Receptor de Doble Conversión con RSSI

¿No habrás creído que esta serie de artículos finalizaba sólo en el recuerdo de Edwin Armstrong? Por supuesto que en su honor, construiremos nuestro propio receptor superheterodino de doble conversión, ideal para comunicaciones y estudios de radiofrecuencia. Ya tuvimos entretenimiento, música y FM con el TDA7000; ahora es tiempo de comenzar a trabajar con la radio exquisita. En este artículo veremos la construcción de un equipo que no será, a priori, una fuente de entretenimientos banales sino que será concebido para trabajar, estudiar, aprender, y lo que es mejor aún, permitirnos avanzar un poco más hacia la concreción de lo que hemos dado en llamar: “El montaje del año”. Con un MC3361, un MC3371, y algunos pocos componentes habituales en nuestras construcciones, abriremos el camino inicial hacia un receptor de calidad profesional.

Si pensamos en un artículo de uso doméstico y que sobra en cualquier taller de electrónica estamos hablando de teléfonos inalámbricos de 49Mhz. Los modelos que se hicieron populares en la primer década de este siglo se caracterizaron por utilizar una frecuencia que variaba entre 900Mhz y 1200Mhz, conjuntos de baterías de mayor capacidad (600mA/h), mayor alcance, menor interferencias desde y hacia otros servicios, mayor privacidad, mayor disponibilidad de canales de comunicación que el propio teléfono seleccionba en forma automática y muchas ventajas más. Los primitivos y pioneros teléfonos de 49Mhz y (con suerte) 2 canales que podían ser seleccionados mediante una llave selectora, pasaron a engrosar el cementerio de plaquetas de cualquier taller de electrónica.

Las placas de viejos teléfonos inalámbricos abundan en muchos talleres

Como dijimos antes, los modelos más “elaborados” poseían dos frecuencias (dos canales) que eran generados, como en todos los casos, por cristales piezoeléctricos acoplados a osciladores de corto alcance. Tanto la “base” de los equipos como los handies, o el teléfono móvil propiamente dicho, emitían y recibían en frecuencias distintas para lograr el funcionamiento “full – dúplex” (ida y vuelta, hablar y escuchar al mismo tiempo). La base transmitía en 49Mhz y el equipo móvil lo hacía en 46Mhz. Por lo tanto, la parte que transmitía en 49Mhz, recibía en 46Mhz y viceversa. Nunca existió una norma que pudiera determinar una constante en esta distribución. Cada fabricante seleccionaba para sus bases y sus equipos móviles las frecuencias más convenientes a su línea de diseño. Un duplexor conectado a la única antena que poseían los equipos completaba el diseño y permitía el funcionamiento, como mencionamos antes, “full – dúplex

El duplexor es un conjunto de componentes pasivos que permite transmitir y recibir señales con una antena única

Un porcentaje muy elevado de estos teléfonos trajeron como medio de enlace circuitos integrados que incluyen en un encapsulado único, sistemas de radio muy interesantes de utilizar para experimentación y que serán el eje de nuestro trabajo de hoy. Como mencionamos en el sumario, los circuitos integrados MC3361 y MC3371 fueron los preferidos por los fabricantes. Otros, utilizaron el MC3362 que en su momento fue considerado uno de los mejores sistemas para construir receptores de aficionados gracias a que facilitaba el control de frecuencia mediante circuitos PLL agregados al IC receptor. Sin embargo, para nuestro objetivo, carece de un bloque funcional esencial: un indicador de intensidad de señal recibida RSSI, o una salida para indicador S-Meter.

Elementos útiles encontrados en viejas placas de teléfonos

Comentario de investigador: A pesar que todos los textos, hojas de datos del fabricante y sitios web que pregonan la utilización del MC3362 mencionando una salida RSSI útil, las múltoiples experiencias realizadas por mí demuestran lo contrario. El MC3362 posee un indicador de emisora sintonizada, es decir, que el circuito está recibiendo señal útil y lo presenta en uno de sus pines como una variación de tensión (que además es útil para activar los circuitos de squelch) pero su desempeño está muy lejos de ser un circuito de la calidad, facilidad de uso y aplicación como permite obtener el MC3371. Este IC posee una salida que expresa la intensidad de la señal recibida en una escala lineal muy útil y por supuesto, ideal para nuestros propósitos.

Relación entre la señal recibida (RF INPUT) y la indicación del S-Meter (RSSI OUT)

Nuestro circuito de doble conversión
Si observamos de manera minuciosa el circuito propuesto observaremos que encontramos dos componentes casi idénticos según las hojas de datos: el MC3361 y el MC3371. Sin embargo, te dejamos al final del artículo las hojas de datos de ambos componentes para que puedas apreciar la diferencia entre uno y otro y de ese modo comprender que no puedes reemplazar uno a otro, a pesar de ser casi idénticos entre sí. Otro de los detalles que encontrarás es que del primer IC (MC3361) sólo utilizamos la etapa de entrada de RF hasta el mezclador, el oscilador local y la salida de frecuencia intermedia hacia un filtro cerámico de 10,7Mhz SFE (Si no comprendes la terminología empleada te invitamos a leer el artículo anterior que habla de receptores superheterodinos).

Allí, en lugar del MC3361, podríamos haber utilizado componentes discretos tales como transistores y circuitos sintonizados, pero la complejidad del montaje se hubiera elevado demasiado. Además, también pudimos utilizar un NE602/612 o cualquier célula de Gilbert, pero la intención es siempre utilizar lo que tenemos a mano intentando gastar el menor dinero posible. Quizás tengas muchos teléfonos inalámbricos abandonados en tu hogar y si no los tienes es muy probable que amigos o tíos tuyos puedan facilitarte algunos de estos cacharros (si no los han tirado ya). Cuando las baterías de estos equipos se tornaban defectuosas, la gente solía comprar equipos nuevos debido a su bajo costo. Si no estás comprendido dentro de este grupo de personas, puedes visitar cualquier taller de servicio técnico de electrónica que allí pueden “taparte” de aparatos abandonados por los clientes. Hubo una época en que resultaba más económico comprar un teléfono nuevo que reemplazarle las baterías. (Muchos argentinos pueden confirmar este dato)

Circuito propuesto para el receptor de doble conversión

En el circuito presentado y propuesto, vemos en un sector destacado (arriba a la izquierda) la entrada “de antena”, que en realidad será una entrada de FI (frecuencia intermedia) en futuras aplicaciones, pero para lo que hoy vamos a mostrarles será una entrada de antena ya que el montaje realizado, y que verás en uno de los videos, utiliza sólo estas etapas para trabajar. Con una intensidad de señal suficiente, no es necesario agregarle etapas previas de amplificación al MC3361 y a este beneficio lo aprovecharemos en esta parte del montaje (estudia la hoja de datos para conocer la sensibilidad de este IC). Entonces, luego de la entrada de antena encontramos los circuitos integrados: un MC3361, un MC3371 y un LM386 como amplificador final de audio. El MC3371 actúa como receptor de simple conversión y con un oscilador local fijo en 10,245Mhz. Esta frecuencia está fijada por un cristal y no te presentará mayores inconvenientes constructivos. Puedes ver en el circuito que con algunos capacitores y unos pocos componentes, el receptor comienza a ser funcional.

Placa armada con sus componentes principales

Por tratarse de un sistema experimental y que es la base para futuras aplicaciones, no incluiremos en esta etapa un circuito activo de silenciador (squelch). Los pocos componentes complejos que se utilizan en el sistema son los filtros cerámicos de 10,7Mhz SFE, de 455Khz (CFU), la bobina de cuadratura (detector de FM) y los cristales empleados. El resto de los materiales son capacitores, resistencias, bobinas, y un parlante para el audio. Pasando ahora al circuito realizado y ensayado, podemos decir que comenzamos a introducirnos de lleno en el funcionamiento del receptor. Como dijimos antes, para este segundo circuito integrado utilizaremos un cristal de 10,245Mhz. Este valor sumado a los 455Khz del canal de FI (frecuencia intermedia) del propio IC resultará en una “demanda” de entrada de señal de frecuencia igual a 10,7Mhz. Este es un concepto que debe quedar claro: a la etapa comprendida por el MC3371 ingresaremos con una señal de 10,7Mhz. Para que ingrese sólo esta frecuencia, hemos colocado entre ambos integrados un filtro cerámico SFE de 10,7Mhz de frecuencia pasante lo que nos garantiza que sólo frecuencias cercanas a este valor (+/- 50Khz) lleguen al MC3371. Como indicador RSSI, un sencillo multímetro a aguja es la solución ideal para esta etapa de montaje.

El circuito impreso del receptor

En el oscilador local del MC3361 utilizado para el primer mezclador (mixer) tampoco hemos utilizado un sistema de sintonía variable. Para hacer funcionar a este oscilador local hemos utilizado los cristales que se encuentran en cualquier placa de un reproductor de discos compactos (CD) (quizás la tuya no traiga este cristal pero el 99,99% restante lo trae). La frecuencia de resonancia de este cristal es de 16,933Mhz. Haciendo funcionar al oscilador local del MC3361, para obtener a la salida una frecuencia resultante de 10,7Mhz (recuerda que el filtro entre IC’s sólo dejará pasar esa frecuencia), a la “entrada de antena” del MC3361 (respetando los conceptos utilizados hasta ahora) debe ingresarle una frecuencia = 16,933Mhz + 10,7Mhz, es decir 27,633Mhz. Esta frecuencia pertenece a la banda de 11 metros de aficionados a la radio. Transmitiendo en FM en esta frecuencia, podremos escuchar y ensayar nuestro circuito tal como te mostramos en este video:

Por supuesto que no todo el mundo posee un transmisor de 27Mhz, ni placas controladoras de equipos con CD para obtener cristales de 16,933Mhz, ni teléfonos inalámbricos disponibles al “canibalismo electrónico” que le sobren en el hogar. Lo importante que debes considerar es que las soluciones “menos difíciles” son las que te mostramos. Si el objetivo no fuese intentar construir los montajes con materiales que cualquiera pueda obtener estaríamos dejando afuera de la “diversión” a mucha gente y no es lo que queremos. Si no los tienes, puedes conseguirlos con entusiasmo y esmero. ¿No tienes un conocido que sea aficionado a la radio? ¿No tienes un conocido que se dedique a reparar cacharros electrónicos? Si no conoces a nadie que se dedique a lo antes mencionado, lo tuyo es la filosofía y las letras amigo, sin dudas. Bromas aparte, podemos agregar que la mayoría de las tiendas de electrónica traen los materiales que más “salida” tienen entre los consumidores y es probable que algunos materiales sean complicados de obtener, pero no tengas dudas que con tenacidad y ganas de lograrlo, los componentes aparecen siempre. Te dejamos otro video de muestra para que comiences a ver hacia donde iremos en el próximo paso de montaje:

Resumen

  • Primer Oscilador Local = 16,933Mhz. 
  • Segundo Oscilador Local = 10,245Mhz    

Resultado: Receptor de banda angosta (NFM) (Narrow) para la frecuencia de 27,633Mhz de doble conversión con indicador de intensidad de señal.

Como sabemos que no es de todos los días encontrar todos los elementos que intervienen en este montaje, tendrás tiempo suficiente para recolectar y acopiar todo lo que haga falta hasta que avancemos a las instancias finales de este “montaje del año”. Además, te invitamos a que, si tienes la fortuna de disponer de un equipo de transmisión de banda continua ensayes otros valores de cristales en el primer oscilador local para comparar los rendimientos de los componentes asociados al cristal, en función de los cambios de frecuencia de trabajo. Como dato final e importante, cuando desarmes los teléfonos inalámbricos, no descartes ningún cristal de frecuencia comprendida entre los 35Mhz y los 48Mhz. Consérvalos a todos. (Quizás sean útiles en el futuro… más pistas no puedo dar). Disfruta de este montaje, comienza a comprender lo que significa “doble conversión”, asócialo al Receptor NeoTeo y prepárate para el final de esta serie que será emocionante.

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  • Pic-Codelic Trance

    Orale excelente nota, lastima que no tengo de esos teléfonos (ni quiera llego a tener teléfono en mi casa jejeje), pero tengo conocidos y a lo mejor y tengan que ya no sirvan para deshuesar…..

    y asociarlo con el receptor multibanda…
    Mmm… imagino que podría ser una especie de transmisor-receptor(full-duplex) que chance y nosotros podremos elegir a que frecuencia transmitir…

    digo no? ademas estoy pasando de rápido y ya no e da tiempo de leer todo…
    regreso en la noche y leo con calma..

    ah y me falto decir: Primero

    • Mario Sacco

      Hola Pic-Codelic!

      Seguro que conseguirás viejos teléfonos inalámbricos de 49Mhz.
      Mucha gente tenía de esos cacharros. Hasta conocí familias que tenían 2 y hasta 3 aparatos en distintas dependencias de la casa.

      Respecto a relacionarlo con el Receptor NeoTeo: Imagínate que un receptor de doble conversión puede ser el reemplazo ideal al que utilizamos con el TDA7000 ! :))

      Quizás sea otra cosa el "montaje del año" …. no lo sé! 😉

      Saludos!
      Mario

  • Yesbond

    Hola Mario:

    Es algo que resulta muy interesante el hecho de jugar con la radio, que bueno que nos enseñes esto. Muy pero muy bueno, me ha gustado muchisimo y es algo que no vamos a dejar pasar.

    Y bueno lo que dices es muy cierto, los aficionados a la electronica tenemos de todo en guardado, y efectivamente yo tengo 2 telefonos inhalambricos a la espera de un proyecto, y bueno aparecio el super heterodino, y tengo 3 reproductores de vhs, que puedo usar asi que mano a la obra.

    Muchas gracias, estupendo articulo. (A la espera del proximo :).)

    Sauldos desde Colombia

    • Mario Sacco

      Hola amigo Yesbond!

      Me alegro que tengas materiales disponibles para buscar componentes y aprovecharlos!
      Lo importante, además de los IC es la bobina de cuadratura, el filtro de 455Khz y el cristal de 10,7Mhz. Eso viene en cada unidad. Un conjunto en la base y otro conjunto en el handie.
      Tendrás abundante material para trabajar y experimentar! :))

      Saludos amigo!
      Mario

    • Kniffe

      Salamero jejeje

  • Nixon

    Sr. Mario.
    Realmente no tengo experticia en estos temas pero basta leer para inspirarse y hasta sentirse como listo para emprender el proyecto. Gracias por su trabajo y por el deseo compartir estos temas haciendolo en lenguaje llano y sin muchos tecnicismos. Como le dije voy a buscarme ayuda, ya que soy un aficionado neofito pero un gran amigo conocedor de estos temas puede darme una mano los fines de semana.
    Muchos éxitos y estaré siguiendolo.

    • Mario Sacco

      Hola Nixon!

      Siempre leo tus comentarios respetuosos y me agrada que los textos que escribo puedan despertar interés. Esa es una de las cosas que trato siempre de hacer. Transmitir mi entusiasmo y "contagiarlo" a los demás. 🙂

      Además, haces mención de otra cosa que siempre trato de evitar. Los tecnicismos agobiantes y las fórmulas interminables que terminan espantando a cualquiera.
      A la Electrónica hay que hacerla fácil.
      No es fácil, pero es nuestro deber transformarla en algo fácil, sencillo y por sobre todo que entusiasme a la gente.

      Me alegra mucho que estés cómodo con las explicaciones y si algo no comprendes, no dudes en consultarme amigo!

      Gracias por estar siempre en los artículos.
      Saludos cordiales!
      Mario

  • falke

    Hola amigo Mario,

    Ya estoy empezando a buscar los insumos para este proyecto. Mi receptor con el TDA7000 funciona excelente.

    Muchos Saludos.

  • hec

    muy bueno . una pregunta ,si consigues los componentes desoldandolos de las placas y despues de montarlo no cumple su funcion o los mhz no son correctos como sabes si los cristales estan estropeados antes de montarlos y cuales pueden ser las causas para que fallen o esten rotos ? muchas gracias.

    • Mario Sacco

      Hola!

      Por lo general los cristales no presentan fallas, es decir, no se "rompen". La forma de romperlos o que se rompan es que los tires contra el piso y se partan o astillen internamente.

      El otro problema que puede presentar un cristal es que no sea "exacto" en la frecuencia de resonancia. En el caso del cristal de 10,245, tienes 2 para intercambiar por si uno te falla. Uno en la base y otro en el aparato móvil. Por lo general (y mi experiencia construyendo receptores) es raro que esos cristales fallen.

      Pasando al cristal de entrada de 16,933Mhz puedo decirte que son muy exactos. Los rangos de captura de los PLL dentro de los sistemas de discos compactos son algo estrechos por lo que los cristales siempre deben ajustarse a tolerancias muy bajas. Con ese tampoco deberías tener problemas.

      El resto es parte de la experimentación y de los ensayos del trabajo. Nadie nunca está seguro de nada. Por ejemplo: ¿cómo sé que al comenzar a trabajar no me vá a dar un golpe eléctrico algún componente y moriré sobre la mesa de trabajo? ¿comprendes?

      Si todo lo que te he dicho no te convence, hay probadores digitales de cristales que te indican la frecuencia de resonancia del mismo en un LCD y por muy poco dinero. :))

      Saludos cordiales!
      Mario

  • Kaito

    Wenass Mario!!

    Una duda, cree que se podria hacer algo con un Diodo de Germanio respecto al Receptor de Doble….

  • eb3cml

    Voy a proponer realizarlo en mi club… a ver si animamos también a los mas jovenes en nuestro hobby….

    Tnx LU6DPP. 73 de EB3CML

  • rub850

    Hola mario,soy un seguidor de tus articulos y quiero felicitarte por la calidad y lo sencillo de los mismos,ansioso espero la concresion de este nuevo proyecto que con seguridad sera un complemento del anterior receptor multibanda.te comento que ya arme el receptor con el tda7000,funciona de maravillas y hoy logre poner en funcionamiento el conjunto completo
    (receptor fm,fuente,sintonizador y el circuito de control)al pareser todo funciona bien,aun todo en prueva,tuve algunos problemas con la gravacion del pic y las conecciones del display,solucionados esos inconvenientes salio andando.faltan conecciones del mute,squelch ,usb.lo que no comprendo que son las conecciones (icsp).te agradeceria comentes algo al respecto.muchas gracias un abrazo RUB850

  • jukinch

    Rub850: El conector icsp se utiliza para grabar el programa en el pic directamente en el circuito sin tener que sacarlo de la placa. Por dicho conector el programador que utilices grabará el programa. Acá podés ver como se utiliza http://www.sitionica.com.ar/icsp.htm
    Saludos.
    Jukinch

    • rub850

      jukinch:muchas gracias por el dato,no lo tenia(yo le puse zocalo al pic)saludos rub850.

  • Mrf

    hola mario.

    Soy de Brasil estoy usando traductor de google!

    otimo diseño!

    ¿Puedo sustituir la mc3371 MC3361, y este receptor capaz de sintonizar con sintonizador de TV si utilizo 45.7 MHz con receptor de Neo Teo?

    gracias

    • falke

      Hola Mrf

      El integrado MC3361 ( de montaje superficial o SMD ) también lo puedes encontrar en el receptor de los mouse y teclado inalámbricos que trabajan por radiofrecuencia. También están los filtros de 455Khz y cristales de 26.59 y 26.69 Mhz. Solamente te faltaría encontrar el MC3371.

      Saludos

  • churrerin

    Estoy trabajando en el analizador de espectro, y respecto a esta parte de RF tengo una cuestión sobre la señal RSSI obtenida.

    Según el gráfico, se puede alcanzar una corriente máxima de 60uA, multiplicado por 68Khom son unos 4V. Yo estoy obteniendo unos niveles máximos de 2.5V con canales de FM comercial ¿Es esto correcto, o deberia llegar más alto?

  • Jose

    Cual es el valor de la bobina de cuadratura?

  • Anónimo

    donde puedo bajar el pcb del receptor

  • rolando

    hola soy rolando y quisiera saber que circuito integrado puedo utilisal por el mc34063a

  • ariel

    Buenas Noches, les consulto sobre el RECEPTOR DE DODLE CONVERCION DE FM, que utiliza MC3361 y MC3371, donde concigo o descargo el esquema del PCB, o tengo que armarlo yo detras del diagrama electrico adjunto en ese proyecto.
    Atte. Ariel

  • Óscar García

    Hola! Las imágenes y planos están caídos…hay alguna posibilidad de que me los envíen?