Amplificador de frecuencia intermedia en los receptores de radio de Amplitud Modulada (AM)

Amplificador de frecuencia intermedia en los receptores de radio de Amplitud Modulada (AM)
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Concepto:La función es ampliar la señal FI denominada frecuencia única, obtenida a la salida del circuito mezclador o conversor.


Amplificador de frecuencia intermedia en los receptores de radio de Amplitud Modulada (AM). En un receptor de radio superheterodino se puede convertir en una frecuencia única, cualquier valor de frecuencia previamente seleccionada en el circuito de resonante de entrada. Esta frecuencia única denominada FI presenta las mismas características de la señal sintonizada pero su valor es menor.

La siguiente etapa es el amplificador de frecuencia intermedia cuya función es amplificar esta señal de FI obtenida a la salida del circuito mezclador o conversor. Esta etapa es de gran importancia ya que determina en gran medida la ganancia y selectividad del receptor superheterodino.

Circuitos de acoplamiento

La etapa amplificadora de FI está formada por varios amplificadores, los cuales se sintonizan al valor fijo de la FI. El acoplamiento entre cada paso amplificador es el de inductancia mutua (M) o transformador. Los transformadores de FI están constituidos por un devanado primario y uno secundario, los cuales pueden estar o no sintonizados con un pequeño capacitor conectado en paralelo a los mismos.

Cada devanado (primario y secundario), constituye en pequeño inductor, el cual está enrollado con un hilo o alambre de Litz sobre un núcleo de material ferromagnético, de forma tal que el núcleo pueda moverse dentro del enrollado y con ello variar la permeabilidad eléctrica del inductor ajustándose el valor de la frecuencia de sintonía en el transformador de FI. De forma general el devanado primario se conecta al terminal de salida del transistor del paso anterior y el devanado secundario se conecta al terminal de entrada del paso siguiente.

Los circuitos de acoplamiento tienen como objetivo fundamental lograr la adecuada adaptación de impedancias entre los pasos donde se sitúen. En tal sentido , se posee un criterio práctico de la relación de vueltas entre el primario y el secundario de los transformadores de FI donde se plantea que: cuando los transformadores se ubiquen entre pasos amplificadores de FI a transistores, la relación ha de ser 6:1 y cuando se ubiquen entre el último paso de FI y el detector la relación ha de ser 2:1 También debe tenerse en cuenta los tipos de transistores utilizados en el diseño de los circuitos de acoplamiento.

Al utilizar el acoplamiento a transformador en las etapas de FI el voltaje de salida en el el devanado secundario del transformador, depende de dos términos importantes:

  • Del efecto de la inductancia mutua (M) entre los devanados primario y secundario.
  • Del factor de calidad (Q) del devanado secundario.

Estos dos términos son los que determinan la selectividad del receptor de radio y con ello garantizan su calidad. La relación que existe entre la inductancia mutua y el factor de calidad con la respuesta de frecuencia del receptor muestra que a medida que aumenta el grado de acoplamiento entre el primario y el secundario de los transformadores de FI, dado por altos valores de inductancia mutua la curva de respuesta de frecuencia será más elevada y a la vez más estrecha, lo que implica mayor selectividad en el circuito y altos valores del factor de calidad Q.

Existe un límite en el grado de acoplamiento , al cual se le llama acoplamiento crítico. A partir de este grado de acoplamiento , si aumenta más el valor de la inductancia mutua, en la curva de respuesta de frecuencia aparecerán dos valores máximos , uno por encima de la frecuencia de resonancia y otro por debajo. El grado de acoplamiento que se debe utilizar para las etapas amplificadoras de FI dependerá de las características del ancho de banda requerido por el receptor.

Clasificación

Según la forma de acoplamiento entre pasos, los amplificadores de frecuencia intermedia se clasifican en tres tipos básicos:

  • Amplificador de FI de simple sintonía: Se caracteriza por poseer en cada transformador de acoplamiento solo uno de sus devanados sintonizados a la frecuencia de resonancia. Para ello se colocará en en paralelo con este devanado un capacitor. La curva de respuesta de frecuencia para este tipo de amplificador es estrecha y alargada, lo cual indica que solo puede utilizarse en receptores de AM donde el ancho de banda es pequeño.
  • Amplificador de FI de doble sintonía: Se caracterizan por poseer ambos devanados sintonizados a la frecuencia de resonancia. El empleo de este tipo de amplifcador mejora considerablemente la selectividad con respecto al amplificador de simple sintonía, esto se debe a que incorpora un mayor número de circuitos sintonizados además los transformadores de FI de doble sintonía son más inmunes a las interferencias producidas por canales adyacentes. La curva de respuesta de frecuencias de este tipo de acoplamiento es muy cercana al valor de acoplamiento crítico por tanto, tendrá como característica una buena ganancia y a la vez un ancho de banda mayor que el de simple sintonía.
  • Amplificador de FI de sintonía escalonada: esta variante es la mejor de todas y consiste en sintonizar cada paso que conforma la etapa de FI a frecuencias de resonancias cercanas entre sí pero no iguales con el objetivo de lograr una buena respuesta de frecuencia para toda la etapa.

Transistores utilizados

Las etapas amplificadoras de FI generalmente constan de dos o tres transistores en configuración emisor común, lo cual obliga a utilizar circuitos de neutralización en dependencia del diseño utilizado. Estos transistores tiene características similares a los transistores de RF, su frecuencia de trabajo debe ser varias veces superior al valor de fa frecuencia intermedia.

Al igual que los amplificadores de Rf para compensar los efectos de la baja impedancia de entrada y la alta impedancia de salida de los transistores sobre los circuitos de acoplamiento, los transistores de FI emplean taps o derivaciones en sus devanados.

Para evitar posibles interferencias por la radiación de la señal desde los últimos pasos hacia los de entrada, se suele utilizar blindajes en los transformadores de FI.

Ver además

Fuentes

  • Nellar Crespo, Jorge. Receptores de radio. Cuba. Ed. Pueblo y Educación, 1986.
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