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Mega Site de Radioamadorismo







 

 

Escolhendo o melhor receptor

Autor: Sarmento Campos
Rio de Janeiro - Brasil
http://www.sarmento.eng.br 

 

INTRODUÇÃO
PRINCÍPIOS BÁSICOS
COBERTURA DE FREQÜÊNCIA
LEITURA DE FREQÜÊNCIA E SINTONIA
SENSIBILIDADE
SELETIVIDADE
SINTONIA DE BANDA PASSANTE
LIMITADORES DE RUÍDO E BRANQUEADORES
VOLUME E CONTROLE AUTOMÁTICO DE GANHO

INDICADORES DE SINAL E S-METERS
MEMÓRIAS E CIRCUITOS DE SINTONIA MÚLTIPLA
RECEPÇÃO DE SSB E OSCILADORES DE BATIMENTO DE FREQÜÊNCIA
RECEPÇÃO SSB POR PORTADORA EXALTADA
DETECÇÃO SÍNCRONA

ESCOLHENDO O MELHOR RECEPTOR
GLOSSÁRIO TÉCNICO


O clássico Sony ICF-2010 apesar de não mais fabricado, continua uma referência em matéria de receptores portáteis

INTRODUÇÃO

Selecionar um rádio de ondas curtas pode ser difícil, especialmente se você nunca comprou um antes. Existem muitas opções, com preços variando de aproximadamente R$ 100,00 até alguns milhares de reais. As especificações são normalmente desafiadores; o que pode significar por exemplo a frases similares a "4kHz @ -6 db" ou "entrada de 50 Ohms desbalanceada" ?

Aqui, abrangeremos os diferentes tipos de rádio de ondas curtas, como funcionam, e o significado e importância das diversas características e especificações. Também, sempre que possível e aplicável, farei a equivalência entre os termos técnicos e jargões especificados pelos fabricante nos manuais - que normalmente são escritos em inglês - para o português. Desta forma, além de compreendermos a tarefa da escolha de um rádio, poderemos consultar as especificações originais em inglês, mesmo sem o domínio deste idioma.

Algumas vezes também, veremos rádios sendo referidos como receptores de comunicações. Este termo geralmente se refere aos mais avançados receptores capazes de receber vários tipos de sinais ( AM, CW, SSB, RTTY e outros ) sob condições de escuta muito difíceis. Outro termo que encontraremos com freqüência é receptor portátil. Como o nome indica, este é um radio que pode ser facilmente carregado e operado através de pilhas. A distinção entre estes dois tipos de receptores se tornou obscura nos anos recentes. Muitos receptores portáteis agora oferecem desempenho e características formalmente disponíveis apenas em modelos de comunicações, enquanto outros dispositivos de comunicações são leves e compactos o suficiente para serem operados a partir de baterias tais quais encontradas em automóveis.

PRINCÍPIOS BÁSICOS

Realmente ajuda conhecer um pouco como um típico radio de ondas curtas funciona. Isto torna mais fácil entender a importância das diversas especificações do receptor e a determinar quais características são mais importantes.

Todos os receptores atuais são denominados super-heteródinos. Isto significa que a freqüência recebida ( tal como 11925 kHz ) é modificada para outra freqüência fixa ( tais como 455 kHz ou 10.7 Mhz ) antes do sinal do radio ser transformado em áudio que possamos ouvir. Algumas vezes o sinal de radio recebido é convertido a duas ou até três diferentes freqüências fixas; isto é conhecido como dupla ou tripla conversão. A técnica super-heteródino é usada porque algumas funções, como a amplificação do sinal recebido, são mais fáceis e eficientemente alcançadas em uma única freqüência do que através de um espectro largo de freqüências.

A figura 1 mostra o diagrama de blocos de um receptor super-heteródino adequado para recepção de AM, SSB ou CW.


Figura 1.
 

Os sinais de rádio captados na antena produzem correntes elétricas muito fracas na própria antena. Estas correntes fracas são amplificadas na seção de amplificação de Rádio Freqüência (RF). O sinal amplificado é então aplicado ao estágio de mistura. Note que o sinal vindo da seção de oscilação local também é aplicado ao misturador. Como o seu nome implica, o misturador combina os sinais vindos do oscilador local e do amplificador de RF para produzir um sinal novo, de freqüência fixa tal qual 455 kHz. Esta é conhecida como a Freqüência Intermediaria (FI). Independente da real freqüência que o radio possa estar sintonizado ( por exemplo, 11925 kHz ), a freqüência intermediaria permanece constante.

O circuito misturador é normalmente seguido por um amplificador de freqüência intermediaria. Este estagio amplifica a FI e a alimenta ao detector. O detector é a seção do receptor que converte a freqüência intermediaria em áudio compreensível. Se o sinal é CW ou SSB, um oscilador de batimento de freqüência prove uma portadora substituta para tornar o sinal inteligível. Finalmente, o estagio de amplificação de áudio amplifica o áudio do detector de forma que possamos ouvi-lo através de auto falantes ou fones de ouvido.

Se for usado conversão dupla ou tripla, os diferentes estágios de mistura e amplificação de FI são normalmente encadeados entre si.

COBERTURA DE FREQÜÊNCIA

A maioria dos radio de ondas curtas são definidos como "all band" ( todas as bandas ) ou "general coverage" ( cobertura geral ), significando que cobrem pelo menos a partir de 540 kHz até 30 MHz ou superior. Muitos rádios de OC também incluem cobertura abaixo a partir de 150 kHz, e alguns também incluem a banda de difusão comercial FM. Os rádios ditos "todas as bandas" cobrem o intervalo de 540 kHz a 30 MHz sem nenhuma lacuna ou omissão de freqüências.

Nos anos anteriores, muitos radio de ondas curtas sintonizavam apenas alguns segmentos ou bandas, usualmente em porções de 500 kHz de largura. Como exemplo, um receptor poderia sintonizar a faixa de 40 metros de 7000 a 7500 kHz ou 6900 a 7400 kHz, enquanto em 31 metros, poderia sintonizar de 9500 a 10000 kHz.  Hoje em dia, quase todos os radio possuem cobertura continua.  As exceções são alguns portáteis com cobertura apenas das principais bandas de difusão internacional. A não ser que o fator preço seja um fator muito crucial na sua decisão de compra, sua melhor opção é sempre por um receptor de faixa continua. Tal radio irá permitir a experiência de se ouvir a atividade de radio em todo o espectro e não se tornará obsoleto se seus interesses aumentarem ou mudarem.

LEITURA DE FREQÜÊNCIA E SINTONIA

alguns anos atrás, localizar uma determinada freqüência em um rádio de ondas curtas se parecia como atirar no escuro - algumas vezes com sucesso, mas, freqüentemente errando o alvo. Nesses dias, mover o botão de sintonia algo em torno de 3 centímetros, era o suficiente para cobrir 500 kHz no espectro de freqüência.

Atualmente, o processo é muito mais avançado. Na realidade, não existem motivos para  possuir um radio de ondas curtas que não indique precisamente qual freqüência você esta sintonizando. A grande maioria dos receptores atuais apresentam alguma forma de leitura direta da freqüência, seja através de LEDs ( diodos emissores de luz ), mostradores fluorescentes, ou de cristal liquido ( LCD ). Algumas vezes a freqüência desejada é alcançada através de se sintonizar até que o mostrador exiba a freqüência apropriada, enquanto outras vezes a freqüência desejada pode ser informada diretamente através de um teclado, similar as teclas de discar do telefone. Alguns rádios permitem ambos processos de sintonia.

Os modelos de mostrador a LED ou tubos fluorescentes comumente consomem mais energia que os de cristal liquido ( LCD ), os tornando mais adequados a operação através de tomadas elétricas ao invés de baterias. Enquanto os modelos de LCD e LEDs representam um grande avanço em comparação com os métodos tradicionais analógicos, eles podem apresentar alguns inconvenientes quando se comparar alguns receptores.

Muitos rádios modernos utilizam um circuito eletrônico baseado na tecnologia Phased-Locked-Loop ( PLL ), significando na prática que a sintonia ocorre em passos os incrementos ao invés de ser continua, dentro de um intervalo.. Um rádio de ótima qualidade pode apresentar um passo de sintonia de 0.1 kHz ( 100 Hz ). Isto significa um  acréscimo ou decréscimo na freqüência de 0.1 kHz enquanto se manipula o botão de sintonia. Supondo que o rádio esteja sintonizado exatamente em 9500 kHz, ao se sintonizar para cima, serão sintonizados 9500.1 , 9500.2 kHz e por assim adiante. O rádio por sua vez seria incapaz de sintonizar com exatidão freqüências como 9500.15 ou 9500.22 kHz. Em termos práticos, isto não é problema, pois mesmo "modos estreitos" como CW ocupam pelo menos 100 Hz de espectro de freqüência, logo, não há possibilidade de perder qualquer sinal.

Muito receptores de comunicação possuem múltiplas taxas de sintonia ou velocidades.  Isto permite sintonizar rapidamente uma freqüência usando velocidade rápida, tal qual taxa de 1 kHz, para depois permitir sintoniza fina do sinal através de um botão diminuindo a taxa de sintonia, tal qual 0.1 kHz ou 0.01 kHz. Para uma ótima sintonia, uma taxa de sintonia de 0.1 kHz ou menor funcionará muito bem. Entretanto, alguns receptores ( principalmente os menos caros tais como os portáteis ) apresentam incrementos de sintonia de 1 kHz ou mesmo 5 kHz ). Tais rádios são adequados para a escuta de radio difusão, as quais operam principalmente em freqüências espaçadas em 5 kHz entre si, mais será de menos serventia para a escuta de radioamadores ou estações utilitárias e são quase inúteis para a escuta de modos CW e RTTY.

A única maneira de determinar com precisão os incrementos de sintonia disponíveis no radio é a consulta do manual do proprietário ou a literatura do fabricante. Se o mostrador de freqüência inclui um ponto decimal ( para uma freqüência tal qual 9500.1 kHz ), podemos supor que apresenta incremento de sintonia de pelo menos 0.1 kHz. Um ponto interessante em alguns receptores é que a resolução do mostrador de freqüência pode ser menor que o incremento de sintonia. Um receptor por exemplo pode apresentar a resolução do mostrador de 0.1 kHz, mas possui uma taxa de sintonia menor de 0.01 kHz disponível. Isto significa que o receptor pode sintonizar freqüências tais como 9500.11 , 9500.12 e 9500.13 kHz, mas a leitura da freqüência no mostrador continua indicando 9500.1 kHz. Isto não representa problema, mas é algo que deve se tomar conhecimento.

Se existe uma característica que é absolutamente necessária em um radio de Ondas Curtas, é a leitura direta da freqüência sintonizada. O custo extra mais do que compensa a diferença em economia de tempo e frustração. Sem a leitura direta de freqüência, você ira encontrar dificuldades ( se não for impossível ate ) localizar uma freqüência especifica mencionada nos catálogos de emissoras ou outras fontes de publicação .  A leitura direta da freqüência torna simples a sintonia direta tal qual selecionar um canal de televisão. A importância da leitura direta é tanta que já existem disponíveis dispositivos externos para acoplamento nos rádios analógicos, que permite visualiza a freqüência diretamente de forma digital.

SENSIBILIDADE

O termo sensibilidade é usado para descrever o quanto o receptor pode responder a um sinal de radio fraco e produzir áudio suficientemente claro para a escuta. A sensibilidade é provida pela seção do amplificador de radio freqüência do receptor. Por sua vez, seletividade é o quanto o receptor pode rejeitar sinais em freqüências diferentes das quais se quer ouvir. A seletividade é provida pelas seções de amplificação de freqüência intermediaria de um receptor, e será analisada a seguir.

A sensitividade é normalmente definida como o nível de sinal de entrada ( o sinal entregue da antena ao receptor ) necessário a obtenção de uma saída de  "sinal mais ruído atmosférico" do receptor em algum ponto especifico acima do ruído interno produzido dentro do próprio receptor. O ponto normalmente especificado é 10 decibel ( dB ). Decibels são baseados em cima da resposta do ouvido humano. São usados para expressar taxas ( relações ) entre dois níveis de potencia e são logarítmicas . Isto significa que um acréscimo de 3 db em potencia é igual a se dobrar a potencia, enquanto um acréscimo de 10 dB é equivalente ao aumento de potencia de 10 vezes. Uma mudança de um único decibel em um sinal é o suficiente para se perceber a mudança entre dois sinais. Os cenas de entrada provenientes da antena são medidos em microvolts ( μV ), que são equivalentes a um milionésimo de volt. O menor numero de microvolts especificado, o mais sensível o receptor é.

Agora que sabemos o que significa decibel e microvolt, o que significa de qualquer forma a especificação de sensibilidade do receptor tal qual "0.5 μV para 10 dB S+N/N" ?  Uma boa interpretação poderá ser "um sinal de meio microvolt alimentado no receptor pela antena produzira uma saída de áudio do receptor no qual o sinal de radio, mais o ruído natural atmosférico, é dez vezes mais forte do que o ruído interno produzido pelo próprio receptor".

Para determinar o quanto forte é o ruído interno, pode-se desconectar todas as antenas do receptor e ouvir o ruído saindo do alto falante. O ruído interno é produzido pelo movimento randômico dos elétrons dentro dos componentes e circuitos integrados do radio.

No caso de se procurar pelo primeiro radio de ondas curtas, normalmente não se deve preocupar com a classificação de sensibilidade. Isto porque alguns dos maiores avanços na tecnologia de recepção envolvem sensibilidade; mesmo simples, receptores baratos são hoje mais sensíveis do que  alguns receptores de qualidade profissional o eram a trinta anos atrás. Complementando, a tendência entre as emissoras internacionais é mover para o uso de transmissores mais potentes com melhores antenas, o que torna a sensibilidade menos importante do que trinta anos atrás. Para situações especiais, tais qual escuta DX ( emissoras distantes ), existem disponíveis dispositivos amplificadores de sinal integrados a antenas para melhorar a recepção ( será discutido adiante ).

Existem três outros pontos que devem ser lembrados a respeito de taxa de sensibilidade  e sua importância :

  • Pequenas diferenças ( 0.5 μV ou próximo ) em sensibilidade tem pouco, se tiver, efeito no que você poderá ou não ouvir;

  • Em baixas freqüências de ondas curtas ( abaixo de 5000 kHz ), o ruído natural atmosférico pode ser maior do que muitas estações. A sensibilidade incrementada poderá significar que você irá ouvir melhor o ruído, e não que serão ouvidas mais estações !

  • Um receptor pode actínias processar um sinal capturado na antena. Um receptor com sensibilidade mediana conectado a uma boa antena provavelmente superará um receptor com boa sensibilidade conectado a uma antena mediana.

Não é raro para muitos receptores contemporâneos serem sensíveis demais em algumas situações. Estações de alta potencia podem causar sobrecarga nos amplificadores de RF em receptores sensíveis. Este problema comumente ocorre em bandas internacionais de radio difusão durante as horas de pico de atividade. Os sintomas de sobrecarga incluem sinais "fantasmas" aparecendo em freqüências onde não deveriam estar, áudio distorcido em algumas estações, e tendo o áudio de uma super estação se sobrepondo as estações mais fracas. A sobrecarga acontece quando os sinais da antena são muito fortes para a manipulação do amplificador de RF, tal como a distorção do som quando se abre demais o volume de um amplificador de som estéreo.

Uma importante medida de como um receptor pode manipular bem sinais fortes é o seu "intervalo dinâmico" - dynamic range. Este é o intervalo entre o nível de ruído interno e o nível de sinal que a sobrecarga começa a acontecer. O dynamic range é medido em decibel, e a maioria dos receptores de comunicação apresentam uma medida de pelo menos 70 dB. Uma medida superior a 100 dB é considerada excelente.

Algumas vezes a sobrecarga pode acontecer nas ondas curtas devido a presença de fortes estações locais de OM. Para prevenir isto, alguns fabricantes usam filtros passa-altas ( "high-pass" ) nos seus receptores entre a antena e o amplificador de RF. Estes filtros permitem que as freqüências acima de 1600 kHz passem sem nenhum efeito mais reduzem enormemente a intensidade dos sinais abaixo de 1600 kHz. Muitos fabricantes desenham estes filtros para serem automaticamente acionados  quando o receptor é sintonizado acima de 1600 kHz de forma a não afetar a recepção quando se escuta abaixo de 1600 kHz.

Uma técnica usada em diversos receptores de ondas curtas antigos e por alguns poucos modelos recentes é o uso de pré-seleção ( "preselection" ). Na pré-seleção, o estagio de amplificação de RF possui seu próprio controle de sintonia permitindo ser otimizado para um intervalo estreito de freqüência ( geralmente 500 kHz ou menos ). O receptor é menos ainda sensível a freqüências fora desta faixa. Muitos receptores que usam pré-seleção requerem que manualmente se sintonize o amplificador de RF para obtenção de melhores resultados; alguns receptores de melhor qualidade automaticamente ajustam o pre-selecionador para se assimilar a sintonia feita pelo receptor.

Os dois métodos atuais mais utilizados para combater a sobrecarga nos receptores modernos é o uso de atenuador de RF e controle de ganho de RF. Um atenuador de RF reduz a sensibilidade do receptor por um valor fixo, tal como 10 ou 20 dB, ou pode permitir que a sensibilidade seja reduzida continuamente. A sensibilidade reduzida significa que os sinais fortes serão menos propensos a sobrecarregar a seção de amplificação de RF, mas também significa que todos os níveis de sinal - assim como os mais fracos - são também reduzidos. O controle de ganho de RF permite que se varie continuamente a amplificação do estagio de RF do mesmo modo que o controle de volume permite variar a saída de áudio do receptor. Ambos controles permitem usar apenas a quantidade de amplificação de RF necessária a ouvir a estação, reduzindo as chances de sobrecarga.

SELETIVIDADE

Você pode pensar que a sensibilidade é a especificação mais importante de um radio de ondas curtas. Mas não é - seletividade é mais importante devido ao congestionamento das bandas de ondas curtas verificado atualmente. Um receptor seletivo pode com mais freqüência produzir sinais mais legíveis em situações que um receptor menos seletivo não consegue.

Idealmente, a largura de banda de um receptor -  bandwidth - deve ser igual a exatamente a largura de banda do tipo de sinal sendo recebido. Entretanto, não é como funciona no mundo real. Suponha que você sintonize um radio de ondas curtas em 9500 kHz. Ele responderá a sinais transmitidos em 9500 kHz. Entretanto, também responderá a sinais em freqüências adjacentes tais como 9498 e 9502 kHz. Também pode responder a sinais em 9495  e 9505 kHz, e até a outras em 9490 e 9510 kHz a não ser que a seletividade seja adequada. Uma importante parte da seletividade de um receptor é o quanto pode rejeitar bem sinais fortes em freqüências adjacentes. Um receptor pode ser capaz de rejeitar um sinal fraco interferindo apenas 2 kHz distante do sinal desejado mas poderá ser incapaz de rejeitar um sinal forte 3 kHz afastado da freqüência desejada.

A seletividade é medida em termos de quanto um receptor pode rejeitas ( ou atenuar ) um sinal interferente localizado alguns Hz ou kHz distante do intervalo de freqüência desejado.  Este intervalo desejado é conhecido como a largura de banda ( bandwidth ou bandpass ) de um receptor. O grau ao qual o sinal é atenuado é expresso em decibel, e o tamanho da largura de banda do receptor é dado como os pontos nos quais um sinal interferente é reduzido em 6 dB ( a aproximadamente 1/4 da potencia original ) e por 60 dB ( reduzido a aproximadamente 0.0000001 % de sua intensidade original ).

Como um exemplo, vamos supor que se queira receber uma estação em AM em 9500 kHz transmitindo uma máxima freqüência de áudio de 3 kHz. Isto significa  que o sinal em AM irá realmente ocupar de 9497 a 9503 kHz, ocupando 6 kHz de espaço de freqüência. A largura de banda do receptor deveria idealmente ser igual a 6 kHz também. Todas as freqüências abaixo de 9497 kHz e acima de 9503 kHz devem ser rejeitadas. Suponha que o receptor apresenta uma taxa de banda de AM sendo "6kHz em -6dB abaixo". Isto significa que qualquer sinal localizado fora do intervalo de 9497 a 9503 kHz será reduzido  em pelo menos 6 dB. Similarmente, receptores típico de ótima qualidade apresentam larguras de banda para outros modos que incluem 250 a 500 Hz para CW, 1.8 kHz para RTTY, e 2.4 a 2.9 kHz para SSB. Muitos receptores, particularmente modelos de comunicações, possuem ajustes de largura de banda selecionáveis para diferentes modos de emissão. Tais larguras são classificadas de pontos de atenuação de -6 dB  em propaganda de receptores e literatura do fabricante.

O que acontece se a potencia dos sinais desejados e interferentes variam ? Suponha que o sinal AM em 9500 kHz é muito forte. Neste caso, uma banda de 8, 10 ou até 12 kHz pode produzir escuta excelente. Agora suponha que também exista um sinal forte em 9505 kHz. Uma banda mais estreita, tal como 6 kHz ou menor, seria necessária para permitir recepção clara de 9500 kHz. Mas e se o sinal em 9505 kHz é significativamente maior do que o de 9500 kHz, mesmo um filtro de 3 kHz poderá não ser suficientemente adequado para permitir boa recepção..

A melhor medida de habilidade do receptor de rejeitar interferência é o "fator de forma" - shape factor - de sua banda passante.  O fator de banda passante é a relação da banda medida nos pontos de -6 dB e -60 dB. Neste caso, o fator de forma é 2:1.

Uma situação ideal seria para a banda passante ter um fator de forma de 1:1, mas isto não é possível na pratica. Um fator de forma de 2:1 ou menor é possível e indica excelente seletividade. de fato, alguns receptores de qualidade profissional tem por característica banda passantes de fator de forma de 1.5:1 ou próximo. Infelizmente, nas propagandas de receptores ou em analise de receptores em diversas publicações, o fator de forma ou a seletividade em -60 dB muitas vezes não é mencionada.

A figura 2 mostra a banda a banda passante de um receptor registrado graficamente para uma seletividade de 3 kHz em 6 dB inferior e 6 kHz em 60 db inferior, apresentando fator de forma aproximado de 2:1. O eixo horizontal representa a freqüência, com F0 representando a portadora ( ou centro ) da freqüência do sinal desejado, e o eixo vertical representa a quantidade de atenuação em decibels. Pode-se notar que a atenuação é próxima de zero no ponto central e aumenta em função do afastamento deste ponto.

A seletividade é normalmente alcançada com circuitos sintonizados compostos por capacitores e indutores. Entretanto, tais circuitos tem dificuldade em atingir a seletividade estreita necessária em muitas situações. Uma boa forma de aprimorar enormemente o fator de forma da banda passante de um receptor é usar filtros mecânicos ou filtros de cristal na seção de amplificação de Freqüência Intermediaria ( FI ) do receptor. Ambos tipos de filtros são baseados no efeito piezelétrico - a habilidade de certos materiais em transformar energia elétrica em energia mecânica e vice versa. Ambos tipos de filtros podem ser projetados para passar uma certa faixa de freqüências centradas em torno da freqüência intermediaria ( geralmente 455 kHz ) enquanto rejeita outras. Alguns fabricantes oferecem filtros de cristal como acessórios opcionais, geralmente em larguras de banda adequadas para recepção de SSB e CW.

Receptores que tem disponíveis diversas larguras de banda apresentam controles tais como chaves para "largo/estreito" - wide/narrow - ou controles separados de seleção de banda. Outros receptores podem ter diferentes larguras de banda associadas ao modo de emissão selecionado. Desta forma, ajustando o modo para USB ou LSB poderia se selecionar uma banda de 2.7 kHz, enquanto ao se ajustar para AM poderia selecionar a banda passante de 6 kHz. Ter a seleção de banda passante independente do modo é o melhor, devido a permitir selecionar a mais apropriada largura de banda para determinada situação de escuta.


Figura 2. Um filtro de banda passante irá apresentar curvas deste tipo
 

Uma inovação popular na tecnologia de receptores é a sintonia variável de largura de banda - VBT variable bandwidth tunning - O VBT permite que a banda passante de um receptor seja continuamente variável. Por exemplo, em um receptor típico com seletividade VBT a 6 dB pode ser ajustada para qualquer valor a partir de 2.7 kHz até algumas poucas dezenas de Hz. Este pode ser uma característica muito valiosa na mãos de um experiente radio escuta ou DXista. Na figura 4 está representado o funcionamento do VBT no Icom R75, que permite inclusive trabalhar com os filtros de duas freqüências intermediárias, tornando a seletividade muito mais apurada para qualquer combinação de filtros opcionais e originais, assim como para os modos de emissão.

Outra ferramenta valiosa de seletividade é o "notch filter" - traduzindo literalmente, filtro de corte de cavidade. A figura 3 representa o funcionamento do "notch filter" automático do Icom R75, onde podemos observar a curva de seletividade deste tipo de filtro. Na prática, este tipo de filtro trabalha de forma oposta ao filtro de banda passante - o notch filter atenua fortemente qualquer sinal na sua freqüência central. A largura de banda de um filtro deste tipo é muito estreita, geralmente poucas dezenas de Hz ou menor. Um notch filter é usado para remover uma fatia da banda passante do receptor onde um sinal interferente repousa. Por exemplo, uma banda passante de 2.7 kHz poderá ser usado para receber um sinal SSB. Agora suponha que existe um sinal de CW, ocupando aproximadamente 200 Hz de espaço, dentro da largura de banda. O ajuste cuidadoso ou até mesmo automático deste tipo de filtro irá remover o sinal de CW e qualquer interferência que este cause. O uso do notch filter inevitavelmente irá degradar o áudio do sinal que se quer receber, mas nos casos de interferência pesada este filtro pode significar a diferença entre entender a recepção e perder o sinal em QRM ( segundo o código Q, interferência de emissora adjacente ).

A maioria dos notch filters em receptores mais novos operam apenas quando o receptor está no modo SSB ou CW. Alguns antigos receptores a válvula e alguns poucos rádios modernos permitem o uso deste filtro no modo AM. Isto é uma pena, devido ao fato deste filtro ser extremamente valioso durante a recepção de AM. Quando dois sinais AM são localizados próximos em freqüência, os dois sinais botem ser "batidos" entre si e produzem um heteródino. Um heteródino é uma espécie de apito, um áudio agudo que podem tornam um ou ambos sinais indecifráveis. Um notch filter neste caso pode eliminar o heteródino e permitir a recepção do sinal desejado.

Um verdadeiro notch filter opera na seção de FI do receptor, e algumas vezes é descrito como sendo IF notch filter. Uns poucos receptores tem o que é conhecido como áudio notch filter. NA realidade é um controle de som avançado, e bloqueia a freqüência de áudio do apito heteródino.

Alguns receptores incorporam filtros de áudio para auxiliar na seletividade e numerosos modelos de filtros de áudio estão disponíveis como assessórios. Estes filtros são simples controles de tom capazes de passar um intervalo de freqüências de áudio enquanto reduzem ou bloqueiam os indesejáveis. Estes filtros são mais efetivos para recepção de CW, pois o caracteres do código Morse são de único tom e uma largura de banda de menos que 100 Hz é tudo que é necessário.

Com as bandas de ondas curtas se tornando cada vez mais congestionadas, as habilidades de seletividade e opções de um receptor são importantes independente se seus interesses de escuta são em radio escuta ou DX. Seletividade é uma área onde você recebe por aquilo que paga; receptores mais caros apresentam seletividade superior e mais opções. A capacidade de escolher diferentes bandas passantes independente do modo é uma característica valiosa quando se pesquisar por um receptor.


Figura 3.

SINTONIA DE BANDA PASSANTE

A banda passante de um filtro, mostrado na Figura 2, é centrado na freqüência intermediaria do receptor. A seletividade da banda passante é fixada, e varias estações movem ao longo da banda passante conforme o oscilador local é sintonizado.


Figura 4. Demonstração do uso da banda passante no receptor Icom R75
 

1) both controls at center position - ambos controles na posição central
2) cutting a lower passband - cortando a banda passante inferior
3) cutting both higher and lower passbands - cortando ambas bandas passantes superior e inferior

LIMITADORES DE RUÍDO E BRANQUEADORES

Um controle frequentemente mal interpretado é o limitador de ruído ou branqueador de ruído ( noise reducer / noise blanker ). É também algumas vezes chamado de limitador de ruído automático. Alguns radio escutas esta desapontados em relação ao desempenho de tais controles; estes são efetivos contra certos tipos de ruído mas são inócuos contra outros. Afora isto, um branqueador de ruído pode ser valioso em muitas situações.

Os limitadores e branqueadores não são a mesma coisa entretanto. Um limitador é um simples circuito que corta os picos de pulsos de ruídos e os reduzem a níveis mais tolerantes. Um branqueador é um circuito mais complexo que realmente silencia o receptor durante a duração de um pulso de ruído. Ambos limitadores e branqueadores afetam adversamente a qualidade de áudio de um sinal, sendo os limitadores de ruído geralmente os piores ofensores.

Os limitadores e branqueadores de ruído são mais efetivos contra pulsos de ruídos tais quais gerados em sistemas de ignição de motores automotivos, chaveadores eletrônicos, reatores eletrônicos e ruídos similares de curta duração. Estes são menos efetivos contra fontes continuas de ruído tais como estática atmosférica.

Um limitador de ruído pode apenas ser ligado ou desligado. A ação de um branqueador de ruído pode geralmente ser ajustada. Os ajustes comuns incluem o grau ao qual o branqueador de ruído opera, o quanto rápido reage a pulsos de ruído, e se opera em ruídos de largura de banda ampla ou estreita.

Abaixo, está representado a forma de onda captada na antena do receptor, sem a função de limitador  de ruídos, e com o redutor de ruídos ativado. Percebe-se que a distorção na onda gerada pelo ruído, é filtrada em certo grau, permitindo recuperar em parte o sinal senoidal original, aumentando a legibilidade da escuta.

No caso abaixo, verificamos os pulsos de ruídos característicos de interferência elétrica, sendo filtrados por branqueadores de ruído, o que permite a escuta da forma de onda mais próxima a transmitida originalmente.

VOLUME E CONTROLE AUTOMÁTICO DE GANHO

Muitos receptores atualmente tem alguma forma de controle automático de volume ou controle automático de ganho. Estes circuitos tentam manter a saída de áudio do radio constante independente das mudanças na intensidade do sinal recebido. Estes circuitos amostram o nível de sinal recebido e ajustam o ganho das seções de amplificação de FI e RF de acordo. Se o sinal recebido se torna fraco, os ganhos de FI e RF são aumentados; se o sinal aumenta em intensidade, os ganhos de RF e FI são reduzidos.

Muitos circuitos de AVC/AGC ( automática volume control / automatic gain control ) apresentam velocidades selecionáveis. A "velocidade" se refere ao qual rápido o circuito AGC pode responde a mudanças no sinal recebido. UM AGC rápido é melhor para SSB e CW porque estes modos não tem portadora e a intensidade do sinal cai a zero entre os caracteres do código Morse ou palavras em SSB. Devido as mudanças rápidas no nível do sinal, a ação rápida do AGC é necessária. Uma velocidade menor trabalha melhor em AM, porque a portadora está sempre presente e muda em nível de sinal de forma mais gradual ( desvanecimento, etc ). O uso de AGC rápido em alguns sinais de AM pode resultar em áudio distorcido.

Quase todos os circuitos AGC podem ser desligados. Isto devido a um sinal com rápido desvanecimento poder ser distorcido com a ação do AGC independente da velocidade utilizada. Em adição, pode-se obter máxima sensibilidade em um receptor com o AGC desligado.

INDICADORES DE SINAL E S-METERS

Quase todos os rádios de ondas curtas de classe superior possuem um medidor de sinal ( S-meter ) ou outro indicador de sinal proeminentemente mostrado no seu painel frontal. Geralmente tais S-meter são calibrados em "unidades S" variando de 1 a 9 com decibéis indicando acima de "S-9" em incrementos de 20, 40 ou 60 dB. Alguns receptores tem medidores de sinal na forma de LED ( light emiting diode ), com um sinal de maior intensidade ascendendo mais LEDS que sinais mais fracos.

Quase nunca diferentes rádios de ondas curtas - mesmo exemplos de um mesmo modelo - fornecerão a mesma leitura para um idêntico sinal. O S-meter ou outro indicador de intensidade de sinal é um indicador relativo do sinal recebido, não uma medida absoluta tal qual se obtém a partir de um termômetro por exemplo. Algumas vezes veremos reportes de radio escutas em vários boletins de clubes que um sinal estava "20dB acima de S-9" ou que havia "batido o medidor". Apesar de serem descrições espalhafatosas, não significam que um diferente receptor usado pelo mesmo radio escuta indicaria o mesmo nível de intensidade de sinal. Isto pode ser comprovado através da observação de dois receptores diferentes lado a lado.

Estes medidores são muito úteis quando se usa sintonizadores de antena, pré amplificadores, ou outros dispositivos, permitindo que se saiba que tudo foi otimizado ao maximo para melhor desempenho. Uma indicação visual de quanto rápido é o desvanecimento de um sinal  pode sugerir a velocidade apropriada do AGC ou até fornecer pistas de onde a emissora pode estar localizada. ( Sinais que viajam através do Pólo Norte e na região boreal usualmente apresentam um rádio e ritmado desvanecimento conhecido como "flutuação". )

MEMÓRIAS E CIRCUITOS DE SINTONIA MÚLTIPLA

Um avanço da eletrônica digital tem sido a incorporação em muitos receptores  de memórias para armazenar freqüências. Muitos destes receptores também tem diversas formas de sintonizar freqüências armazenadas em memórias ou diretamente.

Alguns receptores vem um função de procura em freqüências armazenadas nas memórias para o circuito normal de sintonia. Isto permite ao radio continuamente sintonizar através das memórias ate que  a varredura ( SCAN ) seja interrompida pelo operador ou pela sintonia de um sinal de certa intensidade. O tempo gasto monitorando a freqüência na memória antes de se procurar pela próxima varia de receptor a receptor, mas é normalmente curto. Alguns receptores permitem a função de varredura operar também com o circuito de sintonia principal; são especificados os limites inferiores e superiores de freqüência, e o receptor realiza a procura através do intervalo. A velocidade da varredura em tais casos é geralmente igual a velocidade de sintonia do receptor ( 1 kHz, 0.1 kHz etc ).

Alguns receptores permitem a comutação para trás e para frente entre o circuito principal de sintonia e as freqüências armazenadas na memória. Outros receptores apresentam o que, de fato, são dois circuitos principais de sintonia. Isto é indicado por frases tais qual "VFO dual" ou "VFO A/B" ( variable frequency oscilator ) nas propagandas de receptores ou nos rótulos do painel frontal. Estes arranjos permitem rapidamente pular entre duas freqüências de operação em paralelo para comparar intensidade de sinal, para verificar a hora exata através da WWV, ou apenas para trilhar duas diferentes estações.

As memórias e vários outros circuitos de sintonia são úteis para ambos radio escutas e dxistas. Pode-se armazenar as freqüências das estações favoritas ou os mais desejáveis alvos DX e monitorá-los facilmente como se faz com canais de TV.

RECEPÇÃO DE SSB E OSCILADORES DE BATIMENTO DE FREQÜÊNCIA

Para a recepção de sinais CW e SSB é requerido um circuito BFO ( beat frequency oscilator ). A saída do BFO é alimentada no estagio de detecção do receptor. Muitos receptores de comunicações empregam um circuito conhecido como detector de produto, uma combinação de um BFO e um circuito especial detector para receptores aprimorada de SSB e CW.

Simples rádios de ondas curtas geralmente apresentam um BFO continuamente variável. Para receber CW e SSB em tais receptores, o BFO é ajustado para o mais legível som CW ou até que o SSB seja traduzido em fala inteligível. Receptores mais avançados empregam BFO de freqüência fixa. Tais receptores podem ser identificados pelas chaves de  modo de seleção ou botões rotulados "CW", "RTTY", "USB" etc. Em tais receptores, o modo desejável é selecionado e nenhuma sintonia adicional de BFO é necessária; entretanto, algumas vezes a sintonia do receptor necessita ser finamente ajustada para melhor áudio.

Mesmo que seu interesse primordial em ondas curtas seja radio difusão internacional, ter seleção fixa ao invés de BFO sintonizavel pode ser útil. Isto é devido a alguns sinais AM que são fracos ou sofrem interferência pesada são melhores recebidos quando sintonizados como se fosses sinais SSB. Esta técnica é conhecida como recepção ECSS ( exalted carrier SSB ).

RECEPÇÃO SSB POR PORTADORA EXALTADA

A recepção de sinais AM em ondas curtas pode ser prejudicada por muitos problemas.  Um envolve a largura de banda requerida par o sinal AM. Se ambas as bandas laterais e a portadora não podem ser recebidas, o sinal será distorcido ou até ilegível. Alem disto, é possível ( devido à forma que os sinais de ondas curtas são propagados ) que uma banda lateral seja recebida antes da outra. Mesmo que a diferença em tempo das medidas seja em pico segundos ou menor, o atraso é suficiente para "confundir"  o estagio de detecção do receptor e produzir distorção. Também, a portadora da sinal recebido deve estar acima de um certo nível relativo as bandas laterais de forma ao detector operar apropriadamente.

Entretanto, é possível em receptores de comunicações receber sinais AM como se fosses sinais SSB através da recepção exaltada de portadora SSB. ECSS tem seu nome do fato que o sinal de um BFO do receptor ser "exaltado" em cima do sinal AM  e substituí-lo para a detecção do sinal. Em ECSS, um sinal AM é sintonizado de forma usual. O BFO do receptor é ativado ( tanto através de chave ou pela escolha de USB ou LSB ) e sintonizado de forma que sua freqüência combine ( ou "batimento zero" com esta ) com a freqüência da portadora do sinal AM. Através da comutação para uma largura de banda estreita normalmente usada para SSB, apenas uma banda lateral do sinal de AM é recebido. Tanto a banda lateral superior como inferior do sinal AM pode ser sintonizado, mas geralmente a banda lateral com menor interferência é selecionada.

O termo "batimento zero" significa que a portadora do sinal AM e o sinal do BFO do receptor não batam entre si e produzam um heteródino. Para sintonizar o sinal BFO para a portadora do sinal recebido, selecione "USB" ou "LSB" no modo do receptor ou acione o BFO do receptor. Será ouvido o assobio agudo de um heteródino. Cuidadosamente sintonize e será ouvida a freqüência de áudio do assobio cair até desaparecer. Neste ponto, o BFO e a portadora estão na condição de "batimento zero"  com cada uma.

Poderá se encontrar necessário o reajuste o BFO ou a sintonia do receptor a cada poucos minutos durante a recepção ECSS. Isto se deve ao fato do BFO e da freqüência da portadora deverem estar alguns poucos Hz entre si, mas a freqüência BFo na maioria dos receptores tendem a "se arrastar" ao longo do tempo. Os receptores de comunicações mais caros tem BFOs que são mais estáveis.

A recepção por portadora exaltada pode também ser usada para faixas de bandas mais largas e sinais mais fortes. A portadora substituta gerada pelo BFO é mais forte do que aquela em qualquer sinal AM recebido. ISto reduz os efeitos de desvanecimento no sinal e ajuda o estagio de detecção do receptor a produzir sua tarefa melhor. Um ajuste que pode ser efetivo  quando se sintonia emissoras de radio difusão é utilizar a faixa normal de AM mas ajustar o modo de seleção em USB ou LSB e sintonizar para batimento zero.

DETECÇÃO SÍNCRONA

Um recente avanço em tecnologia de receptor foi a detecção síncrona, o qual pode ser pensado como uma recepção ECSS "automática". Quando o circuito de detecção síncrona é ativado, o receptor "trava" na portadora do sinal recebido e a mantém em um nível constante independente do desvanecimento. O processo inteiro de "batimento zero" é manipulado pelo circuito de detecção síncrona; tudo o que se tem a fazer é sintonizar o sinal desejado e então ativar o detector síncrono. Enquanto o resultado é o mesmo como para ECSS, o receptor é sintonizado que nem um sinal ordinário AM.

O método para seleciona qual banda lateral a ser recebida depende no receptor utilizado. Se o receptor tem sintonia por passagem de banda assim como detecção síncrona, o método usual é sintonizar o controle de sintonia de faixa acima ( para banda lateral superior ) ou abaixo ( para banda lateral inferior ) da freqüência da portadora. Em outros receptores, o sintonizador principal é sintonizado um pouco acima da banda lateral superior ou pouco abaixo da banda lateral inferior; algumas vezes LEDs irão indicar qual banda lateral está sendo recebida.

Através do acionamento do circuito de detecção síncrona, é possível em muitos caos receber sinais fracos mas com áudio completamente legível. O aprimoramento é geralmente mais notado para sinais que estão apenas um pouco acima no nível de ruído de fundo. Os receptores que tem as características de banda passante ( bandpass ) e detecção síncrona não são baratos; entretanto estas características são certamente de extrema valia para o dinheiro extra se os sinais recebidos em condições difíceis é um critério primordial para a escolha de um receptor.

Abaixo, a representação gráfica da recepção de sinais AM de forma convencional e  com a detecção síncrona.

ESCOLHENDO O MELHOR RECEPTOR

Por fim, podemos resumir a escolha do melhor receptor - através do perfil do interesse da escuta, e da relação adequada de custo x benefício - através dos seguintes pontos :

  1. Compre o melhor receptor possível que se possa adquirir. Não se pode esperar o desempenho de um receptor de R$ 2000 de um receptor de apenas R$ 200. Pode-se ficar desapontado com os resultados de um rádio inferior.

  2. Antes de considerar que seu atual receptor é inútil, ou que o mesmo necessita de uma atualização, verifique as condições de instalação de sua antena. Não necessariamente assuma que um fio longo de comprimento aleatório ( 10 metros ou maior ) deitado no jardim irá funcionar de forma excepcional. Se o seu receptor é portátil, poderá chegar a conclusão de que tal antena irá causar a alimentação de muito sinal no circuito já muito sensível do rádio. ISto resultara em sobrecarga e no aparecimento de estações entranhas em partes aleatórias do dial.

  3. Nunca espere que a simples compra de um receptor muito caro lhe tornará possível sintonizar países exóticos com recepção de alta qualidade. As imperfeições da ionosfera que formam parte do caminho do sinal causam  desvanecimento e distorção. Ainda, não existe nada qual um receptor "super poderoso" que capte estações raras com qualidade "local". É muito melhor iniciar com um rádio barato, aprender sobre as bandas de ondas curtas, propagação e as limitações de seu receptor. Se decidir que a escuta de radio difusão internacional é interessante o bastante para iniciar a procura de sinais mais fracos, a atualização do rádio é sempre possível a posterior.

  4. Nunca permite que um vendedor de uma loja local e não especializada lhe induza a comprar um receptor sem antes obter referencia, ou obter a oportunidade de uma demonstração. Se o vendedor mostrar que não conhece o nome de nenhuma estação internacional de ondas curtas, ou sequer saiba o que significa modulação SSB, há grandes chances de perda de tempo e dinheiro.

  5. Nunca compre um receptor na esperança de que poderá comprar peças adicionais depois para incrementar seu desempenho. Alguns receptores mais caros permitem modificações e instalações de assessórios, mas estes são exceções e não a regra. Não é possível econômica e tecnicamente montar um receptor semi profissional a partir de um rádio portátil de R$ 500,

  6. Em termos puramente financeiros, é altamente recomendado o uso do receptor sempre em corrente alternada ( fornecida pela sua concessionária local de eletricidade ). O custo de pilhas alcalinas de ultima geração em comparação com o uso de eletricidade chega a ser 1000 vezes maior. Entretanto, considerando a grande possibilidade de se captar ruídos elétricos e interferências transmitidas pela própria rede elétrica, é interessante fazer a comparação entre o uso de pilhas e a tomada elétrica, e utilizar o que apresentar melhor qualidade de recepção.

GLOSSÁRIO TÉCNICO

beat frequency oscillator - BFO oscilador de batimento de freqüência
variable frequency oscillator - VFO oscilador de freqüência variável
passband tunning sintonia de banda passante
scan varredura
insertion loss perda por inserção
shape factor fator de forma
input level nível de entrada
spurious response resposta de espúrios
AM - amplitude modulation AM - modulação por amplitude
CW - continuous wave onda continua - modo utilizado para Código Morse
SSB - single side band banda lateral única
dynamic range intervalo dinâmico
bandwidth largura de banda
SSB single side band banda lateral única
ECSS Exalted Carrier SSB portadora ressaltada de banda lateral
syncronous detection detecção síncrona
noise reducer redutor de ruídos
notch filter filtro de corte de cavidade
noise blanker branqueador de ruídos
intermediate frequency - IF freqüência intermediaria - FI
mixer misturador
local oscillator - LO oscilador local
radio frequency amplifier amplificador de radio freqüência
detector detector
double conversion dupla conversão
triple conversion tripla conversão
shot waves - SW ondas curtas - OC
Automatic Gain Control - AGC Controle Automático de Ganho
frequency modulation - FM freqüência modulada - FM

Fontes :

The Complete RF Technician's Handbook - Cotter W. Sayre
Shortwave Listining  Guidebook - Harry Helms - Hightext Publications Inc.
Icom America - Icom R75

 

 

 

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