Conozcamos
algo más de la Radio
Transmisor
Los componentes
fundamentales de un transmisor de radio son: un generador de oscilaciones
(oscilador), para convertir la corriente eléctrica común en oscilaciones de una
determinada frecuencia de radio; los amplificadores, para aumentar la
intensidad de dichas oscilaciones conservando la frecuencia establecida, y un
transductor, para convertir la información a transmitir en un voltaje eléctrico
variable y proporcional a cada valor instantáneo de la intensidad. En el caso
de la transmisión de sonido, el transductor es un micrófono; para transmitir
imágenes se utiliza como transductor un dispositivo fotoeléctrico.
Otros componentes
importantes de un transmisor de radio son el modulador, que aprovecha los
voltajes proporcionales para controlar las variaciones en la intensidad de
oscilación o la frecuencia instantánea de la portadora, y la antena, que radia
una onda portadora igualmente modulada. Cada antena presenta ciertas
propiedades direccionales, es decir, radia más energía en unas direcciones que
en otras, pero la antena siempre se puede modificar de forma que los patrones
de radiación varíen desde un rayo relativamente estrecho hasta una distribución
homogénea en todas las direcciones; este último tipo de radiación se usa en la
radiodifusión.
El método concreto
utilizado para diseñar y disponer los diversos componentes depende del efecto
buscado. Los requisitos principales de la radio de un avión comercial o
militar, por ejemplo, son que tenga un peso reducido y que resulte inteligible;
el coste es un aspecto secundario y la fidelidad de reproducción carece
totalmente de importancia. En una emisora comercial de radio, sin embargo, el
tamaño y el peso entrañan poca importancia, el coste debe tenerse en cuenta y la
fidelidad resulta fundamental, sobre todo en el caso de emisoras FM; el control
estricto de la frecuencia constituye una necesidad crítica. En Estados Unidos,
por ejemplo, una emisora comercial típica de 1.000 kHz posee un ancho de banda
de 10 kHz, pero este ancho sólo se puede utilizar para modulación; la
frecuencia de la portadora propiamente dicha se tiene que mantener exactamente
en los 1.000 kHz, ya que una desviación de una centésima del 1% originaría
grandes interferencias con emisoras de la misma frecuencia, aunque se hallen
distantes.
Osciladores
En una emisora
comercial normal, la frecuencia de la portadora se genera mediante un oscilador
de cristal de cuarzo rigurosamente controlado. El método básico para controlar
frecuencias en la mayoría de las emisoras de radio es mediante circuitos de
absorción, o circuitos resonantes, que poseen valores específicos de
inductancia y capacitancia y que, por
tanto, favorecen la producción de corrientes alternas de una determinada
frecuencia e impiden la circulación de corrientes de frecuencias distintas. De
todas formas, cuando la frecuencia debe ser enormemente estable se utiliza un
cristal de cuarzo con una frecuencia natural concreta de oscilación eléctrica
para estabilizar las oscilaciones. En realidad, éstas se generan a baja
potencia en una válvula electrónica y se amplifican en amplificadores de
potencia que actúan como retardadores para evitar la interacción del oscilador
con otros componentes del transmisor, ya que tal interacción alteraría la
frecuencia. El cristal tiene la forma exacta para las dimensiones necesarias a
fin de proporcionar la frecuencia deseada, que luego se puede modificar
ligeramente agregando un condensador al circuito para conseguir la frecuencia
exacta. En un circuito eléctrico bien diseñado, dicho oscilador no varía en más
de una centésima del 1% en la frecuencia. Si se monta el cristal al vacío a
temperatura constante y se estabilizan los voltajes, se puede conseguir una
estabilidad en la frecuencia próxima a una millonésima del 1%.
Los osciladores de
cristal resultan de máxima utilidad en las gamas denominadas de frecuencia muy
baja, baja y media (VLF, LF y MF). Cuando han de generarse frecuencias
superiores a los 10 MHz, el oscilador maestro se diseña para que genere una
frecuencia intermedia, que luego se va duplicando cuantas veces sea necesario
mediante circuitos electrónicos especiales. Si no se precisa un control
estricto de la frecuencia, se pueden utilizar circuitos resonantes con válvulas
normales a fin de producir oscilaciones de hasta 1.000 MHz, y se emplean los
klistrones reflex para generar las frecuencias superiores a los 30.000 MHz. Los
klistrones se sustituyen por magnetrones cuando hay que generar cantidades de
mayor potencia.
Modulación
La modulación de
la portadora para que pueda transportar impulsos se puede efectuar a nivel bajo
o alto. En el primer caso, la señal de frecuencia audio del micrófono, con una
amplificación pequeña o nula, sirve para modular la salida del oscilador y la
frecuencia modulada de la portadora se amplifica antes de conducirla a la
antena; en el segundo caso, las oscilaciones de radiofrecuencia y la señal de
frecuencia audio se amplifican de forma independiente y la modulación se
efectúa justo antes de transmitir las oscilaciones a la antena. La señal se
puede superponer a la portadora mediante modulación de frecuencia (FM) o de
amplitud (AM).
La forma más
sencilla de modulación es la codificación, interrumpiendo la onda portadora a
intervalos concretos mediante una clave o conmutador para formar los puntos y
las rayas de la radiotelegrafía de onda continua.
La onda portadora
también se puede modular variando la amplitud de la onda según las variaciones
de la frecuencia e intensidad de una señal sonora, tal como una nota musical.
Esta forma de modulación, AM, se utiliza en muchos servicios de radiotelefonía,
incluidas las emisiones normales de radio. La AM también se emplea en la
telefonía por onda portadora, en la que la portadora modulada se transmite por
cable, y en la transmisión de imágenes estáticas a través de cable o radio.
En la FM, la
frecuencia de la onda portadora se varía dentro de un rango establecido a un
ritmo equivalente a la frecuencia de una señal sonora. Esta forma de
modulación, desarrollada en la década de 1930, presenta la ventaja de generar
señales relativamente limpias de ruidos e interferencias procedentes de fuentes
tales como los sistemas de encendido de los automóviles o las tormentas, que
afectan en gran medida a las señales AM. Por tanto, la radiodifusión FM se efectúa
en bandas de alta frecuencia (88
a 108 MHz), aptas para señales grandes pero con alcance
de recepción limitado.
Las ondas
portadoras también se pueden modular variando la fase de la portadora según la
amplitud de la señal. La modulación en fase, sin embargo, ha quedado reducida a
equipos especializados.
El desarrollo de
la técnica de transmisión de ondas continuas en pequeños impulsos de enorme
potencia, como en el caso del radar, planteó la posibilidad de otra forma nueva
de modulación, la modulación de impulsos en tiempo, en la que el espacio entre
los impulsos se modifica de acuerdo con la señal.
La información
transportada por una onda modulada se devuelve a su forma original mediante el
proceso inverso, denominado demodulación o detección. Las emisiones de ondas de
radio a frecuencias bajas y medias van moduladas en amplitud. Para frecuencias
más altas se utilizan tanto la AM como la FM; en la televisión comercial de
nuestros días, por ejemplo, el sonido va por FM, mientras que las imágenes se
transportan por AM. En el rango de las frecuencias superaltas (por encima del
rango de las ultraaltas), en el que se pueden utilizar anchos de banda mayores,
la imagen también se transmite por FM. En la actualidad, tanto el sonido como
las imágenes se pueden enviar de forma digital a dichas frecuencias.
Antenas
La antena del
transmisor no necesita estar unida al propio transmisor. La radiodifusión
comercial a frecuencias medias exige normalmente una antena muy grande, cuya
ubicación óptima es de forma aislada, lejos de cualquier población, mientras
que el estudio de radio suele hallarse en medio de la ciudad. La FM, la
televisión y demás emisiones con frecuencias muy elevadas exigen antenas muy
altas si se pretende conseguir un cierto alcance y no resulta aconsejable
colocarlas cerca del estudio de emisión. En todos estos casos las señales se
transmiten a través de cables. Las líneas telefónicas normales suelen valer
para la mayoría de las emisiones comerciales de radio; si se precisa obtener
alta fidelidad o frecuencias muy altas, se utilizan cables coaxiales.
Encarta, 2005
