sábado, 15 de mayo de 2010

Receptores de doble convesión vs simple conversión

En esta oportunidad intento transcribir al español un artículo que encontre del fabricante de receptores RC Peter Breg, donde plantea las ventajas de los receptores de simple conversión contra los de doble conversión. Si bien entra en muchos detalles técnicos, es importante también para comprender las interferencias que sufrimos en los campos de vuelo. Dejo los links de los artículos originales.

http://www.bergent.net/SC-DC.pdf
http://www.bergent.net/

En algunos párrafos me tome el atrevimiento de hacer algunas observaciones y explayar un poco mas en algunos detalles para un mejor entendimiento del problema.


Se ha escrito mucho sobre el rendimiento de los receptores de Doble Conversión (DC Rx) y los de Simple Conversión (SC Rx).

En general se supone que todos los receprotes DC Rx son mejores que los SC Rx, este error proviene del hecho de que este tipo de recptores son utilizados en modelos económicos, de bajo rendimiento, destinado a su uso en parques como jugetería. Sin embargo hay gente qeu tuvo muy buenas experiencias y otros que no tanto.

Los receptores SC Rx fueron diseñados con cuatro conceptos en mente: un alcance rezonable, tamaño pequeño, liviano y económico. Para alcanzar estos objetivos los receptores SC Rx se diseñan con un mínimo de componentes electrónicos.

Estos receptores funcionaran correctamente si se los utiliza para los fines que fueron creados, es decir, para controlar modelos en un corto rango en un día tranquilo sin muchos otros transmisores en la zona.

Esta tecnología simple y de bajo costo permitio insertar en el hobby a muchos nuevos entusiastas, los que al presentarse en campos de vuelo cargados de transmisores en diferentes canales comenzaron a tener problemas de interferencias causadas especialmente por:

Interferencia de canal adyasente
Supongamos que estan volando en el canal 50 y algien prende su transmisor en el canal 51. En Estados Unidos la separacion entre los canales es de 20 Khz. Como nada en este mundo es perfecto su receptor del canal 50 podrá "ver" algo de la energía radiada por el transmisor en canal 51. Si la calidad del filtro del receptor del canal 50 es buena podra eliminar las frecuencias adyasentes y no tendrá problemas. Los buenos filtros son generalmente caros y voluminosos, y no son justamente del tipo de receptores que encontramos dentro de la gama de SC Rx.

Interferencia de otras fuentes externas
Hace unos 25 años la FCC en EEUU asigno los canales que usamos hoy en dia con una separeación entre ellos de 20 Khz. Esto llevo a los fabricantes de equipos de RC a construir receptores con filtros de buena selectividad dentro de los 20 Khz y alto rechazo a las frecuencias externas al canal.

En el trancurso del tiempo la FCC permitió a otros equipos como beepers, señalizadores, etc operar en el mismo rango de frecuencias. Esto llevo a los ingenieros diseñadores de receptores a la búsqueda de mejores filtros capaces de tolerar las interferencias generadas por dispositivos externos.

Interferencia en el canal
Como resultado de una fuerte interferencia provocada por la tranmisión de un dispositivo externo, el receptor puede dejar de ver por completo la señal emitida por el transmisor. Como se imaginan esta no es una buena situación.

Interferencia por intermodulación de 3er orden.
La intermodulación de 3er orden se procuce por la mezcla de dos señales de RF (Radio Frecuencia) que no estan en su frecuencia de canal, para producir una terfer frecuencia que si lo estara. Esta mezcla se produce generalmente en la entrada de los receptores que por la calidad de sus componentes electrónicos trabajan en rangos no lineales.

Como ejemplo supongamos que estoy volando en el canal 50 (72.790 Mhz), y otras dos personas en canales 51 (72.810 Mhz) y 52 (72.830 Mhz) prenden sus transmisores. Mi receptor de mala calidad puede permitir el ingreso de los canales 51 y 52, produciendose como resultado de la mezcla de estos una frecuencia fantasma en 72.790 Mhz... justo mi canal!.

El calculo es simple, un segundo armonico del canal 51 sumado al primer armonico del canal 52, produce dos frecuencias fantasmas resultado de la suma y la diferencia de las señales

* 2 x 72.810 + 72.830 = 218.45 Mhz
* 2 x 72.810 - 72.830 = 72.790 Mhz Justo mi canal!

Sensibilidad y rango
Un receptor debe tener un rango acorde al uso que se le dará. Por ejemplo un receptor de un pequeño helicoptero esta diseñado para un alcance tal que permita al piloto su simple visualización, mientras que un receptor para un velero térmico esta pensado para rangos de alcance muchos mas amplios. Estos ultimos se los conoce como "Full range".

Estos "Full Range" receptores estan diseñados para operar con seguridad ahun cuando las cosas salen mal, por ejemplo bajo nivel de baterias, interferencias o problemas en la antena, permitiendo el control confiable en circunstancias adversas de nuestro modelo RC.

Imagen de frecuencia
Tanto los receptores DC Rx como los SC Rx utilizan técnicas para llegar a la frecuencia intermedia (455 khz) para luego hacer la amplificación y posterior demodulación.
Los receptores DC Rx realizan esta conversión en dos pasos mientras que los SC Rx lo hacen en un único paso de ahí sus respectivos nombres. El proceso de conversión se realiza mezclando dos frecuencias. Por un lado la frecuencia del transmisor capatada por la antena del receptor, y por otro lado la frecuencia generada por el cristal propio del receptor. En la salida del mezclador se encuentran dos frecuencias correspondientes a la suma y a la diferencia de las frecuencias de entrada.

De esta forma supongamos que transmito en el canal 50 (72.790 Mhz) para poder recibir esta señal con un receptor de conversión simple (SC Rx) en 0.455 Mhz (455 Mhz), la frecuencia del cristal del receptor deberá ser de 73.245 Mhz, de forma que

73.245 - 72.790 = 0.455 (Mhz)

Que pasa si tenemos presente en la antena una señal en 73.700 Mhz?
73.700 - 73.245 = 0.455 Mhz!!!

De esta forma mi receptor vera de la misma forma la señal de mi canal 50 (72.790 Mhz) que la frecuencia paracita en 73.700 Mhz. Ambas señales presentes en la antena producen la misma frecuencia intermedia (0.455Mhz) como resultado de la mezcla con la señal del cristal local del receptor SC.

Diagrama esquemático de un Receptor SC


Con un receptor de conversión doble (DC Rx) sucede los mismo, a diferencia que se usan dos etapas de mezcla para llegar a la frecuencia intermedia. En una primera etapa se obtiene una frecuencia de 10.7 Mhz para despues en una segunda mezcla llegar a los 0.455 Mhz necesarios para la demodulación de la señal.

En un receprot DC Rx, se realiza un filtrado de las frecuencias imágen luego de la primera etapa de mezcla, entrando a la segunda una señal mucho mas pura. Aca es necesario que el filtro sea de buena calidad, manteniendo sus cualidades para su correco funcionamiento. Un corrimiento en la frecuencia de trabajo del filtro puede hacer que no entre señal a la segunda etapa de mezclado.

Diagrama esquemático de un Receptor DC

Estas características no hacen a los receptores DC Rx ni malos ni bueno, lo mismo que con los SC Rx.


Ventajas de los receprotes de Doble Conversión
- Fuerte rechazo a las frecuencias imágen, cosa importante hace 25 años atrás, pero que la calidad de los filtros electrónicos de hoy en dia permite tener el mismo resultado con receptores SC

Ventajas de los receprotes de Simple Conversión
- Menos partes, mas liviano, pequeño y económico
- El uso de un único cristal

No hay comentarios:

Publicar un comentario en la entrada

Related Posts Plugin for WordPress, Blogger...