Tema 5: Transmisores | Examen Radioaficionado

5.1 Tipos de transmisores

Sin conversión de frecuencia

El oscilador genera directamente la frecuencia de salida. Simple, pero limitado a frecuencias bajas y difícil de cambiar de banda.

Con conversión de frecuencia

Genera la señal en una frecuencia intermedia y luego la convierte a la frecuencia final mediante mezcla con un oscilador local. Permite:

Mayor flexibilidad de frecuencia
Mejor filtrado de emisiones no deseadas
Uso de filtros de banda lateral a frecuencia fija

5.2 Diagramas de bloques

Transmisor CW (A1A)

Oscilador → Buffer → Excitador → Amplificador de potencia → Filtro de salida → Antena
↑
Manipulador

La señal se enciende/apaga con el manipulador (keying).

Transmisor SSB (J3E)

Micrófono → Amplificador AF → Modulador balanceado ← Oscilador de portadora
                                    ↓
                               Filtro de banda lateral
                                    ↓
Mezclador ← VFO/Sintetizador → Amplificadores → Filtro → Antena

Transmisor FM (F3E)

Micrófono → Amplificador/Limitador AF → Modulador de frecuencia
                                                             ↓
                           Oscilador VCO modulado
                                                             ↓
(Multiplicadores) → Amplificador de potencia → Filtro → Antena

5.3 Etapas del transmisor

Oscilador

Genera la frecuencia base o portadora
Tipos: VFO, cristal, sintetizador PLL/DDS
Requisito fundamental: estabilidad

Mezclador

Combina señal modulada en FI con oscilador local
Genera la frecuencia de transmisión final
Seguido de filtro para seleccionar producto deseado

Buffer/Preamplificador

Aísla el oscilador de las etapas siguientes
Evita variaciones de frecuencia por cambios de carga
Proporciona ganancia inicial

Excitador (driver)

Amplifica la señal hasta el nivel necesario para excitar el PA
Puede incluir varias etapas

Multiplicador de frecuencia

Multiplica la frecuencia por 2, 3, etc.
Usado en transmisores FM y para alcanzar frecuencias altas
Amplificador en clase C sintonizado al armónico deseado

Amplificador de potencia (PA)

Etapa final que genera la potencia de salida
Clase C para CW/FM (sintonizado), clase AB para SSB (lineal)
Transistores bipolares, MOSFET o válvulas
Requiere disipación de calor adecuada

Filtro de salida

Filtro paso bajo para eliminar armónicos
Típicamente filtro en π (pi)
Diferente para cada banda

Moduladores

Modulador de frecuencia

Varía la frecuencia del oscilador según el audio
Métodos: varicap en oscilador, modulación directa de VCO

Modulador de fase

Varía la fase de la señal según el audio
Indirectamente produce FM (PM con preénfasis)

Modulador de banda lateral única

Método del filtro: Modulador balanceado + filtro de cristal
Método de desfase: Red de desfase de 90° + suma/resta

Filtros de cristal

Alta selectividad para separar bandas laterales
Frecuencias típicas: 455 kHz, 9 MHz, 10.7 MHz
Anchos de banda típicos: 2.1-2.7 kHz para SSB

5.4 Características de los transmisores

Estabilidad de frecuencia

Variación máxima de frecuencia en el tiempo. Especificada en Hz o ppm. Afectada por temperatura, tensión y envejecimiento.

Ancho de banda de radiofrecuencia

Rango de frecuencias ocupado por la emisión. Depende del modo:

Modo	Ancho de banda típico
CW	100-500 Hz
SSB	2.4-3 kHz
AM	6-9 kHz
FM (voz)	10-16 kHz

Bandas laterales

USB (Upper Side Band): Banda lateral superior. Usada en HF >10 MHz
LSB (Lower Side Band): Banda lateral inferior. Usada en HF <10 MHz

Margen de audiofrecuencia

Rango de frecuencias de audio que el transmisor procesa. Típico: 300-3000 Hz para voz.

Efectos no lineales

Armónicos

Múltiplos de la frecuencia fundamental generados por no linealidad (2f, 3f, 4f...). Deben ser filtrados.

Distorsión por intermodulación (IMD)

Productos de mezcla de componentes de la propia señal. Causa "splatter" en SSB. Se especifica en dB bajo la señal.

Impedancia de salida

Típicamente 50Ω. Debe coincidir con la impedancia de la línea de transmisión/antena.

Potencia de salida

Potencia entregada a una carga adaptada
Se mide en vatios (W)
Límites legales según la autorización

Rendimiento

η = P_{salida RF} / P_{entrada DC} × 100%

Típico: clase A ~25%, clase AB ~50%, clase C ~70-80%

Desviación de frecuencia (FM)

Variación máxima de frecuencia respecto a la portadora. Típico: ±5 kHz para FM banda estrecha.

Índice de modulación

FM: β = Δf / f_moduladora
AM: m = (V_max - V_min) / (V_max + V_min)

Emisiones no deseadas

Emisiones no esenciales (spurious): Emisiones en frecuencias distintas a las necesarias: armónicos, productos de mezcla parásitos, etc.

Emisiones fuera de banda: Emisiones inmediatamente adyacentes al canal, causadas por modulación.

Radiación por estructura

Emisión RF directa desde la carcasa o cables del transmisor, no a través de la antena. Debe minimizarse con buen apantallamiento y filtrado.

5.5 Transceptores y repetidores

Transceptores

Equipo que integra transmisor y receptor. Comparten:

Oscilador local / sintetizador
Filtros (en algunos diseños)
Display y controles
Fuente de alimentación

Repetidores VHF/UHF

Estaciones que reciben en una frecuencia y retransmiten simultáneamente en otra.

Desplazamiento (offset/shift): Diferencia entre frecuencia de entrada y salida. Típico: ±600 kHz en 2m, ±1.6/7.6 MHz en 70cm.

Tono de acceso (CTCSS): Subtono que activa el repetidor. Evita activaciones falsas.

Ubicación de repetidores

Lugares elevados para máxima cobertura
Requieren aislamiento entre antenas TX/RX
Duplexor o cavidades para separar TX/RX
Consideraciones de interferencia y coordinación