Examen para radioaficionado
Parte primera
Conocimientos de electricidad y radioelectricidad
1. Teoría de la electricidad, electromagnetismo y radio.
1.1 Conductividad: Conductores, semiconductores y aislantes. Intensidad, voltaje, resistencia y potencia, eléctricas. Unidades: amperio, voltio, ohmio, vatio. Ley de Ohm. Leyes de Kirchhoff. Energía eléctrica. Capacidad de una batería (amperio/hora).
Conductividad: Esta propiedad de los materiales determina su facilidad para conducir la corriente eléctrica.
Conductores: Materiales como los metales (cobre, aluminio) que permiten el flujo de electrones con poca oposición.
Semiconductores: Materiales con conductividad intermedia, como el silicio y el germanio. Su conductividad puede modificarse mediante dopaje, lo que los hace fundamentales en la electrónica.
Aislantes: Materiales que ofrecen una alta resistencia al flujo de electrones, como el plástico, la goma y el vidrio.
Intensidad (I): Cantidad de carga eléctrica que fluye por un conductor en una unidad de tiempo. Se mide en amperios (A).
Voltaje (V): Diferencia de potencial eléctrico entre dos puntos de un circuito. Se mide en voltios (V). El voltaje es la fuerza que impulsa a los electrones a moverse.
Resistencia (R): Oposición que ofrece un material al paso de la corriente eléctrica. Se mide en ohmios (Ω).
Potencia (P): Tasa a la que se realiza trabajo eléctrico. Se mide en vatios (W). Se calcula como el producto del voltaje por la intensidad: P = V * I.
Ley de Ohm: Relaciona el voltaje, la corriente y la resistencia en un circuito: V = I * R. Es una ley fundamental en el análisis de circuitos eléctricos.
Leyes de Kirchhoff:
Ley de las corrientes de Kirchhoff: La suma algebraica de las corrientes que entran en un nodo es igual a la suma algebraica de las corrientes que salen.
Ley de las tensiones de Kirchhoff: La suma algebraica de las tensiones en una malla cerrada de un circuito es igual a cero.
Energía eléctrica: Capacidad de realizar trabajo. Se mide en julios (J) y está relacionada con la potencia y el tiempo.
Capacidad de una batería (Ah): Indica la cantidad de carga eléctrica que puede suministrar una batería durante una hora.
1.2 Fuentes de alimentación, conceptos básicos: Fuerza electromotriz, diferencia de potencial, corriente de cortocircuito, resistencia interna y tensión en los terminales. Conexión de fuentes de tensión en serie y en paralelo.
Fuerza electromotriz (fem):
Es la energía que una fuente de alimentación suministra por unidad de carga.
Se representa con la letra ε y se mide en voltios (V).
Representa la "presión" que empuja a los electrones a través de un circuito.
Diferencia de potencial:
Es la diferencia de energía potencial eléctrica entre dos puntos de un circuito.
También se mide en voltios (V).
Es la causa de que fluya la corriente eléctrica.
Corriente de cortocircuito:
Es la corriente máxima que puede suministrar una fuente de alimentación cuando sus terminales se conectan directamente (cortocircuito).
Puede dañar la fuente de alimentación y otros componentes del circuito.
Resistencia interna:
Es la resistencia eléctrica interna de una fuente de alimentación.
Limita la corriente de cortocircuito y afecta la tensión en los terminales cuando se extrae corriente.
Tensión en los terminales:
Es el voltaje que se mide entre los terminales de una fuente de alimentación cuando se conecta una carga.
Disminuye a medida que aumenta la corriente que se extrae debido a la caída de tensión en la resistencia interna.
Conexión de Fuentes de Tensión
En serie:
Las fuentes se conectan una a continuación de la otra, con el terminal positivo de una conectado al terminal negativo de la siguiente.
La tensión total es la suma de las tensiones individuales.
La corriente es la misma en todas las fuentes.
En paralelo:
Los terminales positivos de todas las fuentes se conectan entre sí, y los terminales negativos también.
La tensión total es igual a la tensión de una sola fuente.
La corriente total es la suma de las corrientes individuales de cada fuente.
1.3 Campo eléctrico: Intensidad del campo eléctrico. El voltio/metro. Aislamiento de los campos eléctricos.
¿Qué es un campo eléctrico?
Imagina que colocas una carga eléctrica en un punto del espacio. Esa carga crea una perturbación en el espacio a su alrededor, generando una región donde otras cargas eléctricas experimentarán una fuerza. Esa región se conoce como campo eléctrico. Es decir, el campo eléctrico es una región del espacio en la que una carga eléctrica experimenta una fuerza.
Intensidad del campo eléctrico:
Es una magnitud vectorial que representa la fuerza eléctrica que experimenta una carga de prueba situada en un punto del campo.
Se mide en voltios por metro (V/m).
La dirección del campo eléctrico es la misma que la fuerza que experimentaría una carga positiva situada en ese punto.
El voltio/metro:
Es la unidad de medida de la intensidad del campo eléctrico.
Representa la fuerza eléctrica que experimenta una carga de 1 culombio cuando se coloca en un punto donde el potencial eléctrico aumenta en 1 voltio por cada metro de desplazamiento.
Aislamiento de los campos eléctricos:
Los campos eléctricos pueden ser aislados o confinados utilizando materiales aislantes.
Los materiales aislantes tienen una baja permitividad eléctrica, lo que dificulta la propagación de las líneas de campo eléctrico a través de ellos.
Ejemplos de materiales aislantes: plástico, vidrio, cerámica.
1.4 Campo magnético: Campo magnético en las proximidades de un conductor con corriente. Aislamiento de los campos magnéticos.
¿Qué es un campo magnético?
Al igual que el campo eléctrico, el campo magnético es una región del espacio en la que una partícula cargada en movimiento experimenta una fuerza. Sin embargo, a diferencia del campo eléctrico, el campo magnético está asociado al movimiento de cargas eléctricas, es decir, a las corrientes eléctricas.
Campo magnético en las proximidades de un conductor con corriente:
Ley de Biot-Savart: Esta ley nos permite calcular la intensidad y dirección del campo magnético generado por un conductor rectilíneo por el que circula una corriente eléctrica. La intensidad del campo magnético es directamente proporcional a la intensidad de la corriente y disminuye inversamente proporcional a la distancia al conductor.
Regla de la mano derecha: Esta regla nos permite determinar el sentido del campo magnético alrededor de un conductor rectilíneo. Si envolvemos el conductor con la mano derecha de forma que el pulgar apunte en la dirección de la corriente, los dedos curvados indicarán el sentido de las líneas de campo magnético.
Aislamiento de los campos magnéticos:
Materiales ferromagnéticos: Materiales como el hierro, el níquel y el cobalto concentran las líneas de campo magnético en su interior, formando imanes permanentes o electroimanes.
Materiales diamagnéticos: Estos materiales generan campos magnéticos inducidos que se oponen al campo magnético aplicado, por lo que tienden a repelerlo.
Materiales paramagnéticos: Estos materiales se magnetizan débilmente en presencia de un campo magnético externo.
Blindaje magnético: Se utiliza para proteger equipos electrónicos sensibles a los campos magnéticos. Se realiza mediante el uso de materiales de alta permeabilidad magnética, como el hierro, que desvían las líneas de campo magnético lejos de la zona a proteger.
1.5 Campo electromagnético: Ondas de radio como ondas electromagnéticas. Velocidad de propagación y su relación con la frecuencia y la longitud de onda. Polarización.
¿Qué es un campo electromagnético?
Un campo electromagnético es una combinación de un campo eléctrico y un campo magnético que varían en el tiempo y en el espacio. Estos campos están estrechamente relacionados y se generan mutuamente. Cuando una carga eléctrica se acelera, produce un campo eléctrico y un campo magnético que se propagan a través del espacio en forma de onda.
Ondas de radio como ondas electromagnéticas:
Las ondas de radio son un tipo de onda electromagnética. Se generan al hacer oscilar una corriente eléctrica en una antena. Esta corriente oscilante produce un campo eléctrico y un campo magnético perpendiculares entre sí y a la dirección de propagación de la onda.
Velocidad de propagación, frecuencia y longitud de onda:
Velocidad de propagación: En el vacío, todas las ondas electromagnéticas, incluidas las ondas de radio, se propagan a la velocidad de la luz.
Frecuencia: La frecuencia de una onda de radio es el número de oscilaciones completas que realiza el campo eléctrico o magnético por segundo. Se mide en hercios (Hz).
Longitud de onda: La longitud de onda es la distancia entre dos crestas o dos valles consecutivos de la onda. Está relacionada con la frecuencia y la velocidad de propagación mediante la fórmula:
Longitud de onda (λ) = Velocidad de propagación (c) / Frecuencia (f)
Polarización:
La polarización de una onda electromagnética se refiere a la orientación del vector del campo eléctrico en un plano perpendicular a la dirección de propagación. Las ondas de radio pueden ser polarizadas linealmente (el campo eléctrico oscila en una dirección fija), circularmente (el extremo del vector del campo eléctrico traza un círculo) o elípticamente (el extremo del vector del campo eléctrico traza una elipse).
1.6 Señales sinusoidales: Representación gráfica en el tiempo. Valores instantáneo, máximo, eficaz y medio. Período y frecuencia. El hercio. Diferencia de fase.
¿Qué es una señal sinusoidal?
Una señal sinusoidal es una onda que oscila siguiendo una función seno o coseno. Es la forma de onda más básica y común en la naturaleza y en los sistemas eléctricos. Su forma suave y repetitiva la hace ideal para modelar muchos fenómenos físicos, como el sonido, la luz y, por supuesto, las señales de radio.
Representación Gráfica en el Tiempo
Una señal sinusoidal se representa gráficamente como una curva que oscila hacia arriba y hacia abajo alrededor de un eje horizontal (generalmente el eje del tiempo). Los parámetros clave que describen una señal sinusoidal son:
Amplitud (A): Es la desviación máxima de la onda desde su valor medio. Representa el valor máximo o pico de la señal.
Período (T): Es el tiempo que tarda la onda en completar un ciclo completo. Se mide en segundos.
Frecuencia (f): Es el número de ciclos por segundo. Se mide en hercios (Hz). La frecuencia y el período están relacionados por la fórmula: f = 1/T.
Fase (φ): Representa el desplazamiento horizontal de la onda con respecto a una onda sinusoidal de referencia. Se mide en radianes o grados.
Valores Importantes de una Señal Sinusoidal
Valor instantáneo: Es el valor de la señal en un instante de tiempo específico.
Valor máximo: Es el valor más alto que alcanza la señal en un ciclo. Coincide con la amplitud.
Valor mínimo: Es el valor más bajo que alcanza la señal en un ciclo. Es el negativo de la amplitud.
Valor eficaz (RMS): Es el valor de corriente alterna que produce la misma potencia que una corriente continua de igual valor. Se calcula como la raíz cuadrada de la media de los cuadrados de los valores instantáneos en un ciclo. Es aproximadamente 0.707 veces el valor máximo.
Valor medio: Es el promedio de todos los valores instantáneos en un ciclo. Para una onda sinusoidal pura, el valor medio es cero.
El Hercio
El hercio (Hz) es la unidad de medida de la frecuencia. Un hercio equivale a un ciclo por segundo. Por ejemplo, una señal de radio FM de 100 MHz tiene una frecuencia de 100 millones de ciclos por segundo.
Diferencia de Fase
La diferencia de fase entre dos señales sinusoidales de la misma frecuencia indica cuánto están desplazadas en el tiempo una respecto a la otra. Se mide en radianes o grados. Una diferencia de fase de 180 grados significa que las señales están en oposición de fase.
1.7 Señales no sinusoidales: Señal de audio. Ondas cuadradas. Representación gráfica en el tiempo. Componente continua, señal fundamental y sus armónicos. Ruido, ruido térmico, ruido de banda, densidad de potencia de ruido, potencia de ruido en el ancho de banda del receptor.
Introducción
Si bien las señales sinusoidales son fundamentales en electrónica, muchas señales que encontramos en la vida real no son tan "perfectas". Las señales no sinusoidales presentan formas de onda más complejas y pueden contener múltiples frecuencias.
Señal de Audio
Un excelente ejemplo de señal no sinusoidal es la señal de audio. El sonido que producimos al hablar o cantar, la música, etc., son todas señales no sinusoidales. Estas señales contienen una amplia gama de frecuencias, cada una contribuyendo a la riqueza y complejidad del sonido.
Ondas Cuadradas
Una onda cuadrada es una señal no sinusoidal que alterna entre dos niveles de voltaje o corriente de manera abrupta. Se utiliza comúnmente en circuitos digitales y de conmutación.
Representación Gráfica en el Tiempo
La representación gráfica de una señal no sinusoidal en el tiempo muestra su forma de onda característica. A diferencia de la onda sinusoidal, que tiene una forma suave y repetitiva, las señales no sinusoidales pueden tener formas más irregulares y complejas.
Componente Continua, Señal Fundamental y Armónicos
Componente continua: Es el valor promedio de la señal en un período. Representa la parte de la señal que no varía con el tiempo.
Señal fundamental: Es la componente sinusoidal de menor frecuencia en una señal periódica.
Armónicos: Son las componentes sinusoidales cuyas frecuencias son múltiplos enteros de la frecuencia de la señal fundamental.
Ruido
El ruido es una señal no deseada que se superpone a la señal útil y puede degradar su calidad.
Ruido térmico: Se produce debido al movimiento aleatorio de los electrones en un conductor y aumenta con la temperatura.
Ruido de banda: Es el ruido que se encuentra dentro de un determinado ancho de banda de frecuencia.
Densidad de potencia de ruido: Es la potencia de ruido por unidad de ancho de banda.
Potencia de ruido en el ancho de banda del receptor: Es la potencia total de ruido que se encuentra dentro del ancho de banda del receptor.
1.8 Señales moduladas: Modulación por onda continua (CW). Modulación en amplitud: Diversos tipos. Bandas laterales. Porcentaje de modulación. Anchura de banda. Sobremodulación y modo de evitarla. Emisiones en doble banda lateral y en banda lateral única. Modulación en fase, y en frecuencia. Desviación de frecuencia e índice de modulación. Portadora, bandas laterales y anchura de banda. Formas de onda de CW, AM, SSB Y FM y su representación gráfica. Espectro de CW, AM, SSB y su representación gráfica. Modulación digital: FSK, 2PSK, 4PSK y QAM, velocidad binaria, velocidad de símbolo y anchura de banda. Detección y corrección de errores (CRC y FEC).
Modulación por Onda Continua (CW)
Concepto: En CW, la portadora se enciende y apaga para formar códigos Morse. No hay variación en la amplitud o frecuencia de la portadora.
Ventajas: Alta eficiencia energética, fácil de generar y detectar.
Desventajas: Baja velocidad de transmisión, requiere un operador experimentado.
Modulación en Amplitud (AM)
Concepto: La amplitud de la portadora varía proporcionalmente a la señal moduladora.
Tipos:
AM convencional: Ambas bandas laterales y la portadora se transmiten.
Banda lateral única (SSB): Se suprime una de las bandas laterales y, a menudo, la portadora, ahorrando potencia y ancho de banda.
Banda lateral única con portadora suprimida (DSB-SC): Se suprimen ambas bandas laterales y la portadora. Requiere un sintonizador local en el receptor.
Porcentaje de modulación: Indica la profundidad de la modulación y se expresa como un porcentaje de la amplitud de la portadora.
Anchura de banda: El ancho de banda de una señal AM es aproximadamente el doble de la frecuencia más alta de la señal moduladora.
Sobremodulación: Ocurre cuando el porcentaje de modulación supera el 100%. Produce distorsión y puede interferir con otras señales.
Espectro AM: Muestra la portadora y las bandas laterales.
Modulación en Frecuencia (FM)
Concepto: La frecuencia de la portadora varía proporcionalmente a la señal moduladora.
Desviación de frecuencia: Es la máxima desviación de la frecuencia de la portadora respecto a su frecuencia central.
Índice de modulación: Relación entre la desviación de frecuencia máxima y la frecuencia más alta de la señal moduladora.
Anchura de banda: Depende de la desviación de frecuencia y la frecuencia más alta de la señal moduladora.
Espectro FM: Muestra la portadora y un número infinito de bandas laterales, aunque la potencia se concentra en las bandas laterales más cercanas a la portadora.
Modulación en Fase (PM)
Concepto: La fase de la portadora varía proporcionalmente a la señal moduladora.
Relación con FM: FM y PM están estrechamente relacionadas y, en muchos casos, son difíciles de distinguir.
Modulación Digital
FSK (Frequency Shift Keying): Se cambia la frecuencia de la portadora para representar los bits de datos.
PSK (Phase Shift Keying): Se cambia la fase de la portadora para representar los bits de datos. 2PSK y 4PSK son ejemplos comunes.
QAM (Quadrature Amplitude Modulation): Combina cambios en amplitud y fase para representar múltiples bits por símbolo.
Velocidad binaria: Número de bits transmitidos por segundo.
Velocidad de símbolo: Número de símbolos transmitidos por segundo.
Ancho de banda: Depende del tipo de modulación y de la velocidad de símbolo.
Detección y Corrección de Errores
CRC (Cyclic Redundancy Check): Un código de detección de errores que permite detectar errores en la transmisión de datos.
FEC (Forward Error Correction): Técnicas que permiten corregir errores en la recepción de datos sin solicitar una retransmisión.
1.9 Potencia y energía: Potencia de las señales sinusoidales. Relaciones de potencia expresadas en decibelios (dB). Relación entre potencia de entrada y potencia de salida, en decibelios (dB), de amplificadores y/o atenuadores conectados en serie. Adaptación y máxima transferencia de potencia. Relación entre las potencias de entrada y salida y el rendimiento. Potencia en la cresta de la envolvente (p.c.e).
Potencia de las Señales Sinusoidales
La potencia en una señal sinusoidal representa la tasa a la que se transfiere energía. Para una señal sinusoidal de voltaje eficaz V y resistencia R, la potencia P se calcula como:
P = V² / R
Relaciones de Potencia Expresadas en Decibelios (dB)
El decibelio (dB) es una unidad logarítmica utilizada para expresar relaciones de potencia.
Ventajas de usar dB:
Amplio rango de valores: Permite expresar tanto grandes como pequeñas diferencias de potencia.
Facilita cálculos en sistemas en cascada (suma de ganancias en dB).
Relación Entre Potencia de Entrada y Salida en Amplificadores y Atenuadores
Ganancia: Expresa la relación entre la potencia de salida y la potencia de entrada de un amplificador. Se expresa en dB.
Pérdida: Expresa la atenuación de la señal al pasar por un dispositivo. También se expresa en dB, pero con un valor negativo.
Adaptación y Máxima Transferencia de Potencia
La adaptación de impedancias se refiere a ajustar la impedancia de carga a la impedancia de salida de una fuente para maximizar la transferencia de potencia. Cuando las impedancias están adaptadas, se logra la máxima transferencia de potencia de la fuente a la carga.
Relación Entre Potencias de Entrada y Salida y el Rendimiento
El rendimiento (o eficiencia) de un dispositivo se define como la relación entre la potencia de salida útil y la potencia de entrada total. Se expresa como un porcentaje.
Potencia en la Cresta de la Envolvente (PCE)
La PCE es la potencia máxima instantánea que se alcanza en una señal modulada, como en AM. Es importante para evaluar la capacidad de un amplificador de manejar picos de potencia sin distorsión.
1.10 Procesado digital de señales (DSP): Muestreo y cuantificación. Mínima frecuencia de muestreo (Frecuencia de Nyquist). Filtrado antisolapamiento y de reconstrucción. Conversión analógica-digital (A/D) y digital-analógica (D/A).
El Procesado Digital de Señales (DSP) es una rama de la ingeniería eléctrica que se ocupa de la manipulación de señales digitales. Esto implica convertir señales analógicas (continuas en tiempo y amplitud) en señales digitales (discretas en tiempo y amplitud), procesarlas digitalmente y, si es necesario, convertirlas nuevamente a señales analógicas.
Muestreo y Cuantificación
Muestreo: Consiste en tomar muestras de una señal analógica a intervalos regulares de tiempo. La frecuencia de muestreo determina cuántas muestras se toman por segundo.
Cuantificación: Es el proceso de asignar a cada muestra un valor digital de un conjunto finito de niveles. Esto implica una aproximación, introduciendo un error de cuantificación.
Mínima Frecuencia de Muestreo (Frecuencia de Nyquist)
El Teorema de muestreo de Nyquist-Shannon establece que para poder reconstruir completamente una señal analógica a partir de sus muestras, la frecuencia de muestreo debe ser al menos el doble de la frecuencia más alta presente en la señal original. Esta frecuencia mínima se conoce como frecuencia de Nyquist. Si no se cumple este requisito, se produce un fenómeno conocido como aliasing, donde las frecuencias altas se "doblan" y aparecen como frecuencias bajas en la señal muestreada.
Filtrado Antisolapamiento y de Reconstrucción
Filtro antisolapamiento: Antes de muestrear una señal analógica, se utiliza un filtro de paso bajo para eliminar las componentes de frecuencia superiores a la mitad de la frecuencia de muestreo. Esto evita el aliasing.
Filtro de reconstrucción: Después de la conversión digital-analógica, se utiliza un filtro de paso bajo para eliminar las componentes de frecuencia altas introducidas por el proceso de muestreo y reconstruir la señal analógica original.
Conversión Analógica-Digital (A/D) y Digital-Analógica (D/A)
Conversión A/D: Proceso mediante el cual una señal analógica se convierte en una señal digital. Implica muestreo y cuantificación.
Conversión D/A: Proceso inverso, donde una señal digital se convierte en una señal analógica. Se realiza mediante un circuito que genera una señal analógica a partir de los valores digitales.
Componentes de un Sistema de Conversión A/D
Filtro antisolapamiento: Elimina las frecuencias altas para evitar el aliasing.
Muestreador: Toma muestras de la señal analógica a intervalos regulares.
Cuantificador: Asigna a cada muestra un valor digital.
Codificador: Convierte los valores digitales en un código binario.
Componentes de un Sistema de Conversión D/A
Decodificador: Convierte el código binario en valores digitales.
Interpolador: Genera una señal analógica a partir de los valores digitales.
Filtro de reconstrucción: Elimina las componentes de alta frecuencia introducidas por el proceso de interpolación.
2. Componentes.
2.1 Resistencias: Diversos tipos. Código de colores. Característica de corriente/tensión. Disipación de potencia. Coeficientes de temperatura positivo y negativo (PTC y NTC).
¿Qué es una resistencia?
Una resistencia es un componente electrónico pasivo que se opone al flujo de corriente eléctrica en un circuito. Esta oposición se mide en ohmios (Ω).
Tipos de resistencias y sus características:
Resistencias de carbón compuesto: Son las más comunes y económicas. Se fabrican depositando una capa de carbón sobre un núcleo cerámico.
Resistencias de película metálica: Ofrecen mayor precisión y estabilidad que las de carbón. Se fabrican depositando una película metálica sobre un sustrato cerámico.
Resistencias de alambre bobinado: Se utilizan para altas potencias y valores de resistencia elevados. Constan de un alambre resistivo enrollado sobre un núcleo cerámico.
Resistencias variables (potenciómetros y trimmers): Permiten ajustar el valor de la resistencia de forma manual.
Termistores: Su resistencia varía con la temperatura. Pueden ser PTC (coeficiente de temperatura positivo) o NTC (coeficiente de temperatura negativo).
Varistores: Su resistencia varía en función del voltaje aplicado. Se utilizan para protección contra sobretensiones.
Código de colores
Para identificar el valor óhmico de una resistencia, se utiliza un código de colores estándar. Cada color representa un número o un multiplicador. La tolerancia, que indica el margen de error del valor, se representa con un color adicional.
Característica corriente-tensión
La relación entre la corriente que circula por una resistencia y la tensión aplicada se describe por la Ley de Ohm:
V = I * R
Donde:
V: tensión en voltios
I: corriente en amperios
R: resistencia en ohmios
Disipación de potencia
Cuando una corriente eléctrica circula por una resistencia, se produce calor debido a la disipación de potencia.
Coeficientes de temperatura
PTC (Positive Temperature Coefficient): La resistencia aumenta al aumentar la temperatura. Se utilizan en circuitos de protección contra sobrecorriente.
NTC (Negative Temperature Coefficient): La resistencia disminuye al aumentar la temperatura. Se utilizan en sensores de temperatura y circuitos de arranque suave.
2.2 Condensadores: Capacidad. El faradio. Relación entre la capacidad, las dimensiones y el dieléctrico. Reactancia capacitiva. Relación de fase entre la tensión y la corriente. Características de los condensadores fijos y variables: aire, mica, plástico, cerámicos y electrolíticos. Coeficiente de temperatura. Corriente de fuga.
¿Qué es un condensador?
Un condensador es un componente electrónico pasivo capaz de almacenar energía eléctrica en un campo eléctrico. Está compuesto por dos placas conductoras separadas por un material aislante llamado dieléctrico.
Capacidad
La capacidad de un condensador (C) es una medida de su habilidad para almacenar carga eléctrica. Se mide en faradios (F), aunque debido a que el faradio es una unidad muy grande, se utilizan submúltiplos como microfaradios (µF), nanofaradios (nF) y picofaradios (pF).
Factores que afectan la capacidad
Área de las placas: A mayor área, mayor capacidad.
Distancia entre las placas: A menor distancia, mayor capacidad.
Permitividad del dieléctrico: El dieléctrico determina la capacidad de almacenar carga eléctrica. Un dieléctrico con mayor permitividad aumenta la capacidad.
Reactancia capacitiva
La reactancia capacitiva (Xc) es la oposición que ofrece un condensador al paso de la corriente alterna. A diferencia de la resistencia, la reactancia capacitiva varía con la frecuencia de la señal:
Xc = 1 / (2πfC)
Donde:
Xc: Reactancia capacitiva en ohmios
f: Frecuencia en hertz
C: Capacitancia en faradios
Relación de fase entre tensión y corriente
En un circuito puramente capacitivo, la corriente se adelanta 90 grados respecto a la tensión. Esto significa que la corriente alcanza su máximo valor un cuarto de ciclo antes que la tensión.
Tipos de condensadores y sus características
Condensadores de aire: Utilizados en circuitos de alta frecuencia, ofrecen baja pérdida pero tienen una capacidad limitada.
Condensadores de mica: Ofrecen alta estabilidad y baja pérdida, pero son más caros que los de cerámica.
Condensadores de plástico: Son económicos y se utilizan en una amplia gama de aplicaciones.
Condensadores cerámicos: Ofrecen una amplia variedad de capacidades y voltajes.
Condensadores electrolíticos: Tienen una alta capacidad por unidad de volumen, pero tienen polaridad y una mayor corriente de fuga.
Coeficiente de temperatura
El coeficiente de temperatura indica cómo varía la capacidad de un condensador con la temperatura. Algunos condensadores tienen un coeficiente de temperatura positivo, lo que significa que su capacidad aumenta con la temperatura, mientras que otros tienen un coeficiente de temperatura negativo.
Corriente de fuga
La corriente de fuga es una pequeña corriente que fluye a través del dieléctrico de un condensador. Esta corriente puede causar una descarga lenta del condensador y puede ser un problema en circuitos de alta impedancia.
2.3 Bobinas: Autoinducción. El henrio. Efecto del número de espiras, diámetro, longitud y material del núcleo en la inductancia. Reactancia. Relación de fase entre tensión y corriente. Factor Q. Efecto pelicular. Pérdidas en el material conductor.
¿Qué es una bobina?
Una bobina es un componente electrónico pasivo formado por un conductor eléctrico enrollado sobre sí mismo, creando una espiral. Este componente tiene la propiedad de generar un campo magnético cuando circula corriente eléctrica a través de él, y de oponerse a los cambios en la intensidad de esa corriente.
Autoinducción
La autoinducción es la propiedad de una bobina de generar una fuerza electromotriz (fem) inducida que se opone a cualquier cambio en la corriente que la atraviesa. Esta fem inducida se debe a la variación del flujo magnético que atraviesa la propia bobina.
El henrio
El henrio (H) es la unidad de inductancia en el Sistema Internacional de Unidades. Un inductor tiene una inductancia de un henrio cuando una variación de la corriente de un ampere por segundo produce una fem de un voltio.
Factores que afectan la inductancia
Número de espiras: A mayor número de espiras, mayor inductancia.
Área de la sección transversal: A mayor área, mayor inductancia.
Longitud de la bobina: A mayor longitud, menor inductancia.
Permeabilidad del núcleo: Un núcleo de material ferromagnético (como hierro o ferrita) aumenta considerablemente la inductancia, ya que concentra el campo magnético.
Reactancia inductiva
La reactancia inductiva (XL) es la oposición que ofrece una bobina al paso de la corriente alterna. Al igual que la reactancia capacitiva, la reactancia inductiva varía con la frecuencia de la señal:
XL = 2πfL
Donde:
XL: Reactancia inductiva en ohmios
f: Frecuencia en hertz
L: Inductancia en henrios
Relación de fase entre tensión y corriente
En un circuito puramente inductivo, la tensión se adelanta 90 grados respecto a la corriente. Esto significa que la tensión alcanza su máximo valor un cuarto de ciclo antes que la corriente.
Factor Q
El factor Q de una bobina es una medida de su calidad. Representa la relación entre la energía almacenada en el campo magnético y la energía disipada en forma de calor por las pérdidas en el núcleo y el conductor. Un valor de Q alto indica una bobina de alta calidad con bajas pérdidas.
Efecto pelicular
El efecto pelicular es un fenómeno que ocurre a altas frecuencias, donde la corriente tiende a concentrarse en la superficie del conductor en lugar de distribuirse uniformemente por toda su sección. Esto aumenta la resistencia efectiva del conductor y reduce el factor Q de la bobina.
Pérdidas en el material conductor
Las pérdidas en el material conductor de una bobina se deben a la resistencia eléctrica del conductor y al efecto pelicular. Estas pérdidas se manifiestan como calor y reducen la eficiencia de la bobina.
2.4 Transformadores, aplicaciones y usos: El transformador ideal (Pprim = Psec). Relaciones entre número de espiras y tensiones, corrientes e impedancias en primario y secundario.
¿Qué es un transformador?
Un transformador es un dispositivo eléctrico estático que transfiere energía eléctrica de un circuito a otro mediante el fenómeno de inducción electromagnética. Se utiliza principalmente para aumentar o disminuir el voltaje de una corriente alterna.
El transformador ideal
Un transformador ideal es un modelo teórico que asume que no hay pérdidas de energía en el proceso de transformación. En este modelo ideal, la potencia en el devanado primario (Pprim) es igual a la potencia en el devanado secundario (Psec):
Pprim = Psec
Relación entre número de espiras y tensiones, corrientes e impedancias
La relación entre las tensiones en el primario y el secundario de un transformador es directamente proporcional al número de espiras de cada devanado:
Vp / Vs = Np / Ns
Donde:
Vp: Tensión en el primario
Vs: Tensión en el secundario
Np: Número de espiras en el primario
Ns: Número de espiras en el secundario
De manera similar, la relación entre las corrientes en el primario y el secundario es inversamente proporcional al número de espiras:
Ip / Is = Ns / Np
La impedancia vista desde el primario (Zp) es igual a la impedancia del secundario (Zs) multiplicada por el cuadrado de la relación de transformación:
Zp = (Np / Ns)² * Zs
2.5 Diodos: Uso y aplicaciones de los diodos. Rectificadores, diodos ZENER, LED y VARICAP. Tensión inversa y corriente de fuga.
¿Qué es un diodo?
Un diodo es un componente electrónico pasivo de dos terminales que permite el paso de la corriente eléctrica principalmente en una dirección, actuando como un interruptor unidireccional. Esta propiedad se debe a la unión PN que forma su estructura interna.
Aplicaciones de los diodos
Rectificación: Los diodos se utilizan principalmente para convertir corriente alterna (CA) en corriente continua (CC), un proceso esencial en la mayoría de los dispositivos electrónicos.
Protección contra polaridad inversa: Los diodos protegen componentes sensibles de la polaridad inversa de una fuente de alimentación.
Limitación de corriente: Los diodos pueden limitar la corriente que fluye a través de un circuito.
Detección: Los diodos se utilizan en circuitos detectores para extraer la señal de audio de una señal portadora en radiofrecuencia.
Modulación: Los diodos se utilizan en circuitos moduladores para combinar señales de audio y radiofrecuencia.
Tipos de diodos y sus aplicaciones
Diodos rectificadores: Son los más comunes y se utilizan principalmente para rectificar la corriente alterna.
Diodos Zener: Mantienen una tensión constante en sus terminales cuando se polarizan en inversa. Se utilizan como referencias de tensión y para proteger circuitos contra sobretensiones.
LED (Diodo emisor de luz): Convierte la energía eléctrica en luz visible. Se utilizan en pantallas, indicadores y como fuentes de luz.
Varicap: La capacidad de un varicap varía con la tensión aplicada. Se utilizan en circuitos de sintonización de radiofrecuencia.
Tensión inversa y corriente de fuga
Tensión inversa: Es la tensión aplicada en sentido contrario a la polarización directa. Si esta tensión supera un cierto valor (tensión de ruptura), el diodo se destruye.
Corriente de fuga: Es una pequeña corriente que fluye a través del diodo cuando se polariza en inversa. Aunque es muy pequeña, puede ser significativa en algunos circuitos.
2.6 Transistores: Transistores bipolares. Factor de amplificación. Transistores de efecto campo. Configuración de transistores: emisor (fuente) común, base (puerta) común, colector (drenador) común, impedancias de entrada y salida y métodos de polarización.
¿Qué es un transistor?
Un transistor es un dispositivo semiconductor que actúa como un amplificador de corriente o voltaje, y también puede funcionar como un interruptor electrónico. Es el componente fundamental de la electrónica moderna y se encuentra en prácticamente todos los dispositivos electrónicos.
Transistores bipolares
Los transistores bipolares (BJT) son dispositivos de tres capas semiconductoras, típicamente tipo PNP o NPN. Funcionan controlando el flujo de corriente entre dos de sus terminales (colector y emisor) mediante una pequeña corriente en el tercer terminal (base).
Factor de amplificación (β): Es la relación entre la corriente de colector y la corriente de base. Representa la capacidad del transistor de amplificar una señal débil.
Transistores de efecto de campo (FET)
Los FET controlan el flujo de corriente entre dos terminales (drenador y fuente) mediante un voltaje aplicado a un tercer terminal (puerta). A diferencia de los BJT, los FET son dispositivos controlados por voltaje, no por corriente.
Configuraciones de transistores
Las diferentes configuraciones de los transistores (tanto BJT como FET) determinan sus características de entrada y salida, como la ganancia, la impedancia y la relación de fase. Las configuraciones más comunes son:
Emisor común (BJT) / Fuente común (FET): Es la configuración más utilizada, ofrece una alta ganancia de corriente y una impedancia de entrada moderada.
Base común (BJT) / Puerta común (FET): Ofrece una alta impedancia de entrada y una baja impedancia de salida.
Colector común (BJT) / Drenador común (FET): Ofrece una baja impedancia de salida y se utiliza como seguidor de voltaje.
Impedancias de entrada y salida
Impedancia de entrada: Es la oposición que ofrece el transistor a la corriente de entrada.
Impedancia de salida: Es la oposición que ofrece el transistor a la corriente de salida.
Métodos de polarización
La polarización de un transistor consiste en establecer un punto de operación quiescente (punto Q) en la curva característica del transistor. Los métodos de polarización más comunes son:
Polarización por resistencia: Se utilizan resistencias para establecer las corrientes de base y colector.
Polarización por división de tensión: Se utiliza un divisor de tensión para establecer la tensión de base.
Polarización por diodo: Se utiliza un diodo para estabilizar el punto Q.
2.7 Otros componentes: Válvulas: características elementales, tipos y aplicaciones más usuales. Válvulas en las etapas de potencia. Circuitos integrados. Circuitos digitales: generalidades.
Válvulas Termiónicas: Los Predecesores de los Transistores
Las válvulas termiónicas, o tubos de vacío, fueron los primeros dispositivos electrónicos capaces de amplificar señales eléctricas. Aunque han sido en gran medida reemplazadas por transistores y circuitos integrados, siguen siendo utilizadas en algunas aplicaciones especializadas.
Características elementales: Las válvulas consisten en un cátodo (que emite electrones al calentarse), un ánodo (que recoge los electrones) y, a menudo, uno o más electrodos de control (rejillas) que modulan el flujo de electrones.
Tipos:
Diodos de vacío: Permiten el flujo de corriente en una sola dirección.
Triodos: Tienen tres electrodos (cátodo, ánodo y rejilla de control) y se utilizan como amplificadores.
Tetrodos y pentodos: Tienen más de tres electrodos y ofrecen características más complejas.
Aplicaciones:
Radio y televisión: Las válvulas fueron esenciales en los primeros receptores de radio y televisores.
Amplificadores de audio de alta potencia: Las válvulas de potencia ofrecen un sonido característico y se utilizan en equipos de audio de alta gama.
Osciladores: Se utilizan para generar señales sinusoidales de alta frecuencia.
Circuitos Integrados: Miles de Transistores en un Chip
Un circuito integrado (CI) es un componente electrónico que contiene cientos, miles o incluso millones de transistores y otros componentes electrónicos interconectados en un único chip de silicio.
Ventajas:
Miniaturización: Permiten construir dispositivos electrónicos más pequeños y portátiles.
Mayor fiabilidad: Al reducir el número de conexiones, se disminuye la probabilidad de fallos.
Costo reducido: La producción en masa de circuitos integrados reduce significativamente los costos.
Tipos:
Circuitos integrados digitales: Realizan operaciones lógicas y aritméticas. Se utilizan en microprocesadores, memorias y otros dispositivos digitales.
Circuitos integrados analógicos: Procesan señales analógicas, como amplificadores operacionales, convertidores analógico-digitales y digital-analógico.
¿Qué son los circuitos digitales?
Imagina que tienes un interruptor de la luz. Este interruptor solo tiene dos estados: encendido o apagado. Los circuitos digitales funcionan de manera similar, pero en lugar de usar electricidad para encender una luz, usan señales eléctricas para representar información. Estas señales pueden ser solo de dos tipos: un 0 (apagado) o un 1 (encendido).
¿Por qué usamos 0 y 1?
Usar solo dos valores (0 y 1) hace que los circuitos digitales sean muy simples y confiables. Este sistema de numeración se llama binario, y es la base de toda la computación. Con combinaciones de 0 y 1, podemos representar cualquier tipo de información, desde números hasta letras y hasta imágenes.
3. Circuitos.
3.1 Combinación de componentes: Circuitos en serie y paralelo de resistencias, bobinas, condensadores, transformadores y diodos. Corrientes, tensiones e impedancias en dichos circuitos. Comportamientos reales de resistencias, condensador y bobinas a altas frecuencias.
Cuando se combinan varios componentes electrónicos, como resistencias, bobinas y condensadores, en un circuito, su comportamiento depende de cómo estén conectados: en serie o en paralelo.
Circuitos en Serie
Características: Los componentes se conectan uno a continuación del otro, formando un único camino para la corriente.
Corriente: La corriente es la misma en todos los componentes.
Tensión: La tensión total es la suma de las tensiones en cada componente.
Resistencia total: La resistencia total (Rₜ) es la suma de todas las resistencias individuales.
Rₜ = R₁ + R₂ + R₃ + ...
Circuitos en Paralelo
Características: Los componentes están conectados en ramas separadas, con un punto común en cada extremo.
Tensión: La tensión es la misma en todos los componentes.
Corriente: La corriente total es la suma de las corrientes en cada rama.
Conductancia total: La conductancia total (Gₜ) es la suma de las conductancias individuales. La resistencia total se calcula como el inverso de la conductancia total.
1/Rₜ = 1/R₁ + 1/R₂ + 1/R₃ + ...
Comportamiento de Bobinas y Condensadores a Altas Frecuencias
Resistencias: A altas frecuencias, el comportamiento de una resistencia ideal no cambia significativamente.
Condensadores: A bajas frecuencias, un condensador actúa como un circuito abierto. A medida que aumenta la frecuencia, la reactancia capacitiva disminuye, permitiendo que pase más corriente. A frecuencias muy altas, un condensador se comporta como un cortocircuito.
Bobinas: A bajas frecuencias, una bobina actúa como un cortocircuito. A medida que aumenta la frecuencia, la reactancia inductiva aumenta, oponiéndose al flujo de corriente. A frecuencias muy altas, una bobina se comporta como un circuito abierto.
Comportamiento Real de Componentes
Los componentes reales presentan desviaciones respecto a su modelo ideal debido a factores como la temperatura, la frecuencia y los efectos parásitos.
Resistencias: Tienen una pequeña inductancia y capacitancia parásitas, que pueden afectar su comportamiento a altas frecuencias.
Condensadores: Presentan pérdidas dieléctricas y una resistencia en serie equivalente (ESR), lo que limita su capacidad para bloquear corrientes de alta frecuencia.
Bobinas: Tienen una resistencia óhmica y una capacitancia parásita, lo que limita su capacidad para almacenar energía magnética a altas frecuencias.
3.2 Filtros: Circuitos sintonizados en serie y paralelo: Impedancia, frecuencia de resonancia, factor de calidad de un circuito sintonizado. Ancho de banda. Filtros de paso bajo, paso alto, pasó de banda y rechazo de banda con elementos pasivos. Respuesta de frecuencia. Filtros en pi y en T. Filtros de cuarzo. Filtros digitales.
Los filtros son circuitos diseñados para permitir el paso de ciertas frecuencias y atenuar otras. Son fundamentales en electrónica, desde radios y televisores hasta sistemas de comunicación y equipos de audio.
Circuitos Sintonizados
Un circuito sintonizado, también conocido como circuito resonante, está compuesto por una bobina (inductor) y un condensador conectados en serie o en paralelo. La frecuencia a la que la reactancia inductiva y capacitiva se cancelan mutuamente se denomina frecuencia de resonancia.
Impedancia: En resonancia, la impedancia de un circuito sintonizado es mínima en serie y máxima en paralelo.
Frecuencia de resonancia (fr): Se calcula como: fr = 1 / (2π√LC), donde L es la inductancia y C la capacitancia.
Factor de calidad (Q): Mide la selectividad del circuito, es decir, qué tan estrecha es la banda de frecuencias que permite pasar. Un Q alto indica una banda estrecha.
Ancho de banda: Es el rango de frecuencias centrado en la frecuencia de resonancia que el filtro permite pasar.
Tipos de Filtros
Filtro de paso bajo: Permite el paso de frecuencias bajas y atenúa las altas.
Filtro de paso alto: Permite el paso de frecuencias altas y atenúa las bajas.
Filtro de paso de banda: Permite el paso de un rango de frecuencias centrado en la frecuencia de resonancia.
Filtro de rechazo de banda: Atenúa un rango de frecuencias centrado en la frecuencia de resonancia.
Configuraciones de Filtros
Filtros en pi: Utilizan dos componentes (por ejemplo, dos condensadores) en serie y uno en paralelo.
Filtros en T: Utilizan dos componentes en paralelo y uno en serie.
Filtros de Cuarzo
Los filtros de cuarzo utilizan cristales de cuarzo como elementos resonantes. Ofrecen una excelente estabilidad de frecuencia y un factor de calidad muy alto.
Filtros Digitales
Los filtros digitales se implementan mediante software en procesadores digitales de señal (DSP). Ofrecen una gran flexibilidad y pueden adaptarse fácilmente a diferentes aplicaciones.
Respuesta en Frecuencia
La respuesta en frecuencia de un filtro es una gráfica que muestra cómo el filtro atenúa o amplifica las diferentes frecuencias de entrada.
3.3 Fuentes de alimentación: Rectificadores de media onda, de onda completa y de puente de diodos. Circuitos de filtrado. Circuitos estabilizadores de tensión en fuentes de bajo voltaje. Fuentes de alimentación conmutadas, aislamiento y compatibilidad electromagnética.
Las fuentes de alimentación son circuitos electrónicos esenciales que convierten la corriente alterna (CA) de la red eléctrica en corriente continua (CC) con un voltaje y corriente adecuados para alimentar nuestros dispositivos electrónicos.
Rectificadores: El Primer Paso
Los rectificadores son circuitos que convierten la corriente alterna en pulsante. Los tipos más comunes son:
Rectificador de media onda: Utiliza un solo diodo para permitir el paso de una mitad del ciclo de la onda senoidal.
Rectificador de onda completa con toma intermedia: Utiliza dos diodos y un transformador con toma intermedia para rectificar ambas mitades del ciclo.
Rectificador de puente de diodos: Utiliza cuatro diodos para rectificar ambas mitades del ciclo sin necesidad de una toma intermedia en el transformador.
Circuitos de Filtrado
Los circuitos de filtrado se utilizan para suavizar la ondulación de la tensión rectificada, convirtiéndola en una tensión continua más estable. Los filtros más comunes son:
Filtro capacitivo: Utiliza un condensador para almacenar carga durante los picos de tensión y suministrarla durante los valles.
Filtro LC: Combina un inductor y un condensador para mejorar el filtrado y reducir la ondulación.
Circuitos Estabilizadores de Tensión
Los circuitos estabilizadores de tensión mantienen una tensión de salida constante a pesar de las variaciones en la tensión de entrada o la carga. Los reguladores de tensión más comunes son:
Reguladores lineales: Utilizan un transistor para mantener una tensión de salida constante. Son simples pero tienen una baja eficiencia.
Reguladores conmutados: Utilizan transistores que conmutan a alta frecuencia para controlar la tensión de salida. Son más eficientes pero más complejos.
Fuentes de Alimentación Conmutadas
Las fuentes de alimentación conmutadas son más eficientes que las lineales y se utilizan en la mayoría de los dispositivos electrónicos modernos. Funcionan convirtiendo la tensión de entrada en una frecuencia más alta, rectificándola, filtrándola y regulándola.
Ventajas:
Alta eficiencia
Tamaño reducido
Menor generación de calor
Desventajas:
Mayor complejidad
Potencial de generar interferencias electromagnéticas
Aislamiento y Compatibilidad Electromagnética (EMC)
Aislamiento: Es esencial para separar el circuito de entrada de la red eléctrica del circuito de salida que alimenta el dispositivo. Los transformadores son comúnmente utilizados para este propósito.
EMC: Las fuentes de alimentación deben cumplir con las normas de EMC para evitar interferir con otros dispositivos electrónicos y ser inmunes a las interferencias externas.
3.4 Amplificadores: Amplificadores de baja frecuencia y radiofrecuencia. Factor de amplificación, ganancia. Características de amplitud/frecuencia y ancho de banda. Polarización de los amplificadores, clases A, A/B, B y C. Armónicos y distorsión por intermodulación, sobrecarga de etapas amplificadoras.
¿Qué es un amplificador?
Imagina que tienes un altavoz muy bajito. Un amplificador es como un megáfono para ese altavoz. Toma una señal eléctrica pequeña (como la de tu teléfono) y la hace más grande, más fuerte, para que el altavoz pueda reproducir el sonido a un volumen más alto.
Amplificadores de baja frecuencia y radiofrecuencia
Baja frecuencia: Estos amplificadores se usan para amplificar señales de audio, como la música o la voz. Piensa en el amplificador de tu guitarra o el de un sistema de sonido.
Radiofrecuencia: Estos amplificadores trabajan con señales de radio, como las que usan tus dispositivos inalámbricos. Son más especializados y operan a frecuencias mucho más altas.
Factor de amplificación y ganancia
Factor de amplificación: Es la relación entre la señal de salida y la señal de entrada de un amplificador. Nos dice cuántas veces se amplifica la señal.
Ganancia: Es otra forma de expresar el factor de amplificación, pero suele expresarse en decibelios (dB).
Características de amplitud/frecuencia y ancho de banda
Características de amplitud/frecuencia: Muestra cómo un amplificador amplifica diferentes frecuencias. Un buen amplificador debe amplificar todas las frecuencias de manera uniforme.
Ancho de banda: Es el rango de frecuencias que un amplificador puede amplificar de manera efectiva.
Polarización de los amplificadores
La polarización determina cómo funciona un amplificador. Hay diferentes clases:
Clase A: Son muy lineales, pero no muy eficientes.
Clase A/B: Son un buen compromiso entre linealidad y eficiencia.
Clase B: Son más eficientes que los de clase A, pero pueden introducir cierta distorsión.
Clase C: Son muy eficientes, pero solo amplifican las partes más fuertes de la señal.
Armónicos y distorsión por intermodulación
Armónicos: Son frecuencias no deseadas que se producen como resultado de la no linealidad de un amplificador.
Distorsión por intermodulación: Ocurre cuando se amplifican dos o más señales a la vez y se generan nuevas frecuencias que no estaban presentes en las señales originales.
Sobrecarga de etapas amplificadoras
Si le damos a un amplificador una señal demasiado fuerte, se satura y produce distorsión. Esto se llama sobrecarga.
3.5 Detectores/demoduladores: Detectores de AM. El diodo como detector, el detector de envolvente. Detectores de producto y osciladores de batido. Detectores de CW y SSB. Demoduladores de FM. Detectores de pendiente. Discriminadores.
Los detectores o demoduladores son circuitos electrónicos diseñados para extraer la señal original (información) de una señal portadora modulada. En otras palabras, "desenvuelven" la señal para que pueda ser procesada por otros circuitos.
Detectores de AM (Amplitud Modulada)
La modulación de amplitud es una técnica en la que la amplitud de una onda portadora varía en proporción a la señal de información.
Diodo como detector: El diodo se utiliza para rectificar la señal modulada. La componente de alta frecuencia (portadora) es eliminada por un filtro, dejando solo la envolvente, que corresponde a la señal original.
Detector de envolvente: Es una versión más sofisticada del detector de diodo, que incluye un circuito de carga para mejorar la respuesta transitoria.
Detectores de producto y osciladores de batido: Estos detectores multiplican la señal modulada por una señal de referencia (oscilador local) de la misma frecuencia que la portadora. El resultado es una señal de baja frecuencia que contiene la información original.
Detectores de CW y SSB:
CW (Continuous Wave): Se utiliza para demodular señales de telegrafía, donde la información se codifica como cambios en la frecuencia de la portadora.
SSB (Single Sideband): Se utiliza para demodular señales de radioaficionados y comunicaciones profesionales, donde solo se transmite una banda lateral de la señal modulada.
Demoduladores de FM (Frecuencia Modulada)
La modulación de frecuencia es una técnica en la que la frecuencia de una onda portadora varía en proporción a la señal de información.
Detectores de pendiente: Estos detectores convierten las variaciones de frecuencia en variaciones de amplitud. Un circuito sintonizado se ajusta ligeramente por encima o por debajo de la frecuencia de la portadora. Las variaciones de frecuencia causan cambios en la amplitud de salida, que son proporcionales a la señal de información.
Discriminadores: Son una variante de los detectores de pendiente y ofrecen una mejor linealidad y respuesta transitoria.
Funcionamiento General de un Demodulador
Selección de la señal: Se selecciona la frecuencia de la portadora utilizando filtros.
Demodulación: Se extrae la señal de información de la portadora.
Filtrado: Se eliminan las componentes de alta frecuencia y el ruido.
Amplificación: La señal de información se amplifica para obtener el nivel deseado.
3.6 Osciladores: Realimentación, oscilación intencionada y no intencionada. Factores que afectan a la frecuencia, estabilidad de frecuencia y condiciones necesarias para la oscilación. Osciladores LC. Osciladores controlados a cristal y osciladores de sobretonos. Oscilador controlado por tensión (VCO). Ruido de fase.
Los osciladores son circuitos electrónicos que generan señales periódicas, como ondas sinusoidales, cuadradas o triangulares. Son fundamentales en una amplia variedad de aplicaciones, desde relojes y radios hasta sistemas de comunicación y equipos de medición.
Concepto de Realimentación
La realimentación es el proceso de tomar una porción de la salida de un amplificador y devolverla a la entrada. En un oscilador, la realimentación positiva hace que la señal se amplifique y se repita continuamente, creando una oscilación.
Oscilación Intencionada y No Intencionada
Oscilación intencionada: Es la generación deliberada de una señal oscilatoria mediante un circuito diseñado específicamente para ese propósito.
Oscilación no intencionada: Es una oscilación no deseada en un circuito, que puede causar mal funcionamiento.
Factores que Afectan a la Frecuencia y Estabilidad
Componentes: Los valores de los componentes (inductores, condensadores, resistencias) determinan la frecuencia de oscilación.
Temperatura: Los cambios de temperatura pueden afectar los valores de los componentes y, por lo tanto, la frecuencia.
Tensión de alimentación: Las variaciones en la tensión de alimentación pueden influir en la frecuencia de oscilación.
Envejecimiento de los componentes: Con el tiempo, los componentes pueden degradarse y cambiar sus valores, afectando la estabilidad de la frecuencia.
Condiciones Necesarias para la Oscilación
Ganancia suficiente: El amplificador debe proporcionar suficiente ganancia para compensar las pérdidas en el circuito de realimentación.
Desfase adecuado: La señal de realimentación debe tener un desfase de 0° o 360° con respecto a la señal de entrada para que se produzca una oscilación en fase.
Impedancia adecuada: La impedancia del circuito de realimentación debe ser compatible con la impedancia de salida del amplificador.
Tipos de Osciladores
Osciladores LC: Utilizan una combinación de inductores y condensadores para determinar la frecuencia de oscilación. Son muy utilizados en radios y equipos de comunicación.
Osciladores controlados por cristal: Utilizan un cristal de cuarzo como elemento resonante. Ofrecen una excelente estabilidad de frecuencia y se utilizan en relojes, osciladores de referencia y equipos de comunicación.
Osciladores de sobretonos: Generan una frecuencia de salida que es un múltiplo entero de la frecuencia fundamental de un circuito resonante.
Oscilador controlado por tensión (VCO): La frecuencia de oscilación puede ser controlada variando una tensión de control. Se utilizan en sintetizadores, sistemas de comunicación y equipos de medición.
Ruido de Fase
El ruido de fase es una medida de la pureza de una señal oscilatoria. Representa las desviaciones de la frecuencia instantánea de la señal ideal. Un bajo ruido de fase es importante en aplicaciones que requieren una alta estabilidad de frecuencia, como comunicaciones digitales y sistemas de radar.
3.7 Circuitos sintetizadores de frecuencia (PLL): Lazo de control con circuito de comparación de fase. Sintetizadores de frecuencia con divisor programable.
¿Qué es un PLL?
Un Bucle de Bloqueo de Fase (PLL, por sus siglas en inglés) es un circuito de retroalimentación que genera una señal de frecuencia precisa a partir de una señal de referencia. Es ampliamente utilizado en electrónica moderna para aplicaciones que requieren una alta estabilidad de frecuencia y la capacidad de generar una amplia gama de frecuencias.
Funcionamiento Básico
El PLL funciona comparando la fase de una señal de salida generada internamente con una señal de referencia. La diferencia de fase se utiliza para controlar un oscilador controlado por voltaje (VCO), ajustando su frecuencia hasta que ambas señales estén en fase.
Componentes clave de un PLL:
Oscilador controlado por voltaje (VCO): Genera una señal de frecuencia variable controlada por una tensión de control.
Divisor de frecuencia: Divide la frecuencia de salida del VCO para obtener una frecuencia más baja.
Comparador de fase: Compara la fase de la señal dividida con la señal de referencia.
Filtro de lazo: Filtra la señal de error del comparador de fase para reducir el ruido y mejorar la estabilidad.
Sintetizadores de Frecuencia con Divisor Programable
Los sintetizadores de frecuencia con divisor programable utilizan un PLL para generar una amplia gama de frecuencias a partir de una única frecuencia de referencia. El divisor de frecuencia en el PLL es programable, lo que permite seleccionar diferentes frecuencias de salida.
Ventajas de los sintetizadores de frecuencia PLL:
Alta precisión: Pueden generar frecuencias con una precisión muy alta.
Amplio rango de frecuencias: Pueden generar una amplia gama de frecuencias a partir de una única frecuencia de referencia.
Baja distorsión: La señal de salida tiene una baja distorsión.
Fácil de controlar: La frecuencia de salida puede ser controlada digitalmente.
3.8 Circuitos con procesadores digitales de señal (DSP): Filtros digitales (IIR y FIR). Osciladores por síntesis digital directa. Otros circuitos con procesadores digitales de señal.
Introducción a los DSP
Los Procesadores Digitales de Señal (DSP) son microprocesadores especializados en el procesamiento de señales digitales. A diferencia de los microprocesadores generales, los DSP están optimizados para realizar operaciones matemáticas a alta velocidad, como multiplicaciones y acumulaciones, que son fundamentales en el procesamiento de señales.
Filtros Digitales
Los filtros digitales son algoritmos implementados en un DSP para modificar el espectro de una señal digital. Se clasifican en dos tipos principales:
Filtros IIR (Infinite Impulse Response): Utilizan retroalimentación, lo que significa que la salida actual depende de las entradas actuales y pasadas. Son más eficientes en términos de cómputo, pero pueden ser inestables si no se diseñan correctamente.
Filtros FIR (Finite Impulse Response): No utilizan retroalimentación, por lo que la salida depende solo de las entradas actuales y pasadas. Son siempre estables y más fáciles de diseñar, pero suelen requerir más recursos computacionales.
Osciladores por Síntesis Digital Directa
La síntesis digital directa (DDS) es una técnica utilizada para generar señales sinusoidales de alta pureza a frecuencias arbitrarias. Un DDS consiste en una tabla de valores que representa una onda sinusoidal y un contador que selecciona los valores de la tabla a una tasa determinada. La frecuencia de salida se controla ajustando la velocidad del contador.
Otros Circuitos con DSP
Los DSP tienen una amplia gama de aplicaciones más allá de los filtros y los osciladores. Algunos ejemplos incluyen:
Moduladores y demoduladores: Se utilizan para convertir señales analógicas a digitales y viceversa, así como para implementar diferentes tipos de modulación digital.
Codificadores y decodificadores: Se utilizan para comprimir y descomprimir señales de audio y video.
Ecualizadores: Se utilizan para ajustar la respuesta en frecuencia de un sistema.
Detectores de señales: Se utilizan para detectar la presencia de una señal en el ruido.
Compensadores: Se utilizan para corregir distorsiones en un sistema.
4. Receptores.
4.1 Tipos de receptores: Receptores superheterodinos de simple y doble conversión. Receptores de conversión directa.
Introducción
Los receptores son dispositivos electrónicos fundamentales que captan señales electromagnéticas, las amplifican y extraen la información contenida en ellas. Son la base de una gran variedad de dispositivos, desde radios y televisores hasta sistemas de comunicación avanzados. En esta presentación nos centraremos en dos tipos principales de receptores: los superheterodinos y los de conversión directa.
Receptores Superheterodinos
Principio de funcionamiento:
La señal de radiofrecuencia (RF) recibida se mezcla con una señal proveniente de un oscilador local (OL).
Esta mezcla genera dos señales: una suma y una diferencia.
La señal de diferencia, conocida como frecuencia intermedia (FI), es filtrada y amplificada.
La FI es una frecuencia fija, lo que facilita el diseño de filtros y amplificadores.
Finalmente, la señal de FI se demodula para recuperar la señal original.
Ventajas:
Alta selectividad: Gracias a los filtros de FI, se pueden rechazar señales interferentes cercanas en frecuencia.
Alta ganancia: Los amplificadores de FI pueden proporcionar una gran ganancia sin introducir demasiada distorsión.
Versatilidad: Se pueden diseñar para cubrir un amplio rango de frecuencias.
Tipos:
Simple conversión: Emplea un solo proceso de mezcla y un único filtro de FI.
Doble conversión: Utiliza dos etapas de mezcla y dos filtros de FI, lo que permite una mayor flexibilidad y rechazo de imágenes.
Receptores de Conversión Directa
Principio de funcionamiento:
La señal de RF se mezcla directamente con la señal de un oscilador local.
El resultado de la mezcla se demodula directamente para recuperar la señal original.
Ventajas:
Simplicidad: Menor número de componentes.
Bajo costo: Al tener menos componentes, son más económicos de fabricar.
Desventajas:
Mayor susceptibilidad al ruido: El ruido local del oscilador puede afectar directamente la señal de salida.
Menor selectividad: Es más difícil rechazar señales interferentes.
4.2 Diagramas de bloques: Receptores de CW (A1A). Receptores de AM (A3E). Receptores de banda lateral única con portadora suprimida (J3E). Receptores de FM (F3E).
Entendiendo los Diagramas de Bloques
Un diagrama de bloques es una representación gráfica simplificada de un sistema, en este caso, un receptor de radio. Muestra los componentes principales y cómo se conectan entre sí para realizar una función específica. Cada bloque representa un circuito o un conjunto de circuitos que realizan una tarea particular.
Receptores de CW (A1A)
Señal de entrada: Onda continua modulada en amplitud por un código Morse.
Bloques principales:
Antena: Capta la señal de radiofrecuencia (RF).
Preamplificador de RF: Amplía la señal débil sin introducir mucho ruido.
Filtro de paso de banda: Selecciona la frecuencia de la señal deseada y elimina interferencias.
Amplificador de RF: Amplía aún más la señal.
Detector: Convierte la señal de RF en una señal de audio.
Amplificador de audio: Amplía la señal de audio para que pueda ser escuchada en un altavoz o auriculares.
Función: Los receptores de CW detectan la presencia o ausencia de una señal de RF para reproducir el código Morse.
Receptores de AM (A3E)
Señal de entrada: Onda portadora modulada en amplitud por una señal de audio.
Bloques principales:
Mismos que en CW, pero con algunas diferencias:
Detector: Utiliza un detector de envolvente para recuperar la señal de audio.
Filtro de paso bajo: Elimina las frecuencias por encima del rango de audio.
Función: Los receptores de AM recuperan la señal de audio original que moduló la portadora.
Receptores de Banda Lateral Única con Portadora Suprimida (J3E)
Señal de entrada: Solo una de las bandas laterales de la señal modulada.
Bloques principales:
Mismos que en AM, pero con algunas diferencias:
Oscilador local: Genera una frecuencia que se mezcla con la señal de entrada para producir una señal de frecuencia intermedia (FI).
Detector de producto: Multiplica la señal de FI con una señal de referencia para recuperar la señal de audio.
Función: Los receptores SSB ofrecen una mejor relación señal-ruido y permiten transmitir más información en un ancho de banda más estrecho.
Receptores de FM (F3E)
Señal de entrada: Onda portadora modulada en frecuencia por una señal de audio.
Bloques principales:
Mismos que en SSB, pero con algunas diferencias:
Detector de frecuencia: Convierte las variaciones de frecuencia de la señal de FI en variaciones de voltaje correspondientes a la señal de audio.
Función: Los receptores de FM son menos susceptibles al ruido y a las interferencias que los receptores AM.
4.3 Operación y funcionamiento de las siguientes etapas: Amplificador de radiofrecuencia. Osciladores (fijo y variable). Mezclador. Amplificador de frecuencia intermedia. Limitador. Detector. Oscilador de batido. Amplificador de baja frecuencia. Control automático de ganancia. Medidor de intensidad de señal. Silenciador.
Amplificador de Radiofrecuencia (RF)
Función: Amplificar la débil señal de RF captada por la antena antes de que se introduzca ruido adicional en etapas posteriores.
Operación: La señal de RF, que puede ser muy débil, se aplica a la entrada del amplificador. Este dispositivo aumenta la amplitud de la señal sin alterar significativamente su forma de onda.
Osciladores (Fijo y Variable)
Función: Generar una señal sinusoidal de frecuencia precisa, llamada señal local.
Operación:
Oscilador fijo: Genera una frecuencia específica, generalmente utilizada para sintonizar una banda determinada.
Oscilador variable: Permite ajustar su frecuencia dentro de un rango, lo que permite sintonizar diferentes estaciones.
Mezclador
Función: Combinar la señal de RF con la señal del oscilador local para producir una nueva señal de frecuencia intermedia (FI).
Operación: El mezclador realiza una multiplicación matemática de ambas señales. El resultado es la suma y la diferencia de las frecuencias de entrada. La diferencia, que es la FI, se selecciona mediante un filtro.
Amplificador de Frecuencia Intermedia (FI)
Función: Amplificar la señal de FI con alta ganancia y selectividad.
Operación: La señal de FI, que tiene una frecuencia fija y baja, se amplifica varias veces para mejorar la relación señal-ruido.
Limitador
Función: Eliminar las variaciones de amplitud de la señal de FI, manteniendo solo la información de fase.
Operación: El limitador satura la señal de FI, eliminando los picos y valles de amplitud.
Detector
Función: Recuperar la señal de audio original a partir de la señal de FI.
Operación: El tipo de detector depende del tipo de modulación (AM, FM, SSB). Por ejemplo:
Detector de envolvente: Para AM, detecta las variaciones de amplitud de la señal de FI.
Detector de frecuencia: Para FM, convierte las variaciones de frecuencia de la señal de FI en variaciones de voltaje.
Oscilador de Batido
Función: Generar una señal de referencia para el detector de producto en receptores SSB.
Operación: Su frecuencia se sintoniza para producir una señal de audio en la frecuencia deseada.
Amplificador de Baja Frecuencia (AF)
Función: Amplificar la señal de audio recuperada por el detector.
Operación: La señal de audio, que puede ser muy débil, se amplifica para poder ser escuchada en un altavoz o auriculares.
Control Automático de Ganancia (AGC)
Función: Mantener la salida del receptor a un nivel constante, independientemente de la fuerza de la señal de entrada.
Operación: El AGC ajusta automáticamente la ganancia de los amplificadores de RF y FI para compensar las variaciones en la fuerza de la señal.
Medidor de Intensidad de Señal (S-meter)
Función: Indicar la fuerza de la señal recibida.
Operación: El S-meter muestra la amplitud de la señal en una escala logarítmica.
Silenciador
Función: Silenciar el altavoz cuando no hay una señal suficientemente fuerte para evitar el ruido de fondo.
Operación: El silenciador compara la amplitud de la señal con un umbral y solo permite que la señal pase cuando supera ese umbral.
4.4 Características de los receptores (definiciones): Canal adyacente. Selectividad. Sensibilidad, ruido en el receptor y figura de ruido. Estabilidad. Frecuencia imagen. Desensibilización y bloqueo. Intermodulación, modulación cruzada.
Canal Adyacente
Se refiere a la frecuencia que se encuentra inmediatamente antes o después de la frecuencia a la que está sintonizado el receptor. La capacidad de un receptor para rechazar las señales de los canales adyacentes y seleccionar solo la deseada se conoce como selectividad.
Selectividad
Es la capacidad de un receptor para distinguir entre la señal deseada y las señales no deseadas que están cerca en frecuencia. Una buena selectividad permite al receptor sintonizar una estación en particular sin interferencias de otras estaciones cercanas.
Sensibilidad
La sensibilidad de un receptor es su capacidad para detectar señales débiles. Se mide en microvoltios y se define como la mínima señal de entrada necesaria para producir una señal de salida con una relación señal-ruido específica.
Ruido en el Receptor y Figura de Ruido
Ruido: Señales eléctricas aleatorias que degradan la calidad de la señal deseada. Pueden ser internas (generadas por los componentes del receptor) o externas (provenientes de fuentes externas).
Figura de ruido: Es una medida de la cantidad de ruido que un receptor añade a una señal. Una figura de ruido baja indica un receptor más silencioso.
Estabilidad
La estabilidad de un receptor se refiere a su capacidad para mantener una frecuencia de operación constante y resistir las variaciones de temperatura, voltaje y otras condiciones ambientales.
Frecuencia Imagen
Es una frecuencia espuria que puede causar interferencia en un receptor superheterodino. Se produce cuando una señal no deseada se mezcla con la señal del oscilador local para producir una frecuencia intermedia (FI) igual a la FI deseada.
Desensibilización y Bloqueo
Desensibilización: Ocurre cuando una señal fuerte fuera de la banda deseada reduce la sensibilidad del receptor a señales más débiles dentro de la banda.
Bloqueo: Es un caso extremo de desensibilización, donde una señal fuerte bloquea completamente la recepción de señales más débiles.
Intermodulación
Se produce cuando dos o más señales de diferentes frecuencias se combinan dentro de un receptor no lineal, generando nuevas frecuencias que pueden interferir con otras señales.
Modulación Cruzada
Ocurre cuando una señal fuerte modula una señal más débil, causando distorsión en la señal más débil.
5. Transmisores.
5.1 Tipos de transmisores: Transmisores con o sin conversión de frecuencia.
Un transmisor es un dispositivo electrónico que convierte una señal de audio o datos en una señal de radiofrecuencia (RF) que puede ser transmitida a través del espacio. Los transmisores se clasifican en diferentes tipos según diversos criterios, uno de los más importantes es si utilizan o no conversión de frecuencia.
Transmisores sin Conversión de Frecuencia
Características:
Sencillez: Su estructura es relativamente simple.
Baja potencia: Generalmente se utilizan para aplicaciones de baja potencia.
Limitaciones: Su rango de frecuencia de operación es limitado y su eficiencia puede ser baja.
Aplicaciones:
Transmisores de baja potencia: Como los utilizados en juguetes, controles remotos y algunos sistemas de comunicación de corto alcance.
Ejemplo:
Oscilador de cristal: Un oscilador de cristal genera una señal de RF de frecuencia fija que se modula directamente con la señal de audio o datos.
Transmisores con Conversión de Frecuencia
Características:
Flexibilidad: Permiten operar en una amplia gama de frecuencias.
Alta potencia: Pueden generar altas potencias de salida.
Complejidad: Su estructura es más compleja que los transmisores sin conversión.
Aplicaciones:
Transmisores de radiodifusión: Como los utilizados en radio y televisión.
Transmisores de comunicaciones: Para sistemas de radiocomunicación móvil, satélites, etc.
Funcionamiento:
Oscilador local: Genera una señal de RF de alta frecuencia.
Mezclador: Combina la señal de RF del oscilador local con la señal de RF de baja frecuencia que se desea transmitir.
Amplificador de potencia: Amplía la señal resultante a la potencia de salida deseada.
Filtro: Selecciona la frecuencia deseada y elimina las frecuencias espurias.
Ventajas de la Conversión de Frecuencia:
Mayor estabilidad: La frecuencia de la señal transmitida es menos susceptible a las variaciones de los componentes.
Mayor selectividad: Se pueden utilizar filtros más eficientes para seleccionar la frecuencia deseada.
Mayor eficiencia: Permite utilizar amplificadores de potencia de clase C, que son más eficientes.
5.2 Diagramas de bloques: Transmisores de onda continua (A1A). Transmisores de banda lateral única con portadora suprimida (J3E). Transmisores de FM (F3E)
Transmisores de Onda Continua (A1A)
Los transmisores A1A son los más simples. Emiten una señal sinusoidal pura, sin ninguna modulación. Su diagrama de bloques básico sería:
Oscilador: Genera la señal sinusoidal de frecuencia fija.
Amplificador de Potencia: Aumenta la amplitud de la señal para poder transmitirla a largas distancias.
Antena: Radiará la señal al espacio libre.
Transmisores de Banda Lateral Única con Portadora Suprimid (J3E)
Los transmisores J3E son más complejos. Aquí se modula una señal portadora con una señal de audio, pero se elimina una de las bandas laterales para ahorrar ancho de banda.
Micrófono: Convierte las ondas sonoras en una señal eléctrica.
Modulador de Banda Lateral Única: Combina la señal de audio con la portadora y elimina una banda lateral.
Filtro: Elimina cualquier componente no deseado.
Amplificador de Potencia: Aumenta la potencia de la señal.
Antena: Radia la señal.
Transmisores de FM (F3E)
Los transmisores FM modulan la frecuencia de una portadora en proporción a la amplitud de la señal de audio.
Micrófono: Convierte las ondas sonoras en una señal eléctrica.
Modulador de Frecuencia: Varía la frecuencia de la portadora según la señal de audio.
Amplificador de Potencia: Aumenta la potencia de la señal.
Antena: Radia la señal.
5.3 Operación y funcionamiento de las siguientes etapas: Mezclador. Oscilador. Preamplificador. Excitador. Multiplicador de frecuencia. Amplificador de potencia. Filtro de salida. Modulador de frecuencia. Modulador de banda lateral única. Modulador de fase. Filtros a cristal.
Introducción
Cada etapa de un transmisor cumple un papel específico en la generación y modificación de la señal para su posterior transmisión. A continuación, describiremos en detalle cada una de las etapas que mencionaste:
Etapas Clave en un Transmisor
1. Mezclador
Función: Combina dos señales de entrada (portadora y señal moduladora) para producir una señal de salida que contiene las frecuencias suma y diferencia de las señales de entrada.
Aplicación: Se utiliza en radiofrecuencia para generar nuevas frecuencias, cambiar la frecuencia de una señal o para implementar modulación heterodina.
2. Oscilador
Función: Genera una señal sinusoidal de frecuencia fija.
Tipos:
Osciladores de cristal: Muy estables en frecuencia, utilizados como referencia.
Osciladores de voltaje controlado (VCO): Su frecuencia puede ser variada mediante una tensión de control, utilizados en moduladores de frecuencia.
Aplicación: Proporciona la señal portadora en un transmisor.
3. Preamplificador
Función: Amplía la amplitud de una señal débil, mejorando la relación señal-ruido.
Aplicación: Se utiliza antes de etapas que requieren una señal de mayor nivel, como el mezclador o el modulador.
4. Excitador
Función: Genera una señal de radiofrecuencia de baja potencia con las características deseadas (frecuencia, modulación, etc.).
Aplicación: Alimenta al amplificador de potencia.
5. Multiplicador de Frecuencia
Función: Multiplica la frecuencia de una señal por un factor entero.
Aplicación: Se utiliza para generar frecuencias más altas a partir de una frecuencia de referencia.
6. Amplificador de Potencia
Función: Aumenta la potencia de la señal de radiofrecuencia para poder transmitirla a largas distancias.
Aplicación: Es la etapa final de un transmisor, entregando la potencia necesaria a la antena.
7. Filtro de Salida
Función: Elimina las frecuencias no deseadas y armonías generadas por el amplificador de potencia, asegurando una señal de salida limpia.
Aplicación: Protege a otros equipos y sistemas de interferencias.
8. Modulador de Frecuencia (FM)
Función: Varía la frecuencia de una portadora en proporción a la amplitud de la señal moduladora.
Aplicación: Se utiliza en radiodifusión FM y otros sistemas de comunicación.
9. Modulador de Banda Lateral Única (SSB)
Función: Combina una señal portadora con una señal moduladora y suprime una de las bandas laterales para ahorrar ancho de banda.
Aplicación: Se utiliza en comunicaciones de radioaficionados y sistemas de comunicación profesional.
10. Modulador de Fase
Función: Varía la fase de una portadora en proporción a la amplitud de la señal moduladora.
Aplicación: Se utiliza en sistemas de comunicación digital y en algunos tipos de radar.
11. Filtros a Cristal
Función: Filtran frecuencias muy específicas con una gran precisión.
Aplicación: Se utilizan como filtros selectivos en osciladores, mezcladores y otros circuitos de radiofrecuencia.
5.4 Características de los transmisores: Estabilidad de frecuencia. Ancho de banda de radiofrecuencia. Bandas laterales. Margen de audiofrecuencia. Efectos no lineales, armónicos y distorsión de intermodulación. Impedancia de salida. Potencia de salida. Rendimiento. Desviación de frecuencia. Índice de modulación. Emisiones no deseadas: emisiones no esenciales y emisiones fuera de banda. Radiación por estructura. Transceptores. Repetidores en VHF y UHF. Ubicación de repetidores.
Características Fundamentales
Las características de un transmisor determinan su calidad, alcance y aplicación. A continuación, se detallan las más importantes:
Estabilidad de frecuencia: Indica qué tan constante es la frecuencia de salida del transmisor a lo largo del tiempo y ante variaciones de temperatura, voltaje, etc. Una buena estabilidad es crucial para evitar interferencias con otros sistemas.
Ancho de banda de radiofrecuencia: Es el rango de frecuencias que ocupa la señal transmitida. Un ancho de banda mayor permite transmitir más información, pero también requiere más espacio en el espectro radioeléctrico.
Bandas laterales: Son las frecuencias que aparecen a ambos lados de la frecuencia portadora debido a la modulación. Su amplitud y distribución dependen del tipo de modulación.
Margen de audiofrecuencia: Es el rango de frecuencias de audio que puede ser transmitido sin distorsión.
Efectos no lineales, armónicos y distorsión de intermodulación: Son señales espurias que se generan debido a no linealidades en los componentes del transmisor. Pueden causar interferencias y reducir la calidad de la señal.
Impedancia de salida: Es la resistencia que "ve" la antena al conectar al transmisor. Debe ser igual a la impedancia característica de la antena para maximizar la transferencia de potencia.
Potencia de salida: Es la cantidad de energía que el transmisor entrega a la antena.
Rendimiento: Es la eficiencia con la que el transmisor convierte la energía de la fuente de alimentación en energía de radiofrecuencia.
Desviación de frecuencia: En la modulación de frecuencia, es la máxima desviación de la frecuencia portadora respecto a su valor central.
Índice de modulación: Es la relación entre la amplitud de la señal moduladora y la amplitud de la portadora.
Emisiones no deseadas:
Emisiones no esenciales: Son señales espurias que no son necesarias para la transmisión de la información y pueden causar interferencias.
Emisiones fuera de banda: Son componentes de la señal que se encuentran fuera del ancho de banda asignado y pueden causar interferencias en otros sistemas.
Radiación por estructura: Es la radiación electromagnética no intencional generada por las partes metálicas del transmisor. Puede causar interferencias y reducir la eficiencia.
Transceptores, Repetidores y Ubicación
Transceptores: Son dispositivos que combinan las funciones de un transmisor y un receptor en un solo equipo. Se utilizan comúnmente en radiocomunicaciones móviles y amateur.
Repetidores: Son estaciones de radio que reciben una señal débil, la amplifican y la retransmiten con mayor potencia. Se utilizan para extender el alcance de un sistema de comunicaciones.
Ubicación de repetidores: La ubicación de un repetidor es crucial para su funcionamiento. Debe estar en un lugar elevado, con buena visibilidad y libre de obstáculos, para maximizar el área de cobertura.
6. Antenas y líneas de transmisión.
6.1 Tipos de antenas: Antena de media onda alimentada en el centro. Antena de media onda alimentada en un extremo. Dipolo plegado. Antena vertical en cuarto de onda. Plano de tierra. Antena Yagi. Antena de apertura, parabólica, reflectores, bocinas. Dipolo con trampas.
Las antenas son dispositivos fundamentales en las comunicaciones inalámbricas, encargados de radiar o recibir ondas electromagnéticas. Existen una gran variedad de tipos de antenas, cada una con características y aplicaciones específicas. A continuación, describiremos algunas de las más comunes:
Antenas de Hilo
Antena de media onda alimentada en el centro: Consiste en un conductor metálico de longitud aproximadamente igual a media longitud de onda. Es una de las antenas más simples y se utiliza como referencia para comparar otras antenas.
Antena de media onda alimentada en un extremo: Similar a la anterior, pero la línea de alimentación se conecta a uno de sus extremos.
Dipolo plegado: Es una variante del dipolo de media onda, pero con el conductor dividido en dos ramas paralelas. Ofrece una impedancia de entrada mayor y una mayor ancho de banda.
Antena vertical en cuarto de onda: Es una antena monopolo que se utiliza en combinación con un plano de tierra. Su longitud es aproximadamente un cuarto de longitud de onda.
Antenas de Apertura
Plano de tierra: Una superficie conductora, a menudo la tierra misma, que se utiliza para simular un plano infinito y mejorar el rendimiento de las antenas verticales.
Antena Yagi: Consiste en un elemento radiante (dipolo) y varios elementos parásitos que interactúan con él para dirigir la radiación en una dirección específica.
Antena parabólica: Utiliza un reflector parabólico para concentrar la radiación en un haz estrecho. Se utiliza en aplicaciones de alta ganancia, como antenas satelitales.
Reflectores: Elementos pasivos que se utilizan para redirigir la radiación de una antena, como los reflectores parabólicos o planos.
Bocinas: Antenas que utilizan una apertura para radiar la energía electromagnética. Se utilizan en aplicaciones de microondas.
Otras Antenas
Dipolo con trampas: Una antena dipolo con elementos adicionales que permiten ajustar su frecuencia de resonancia.
Características Importantes de las Antenas
Ganancia: Relación entre la potencia radiada en una dirección específica y la potencia radiada por una antena isotrópica.
Ancho de banda: Rango de frecuencias en el que la antena opera de manera eficiente.
Impedancia: Relación entre la tensión y la corriente en los terminales de la antena.
Polarización: Dirección del campo eléctrico de la onda electromagnética radiada.
Diagrama de radiación: Representación gráfica de la distribución espacial de la potencia radiada por la antena.
Líneas de Transmisión
Las líneas de transmisión son estructuras conductoras utilizadas para transportar señales de radiofrecuencia entre el transmisor, el receptor y la antena. Su función principal es minimizar las pérdidas y las reflexiones de la señal.
Tipos de líneas de transmisión:
Cables coaxiales: Consisten en un conductor central rodeado por un conductor externo y un dieléctrico.
Líneas bifilares: Dos conductores paralelos separados por un dieléctrico.
Guías de onda: Tubos conductores que transportan ondas electromagnéticas en su interior.
Factores a Considerar al Seleccionar una Antena
Frecuencia de operación: La antena debe estar diseñada para la frecuencia a la que se va a utilizar.
Ganancia: Se selecciona en función de la distancia a cubrir y la potencia disponible.
Ancho de banda: Debe ser suficiente para cubrir el rango de frecuencias de la señal.
Polarización: Debe coincidir con la polarización de la señal.
Impedancia: Debe ser compatible con la impedancia del transmisor o receptor.
Entorno de instalación: Se deben considerar factores como el espacio disponible, el clima y las interferencias.
6.2 Características de las antenas: Distribución de la tensión y la corriente. Impedancia en el punto de alimentación. Impedancia inductiva o capacitiva de las antenas no resonantes. Polarización. Ganancia, directividad y eficiencia de una antena. Área de captura. Potencia efectiva radiada. Relación adelante-atrás. Diagramas de polarización vertical y horizontal.
Distribución de Tensión y Corriente
La distribución de tensión y corriente a lo largo de un conductor de antena varía según su geometría y frecuencia de operación. En una antena de media onda, por ejemplo, la tensión es máxima en los extremos y la corriente es máxima en el centro. Esta distribución es fundamental para entender el patrón de radiación de la antena.
Impedancia en el Punto de Alimentación
La impedancia en el punto de alimentación de una antena es la relación entre la tensión y la corriente en ese punto. Es una característica importante porque determina cómo la antena se acopla a la línea de transmisión. Una impedancia mal adaptada puede causar pérdidas de potencia y reflexiones.
Impedancia Inductiva o Capacitiva de Antenas No Resonantes
Una antena no resonante tiene una reactancia, que puede ser inductiva o capacitiva, dependiendo de su longitud y frecuencia de operación. Esta reactancia debe ser compensada mediante circuitos de adaptación para lograr una buena eficiencia.
Polarización
La polarización de una antena se refiere a la orientación del campo eléctrico de la onda electromagnética radiada. Puede ser vertical, horizontal o circular. La polarización de la antena debe coincidir con la polarización de la señal recibida para una óptima recepción.
Ganancia, Directividad y Eficiencia
Ganancia: Es la relación entre la potencia radiada en una dirección específica y la potencia radiada por una antena isotrópica (que radia por igual en todas las direcciones). Una antena con alta ganancia concentra la energía en una dirección específica.
Directividad: Mide la capacidad de una antena para concentrar la radiación en una dirección específica. Está relacionada con la ganancia.
Eficiencia: Es la relación entre la potencia radiada y la potencia suministrada a la antena.
Área de Captura
El área de captura de una antena es una medida de su capacidad para interceptar la energía de una onda electromagnética incidente. Es proporcional a la ganancia de la antena.
Potencia Efectiva Radiada (PER)
La PER es la potencia que una antena radia en una dirección específica, teniendo en cuenta la pérdida por ohmios y la pérdida por desadaptación.
Relación Adelante-Atrás
La relación adelante-atrás (VSWR) es una medida de la adaptación de impedancias entre la línea de transmisión y la antena. Un VSWR bajo indica una buena adaptación.
Diagramas de Polarización Vertical y Horizontal
Los diagramas de polarización muestran la orientación del campo eléctrico en diferentes puntos del espacio. Un diagrama de polarización vertical muestra un campo eléctrico que oscila en dirección vertical, mientras que un diagrama de polarización horizontal muestra un campo eléctrico que oscila en dirección horizontal.
Otros Parámetros
Ancho de banda: Rango de frecuencias en el que la antena opera de manera eficiente.
Patrón de radiación: Representación gráfica de la distribución espacial de la potencia radiada por la antena.
Lóbulos laterales: Radiación en direcciones distintas a la principal.
6.3 Líneas de transmisión: Línea de conductores paralelos. Cable coaxial. Guiaondas. Impedancia característica de una línea de transmisión. Factor de velocidad. Relación de ondas estacionarias. Pérdidas en la línea de transmisión. Balun. La línea en cuarto de onda como transformador de impedancia. Líneas abierta y en cortocircuito como circuitos sintonizados. Sintonizadores o acopladores de antena.
Introducción
Las líneas de transmisión son estructuras conductoras diseñadas para transportar señales de radiofrecuencia (RF) con mínimas pérdidas y reflexiones. Son esenciales en sistemas de comunicaciones, radar y otros equipos electrónicos que operan en altas frecuencias.
Tipos de Líneas de Transmisión
Línea de conductores paralelos: Consiste en dos conductores paralelos separados por un dieléctrico. Es común en líneas de transmisión de baja frecuencia.
Cable coaxial: Compuesto por un conductor central rodeado por un conductor externo y un dieléctrico. Ofrece buena protección contra interferencias y se utiliza ampliamente en aplicaciones de RF.
Guíaondas: Un tubo metálico hueco que conduce ondas electromagnéticas. Se utiliza en frecuencias muy altas, como microondas.
Características Importantes
Impedancia característica: Es la relación entre la tensión y la corriente en una línea de transmisión cuando la onda se propaga sin reflexiones. Es una propiedad intrínseca de la línea y depende de sus dimensiones y del material dieléctrico.
Factor de velocidad: Es la relación entre la velocidad de propagación de una onda en la línea y la velocidad de la luz en el vacío. Depende del material dieléctrico.
Relación de ondas estacionarias (ROE): Es una medida de la adaptación de impedancias entre la línea de transmisión y la carga. Un ROE bajo indica una buena adaptación y mínimas pérdidas por reflexión.
Pérdidas en la línea de transmisión: Las pérdidas se deben a la resistencia de los conductores, las pérdidas dieléctricas y las radiaciones.
Conceptos Clave
Balun: Un dispositivo que transforma una línea de transmisión balanceada (como una línea bifilar) en una línea desbalanceada (como un cable coaxial) o viceversa.
Línea en cuarto de onda como transformador de impedancia: Una sección de línea de transmisión de longitud igual a un cuarto de longitud de onda puede utilizarse para transformar una impedancia en otra.
Líneas abierta y en cortocircuito como circuitos sintonizados: Una línea de transmisión abierta o en cortocircuito actúa como un circuito resonante en ciertas frecuencias.
Sintonizadores o acopladores de antena: Dispositivos utilizados para ajustar la impedancia de una antena a la impedancia característica de la línea de transmisión, minimizando así el ROE.
7. Propagación: Atenuación de la señal, relación señal/ruido: Propagación de las ondas electromagnéticas según su frecuencia. Propagación por visión directa, propagación en espacio libre. Capas de la ionosfera. Influencia del sol en la ionosfera. Frecuencia crítica. Máxima frecuencia utilizable. Frecuencia óptima de trabajo. Onda de tierra, onda de espacio, ángulo de radiación, distancia de salto. Saltos múltiples en la ionosfera. Desvanecimiento. Troposfera. Influencia de la altura de la antena en el alcance (Horizonte radioeléctrico). Inversión de temperatura. Propagación por conducto. Reflexión esporádica. Reflexión por auroras boreales. Reflexión por meteoritos. Reflexión lunar. Ruido atmosférico galáctico y térmico. Predicción de propagación, cálculo básico.
La propagación de ondas electromagnéticas es el estudio de cómo se desplazan las señales de radio a través del espacio. Este fenómeno es fundamental para entender cómo funcionan las comunicaciones inalámbricas, el radar y otros sistemas de radio.
Atenuación de la Señal y Relación Señal/Ruido
Atenuación: La señal se debilita a medida que se propaga debido a la absorción por el medio, la dispersión y la expansión de la onda.
Relación Señal/Ruido (SNR): Es la relación entre la potencia de la señal deseada y la potencia del ruido. Una SNR alta indica una señal fuerte y clara.
Propagación según la Frecuencia
La propagación de las ondas electromagnéticas varía significativamente según su frecuencia:
Bajas frecuencias: Penetran en la tierra y el agua, pero sufren alta atenuación.
Altas frecuencias: Se propagan principalmente por línea de vista y son afectadas por obstáculos.
Modos de Propagación
Propagación por visión directa: La señal viaja en línea recta desde la antena transmisora a la receptora.
Propagación en espacio libre: Idealización de la propagación sin obstáculos ni pérdidas.
La Ionosfera y su Influencia
Capas de la ionosfera: La ionosfera es una capa de la atmósfera superior ionizada por la radiación solar. Tiene varias capas (D, E, F1 y F2) que afectan la propagación de las ondas de radio.
Influencia del sol: La actividad solar influye en la ionización de la ionosfera, afectando así la propagación de las ondas de radio.
Frecuencia crítica: La frecuencia más baja que se refleja en una capa de la ionosfera en condiciones verticales de incidencia.
Máxima frecuencia utilizable (MUF): La frecuencia máxima que puede ser reflejada por la ionosfera en un ángulo de incidencia dado.
Frecuencia óptima de trabajo (FOT): La frecuencia que proporciona la mejor combinación de alcance y calidad de señal.
Modos de Propagación Ionosféricos
Onda de tierra: Se propaga a lo largo de la superficie terrestre y sufre altas pérdidas.
Onda de espacio: Se refleja en la ionosfera y puede viajar largas distancias.
Ángulo de radiación: El ángulo con respecto a la horizontal al que se radia la señal.
Distancia de salto: La distancia que recorre una onda de espacio entre la transmisión y la recepción.
Saltos múltiples: Una onda puede reflejarse varias veces en la ionosfera antes de llegar al receptor.
Otros Fenómenos de Propagación
Desvanecimiento: Variaciones rápidas de la amplitud y fase de una señal recibida.
Troposfera: La capa de la atmósfera más cercana a la superficie terrestre. Puede afectar la propagación de microondas debido a la refracción.
Influencia de la altura de la antena: Una antena más alta tiene un horizonte radioeléctrico mayor.
Inversión de temperatura: Un cambio en el gradiente de temperatura que puede afectar la propagación de las ondas de radio.
Propagación por conducto: La propagación de ondas de radio a lo largo de capas atmosféricas con un índice de refracción diferente.
Reflexión esporádica: Reflexión de las ondas de radio en capas ionizadas esporádicas en la ionosfera.
Reflexión por auroras boreales: La ionización causada por las auroras boreales puede afectar la propagación de las ondas de radio.
Reflexión por meteoritos: Los meteoritos ionizan la atmósfera, lo que puede causar una propagación de corta duración a frecuencias muy altas.
Reflexión lunar: La reflexión de las ondas de radio en la Luna.
Ruido
Ruido atmosférico: Generado por descargas eléctricas en la atmósfera.
Ruido galáctico: Originado en fuentes cósmicas.
Ruido térmico: Generado por la agitación térmica de los electrones en los componentes electrónicos.
Predicción de Propagación
La predicción de la propagación es esencial para diseñar sistemas de comunicación de radio. Se utilizan modelos matemáticos y datos empíricos para predecir la propagación de las ondas de radio en función de las condiciones ionosféricas y atmosféricas.
8. Medidas.
8.1 Modo de realizar las medidas de: Corrientes y tensiones, continúas y alternas. Errores en las medidas. Influencia de la frecuencia, de la forma de onda y de la resistencia interna de los equipos de medida. Medida de resistencia. Medidas de potencia de continua y de radiofrecuencia (potencia media y potencia de cresta de la envolvente). Medida de las ondas estacionarias. Forma de onda de la envolvente en la señal de radiofrecuencia. Medidas de frecuencia. Frecuencia de resonancia.
Medidas de Corrientes y Tensiones
Instrumentos de medida:
Voltímetros: Miden la diferencia de potencial entre dos puntos de un circuito.
Amperímetros: Miden la intensidad de corriente que circula por un circuito.
Óhmetros: Miden la resistencia eléctrica de un componente.
Oscilloscopios: Visualizan la forma de onda de una señal eléctrica en el tiempo, permitiendo medir amplitud, frecuencia y período.
Multímetros: Combinan las funciones de voltímetro, amperímetro y ohmímetro en un solo instrumento.
Conexión de los instrumentos:
Los voltímetros se conectan en paralelo al circuito para medir la tensión.
Los amperímetros se conectan en serie para medir la corriente.
Tipos de señales:
Continuas: Tienen una magnitud constante en el tiempo.
Alternas: Varían periódicamente en el tiempo, pudiendo ser sinusoidales o de otra forma.
Errores en las Medidas
Errores sistemáticos: Se producen debido a limitaciones del instrumento o del método de medida.
Errores aleatorios: Se deben a factores impredecibles, como fluctuaciones en la fuente de alimentación o ruido eléctrico.
Errores de lectura: Se producen al tomar la lectura del instrumento.
Influencia de la Frecuencia, Forma de Onda y Resistencia Interna
Frecuencia: A altas frecuencias, la inductancia y la capacitancia de los componentes del circuito y del instrumento de medida pueden afectar las medidas.
Forma de onda: Los instrumentos de medida suelen estar calibrados para señales sinusoidales. Las señales no sinusoidales pueden producir errores de medida.
Resistencia interna: La resistencia interna de un instrumento de medida puede afectar la precisión de las medidas, especialmente cuando se mide una corriente pequeña o una tensión en un circuito de alta impedancia.
Medida de Resistencia
Método de sustitución: Se compara la resistencia desconocida con una resistencia estándar utilizando un puente de Wheatstone.
Método de caída de tensión: Se mide la tensión a través de la resistencia y la corriente que la atraviesa, y se aplica la ley de Ohm.
Medidas de Potencia
Potencia continua: Se calcula multiplicando la tensión por la corriente.
Potencia de radiofrecuencia:
Potencia media: Es el valor promedio de la potencia instantánea a lo largo de un período.
Potencia de cresta de la envolvente: Es el valor máximo de la potencia instantánea.
Medida de Ondas Estacionarias
Se utiliza un medidor de ROE (Relación de Ondas Estacionarias) para medir la amplitud de las ondas reflejadas en una línea de transmisión.
Forma de Onda de la Envolvente
Se utiliza un osciloscopio para visualizar la forma de onda de la envolvente de una señal de radiofrecuencia modulada.
Medidas de Frecuencia
Contadores de frecuencia: Miden el número de ciclos de una señal en un intervalo de tiempo determinado.
Analizadores de espectro: Muestran la distribución de la potencia de una señal en función de la frecuencia.
Frecuencia de Resonancia
Es la frecuencia a la que un circuito LC (inductor-capacitor) tiene una impedancia mínima. Se puede medir utilizando un analizador de red o un osciloscopio.
8.2 Equipos de medida: Polímetro analógico y digital. Vatímetro de radiofrecuencia. Medidor de ondas estacionarias. Frecuencímetro. Osciloscopio. Analizador de espectros.
Los equipos de medida son herramientas indispensables en electrónica para caracterizar circuitos, componentes y sistemas. Cada instrumento está diseñado para medir una magnitud eléctrica específica con alta precisión. A continuación, describiremos algunos de los equipos de medida más utilizados:
Equipos de Medida Básicos
Polímetro: Un instrumento versátil que combina las funciones de voltímetro, amperímetro y ohmímetro.
Analógico: Utiliza una aguja que se desplaza sobre una escala graduada para indicar la medida.
Digital: Muestra el valor de la medida en forma numérica en una pantalla.
Vatímetro: Mide la potencia eléctrica en un circuito. Para radiofrecuencia, se utilizan vatímetros específicos que pueden medir potencias de alta frecuencia.
Equipos de Medida Especializados
Medidor de ondas estacionarias (ROE): Se utiliza para medir la relación entre la onda incidente y la onda reflejada en una línea de transmisión, lo que permite evaluar la adaptación de impedancias.
Frecuencímetro: Mide la frecuencia de una señal periódica.
Osciloscopio: Visualiza la forma de onda de una señal eléctrica en función del tiempo. Permite medir amplitud, frecuencia, período y otras características de la señal.
Analizador de espectro: Muestra la distribución de la potencia de una señal en función de la frecuencia. Es útil para identificar componentes de frecuencia, armónicos y ruido.
9. Interferencia e inmunidad.
9.1 Interferencia en equipos electrónicos: Compatibilidad electromagnética. Bloqueo. Interferencia con la señal deseada. Intermodulación. Detección en circuitos de audio.
La interferencia electromagnética (EMI) es un fenómeno que afecta a todos los equipos electrónicos y se produce cuando una señal no deseada interfiere con el funcionamiento normal de un circuito o sistema. Esta interferencia puede degradar el rendimiento, causar errores o incluso dañar los equipos.
Compatibilidad Electromagnética (EMC)
La EMC es la capacidad de un equipo electrónico de funcionar correctamente en su entorno electromagnético sin causar interferencias a otros equipos. Para lograr una buena EMC, es necesario diseñar y fabricar equipos que sean inmunes a las interferencias y que generen el mínimo nivel de interferencia posible.
Tipos de Interferencia
Bloqueo: Se produce cuando una señal fuerte enmascara una señal más débil en el mismo rango de frecuencia.
Interferencia con la señal deseada: Una señal no deseada se superpone a la señal útil, degradando su calidad.
Intermodulación: Se produce cuando dos o más señales de diferentes frecuencias se combinan en un circuito no lineal, generando nuevas frecuencias que pueden interferir con otras señales.
Detección en Circuitos de Audio
Ruido de fondo: Un siseo continuo que puede enmascarar la señal de audio.
Distorsión: Alteración de la forma de onda de la señal de audio.
Interferencias periódicas: Zumbidos, chasquidos o otros sonidos no deseados que aparecen a intervalos regulares.
Fuentes de Interferencia
Fuentes externas:
Redes eléctricas
Motores eléctricos
Dispositivos de radiofrecuencia
Fenómenos naturales (rayos, tormentas solares)
Fuentes internas:
Componentes electrónicos defectuosos
Acoplamiento entre circuitos
Radiación electromagnética generada por el propio equipo
Técnicas para Reducir la Interferencia
Blindaje: Utilizar materiales conductores para aislar los circuitos de los campos electromagnéticos externos.
Filtrado: Emplear filtros para atenuar las frecuencias no deseadas.
Tierra: Conectar todos los componentes a una tierra común para minimizar las corrientes de tierra.
Separación física: Alejar los equipos que generan interferencia de los equipos sensibles.
Diseño cuidadoso de los circuitos: Minimizar el acoplamiento entre circuitos y utilizar componentes de alta calidad.
Normas de EMC
Existen numerosas normas internacionales que establecen los límites de emisión y susceptibilidad electromagnética para los equipos electrónicos. El cumplimiento de estas normas es obligatorio para comercializar productos en muchos países.
9.2 Causas de interferencias en equipos electrónicos: Intensidad de campo del transmisor. Emisiones no deseadas: Emisiones no esenciales y emisiones fuera de banda. Influencia no deseada en el equipo: Vía antena, vía otras líneas conectadas al equipo y por radiación directa.
Las interferencias electromagnéticas (EMI) pueden originarse de diversas fuentes y a través de diferentes mecanismos. Comprender estas causas es fundamental para diseñar y operar equipos electrónicos de manera efectiva y minimizar los problemas asociados a la interferencia.
Intensidad de Campo del Transmisor
La intensidad del campo electromagnético generado por un transmisor es un factor determinante en la magnitud de la interferencia. Un transmisor con una alta potencia de salida generará un campo más intenso y, por lo tanto, tendrá una mayor probabilidad de causar interferencia en equipos cercanos.
Emisiones No Deseadas
Los equipos electrónicos, además de emitir la señal deseada, pueden generar emisiones no deseadas que pueden causar interferencia en otros equipos. Estas emisiones se clasifican en:
Emisiones no esenciales: Son aquellas que no son necesarias para el funcionamiento del equipo, como armónicos, productos de intermodulación y radiación espúrea.
Emisiones fuera de banda: Son aquellas que se encuentran fuera de la banda de frecuencia asignada al equipo.
Vías de Acoplamiento
La interferencia puede acoplarse a un equipo a través de diferentes vías:
Vía antena: La señal de interferencia puede acoplarse directamente a la antena del equipo, causando una degradación de la señal deseada.
Vía otras líneas conectadas al equipo: La interferencia puede acoplarse a través de cables de alimentación, líneas de señal o cualquier otra conexión al equipo.
Por radiación directa: La señal de interferencia puede irradiarse directamente al equipo, induciendo corrientes en los circuitos internos.
Factores que Influyen en el Acoplamiento
Impedancia: La diferencia de impedancia entre la fuente de interferencia y el equipo puede afectar la magnitud del acoplamiento.
Distancia: La distancia entre la fuente de interferencia y el equipo afectado es inversamente proporcional a la intensidad del campo.
Orientación: La orientación relativa de la fuente de interferencia y el equipo puede afectar la intensidad del acoplamiento.
Blindaje: El uso de materiales conductores para crear barreras puede reducir el acoplamiento electromagnético.
Ejemplos de Fuentes de Interferencia
Redes eléctricas: Armónicos, transitorios y ruido generado por equipos conectados a la red.
Motores eléctricos: Ruido generado por las escobillas, campos magnéticos rotantes y corrientes parásitas.
Dispositivos de radiofrecuencia: Transmisores de radio, televisión, teléfonos móviles, etc.
Fenómenos naturales: Rayos, tormentas solares.
Otros equipos electrónicos: Ordenadores, equipos de audio, etc.
9.3 Medidas contra las interferencias: Medidas para prevenir y eliminar los efectos de las interferencias. Filtrado, desacoplo y apantallamiento.
Para prevenir y eliminar los efectos de las interferencias electromagnéticas (EMI), se emplean diversas técnicas y estrategias. Estas medidas buscan reducir la emisión de interferencias por parte de los equipos y aumentar la inmunidad de los equipos a las interferencias externas.
Técnicas para Reducir la Emisión de Interferencias
Filtrado: Consiste en insertar componentes pasivos (como condensadores, inductores y resistencias) en las líneas de alimentación y señal para atenuar las frecuencias no deseadas. Los filtros pueden ser de paso bajo, paso alto, paso banda o rechazo de banda.
Desacoplo: Se utiliza para reducir el acoplamiento entre diferentes partes de un circuito. Esto se logra mediante el uso de condensadores de desacoplo, que proporcionan una ruta de baja impedancia para las altas frecuencias, evitando que estas circulen por otras partes del circuito.
Apantallamiento: Consiste en encerrar componentes o circuitos en una caja metálica conductora para evitar que las radiaciones electromagnéticas se escapen o entren. El material del blindaje debe ser conductor y estar conectado a tierra de manera adecuada.
Técnicas para Aumentar la Inmunidad a las Interferencias
Tierra efectiva: Una buena conexión a tierra es esencial para reducir las corrientes de tierra y las tensiones parásitas. La tierra debe ser única y de baja impedancia.
Separación física: Mantener una distancia adecuada entre los equipos puede reducir la intensidad del campo electromagnético y, por lo tanto, la interferencia.
Orientación: La orientación de los equipos puede afectar la intensidad del acoplamiento electromagnético.
Materiales aislantes: Utilizar materiales aislantes de alta calidad para reducir el acoplamiento capacitivo.
Diseño cuidadoso de los circuitos: Minimizar las longitudes de los conductores, utilizar componentes de alta calidad y evitar bucles de tierra.
Otras Medidas
Uso de cables trenzados: Los cables trenzados reducen el acoplamiento electromagnético entre los conductores.
Blindaje de cables: Encerrar los cables en una malla metálica conductora para protegerlos de las interferencias externas.
Filtros de línea: Se utilizan para filtrar las interferencias de la línea de alimentación.
Supresores de sobretensiones: Protegen los equipos contra las sobretensiones transitorias.
Normas de EMC
Existen numerosas normas internacionales que establecen los límites de emisión y susceptibilidad electromagnética para los equipos electrónicos. El cumplimiento de estas normas es obligatorio para comercializar productos en muchos países. Algunos ejemplos de normas son:
IEC 61000: Familia de normas que cubre todos los aspectos de la compatibilidad electromagnética.
FCC: Comisión Federal de Comunicaciones de los Estados Unidos.
10. Seguridad: Precauciones especiales para evitar accidentes eléctricos en las estaciones de radio. Instalación eléctrica: Protecciones generales y de los equipos. Protecciones contra contactos de las personas. Puesta a tierra. Disposición de antenas y de líneas de alimentación. Protecciones contra descargas atmosféricas. Toma de tierra.
La seguridad eléctrica en una estación de radio es de suma importancia para proteger a las personas y equipos de posibles accidentes. A continuación, se detallan las precauciones y medidas de seguridad clave:
Instalación Eléctrica
Protecciones generales:
Interruptor de control de protección (ICP): Dispositivo que protege contra sobrecargas y cortocircuitos, interrumpiendo la alimentación en caso de fallo.
Diferencial: Detecta fugas de corriente a tierra y desconecta la instalación para evitar electrocuciones.
Protección contra sobretensiones: Dispositivos que absorben o desvían las sobretensiones transitorias causadas por rayos u otras fuentes.
Protecciones de los equipos:
Fusibles: Protegen los equipos individuales de sobrecorrientes.
Termomagnéticos: Combinan protección contra sobrecargas y cortocircuitos.
Protecciones contra contactos de las personas:
Aislamiento de partes activas: Las partes conductoras que pueden estar bajo tensión deben estar aisladas o protegidas mecánicamente.
Distancia de seguridad: Se deben mantener distancias seguras entre las personas y las partes activas.
Señalización: Las partes peligrosas deben estar claramente señalizadas.
Puesta a Tierra
Función: La puesta a tierra proporciona una trayectoria de baja resistencia para las corrientes de fallo, protegiendo a las personas y los equipos de potenciales peligros.
Elementos:
Electrodo de tierra: Conecta la instalación eléctrica al suelo.
Conductor de tierra: Une el electrodo de tierra con los equipos y la estructura del edificio.
Importancia:
Protege contra descargas atmosféricas.
Reduce el riesgo de electrocución.
Mejora el rendimiento de los equipos electrónicos.
Disposición de Antenas y Líneas de Alimentación
Altura y ubicación: Las antenas deben instalarse en lugares altos y despejados, lejos de zonas habitadas.
Líneas de alimentación: Deben estar protegidas contra daños mecánicos y meteorológicos.
Conexiones: Las conexiones deben ser seguras y estancas para evitar cortocircuitos y fugas de corriente.
Protecciones Contra Descargas Atmosféricas
Pararrayos: Dispositivo que intercepta las descargas eléctricas atmosféricas y las conduce al suelo de forma segura.
Sistemas de protección contra sobretensiones: Dispositivos que limitan la magnitud de las sobretensiones transitorias que pueden llegar a los equipos electrónicos.
Toma de Tierra
Conexión: La toma de tierra debe estar conectada a un sistema de puesta a tierra eficaz.
Verificación: La resistencia de la toma de tierra debe verificarse periódicamente.
Otras Consideraciones
Mantenimiento: Realizar inspecciones y mantenimientos periódicos de la instalación eléctrica.
Personal cualificado: Las instalaciones y reparaciones deben ser realizadas por personal cualificado.
Normativa: Cumplir con las normas y regulaciones locales y nacionales sobre instalaciones eléctricas.
En resumen, la seguridad eléctrica en una estación de radio implica:
Diseño adecuado de la instalación: Con protecciones adecuadas y una puesta a tierra eficaz.
Mantenimiento regular: Para garantizar el correcto funcionamiento de los equipos y sistemas de protección.
Conocimiento y cumplimiento de las normas: Para asegurar la seguridad de las personas y los equipos.
Recomendaciones adicionales:
Capacitación del personal: Todos los operadores y técnicos deben recibir capacitación en seguridad eléctrica.
Señalización de peligros: Identificar claramente las áreas peligrosas y las medidas de seguridad.
Equipos de protección individual (EPI): Utilizar los EPI adecuados al realizar trabajos en instalaciones eléctricas.
Al seguir estas recomendaciones, se puede garantizar un entorno de trabajo seguro en una estación de radio, minimizando el riesgo de accidentes eléctricos.
Parte segunda
Normativa reglamentaria referente a las estaciones de radioaficionado
1. Alfabeto fonético internacional: Códigos para el deletreo de letras y cifras.
¿Qué es el alfabeto fonético internacional?
Imagina que estás hablando por radio con alguien y quieres deletrear una palabra. Si simplemente dices las letras, podrían confundirse por el ruido o las interferencias. Para evitar malentendidos, los radioaficionados utilizamos un conjunto de palabras estándar para representar cada letra del alfabeto. Este conjunto de palabras se conoce como alfabeto fonético internacional.
¿Por qué es importante?
Claridad: Al utilizar palabras en lugar de letras, se reduce la posibilidad de errores en la comunicación.
Universalidad: Es un sistema estándar utilizado en todo el mundo, lo que facilita la comunicación entre radioaficionados de diferentes países.
Seguridad: En situaciones de emergencia, la comunicación clara y precisa es fundamental.
¿Cuáles son las palabras del alfabeto fonético internacional?
Aquí tienes un ejemplo de cómo se utiliza el alfabeto fonético internacional para deletrear una palabra:
Quiero deletrear la palabra "RADIO":
R - Romeo
A - Alfa
D - Delta
I - India
O - Oscar
¿Por qué se utilizan esas palabras en particular?
Las palabras del alfabeto fonético internacional se eligen cuidadosamente para cumplir con ciertos criterios:
Son cortas y fáciles de recordar.
No suenan similares entre sí.
Son pronunciadas de forma clara y distinta.
¿Dónde puedo encontrar el alfabeto fonético internacional completo?
Puedes encontrar el alfabeto fonético internacional completo en cualquier manual de radioaficionado o en línea. Es una herramienta indispensable para cualquier radioaficionado y se utiliza en muchas otras áreas, como la aviación y la navegación marítima.
2. Código Q: Grupos del código Q más utilizados en el Servicio de Aficionados y Servicio de Aficionados por Satélite.
¿Qué es el Código Q?
El Código Q es un conjunto de grupos de tres letras, empezando siempre por la letra "Q", que se utilizan para transmitir mensajes cortos y específicos en las comunicaciones por radio. Estos códigos son como frases abreviadas que todos los radioaficionados entienden, lo que facilita y agiliza las conversaciones.
¿Para qué se utiliza el Código Q?
Preguntas rápidas: Para hacer preguntas sencillas y obtener respuestas concisas.
Información concisa: Para transmitir información de manera breve y clara.
Establecer contacto: Para iniciar o finalizar una conversación.
Ejemplos de grupos del Código Q más utilizados:
QSO: Significa "contacto por esta vía". Se utiliza para indicar que se ha establecido comunicación.
QRZ: Significa "nombre de la estación, indicativo". Se utiliza para preguntar el indicativo de otra estación.
QTH: Significa "lugar donde reside". Se utiliza para preguntar la ubicación de otra estación.
QSL: Significa "recibido, copiado, comprendido". Se utiliza para confirmar que se ha recibido un mensaje.
QRV: Significa "a su entera disposición". Se utiliza para indicar que se está listo para comunicarse.
¿Por qué es importante el Código Q en radioafición?
Eficiencia: Permite comunicarse de manera rápida y concisa.
Universalidad: Es un sistema estándar utilizado en todo el mundo.
Facilidad: Agiliza las conversaciones y evita malentendidos.
3. Abreviaturas: Abreviaturas más usuales en las comunicaciones de radioaficionados.
¿Por qué usamos abreviaturas?
Velocidad: Permiten transmitir mensajes más rápido.
Eficiencia: Ahorramos tiempo y espacio en la comunicación.
Conveniencia: Son una forma estándar de comunicar ciertas ideas.
Algunas de las abreviaturas más comunes:
TU: Tú (You en inglés)
CQ: Busco a cualquiera (Calling you)
SK: Fin (Skilled)
73: Saludos cordiales (Best regards)
88: Hasta pronto (Love and kisses)
GL: Buena suerte (Good luck)
TNX: Gracias (Thanks)
CUL: Hasta más ver (See you later)
¿Qué significan estos números?
Los números 73 y 88 son como nuestras formas de decir "adiós" en radioafición. Son una tradición que se ha mantenido a lo largo de los años.
Otras abreviaturas útiles:
RST: Informe de señal (Readability, Strength, Tone)
QTH: Lugar donde reside (Your location)
PWR: Potencia (Power)
ANT: Antena (Antenna)
¿Dónde puedo encontrar más abreviaturas?
Puedes encontrar listas más completas de abreviaturas en manuales de radioaficionado, en sitios web especializados o preguntando a otros radioaficionados más experimentados.
4. Señales internacionales de socorro, urgencia y seguridad, tráfico de emergencia y comunicaciones en caso de desastres naturales: Señales radiotelegráficas y radiotelefónicas de alarma, socorro, urgencia y seguridad. Empleo internacional de las radiocomunicaciones en las bandas de frecuencias del Servicio de Aficionados y Servicio de Aficionados por Satélite en caso de catástrofes naturales (Res.640 R.R.). Bandas de frecuencias atribuidas al Servicio de Aficionados y Servicio de Aficionados por Satélite.
Señales Internacionales de Socorro, Urgencia y Seguridad
Estas señales son como códigos universales que se utilizan en todo el mundo para indicar que existe una situación de peligro o emergencia. Algunos ejemplos son:
MAYDAY: La señal más conocida, indica peligro inminente y necesidad de asistencia inmediata.
PAN PAN: Se utiliza para transmitir un mensaje importante que no constituye un peligro inmediato, pero requiere atención urgente.
SECURITE: Se utiliza para transmitir un mensaje importante relacionado con la seguridad de la navegación o las comunicaciones.
Tráfico de Emergencia y Comunicaciones en Desastres Naturales
En caso de desastres naturales, los radioaficionados juegan un papel crucial al establecer comunicaciones alternativas, ya que las redes comerciales pueden colapsar. Las señales de socorro y urgencia se utilizan para solicitar ayuda y coordinar las acciones de rescate.
Resolución 640 RR y su Impacto
La Resolución 640 RR es un documento importante que establece las normas y procedimientos para el uso de las radiocomunicaciones en situaciones de emergencia. Esta resolución define los roles de los radioaficionados, las frecuencias a utilizar y los procedimientos a seguir en caso de desastre.
Bandas de Frecuencias para Radioaficionados
Los radioaficionados tienen asignadas ciertas bandas de frecuencias para sus operaciones. Estas bandas pueden variar según el país, pero en general se encuentran en las bandas de HF, VHF y UHF. Estas frecuencias son utilizadas para comunicarse a larga distancia, a corta distancia y a través de satélites.
El Rol de los Satélites en las Comunicaciones de Emergencia
Los satélites de radioaficionado permiten comunicarse a grandes distancias, incluso en áreas remotas o cuando las comunicaciones terrestres están afectadas. Estos satélites son especialmente útiles en situaciones de desastre, ya que pueden proporcionar una conexión vital entre las zonas afectadas y el resto del mundo.
¿Qué pueden hacer los radioaficionados en caso de desastre?
Establecer comunicaciones alternativas: Los radioaficionados pueden establecer redes de comunicación independientes para transmitir información vital y coordinar las acciones de rescate.
Proporcionar información: Pueden transmitir información sobre la situación en las zonas afectadas, como la ubicación de refugios, la disponibilidad de suministros y las necesidades de la población.
Coordinar la ayuda: Pueden ayudar a coordinar la llegada de ayuda humanitaria y los equipos de rescate.
En resumen, los radioaficionados desempeñan un papel fundamental en la gestión de desastres naturales. Gracias a su equipamiento y conocimientos, pueden establecer comunicaciones vitales y contribuir a salvar vidas.
5. Distintivos de llamada: Identificación de las estaciones radioeléctricas de aficionado. Uso de los distintivos de llamada. Composición de los distintivos de llamada. Prefijos nacionales.
¿Qué es un distintivo de llamada?
Imagina que cada radioaficionado es un barco. Al igual que los barcos tienen nombres para identificarse, los radioaficionados tienen distintivos de llamada. Estos son como "números de teléfono" únicos que nos permiten reconocer a cada uno en las comunicaciones por radio.
¿Para qué sirven los distintivos de llamada?
Identificación: Nos permiten saber quién está hablando.
Registro: Cada distintivo de llamada está asociado a una persona y a una licencia.
Organización: Ayudan a mantener el orden en las comunicaciones por radio.
¿Cómo está compuesto un distintivo de llamada?
Un distintivo de llamada suele estar formado por letras y números. La combinación de letras y números varía según el país, pero generalmente incluye:
Prefijo: Indica el país de origen. Por ejemplo, en España, muchos distintivos empiezan por "EA".
Sufijo: Una combinación de letras y números que hace que el distintivo sea único para cada radioaficionado.
Ejemplo de un distintivo de llamada español: EA1ABC
EA: Prefijo que indica que la estación está en España.
1ABC: Sufijo único que identifica a ese radioaficionado en particular.
¿Por qué son importantes los prefijos nacionales?
Los prefijos nacionales nos permiten saber de qué país proviene una señal. Esto es útil para:
Comunicaciones internacionales: Podemos saber si estamos hablando con alguien de nuestro país o de otro.
Concursos: En algunos concursos de radioaficionados, se establecen categorías basadas en el prefijo.
¿Cómo se obtiene un distintivo de llamada?
Para obtener un distintivo de llamada, debes cumplir con ciertos requisitos legales y técnicos. Generalmente, debes:
Tener una cierta edad: Varía según el país.
Aprobar un examen: Para demostrar tus conocimientos sobre radiocomunicaciones.
Construir tu propia estación: O al menos tener acceso a una.
¿Por qué es importante conocer los distintivos de llamada?
Conocer los distintivos de llamada es fundamental para cualquier radioaficionado. Nos permite:
Comunicarnos de forma efectiva: Sabiendo el distintivo de alguien, podemos llamarlo directamente.
Participar en actividades: Muchos concursos y eventos de radioaficionados se basan en el uso de distintivos de llamada.
Ser parte de una comunidad: Al conocer los distintivos de otros radioaficionados, podemos establecer contactos y hacer nuevos amigos.
6. Planes de bandas de la IARU: Planes de bandas de la IARU. Objetivos que se persiguen en dichos planes.
¿Qué es la IARU?
La IARU (International Amateur Radio Union) es una organización internacional que representa a los radioaficionados de todo el mundo. Una de sus funciones principales es establecer unas normas y recomendaciones para el uso de las bandas de radio por parte de los radioaficionados.
¿Qué son los planes de banda?
Los planes de banda de la IARU son documentos que dividen las bandas de frecuencia asignadas a los radioaficionados en diferentes segmentos. Cada segmento tiene una asignación específica para diferentes tipos de operación, como:
Radiotelegrafía (CW): Donde se utilizan códigos Morse para comunicarse.
Banda lateral única (SSB): Donde se utiliza una sola banda lateral para transmitir la voz o datos.
Modulación de frecuencia (FM): Utilizada principalmente para comunicaciones locales.
Modos digitales: Como el PSK31, FT8, etc., que permiten transmitir datos a alta velocidad.
¿Cuál es el objetivo de los planes de banda?
Los planes de banda tienen varios objetivos:
Evitar interferencias: Al asignar segmentos específicos para cada tipo de operación, se reduce la posibilidad de que las señales se interfieran entre sí.
Promover la armonía: Los planes de banda ayudan a mantener un ambiente de radioafición ordenado y respetuoso.
Facilitar las comunicaciones: Al conocer los planes de banda, los radioaficionados pueden encontrar fácilmente las frecuencias adecuadas para sus actividades.
Proteger los intereses de los radioaficionados: Los planes de banda ayudan a asegurar que los radioaficionados tengan acceso a las frecuencias que necesitan para disfrutar de su hobby.
¿Por qué son importantes los planes de banda?
Los planes de banda son fundamentales para el buen funcionamiento de la radioafición. Gracias a ellos, podemos disfrutar de nuestras actividades sin causar interferencias a otros usuarios y podemos comunicarnos de manera eficiente con radioaficionados de todo el mundo.
7. Responsabilidad social del radioaficionado. Procedimientos operativos.
Responsabilidad Social del Radioaficionado
Como radioaficionado, tienes un papel importante en tu comunidad. Al tener acceso a las ondas de radio, tienes la capacidad de comunicarte con personas de todo el mundo y, en caso de emergencias, puedes ayudar a salvar vidas. Por eso, es fundamental que ejerzas tu hobby de manera responsable y ética.
¿Qué implica la responsabilidad social?
Respeto por los demás: Esto incluye respetar las frecuencias asignadas, evitar interferencias con otros servicios de radiocomunicación y ser cortés en tus conversaciones.
Protección del medio ambiente: Las estaciones de radio consumen energía, por lo que es importante utilizar equipos eficientes y apagarlos cuando no estén en uso.
Participación en la comunidad: Puedes participar en eventos de radioaficionados, colaborar en proyectos comunitarios y ayudar en caso de desastres naturales.
Promoción de la radioafición: Puedes dar a conocer esta apasionante afición a otras personas, especialmente a los jóvenes.
Procedimientos Operativos
Para ejercer tu responsabilidad social, es importante seguir ciertos procedimientos operativos:
Conocer las normas: Debes conocer las normas y regulaciones que rigen la radioafición en tu país.
Utilizar equipos adecuados: Tu equipo de radio debe estar en buenas condiciones y correctamente ajustado.
Escuchar antes de transmitir: Antes de empezar a hablar, escucha para asegurarte de que la frecuencia está libre.
Identificarte correctamente: Siempre debes identificarte con tu distintivo de llamada al inicio y al final de cada transmisión.
Ser claro y conciso: Tus mensajes deben ser claros y concisos para evitar malentendidos.
Respetar las frecuencias de emergencia: Las frecuencias de emergencia están reservadas para situaciones críticas.
¿Por qué son importantes estos procedimientos?
Al seguir estos procedimientos, contribuyes a mantener un ambiente de radioafición ordenado y respetuoso. Además, te aseguras de que tus comunicaciones sean claras y efectivas.
En resumen, ser un radioaficionado responsable implica mucho más que simplemente operar un equipo de radio. Es una oportunidad para aprender, crecer y hacer una contribución positiva a tu comunidad.
8. Reglamentación nacional e internacional sobre el servicio de radioaficionados y radioaficionados por satélite.
Reglamentación Internacional
La Unión Internacional de Telecomunicaciones (UIT) es el organismo encargado de regular las telecomunicaciones a nivel mundial. Establece tratados y convenios internacionales que sirven como marco de referencia para los países miembros. Para los radioaficionados, la UIT define:
Bandas de frecuencia asignadas: Indica en qué frecuencias pueden operar los radioaficionados.
Modos de operación permitidos: Define los tipos de señal que pueden utilizarse (CW, SSB, FM, digitales).
Potencia máxima permitida: Establece límites para la potencia de transmisión.
Reglamentación Nacional
Cada país tiene su propia legislación que complementa las normas internacionales. Esta legislación suele incluir:
Requisitos para obtener una licencia de radioaficionado: Estudios teóricos, examen práctico, etc.
Restricciones al uso del espectro: En algunos casos, pueden existir limitaciones en ciertas bandas o horarios.
Responsabilidades de los radioaficionados: Obligaciones como el respeto a las normas, la identificación en cada transmisión, etc.
¿Por qué es importante conocer la regulación?
Operar legalmente: Al conocer las normas, te aseguras de operar dentro de la ley y evitar sanciones.
Respetar a los demás: Las normas están diseñadas para garantizar que todos los radioaficionados puedan disfrutar de su hobby sin interferencias.
Proteger el espectro radioeléctrico: Al seguir las normas, contribuyes a mantener el espectro radioeléctrico limpio y ordenado.
¿Dónde puedo encontrar la información sobre la regulación?
Organizaciones nacionales de radioaficionados: Son una excelente fuente de información sobre la normativa en tu país.
Web de la UIT: En la página web de la UIT puedes encontrar tratados y convenios internacionales.
Entidades reguladoras de telecomunicaciones: En cada país existe una entidad encargada de regular las telecomunicaciones, como la Comisión Federal de Comunicaciones (FCC) en Estados Unidos o la Comisión Nacional de los Mercados y la Competencia (CNMC) en España.
¿Qué aspectos cubre la regulación?
La regulación cubre una amplia gama de aspectos, incluyendo:
Requisitos técnicos de las estaciones: Tipo de equipos permitidos, filtros, etc.
Procedimientos de emergencia: Cómo actuar en caso de emergencia.
Cooperación internacional: Cómo colaborar con radioaficionados de otros países.
Recuerda: La normativa puede variar de un país a otro, por lo que es importante que te informes sobre la legislación específica de tu país antes de comenzar a operar.
8.1 Reglamentación nacional sobre radioaficionados: Ley 19/1983, de 16 de noviembre, sobre regulación del derecho a instalar en el exterior de los inmuebles las antenas de las estaciones radioeléctricas de aficionados. Ley General de Telecomunicaciones. Real Decreto 2623/1986, de 21 de noviembre por el que regulan las instalaciones de antenas de las estaciones radioeléctricas de aficionado. Reglamento de desarrollo de la Ley General de Telecomunicaciones, en lo relativo al uso del dominio público radioeléctrico. Reglamento de uso del dominio público radioeléctrico por aficionados.
Ley 19/1983: La base de todo
Esta ley es como el cimiento de la radioafición en España. Establece el derecho que tienen los radioaficionados a instalar antenas en sus propiedades. Pero, ¡ojo!, no es un cheque en blanco. Esta ley también marca los límites y responsabilidades de los radioaficionados.
¿Qué dice esta ley?
¿Quiénes pueden ser radioaficionados? Personas que estén debidamente autorizadas y tengan interés en la radiotécnica.
¿Para qué sirve la radioafición? Para la instrucción individual, intercomunicación y estudios técnicos, siempre y cuando sea sin fines de lucro.
¿Quién es responsable de los daños? Si una antena causa algún daño, el radioaficionado será el responsable.
Real Decreto 2623/1986: Poniendo orden en las antenas
Este real decreto es como un manual de instrucciones para instalar antenas. Complementa a la ley anterior y establece las normas técnicas que deben cumplir las instalaciones de las antenas.
¿Qué dice este real decreto?
Requisitos técnicos: Establece las características que deben cumplir las antenas, como la altura máxima, la potencia de emisión, etc.
Permisos: Indica que se necesita una autorización administrativa para instalar una antena.
Seguridad: Establece medidas de seguridad para evitar accidentes.
Ley General de Telecomunicaciones y sus reglamentos:
La Ley General de Telecomunicaciones es una ley más amplia que regula todo lo relacionado con las telecomunicaciones en España. Dentro de esta ley, hay varios reglamentos que afectan directamente a los radioaficionados:
Reglamento de desarrollo: Este reglamento profundiza en algunos aspectos de la ley general, como el uso del espectro radioeléctrico.
Reglamento de uso del dominio público radioeléctrico por aficionados: Este reglamento se centra específicamente en los radioaficionados y establece las normas para el uso de las frecuencias asignadas.
¿Qué dicen estos reglamentos?
Uso de las frecuencias: Establecen las bandas de frecuencia que pueden utilizar los radioaficionados y las condiciones de uso.
Procedimientos administrativos: Definen los trámites necesarios para obtener una licencia de radioaficionado y para instalar una antena.
Responsabilidades de los radioaficionados: Establecen las obligaciones de los radioaficionados, como la identificación en cada transmisión y el respeto a las normas.
En resumen, la radioafición en España está regulada por una serie de leyes y reglamentos que buscan garantizar un uso ordenado y seguro del espectro radioeléctrico. Si quieres iniciarte en este apasionante mundo, es fundamental que conozcas estas normas y las cumplas.
8.2 Reglamentación de la CEPT: Recomendación T/R 61-01. Uso temporal de estaciones de aficionado en países de la CEPT. Uso temporal de estaciones de aficionado en países no-CEPT adheridos a los procedimientos de la Recomendación T/R 61-01. Recomendación T/R 61/02 sobre armonización de procedimientos para la expedición y aceptación de certificados armonizados de operador.
Recomendación T/R 61-01: Tu pasaporte para viajar como radioaficionado
Imagina que eres un ciudadano del mundo y quieres practicar tu hobby de la radioafición mientras viajas por Europa. ¡La Recomendación T/R 61-01 es como tu pasaporte para hacerlo!
¿Qué es la CEPT?
La CEPT (Conferencia Europea de Administraciones Postales y de Telecomunicaciones) es una organización que agrupa a los países europeos para coordinar políticas en materia de telecomunicaciones.
¿Qué hace la Recomendación T/R 61-01?
Esta recomendación establece un procedimiento simplificado para que los radioaficionados puedan utilizar temporalmente su estación en otros países miembros de la CEPT. Es decir, si tienes una licencia de radioaficionado en España y quieres irte de vacaciones a Francia, por ejemplo, podrás usar tu equipo allí sin tener que solicitar una nueva licencia.
¿Cuáles son las ventajas de esta recomendación?
Mayor flexibilidad: Puedes practicar tu hobby en cualquier país miembro de la CEPT sin tener que pasar por trámites burocráticos complicados.
Reconocimiento mutuo: Los países miembros reconocen mutuamente las licencias de radioaficionado, lo que facilita los trámites.
Fomento de la radioafición: Al simplificar los trámites, se fomenta la práctica de la radioafición a nivel internacional.
Uso temporal de estaciones de aficionado en países no-CEPT
Aunque la Recomendación T/R 61-01 se centra en los países miembros de la CEPT, algunos países no miembros han adoptado procedimientos similares. Esto significa que, en algunos casos, puedes utilizar tu licencia de radioaficionado en países que no pertenecen a la CEPT. Sin embargo, es importante que te informes de los requisitos específicos de cada país.
Recomendación T/R 61/02: Un certificado único para todos
La Recomendación T/R 61/02 se centra en la armonización de los certificados de operador de radioaficionado. El objetivo es que todos los países miembros de la CEPT emitan certificados con un formato y contenido similares. De esta manera, se facilita el reconocimiento mutuo de las licencias y se agilizan los trámites.
¿Qué significa esto para ti?
Si obtienes un certificado de operador armonizado, podrás utilizarlo en cualquier país miembro de la CEPT sin problemas.
En resumen, la Recomendación T/R 61-01 y la Recomendación T/R 61/02 son herramientas muy útiles para los radioaficionados que desean viajar y practicar su hobby en otros países. Estas recomendaciones facilitan los trámites y promueven la cooperación internacional en el ámbito de la radioafición.
8.3 Reglamentación de la Unión Internacional de Telecomunicaciones: Definiciones de los Servicios de Aficionados y de Aficionados por Satélite. Definición de las distintas clases de estaciones radioeléctricas de radioaficionado. Disposiciones del Reglamento de Radiocomunicaciones que afectan a los Servicios de Aficionados y de Aficionados por Satélite. Condiciones de uso de las estaciones de radioaficionados. Regiones y Zonas UIT.
Unión Internacional de Telecomunicaciones (UIT): El árbitro global de las comunicaciones
La UIT es una agencia de las Naciones Unidas que se encarga de regular las telecomunicaciones a nivel mundial. Establece normas y estándares para garantizar que las comunicaciones sean eficientes, seguras y equitativas en todo el planeta.
Servicios de Aficionados y de Aficionados por Satélite: ¿Qué son?
Servicio de Aficionados: Este servicio está destinado a la autoinstrucción, intercomunicación y estudios técnicos realizados por personas debidamente autorizadas, con carácter exclusivamente personal y sin fines de lucro. En pocas palabras, es la radioafición tradicional donde se utilizan equipos terrestres para comunicarse.
Servicio de Aficionados por Satélite: Una evolución del servicio de aficionados, pero utilizando satélites artificiales como repetidores para ampliar el alcance de las comunicaciones.
Clases de estaciones radioeléctricas de radioaficionado
Las estaciones de radioaficionado se clasifican según diversos criterios, como la potencia de emisión, las bandas de frecuencia utilizadas y el tipo de servicio. Aunque la clasificación puede variar ligeramente entre países, las principales categorías incluyen:
Estaciones fijas: Estaciones ubicadas en un lugar fijo.
Estaciones móviles: Estaciones diseñadas para ser operadas en vehículos, barcos o aeronaves.
Estaciones portátiles: Estaciones que pueden ser transportadas fácilmente y operadas en diferentes lugares.
Disposiciones del Reglamento de Radiocomunicaciones
El Reglamento de Radiocomunicaciones de la UIT es el documento más importante que regula el uso del espectro radioeléctrico a nivel mundial. Para los radioaficionados, este reglamento establece:
Bandas de frecuencia asignadas: Define las bandas de frecuencia específicas que pueden utilizar los radioaficionados.
Potencia máxima permitida: Establece límites a la potencia de emisión para evitar interferencias con otros servicios.
Modos de operación: Especifica los tipos de modulación permitidos (CW, SSB, FM, digitales).
Condiciones de uso: Establece las condiciones generales para el uso del espectro radioeléctrico por parte de los radioaficionados.
Condiciones de uso de las estaciones de radioaficionados
Las condiciones de uso varían según el país y las regulaciones locales, pero en general incluyen:
Licencia de radioaficionado: Es necesario obtener una licencia para poder operar una estación de radioaficionado.
Identificación: Los radioaficionados deben identificarse al inicio y al final de cada transmisión con su distintivo de llamada.
Respeto a las normas: Los radioaficionados deben respetar las normas establecidas en el Reglamento de Radiocomunicaciones y en la legislación nacional.
No interferir con otros servicios: Los radioaficionados deben evitar causar interferencias a otros servicios de radiocomunicación.
Regiones y Zonas UIT
La UIT ha dividido el mundo en regiones y zonas para facilitar la coordinación del uso del espectro radioeléctrico. Cada región tiene sus propias características y asignaciones de frecuencia.
¿Por qué es importante conocer estas regulaciones?
Comprender las regulaciones internacionales y nacionales es fundamental para operar una estación de radioaficionado de manera legal y responsable. Al respetar estas normas, contribuyes a mantener un ambiente radioeléctrico ordenado y a disfrutar de tu hobby sin causar problemas a los demás.
9. Inspección y régimen sancionador en materia de radioaficionados: Órganos competentes en materia de inspección de equipos y estaciones del servicio de aficionados. Infracciones y régimen sancionador en materia de radioaficionados.
Órganos Competentes para las Inspecciones
En España, el organismo encargado de inspeccionar los equipos y estaciones de radioaficionados es la Secretaría de Estado de Telecomunicaciones e Infraestructuras Digitales (SETSI). Son ellos los responsables de verificar que tu equipo cumple con la normativa y que estás utilizando las frecuencias asignadas correctamente.
¿Qué revisan en una inspección?
Licencia de radioaficionado: Comprobarán que tienes la licencia en regla y que estás autorizado a operar el equipo.
Equipo de radio: Verificarán que el equipo cumple con las especificaciones técnicas y que está correctamente instalado.
Antena: Revisarán la instalación de la antena para asegurarse de que cumple con las normas de seguridad y que no causa interferencias.
Cuaderno de bitácora: Si tienes uno, revisarán que estés registrando tus comunicaciones de forma adecuada.
Infracciones y Sanciones
Si durante una inspección se detecta alguna irregularidad, se pueden imponer sanciones. Las infracciones más comunes cometidas por los radioaficionados son:
Operar sin licencia: Utilizar un equipo de radio sin tener la autorización correspondiente.
Utilizar frecuencias no autorizadas: Transmitir en frecuencias que no están asignadas al servicio de aficionados.
Exceder la potencia máxima permitida: Transmitir con una potencia superior a la autorizada.
Causar interferencias a otros servicios: Molestar las comunicaciones de otros usuarios.
¿Cuáles son las sanciones?
Las sanciones pueden ser de diversa índole, desde una simple advertencia hasta la retirada de la licencia. La gravedad de la sanción dependerá de la gravedad de la infracción.
¿Cómo evitar problemas?
Para evitar problemas con las inspecciones y sanciones, es importante que:
Obtengas la licencia de radioaficionado: Asegúrate de tener todos los permisos necesarios para operar tu equipo.
Conozcas la normativa: Infórmate sobre las normas que regulan la radioafición en tu país.
Respetes las frecuencias asignadas: Utiliza únicamente las frecuencias que están autorizadas para el servicio de aficionados.
No excedas la potencia máxima permitida: Ajusta la potencia de tu equipo según lo indicado en tu licencia.
Lleva un cuaderno de bitácora: Registra tus comunicaciones para tener un control de tus actividades.
Recuerda: La radioafición es un hobby apasionante, pero también es una actividad que debe realizarse de forma responsable y respetuosa con los demás. Al cumplir con las normas, contribuyes a mantener un ambiente radioeléctrico limpio y ordenado.