El conversor para bandas de VHF
Un conversor es un dispositivo electrónico que sirve para ampliar la gama de frecuencias de un receptor, usualmente frecuencias más elevadas. El conversor para frecuencias VHF (de 30 Mcs a 300 Mcs) sigue basicamente el mismo modelo de diseño que el de bandas HF, la diferencia más notoria es que en vez de utilizar un Oscilador Local variable utiliza uno de frecuencia fija (a cristal), cediendo con ello la sintonía al receptor al que esté asociado (es decir el conversor no tiene sintonía, sólo la podría tener si su OL fuese variable). El "truco" que se utiliza para que el receptor pueda sintonizar todas las señales que el conversor pueda proveer es que el conversor las muestre en un rango de banda ancha, es decir, todas a un mismo nivel dentro de un rango de frecuencias, para ello la Frecuencia Intermedia de salida del conversor al receptor que le sigue debe estar diseñada al efecto para proveer esa característica de banda ancha.

Cuando se utiliza un Oscilador Local variable, la sintonía de la señal se realiza en el conversor mismo, no en el receptor que le sigue. Los conversores de este tipo tienen más rendimiento y sensibilidad que los de Oscilador Local fijo (a cristal). El gran problema de diseño de un OL variable en alta frecuencia es conseguir la estabilidad necesaria, ya que cuanto más alta es la frecuencia, más alta es la deriva debido a que las capacidades inherentes a las dilataciones tienen mucho más efecto en frecuencias altas que en frecuencias bajas.

Siguiendo en la misma línea de mostrar diseños sencillos, efectivos, y mejorables/personalizables, se ha seleccionado este conversor Heathkit para la banda de 2 metros para describir el mezclador heterodino a cristal. Este conversor constituye un ejemplo típico de configuración mínima de conversor con salida a banda ancha. También resulta un ejemplo excelente para entender el sistema de conversión utilizado en los receptores tipo Collins, que se benefician de situar los osciladores variables en frecuencias bajas para así obtener mejor estabilidad (Collins no tenía ninguna varita mágica). Entendiendo el Heathkit SBA-300-4 y poniendo a su salida un receptor u otro conversor se entienden las posibilidades y el escalado de conversiones de los receptores que utilizaban la combinación XLO (mezclador con Oscilador Local a Cristal) + WBIF (Frecuencia Intermedia a Banda Ancha) + VLO (mezclador con Oscilador Local Variable) que sintoniza esa gama de FI como, por ejemplo, el famoso Collins R-390A. El incremento de estabilidad que se consigue con esta configuración se paga con la necesidad de dividir el espectro de frecuencias en muchos más tramos que los que son necesarios cuando el oscilador local es variable y esta situado justo detrás del paso de antena. También los conversores/mezcladores a salida de banda ancha pueden captar más ruido y tener menos sensibilidad que los de banda estrecha (OL en la entrada), pero eso se soluciona con más circuitería de continuación.
Conversor Heathkit VHF, para receptores series SB-30x.

El Heathkit SBA-300-4 es un conversor para la banda de 2 metros que está diseñado para extender la cobertura de frecuencia de los receptores SB-300 / SB-301 incluyendo el rango de 142 a 150 Mcs en 4 segmentos de 2 Mcs haciendo uso de 4 cristales intercambiables. El cristal suministrado con el kit es de 38.66666 Mcs, por lo que cubre el segmento de 144 a 146 Mcs. El convertidor recibe los voltajes de filamento, B+, y AGC desde el receptor mediante un cable de alimentación de base octal. Tiene un hermano gemelo para la banda de 6 metros, por ello en el chasis del convertidor hay otro zócalo octal de salida que hace seguir la alimentación al convertidor SBA-300-3. Para una instalación compacta se puede montar uno o ambos convertidores en la parte posterior de los receptores SB-300 / SB-301 (ver foto abajo), aunque también es posible realizar un uso alternativo de superficie mediante la instalación de 4 pies de goma.

Aunque este convertidor está diseñado para usarse con los receptores SB-300 / SB-301, se puede usar en cualquier otro receptor que pueda sintonizar la banda de 28 a 30 megaciclos (10 metros).
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Esquema:


Descripción del circuito.

Amplificador de RF tipo cascodo: Los triodos de la válvula 6DJ8 están conectado en serie configurando un amplificador de RF cascodo: V1A es un amplificador cátodo a masa, al que sigue V1B que es un amplificador rejilla a masa. La señal de la antena se acopla a través de la bobina trampa de frecuencia imagen L1 que esta conectada al lado frío de la bobina de entrada L2, y luego a través del condensador de acoplo C3 a la rejilla de V1A. La bobina trampa de onda L1 se ajusta para rechazar señales de 88 Mcs, dejando pasar el resto de frecuencias; la derivación de entrada a L2 (lado frío) configura una impedancia de entrada de antena de 50 ohmios.

En el tubo V1A, la señal se amplifica y luego se acopla al cátodo del tubo V1B a través de la bobina Ln. La etapa V1A es neutralizada por Ln para una relación señal/ruido óptima. Después de una mayor amplificación en V1B, la señal se acopla a través de las bobinas de paso de banda L3 y L4. Estas bobinas se colocan físicamente juntas para que funcionen como un transformador: L3 sirve como primario y L4 como secundario. Este circuito presenta una alta impedancia a las frecuencias entre 143 y 149 Mcs (las señales contenidas entre esas frecuencias se transferirán sin atenuación), pero será casi un cortocircuito (resultarán muy atenuadas) a las señales recibidas de frecuencia fuera de esos márgenes, las cuales también se procesan en el amplificador cascodo.
 

Mezclador RF heterodino: La válvula 6EA8 consituye un oscilador-triplicador/mezclador. La señal de L4 se acopla directamente a la rejilla de V2A, que se utiliza como mezclador de bajo ruido. La señal del oscilador de V2B también se aplica a la rejilla del mezclador V2A. La frecuencia de la señal entrante y la frecuencia del oscilador se mezclan en V2A para producir una señal de Frecuencia Intermedia (FI) dentro del rango de 28 a 30 Mc. El circuito de placa de V2A está sintonizado en el punto medio de la FI a 29 megaciclos por el condensador C10 y la bobina L5. La señal de FI se acopla desde la bobina L5 a la entrada de la antena del receptor por un devanado de enlace (link). Este link proporciona una impedancia de salida de 50 ohmios para que así coincida con la impedancia de entrada de antena del receptor.

La sección V2B es un oscilador controlado por cristal, los circuitos de rejilla y pantalla de V2B forman el oscilador. Un cristal de 38.66666 Mc a tercer sobretono, la bobina L6, y el condensador C14 controlan la frecuencia del oscilador a 38.66666 Mcs, pero el circuito de placa se sintoniza al tercer armónico de la frecuencia del cristal mediante la bobina L7 y el condensador C15, entonces el oscilador proporciona una señal efectiva de 115.99998 Mcs que está acoplada a través del condensador C9 a la rejilla del tubo mezclador V2A. La diferencia entre esta señal Mc de 115.99998 y la señal entrante dentro del segmento de 144 a 146 Mc producirá una frecuencia intermedia de salida entre 28 y 30 Mcs que será sintonizable a banda ancha por el receptor al que se acople el convertidor, las señales entrantes de rango VHF de la entrada se reflejarán en 2 megaciclos de rango HF a la salida.
 

Alimentación: Conectado a un receptor SB-300 o SB-301 la tensión de filamento, B+ y AGC viene proporcionada por un conjunto de cables con terminación octal. La posición VHF 1 del conmutador del receptor aplica energía al convertidor a través de los pines 6 y 8 del conector octal, y en la posición VHF 2, la energía se aplica a través de los pines 1 y 3 para usar el convertidor de 6 metros SBA-300-3. El voltaje AGC se aplica a través del pin 4 y no se conmuta.

Conjunto conversores SBA-300-3/4 montados detrás de un receptor SB-30x

El conversor de 2 metros SBA-300-4 es el que va a la derecha.

 

 
Operación:
Entradas conector Octal:
  • Pin 8: Filamento, 6.3 voltios a 815 mA.
  • Pin 2: Masa.
  • Pin 6: B+, 130 voltios a 12.5 mA.
  • Pin 4: AGC, de 0.7 a 9 volts (-DC).
  • Pin 7: Masa.
Ajustes:
  • Trampa de rechazo de imagen (C1): Si aparece una frecuencia imagen de FI (116 OL -88/-87/-86img = 28, 29, 30) en el extremo superior o inferior de la banda girar C1 procurando que se filtre, y por lo tanto se atenúe al máximo. Si aparece más de una imagen, ajustar C1 para la señal mínima en la imagen más fuerte, o ajustar C1 entre las dos señales más fuertes.
  • Antena (C2): Ajustar C2 para la mejor relación señal/ruido cuando esté sintonizado una señal débil.
  • Cambio de cristal: Reajustar las bobinas del oscilador L6 y L7 para una lectura de voltaje de CC máximo en un VTVM conectado al terminal 2 (lug 2) de la bobina L4 y tierra (en paralelo con R4/C8).
Características del cristal de cuarzo para el Oscilador Local (además de la frecuencia, ver abajo): Capacitancia de carga de 19.1 pF, capacidad interna de 7 pF como máximo, resistencia en serie de 30 ohmios como máximo, excitación de 10 mV, funcionamiento en tercer sobretono.

(Fc x 3) - Fe = FI
Cristal (Mcs) Frecuencias de entrada (Mcs) Cobertura de salida (Mcs)
38.00000 142 a 144 28 → 30
Banda Ancha
38.66666 144 a 146
39.33333 146 a 148
40.00000 148 a 150

El esquema del SBA-300-4 es perfectamente utilizable para diseñar cualquier otro conversor para cualquier otra frecuencia, más alta o más baja, constituye la configuración mínima necesaria, lo único que variará son los componenentes que tienen que ver directamente con la frecuencia de trabajo y la frecuencia del cristal del oscilador local. Si la frecuencia fuese más baja no es necesario utilizar un circuito cascodo en la entrada, un pentodo de HF es suficiente. El esquema de este conversor es un ejemplo de la sencillez, adaptabilidad, y efectividad, de los diseños Heathkit a válvulas.