Control automático de sensibilidad (CAS)
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Control Automático de sensibilidad (CAS). El control automático de sensibilidad o AGC del Inglés Automatic Gain Control es en realidad un circuito o una red circuital empleada en un sin fin de equipos electrónicos como receptores de radio, receptores de TV, equipos de reproducción/grabación de video, grabadores de sonido, etc., su función fundamental es la de mantener o tratar de mantener las señales de recepción, grabación o reproducción, según el medio donde se aplique, a un nivel relativamente constante.
Sumario
Introducción
Las señales que llegan al circuito de entrada de un receptor varían entre límites muy amplios de excitación, desde algunos micro voltios hasta décimas de volt y aún más, esto puede ser motivado por el cambio de una estación de radio a otra o que posean una potencia de transmisión y una distancia distinta a la estación de radio que teníamos sintonizada anteriormente, otra de las causas que pueden motivar este cambio tan grande de variación de la excitación está dada por causas ajenas al receptor, como es la variación de la intensidad de la señal modulada provocada por el desvanecimiento de la señal, fenómeno este conocido por Fading. Estas variaciones dependen a su vez de multiples factores como; el tipo de antena receptora empleada, la orientación de la misma respecto a la fuente emisora o transmisor, la sensibilidad de nuestro receptor, el periodo del año en que nos encontramos, las condiciones del clima, los obstáculos naturales como edificaciones, elevaciones, los tendidos eléctricos, las explosiones solares cuyas consecuencias generalmente tienen una influencia dañina en las comunicaciones, y algo sobre lo que no podemos tener control, las llamadas zonas de silencio, zonas en las que resultan imposible recepcionar señal alguna. Para evitar que estas variaciones de excitación perturben la adecuada recepción de nuestro equipo, empleamos los llamados Controles automáticos de sensibilidad CAS, también conocidos como AGC.
Antes de implementarse el CAS
Los primeros receptores no implementaban el circuito de control automático de sensibilidad CAS, el poseer pasos amplificadores de radio frecuencia los dotaba de la posibilidad de recepcionar emisoras lejanas o de poca potencia de transmisión, pero al recepcionar las emisoras cercanas, los amplificadores de FI solían saturarse y la radio funcionaba con gran distorsión, el usuario u operario debía manipular constantemente el control de ganancia manual más conocido como control de volumen del receptor para compensar las pérdidas que se producian al cambiar de una estación de radio a otra, o cuando en una misma estación los niveles de la intensidad de la señal modulada variaran, todos estos inconvenientes pueden ser eliminados o al menos minimizado mediante el circuito del “Control Automatico de Ganancia” o AGC.
Principio de funcionamiento
El CAS basa su funcionamiento en la tensión contínua negativa detectada en la etapa demoduladora o detectora, diodo detector, a mayor ingreso de señal por la antena le corresponde una mayor tensión continua negativa rectificada. La polarización de los transistores amplificadores de FI se realiza de modo tal que esta tensión contínua participe de la misma, esto significa que cuando ingresa una señal intensa, la polarización de los transistores es baja y las etapas de FI amplifican muy poco. Por lo contrario, cuando se genera poca tensión negativa, los amplificadores de FI funcionan a plena ganancia. Alterando la alimentación de las etapas controladas por el CAS, se podrá variar la ganancia de amplificación de estos pasos y así variar la sensibilidad del receptor, de aquí el nombre Control Automático de ganancia o sensibilidad.
Influencia sobre el receptor
El CAS modifica la ganancia de las etapas de RF del receptor, principalmente las etapas amplificadoras de frecuencia intermedia F.I, creando siempre que a una variación de la intensidad de señal, entregue a estas etapas un voltaje de corrección de forma tal que sea contrario a las variaciones de señal. En principio, se basa en variar las tensiones de polarización en las bases de los transistores de las etapas amplificadoras de F.I influidas bajo el CAS, en la arquitectura de los receptores, la polarización de las etapas de radio frecuencia o de frecuencia intermedia F.I, no es solamente ejecutada por las construcciones de cada etapa independiente, estas dependen también del voltaje que entrega el CAS, ante una señal de entrada muy fuerte o una variación en la exitación de la misma, los circuitos controlados por el CAS experimentan una disminución del voltaje de polarización de base de los transistores involucrados en la red del CAS, de manera que la ganancia de estas etapas será reducida y con ello la sensibilidad. De esta forma el CAS mantiene o trata de mantener sustancialmente constante la salida del receptor, aunque varíe el nivel de la señal de entrada.
Tipos de CAS
En los receptores encontraremos varios tipos o modalidades de CAS, entre ellos se destacan:
- CAS simple o normal
- CAS retardado o diferido
- CAS Amplificado
- CAS amplificado y diferido
CAS simple o normal
Este CAS es el más sencillo y solo consta de la misma etapa detectora y de una red de filtraje, el filtro debe cumplir que cargue poco al detector, por lo que, en general se construye de un valor de resistencia y un valor de capacidad grandes, de tal forma que la constante de tiempo T = RC sea inferior al periodo T de las más bajas frecuencias de modulación. En este tipo de CAS debemos destacar dos desventajas:
- Como la disminución de la ganancia se obtiene para un aumento de portadora, tiene que existir este aumento para que se consiga tal disminución, por lo que es imposible por muy eficaz que sea este tipo de CAS, evitar que estas variaciones sean inferiores a las de señal.
- Otra desventaja consiste en que a la entrada del receptor hay un nivel de voltaje muy pequeño, por lo que sería necesario que el CAS en estos niveles de voltaje no funcione ya que produciría una disminución apreciable de la característica de sensibilidad del receptor.
La imagen muestra la característica de amplitud de un receptor con CAS simple.
A pesar de los inconvenientes que presenta este CAS, es muy empleado en los equipos de radiodifusión comercial, esto se debe a que en radiodifusión los niveles de la señal de entrada suelen ser grandes sin afectar demasiado a las estaciones más lejanas o cuyos transmisores tengan menos potencia de emisión. En los receptores de más calidad este tipo de CAS no se emplea. Un método para eliminar estas dos desventajas del CAS simple es por medio de la utilización del CAS diferido o el CAS amplificado.
CAS retardado o diferido
El CAS diferido opera prácticamente bajo el mismo principio del CAS simple, la diferencia se manifiesta en su funcionamiento, ya que posee un voltaje de fijación para que el CAS funcione cuando la señal detectada sobrepase un cierto valor, a este voltaje se le conoce como voltaje de retardo. Este diseño emplea diodos independientes para el CAS y para el detector de la señal, ya que si este se utiliza, la polarización creada para el funcionamiento del diodo del CAS dejará insensible al detector para las señales déviles y provocaría distorsión para las señales fuertes. Este CAS se emplea en receptores de alta calidad o para fines específicos. La imagen muestra las características de amplitud de un receptor empleando CAS diferido o amplificado.
CAS Amplificado
El CAS amplificado mejora los inconvenientes de los sistemas anteriores ya que emplea un amplificador de RF o de corriente directa solo para su empleo, este amplificador monitorea las variaciones de intensidad que experimenta la señal que se detecta y corrige la alimentación de los pasos de frecuencia intermedia F.I para disminuir o restablecer la ganancia en ellos. Sus ventajas sobrepasan notablemente los inconvenientes de los CAS anteriores.
CAS amplificado y diferido
Este tipo de CAS emplea una etapa amplificadora preparada para la amplificación de la señal que se aplicará al diodo detector del CAS, el cual recibe el nombre de amplificador de amortiguación, posteriormente en el circuito del detector del CAS se efectúa el retardo mediante la aplicación de una tensión positiva, esta tensión es la llamada tensión de retardo. Este tipo de CAS es empleado solo en aquellos receptores de gran calidad o para usos muy particulares, no comerciales.
Fuentes
Libro de texto: Receptores de radio. Autor: A. Herrera Pág. 266 - 280 Impreso por el Combinado Poligráfico de Guantánamo Juan Marinello, Junio 1981 Año del XX Aniversario de Girón
