Electrónica – Diez formas de clasificar a los Receptores de Radio

Desde los inicios de la radio, se diseñaron diversos tipos de receptores, desde los más elementales a los más complejos que se pudieran fabricar usando la tecnología dominante, de cada época.

Los primeros receptores de radio, fueron circuitos pasivos, que podían funcionar hasta sin alimentación. Estos primeras radios comerciales, trabajaban en Amplitud Modulada, en una banda que está casi olvidada en nuestros días de Frecuencia Modulada y de Internet.

Gran parte de los avances en la técnica de recepción de radio, se la debemos al ilustre ingeniero Edwin Armstrong, quien cuenta, entre sus inventos, a la frecuencia modulada, al receptor regenerativo, al receptor super regenerativo y al famoso receptor superheterodino.

Intentar una clasificación de los radio receptores, puede ser una tarea laboriosa, considerando la diversidad de tipos de receptores, y de criterios posibles a usar para la clasificación.

Aquí intentaré ser lo más estricto posible en la clasificación de los radio receptores, ya que no he encontrado, en otras fuentes, información concisa y clara al respecto.

CLASIFICACIÓN 1: POR EL USO DE ENERGÍA EXTERNA

Esta clasificación se basa en el requerimiento de energía que utiliza el receptor para poder funcionar.

• Pasivos o Sin Alimentación.- Se trata de receptores fabricados únicamente con componentes pasivos, como los receptores de cristal, de los cuales el más común fue sin duda el radio a galena . Dichos receptores, deben obtener su energía, enteramente, de las mismas ondas de radio que reciben. Aunque parezca increíble que tales receptores existiesen, realmente eran muy comunes en los inicios de la radio.
• Activos o Con alimentación.- Usan componentes electrónicos activos. Incluye a la mayoría de receptores actuales, sea que trabajen con batería o energía de la red eléctrica. La alimentación es necesaria para alimentar a los componentes activos que contiene. Aquí se puede aplicar otra clasificación:
  • Portátiles.- De tamaño reducido. Alimentados, generalmente por pilas o baterías.

• • Fijos.- Destinados a permanecer estáticos en un solo lugar. Suelen ser voluminosos.

CLASIFICACIÓN 2: POR LA TECNOLOGÍA ELECTRÓNICA.

Se refiere al tipo de tecnología que usan los componentes electrónicos. Se aplica solo a los receptores con componentes activos.

• Receptor de tubos al vacío.- Son la primera generación de receptores activos que aparecieron. Se caracterizaban por ser de regular tamaño y requerir considerable energía para funcionar.  Además necesitaban tiempo para calentar los tubos, antes de funcionar.

• Receptor transistorizado.- Son los receptores que usan transistores discretos, como componentes activos. Se fabricaron en tamaños reducidos (portátiles) y por lo general, permitían ser alimentados con baterías. Actualmente es raro encontrar este tipo de receptores.
• Receptor con Circuitos integrados.- Están compuestos de uno o más circuitos integrados que incluyen a las etapas del receptor. Permiten ser fabricados en tamaños bastante reducidos, y son los que suelen encontrarse en la actualidad.

Actualmente es común encontrar receptores con transistores y circuitos integrados, como en su momento se encontraban receptores con transistores y tubos al vacío. Estos serían receptores de tecnología híbrida.

CLASIFICACIÓN 3: POR LA VARIABILIDAD DE LA FRECUENCIA

• Receptor de frecuencia variable.- Son usados en receptores para radiodifusión comercial. Permiten recibir transmisiones en diversas frecuencias, de acuerdo a la selección manual que se haga. Para ello, el sintonizador debe manejar un ancho de banda considerable.
• Receptor de frecuencia fija.- Son receptores destinados a recibir las transmisiones, en una sola frecuencia. Son usados en receptores especiales, como los que se usan en radioenlaces. Sus sintonizadores tienen ancho de banda angosta.
• Receptor de frecuencia variable automática.- Son receptores capaces de cambiar automáticamente de frecuencia de recepción, de acuerdo a condiciones previamente programadas. Es común encontrarlos en los receptores de los equipos celulares.

CLASIFICACIÓN 4: POR EL ANCHO DE BANDA DE RECEPCIÓN

• Receptor de banda estrecha.- Suelen usar un ancho de banda reducido, como los usados para AM, FM, DSB, SSB.  También se usan para televisión comercial. Son más o menos eficientes en el uso de la energía del espectro. Son los más usados en radiodifusión comercial y comunicaciones punto a punto.
• Receptor de espectro disperso.- Utilizan un ancho de banda mucho mayor al mínimo requerido para contener el mensaje. Se usan en telecomunicaciones móviles como CDMA. No son sistemas eficientes en el uso de la energía espectral, pero suelen resultar apropiados en ciertas circunstancias, como cuando se quiere inmunidad a transmisiones de banda estrecha interferentes.

CLASIFICACIÓN 5: POR EL TIPO DE INFORMACIÓN QUE LLEVA

• De onda continua CW.- Detectan la presencia o ausencia de una onda. Se usan en radiotelegrafía con el código Morse. Permiten recibir señales muy débiles.
• De información vocal o musical.- Permiten recibir audio en la frecuencia audible. Aquí se incluyen a todos los receptores comerciales de radio.
• De información visual.- Portan información de video. Aquí se incluyen a los receptores de televisión.

• De información digital.- Incluye a los receptores que se usan en comunicaciones digitales, como Bluetooth, WiFi, o comunicaciones celulares.

CLASIFICACIÓN 6: POR EL TIPO DE MODULACIÓN

• De modulación Analógica
  • • De Amplitud Modulada (AM).- Usada en receptores comerciales de radio y televisión. Pueden ser de doble banda lateral, de doble banda lateral con portadora suprimida,  de banda lateral única, de banda lateral vestigial.

  

  • De Frecuencia Modulada (FM).- Usada en receptores comerciales de FM y para comunicaciones privadas. Suelen tener un ancho de banda mayor que la AM, pero son más inmunes al ruido electrostático.
  • De Fase Modulada (PM).- Usada muy poco en épocas pasadas, por la complejidad de los receptores. Actualmente se usa mucho, especialmente en la forma de QAM en televisión a color, microondas y satélites./li>
• De Modulación Digital
  • De ASK (Modulación por desplazamiento de amplitud)
  • De FSK (Modulación por desplazamiento de frecuencia)
  • De PSK (Modulación por desplazamiento de fase)

CLASIFICACIÓN 7: POR EL TIPO DE BANDA

• De LF (Baja frecuencia).- Reciben en la banda de 30–300 kHz. Usados para control aeronáutico, radioayuda, radioaficionados y también para radiodifusión de AM en Europa.
• De MF (Frecuencia media).- Reciben en la banda de 300–3000 kHz. Usados para radiodifusión en AM y para radioaficionados.
• De HF (Baja frecuencia).- Reciben en la banda de 3–30 MHz. Se usa para radiodifusión en onda corta, banda ciudadana y radioafición.
• De VHF (Muy alta frecuencia).- Reciben en la banda de 30–300 MHz. Se usan para receptores comerciales de FM y de televisión.
• De UHF (Ultra alta frecuencia).- Reciben en la banda de 300–3000 MHz.  Se usan para receptores comerciales de televisión, telefonía celular, radioafición, radiocontrol, etc.

• De SHF (Super alta frecuencia).- Reciben en la banda de 3–30 GHz. Usado en radioastronomía, microondas, y comunicaciones por satélite.

CLASIFICACIÓN 8: POR EL USO DESTINADO

• Para radiodifusión.- Aquí se incluye a todos los receptores para radiodifusión comercial, destinados a captar las emisiones de señal abierta, sea en audio o en video.
• Para radioaficionados.- Estos receptores están diseñados para trabajar en las bandas asignadas internacionalmente para los radioaficionados.

• Para uso privado.- Usadas por empresas para uso civil y comercial, como radioenlaces o señalización.
• Para uso militar.- Usadas específicamente para usos militares. Suelen ser receptores robustos, con cualidades superiores a las de uso civil.

CLASIFICACIÓN 9: POR LA TECNOLOGÍA DEL SINTONIZADOR

• De tecnología analógica.- Usado muy poco en los receptores actuales. Son receptores que usan componentes analógicos en sus sintonizadores, como osciladores LC o cristales. Suelen tener un indicador analógico para indicar la frecuencia de recepción (dial), como una aguja o una flecha.
• De tecnología digital.- Es el tipo más común de receptor usado actualmente. Son receptores superheterodinos que utilizan síntesis digital de frecuencia en la etapa del oscilador local. Son más precisos que los analógicos.

• Definidos por software.- Es un diseño apoyado en un hardware computacional que utiliza conversores ADC para digitalizar la señal de RF o FI y sobre la cual se aplican algoritmos de Procesamiento Digital de Señales (DSP) para la extracción de la información. En la práctica, se suelen incluir etapas comunes de filtrado y amplificadores de RF.

CLASIFICACIÓN 10: POR EL DISEÑO DEL CIRCUITO

• De amplificación directa.- Es el primer tipo de radio implementado, para la recepción de AM. Consiste en un detector conectado directamente a la antena o a un circuito tanque. Como detector se podía usar un cristal (Receptor de cristal), como la galena o algún óxido, o también se podía usar una válvula rectificadora. Por lo general no incluía etapas amplificadoras de audio y podía funcionar sin más alimentación que la señal recibida, pero el nombre de «amplificación directa», no implica que no tenga etapas amplificadoras de audio sino a la simplicidad de la etapa de recepción-detección.
• De Radiofrecuencia Sintonizada.- Este es una evolución del diseño de amplificación directa, ya que contiene diversas etapas sintonizadas (el de amplificación directa solo tiene una) antes del detector. Estas etapas sintonizadas usan algún elemento activo para compensar las pérdidas y lograr la amplificación de las señales. La dificultad en lograr la sintonía y ganancia precisa de las diversas etapas hicieron que este diseño, dejara de usarse y en la actualidad es parte de la historia.
• Regenerativo o a reacción.- Este diseño es radicalmente diferente a los anteriores y consiste en inyectar parte de la señal de RF recibida a la entrada de un amplificador, de modo que se genere un estado crítico de casi-oscilación. Este estado de realimentación positiva, se conoce como regeneración y tiene la ventaja de incrementar la ganancia y la selectividad del receptor. Por otro lado, deben estar cuidadosamente calibrados para evitar que entren en oscilación permanente, en cuyo caso dejarían de ser receptores y pasarían a ser simples osciladores.

• Super superregenerativo.- Similar a los receptores regenerativos. Pero en este diseño, se interrumpe la oscilación periódicamente de modo que nunca entra en un estado de oscilación permanente y, por lo tanto, se evita la necesidad de tener que ajustar la oscilación como en los receptores regenerativos. La frecuencia de interrupción, es común que sea de algunos KHz, pero siempre debe ser mayor al ancho de banda de la señal a recibir, para facilitar el filtrado posterior. Logran alta ganancia pero tienen como desventaja que genera mucha interferencia. Este tipo de receptores se usa en intercomunicadores de juguete o circuitos sencillos de radiocontrol.
• Superheterodino.- Es el tipo de receptor más complejo y el más usado actualmente. Es probablemente el mejor diseño de receptor jamás inventado, ya que logra mejor sensibilidad y selectividad que los diseños anteriores. Consiste en el uso de un oscilador local que genera una señal de RF que se mezcla con la señal de RF recibida, de modo que obtiene una frecuencia intermedia fija, que es la que finalmente se usa para la demodulación. Se podría decir que todos los receptores usados en radiodifusión, actualmente, son de este tipo o de alguna de sus variaciones.

• De conversión Directa.- También conocidos como homodinos, o de cero FI. Utilizan un oscilador local, como los heterodinos, pero no utilizan frecuencia intermedia, porque el oscilador local funciona a una frecuencia igual o cercana a la frecuencia que se desea recibir. La información modulada se obtiene mediante detección síncrona y un filtro pasabajos. Son de menor complejidad que los heterodinos, por el hecho de no manejar frecuencia intermedia, pero requieren circuitos de compensación adicionales para demodular AM y FM.

(*) Fuente de Imágenes: Wikipedia.