estas zonas puede deberse a causas aerodinámicas o a la incidencia de meteoritos. Ocasionalmente, la recepción de ondas de r. corresponde a diversos tipos de propagación, surgiendo frecuentemente dificultades en la escucha, debido a procesos de interferencias destructivas (fading). En los últimos años, las comunicaciones de r. intercontinentales experimentaron un gran avance, debido al uso de satélites artificiales (activos y pasivos) de comunicaciones (v. SATÉLITES II). La Luna ha sido empleada frecuentemente como un satélite artificial pasivo en comunicaciones por r. de naturaleza especial.

La tabla I presenta el espectro de radio-frecuencia, mostrándose las diferentes bandas de frecuencia, su designación, longitudes de onda y usos de cada una de ellas.

5. Recepción. La finalidad de un sistema de r. es obtener energía de las ondas de r. que pasan por el lugarde recepción y convertirlas en otras que conduzcan a una interpretación inteligible de la señal emitida. Los procesos fundamentales envueltos en el proceso de recepción son los de amplificación y detección. La amplificación es necesaria para elevar a un nivel utilizable la señal recibida, amplificación que es, frecuentemente, del orden de cientos y miles de veces. La detección es el proceso de convertir una onda modulada de alta frecuencia en una de baja frecuencia utilizable y consiste fundamentalmente en una rectificación; la portadora modulada es convertida en una corriente eléctrica unidireccional, cuya amplitud varía al mismo ritmo que la modulación.

Un buen receptor requiere, para cada proceso básico, unos dispositivos esenciales. Entre éstos tenemos: equipo de alimentación suministrador de energía eléctrica a cada elemento, control manual de volumen que permite modificar a voluntad la potencia de la señal detectada, control de tono, control automático de sensibilidad que estabiliza el nivel de la señal recibida independiente de las variaciones en la intensidad captada en la antena, limitadores de ruido, cambios automáticos de frecuencia, etcétera. Por otro lado, todo receptor está definido por ciertas características. Las fundamentales son:Sensibilidad. Se define como la intensidad de la señal (generalmente en t¿V.) que debe aplicarse a los terminales de entrada del receptor de r. para que produzca una potencia especificada, generalmente 0,05 w., en el amplificador de salida.

Relación señal-ruido. Todo receptor genera una cierta cantidad de ruido procedente del mismo receptor, de la atmósfera o de dispositivos que rodean al receptor. Las señales más débiles que este ruido no pueden ser separadas del mismo por mucha amplificación que se emplee. La amplitud del ruido depende de la selectividad del receptor. Cuanto mayor es la selectividad menor es el ruido a igualdad de otros factores.

Selectividad. Es la capacidad de un receptor para discriminar entre frecuencias que difieren de la de la señal deseada.

Estabilidad. Cuanto más estable es un receptor de r., más capaz es de suministrar una salida constante durante un periodo considerable de tiempo en base a una señal de entrada de intensidad y frecuencia también constantes. La estabilidad se ve afectada por las variaciones de temperatura, variaciones en la tensión de alimentación y por ciertas características constructivas de naturaleza mecánica.

Fidelidad. Es la capacidad de reproducción correcta de la señal conducida por la portadora.

Deben ser igualmente consideradas otras características, como son: la potencia, la respuesta en frecuencia, la distorsión, los efectos de modulación cruzada, etc.

Como ya se señaló, los ondas de r. son emitidas por la antena transmisora, y por su naturaleza electromagnética inducen campos eléctricos en todo conductor que intercepte el campo electromagnético radiado. La antena de los receptores de r. es un conductor especialmente diseñado a este fin. En los receptores convencionales, la antena responde, generalmente, a dos tipos denominados antena loop y antena de ferrita (v. fig. 10-A y B). Una vez captada la señal por la antena, atraviesa una primera etapa de amplificación, siendo posteriormente detectada. Uno de los detectores más simples es el diodo rectificador (las antiguas r. de galena eran unos receptores que empleaban la galena como rectificador, o sea, como detector). Otros tipos utilizados son los denominados detector de placa y detector de impedancia infinita.

Por medio de una adecuada realimentación en un circuito detector de triodo o pentodo (v. VÁLVULAS II), la señal de r. que llega de la antena puede ser amplificada sucesivas veces, incrementándose así la sensibilidad global del detector y, en consecuencia, la selectividad del receptor. Este último tipo de detección recibe el nombre de regenerativa.

Hasta 1932, prácticamente el único tipo de receptor empleado consistía en un detector regenerativo seguido de una o más etapas de amplificación audio. Estos receptores pueden ser muy sensibles, pero en nuestros días, con las bandas de frecuencia casi totalmente ocupadas, han sido sustituidos por los receptores superheterodinos.

La fig. 11 presenta el diagrama bloque de un receptorsuperheterodino; en él la frecuencia de la señal de entrada, fe, se convierte en una nueva alta frecuencia, f;, que recibe el nombre de frecuencia intermedia. ZJsta se amplifica y se detecta fácilmente. La frecuencia de la señal se convierte en la frecuencia intermedia, mediante un proceso de heterodinación. A tal efecto, se combina la salida de un oscilador local de alta frecuencia de sintonía variable con la señal de entrada. Esta combinación se lleva a cabo en una etapa mezcladora y conversora (primer detector) para dar lugar a la frecuencia de pulsación, cuyo valor será igual a la frecuencia intermedia. Veamos un ejemplo numérico. Sea la frecuencia intermedia 455 kHz, mientras que la señal de entrada es 7.000 kHz. El oscilador local debe ajustarse a la frecuencia de 7.455 kHz para que la frecuencia de pulsación sea 455 kHz. Para producir una señal audible de 1.000 Hz a la salida del segundo detector, partiendo de una onda continua, se debe ajustar el oscilador de pulsación, ya sea a 454 kHz o bien a 456 kHz.

En el receptor superheterodino, el proceso de conversión de frecuencia permite amplificar la alta frecuencia a un nivel relativamente bajo. Gracias a esto, se puede obtener una selectividad independiente de la señal de entrada. También se puede lograr una mayor ganancia global, al amplifican una señal de frecuencia más baja. Los osciladores separados se pueden proyectar para obtener máxima estabilidad. Puesto que el oscilador local trabaja a una frecuencia considerablemente alejada de la frecuencia de la señal de entrada, su estabilidad será prácticamente independiente de la característica de la señal de entrada. La fig. 12 presenta el esquema de un receptor superheterodino típico.

En la etapa final, es necesario elevar una señal de pequeñísima potencia a un nivel adecuado, capaz de excitar la bobina móvil de un altavoz y mover su membrana, para que se reproduzcan los sonidos. Esto se consigue mediante un paso amplificador en el que se deberá prestar especial atención en evitación de toda clase de distorsiones, siendo las más importantes a considerar las siguientes: distorsión de frecuencia (ganancia distinta según la frecuencia), distorsión de amplitud (amplificación función de la amplitud de la señal), distorsión de fase (variación de la fase de la tensión de salida respecto de la fase de la tensión de entrada) y distorsión armónica.

Queda, por último, el análisis de los receptores de frecuencia modulada. Estos receptores difieren principalmente de los de modulación en amplitud en la disposición que se usa para detectar las señales. Se requiere que la señal que se aplica al detector se encuentre totalmente desprovista de toda traza de modulación de amplitud, para que puedan aprovecharse todas las ventajas del sistema en lo que se refiere a la reducción de ruidos. Se logra esto en la práctica evitando que la señal aumente por encima de una amplitud dada, lo que se obtiene, a su vez, por medio de un limitador. Como las señales débiles cuentan con un porcentaje apreciable de modulación de amplitud, se las debe limitar, y esto se logra disponiendo de una amplificación elevada antes del limitador; se emplea más o menos invariablemente el receptor superheterodino, ya que permite obtener la ganancia necesaria.

Las etapas de alta frecuencia y frecuencia intermedia de un superheterodino proyectado para la recepción de frecuencia modulada son prácticamente idénticas a las de un receptor de r. de señales moduladas en amplitud. El uso de la frecuencia modulada se halla confinado a las frecuencias muy elevadas (superiores a 28 MHz). En consecuencia, se suele emplear una frecuencia intermedia de valor alto, comprendida generalmente entre los 4 y los 5 MHz. Esto no sólo ayuda a reducir la sensibilidad del receptor frente a frecuencias espurias, sino que permite obtener, al mismo tiempo, un mayor ancho de banda, que es necesario para poder acomodar las señales que son moduladas en frecuencia sobre una banda muy amplia. Los requisitos primordiales que han de satisfacer los receptores de FM son suficiente ganancia en alta frecuencia y frecuencia intermedia como para poder saturar el limitador, aun con señales relativamente débiles; suficiente ancho de banda capaz de acomodar la máxima desviación de frecuencia que se presenta durante la modulación a cada lado de la portadora, sin provocar atenuación notable en los extremos de la banda; un circuito limitador que funcione adecuadamente, tanto con variaciones lentas como rápidas de amplitud; y un circuito detector que permita obtener relaciones lineales entre la desviación de la frecuencia y la correspondiente "amplitud" de la salida. La fig. 13 muestra el diagrama bloque de un receptor FM.

Muy recientemente, se ha realizado la emisión y recepción de programas de r. estereofónicos. El método básico de estos sistemas (Múltiplex Stéreo FM) aparece esquemáticamente representado en la fig. 14-A, B, C. La emisión es realizada en frecuencia modulada. Las señales stéreo izquierda (1) y derecha (D) se aplican a un circuito matriz de la que se obtienen las señales suma (I+D) y diferencia (I-D). La señal suma (I+D) se aplica directamente a un modulador FM, mientras que la señal (I-D) se combina con una "subportadora" de 38 kHz, que es posteriormente eliminada durante la emisión. Para la detección en el receptor, una señal piloto de 19 kHz es originada para sincronizar en el receptor un oscilador de 38 kHz, así como para generar, por técnicas de doblado de frecuencia, la "subportadora" de 38 kHz. La señal piloto es de 19 kHz para facilitar el proceso de filtrado selectivo. En el receptor, la salida del discriminador se distribuye de modo que la señal (I+D) vaya directamente a la sección matriz, mientras que en la detección de la señal (I-D) la oscilación de 19 kHz es eliminada después de haber producido la subportadora de 38 kHz, siendo posteriormente aplicada a la misma sección matriz que la (I+D), obteniéndose, finalmente, las señales (I) y (D) originales. El sistema aquí descrito es perfectamente compatible con los actuales sistemas de recepción y emisión de FM.

6. Aspecto social de la radio. Los objetivos esenciales de la radiodifusión (v.) son: informar, instruir y distraer. Todo esto representa unas organizaciones muy complejas en cuanto a personal: técnicos, artistas, periodistas, locutores, músicos, administrativos, etc., así comoen cuanto a unas bases económicas importantes, capaces de sustentar al personal y hacer frente al equipo e instalaciones necesarias. Es este aspecto económico el que, finalmente, delimita la estructura de la radiodifusión. Un organismo de este tipo no vende sus ondas del mismo modo que una publicación vende sus ejemplares, ya que todo el mundo puede captar sus producciones y aprovecharse de ellas. El sistema de organización varía de unos países a otros, pudiéndose englobar en los siguientes tipos: los que aceptan únicamente como base económica la procedente de la publicidad sobre las ondas (USA); aquellos en los que el Estado se encarga con exclusividad del mantenimiento del sistema de radiodifusión (URSS);países en los que el Estado cede la explotación a instituciones privadas (Inglaterra, Italia); y países en los que, sobre bases competitivas, el Estado por un lado e instituciones privadas con base comercial, por otro, mantienen el sistema radiodifusgr (España). Cada tipo de organización tiene sus ventajas e inconvenientes, imposibles de juzgar a priori.

Como conclusión hay que interrogarse sobre la utilidad de la r. y su uso, o sea, evocando su aspecto social; únicamente bajo este punto de vista cada país podría demostrar, siguiendo su peculiar tipo de organización, si el método seguido es el más adecuado. Como la lengua de Esopo, la r. es la mejor y la peor de las cosas. En pequeñas dosis puede instruir y distraer; a altas dosis, sin discernimiento, es un instrumento embrutecedor. La influencia de la r. es ciertamente grande; el sonido (palabra) radiado nunca queda escrito, y ante él, el oyente está sin defensa. El boletín de información, la programación cultural y de’ entretenimiento, el discurso de una personalidad, se prestan muy mal a un contraste de opinión. Es muy fácil así violar la conciencia individual. Si la r. no tuviese un poder de persuasión tan alto, no sería fácil comprender cómo cada país toma tanto interés en hacerse conocer mediante programas en lenguas extranjeras, dirigidas a países amigos y enemigos. Esta gigantesca máquina de opinión, este medio de comunicación social (v.), es demasiado eficaz para ser dejado entre las manos inexpertas de cualquiera, y la responsabilidad de su empleo debe de estar siempre presente en el espíritu de todos los que la sirven. Este objetivo es el que, finalmente, justifica la estructura peculiar de la r. en todos los países.

V. t.: TELEFONÍA; TELEGRAFÍA; TELEVISIÓN; TÉLEX; TRANSMISIONES, TÉCNICA DE LAS; TRANSISTORES; VÁLVULAS 11; RADIODIFUSIÓN.

C. RANZ GUERRA.

BIBL.: A. TORTOSA FuENTEs, Radiotecnia, en ACTA 2000, VIII, 1972, 467-481; 1. ALIAGA ARQUEs, El generador de radiofrecuencia, Barcelona 1971; Manual de radio para el aficionado, ed. AMERICAN RADIO RELAY LEAGUE, 25 ed. Barcelona 1968; M. SCHURZBERG Y W. OSTERHELD, Esentials of Electricity for Radio and Television, Nueva York 1950; J. F. ARNAUD, Radiodiffusion, París 1962; M. TEPPER, Basic Radio, 4 vol. Nueva York 1961; A. ARIAS Ruiz, 50 años de radiodifusión en España, Madrid 1973; A. SCHURE, Wave Propagation, Nueva York 1957; A. L. ALBERT, Electrical Communication, Nueva York 1940; C. RANz GUERRA, Electrónica, en ACTA 2000, VIII, Madrid 1972, 433-467; K. 1. DEÁN, Transistor, Theory andCircuitry, Londres 1964; A. LAGOMA, Enciclopedia de la radio, 2 ed. Barcelona 1967; M. ROGANTI, Elementos de radio, Buenos Aires 1968.