Conversão de receptores de FM em VHF (ART418)

A dificuldade em se obter receptores de VHF comerciais em nosso país ou mesmo "scanners" faz com que muitos leitores tentem resolver este problema com a transformação de receptores de FM comuns. Se bem que os resultados obtidos sejam bons quando a transformação é bem feita, como conseguir isso é um problema que nem todos sabem como resolver. Neste artigo vamos dar algumas orientações importantes para os leitores interessados.

 

A faixa de VHF que vai dos 108 MHz aos 160 MHz revela-se emocionante para os leitores que gostam de explorar as transmissões de rádio.

De fato, no extremo inferior desta faixa, entre 108 e 130 MHz encontramos as comunicações usadas na aviação, envolvendo aeronaves, torres de controle e serviços de terra. Um pouco mais acima, entre 140 MHz e 150 MHz temos radioamadores da faixa dos 2 metros e acima as comunicações das viaturas de polícia e outros serviços.

Na faixa intermediária entre 130 e 140 MHz temos ainda serviços públicos e privados de diversos tipos cuja escuta por amadores pode ser interessante.

Lembramos apenas que a legislação impede que a audição dessas transmissões seja feita em locais públicos e que o conteúdo delas não seja divulgado.

Com um bom receptor de VHF comunicações terrestres num raio de algumas dezenas de quilômetros podem ser ouvidas, dependendo da topografia do terreno e da localização do receptor, mas as comunicações aéreas podem chegar aos 400 quilômetros, conforme sugere a figura 1.

 

Quanto mais alto estiver o avião, maior será o alcance de seu rádio VHF.
Quanto mais alto estiver o avião, maior será o alcance de seu rádio VHF.

 

 

Mesmo um receptor comum de FM adaptado pode captar a transmissão de um avião a centenas de quilômetros de distância se bem que a torre, às vezes mais próxima, pode não ser ouvida pela própria topografia da região.

 

AS MODIFICAÇÕES

A idéia básica de se converter um receptor de FM comum num receptor de VHF está na proximidade das faixas de frequências que devem ser sintonizadas, conforme sugere a figura 2.

 

Faixa usada pelos aviões, aeroportos e serviços de terra.
Faixa usada pelos aviões, aeroportos e serviços de terra.

 

Assim, levando em conta que os transistores usados num receptor de FM comum geralmente tem uma tolerância suficientemente grande de características para poderem amplificar ou oscilar em frequências mais altas, tudo o que devemos fazer é "puxar" as frequências dos circuitos ressonantes para a faixa desejada.

No entanto, antes de mostrarmos como isso pode ser feito existem alguns pontos a serem considerados:

 

a) Faixa Sintonizada

A faixa de FM vai de 88 a 108 MHz, e esta faixa é determinada por uma bobina e pela varredura de um capacitor variável, conforme mostra a figura 3.

 

Deslocamento da faixa por um receptor comum de FM.
Deslocamento da faixa por um receptor comum de FM.

 

Isso significa que a faixa que o variável pode varrer tem aproximadamente 20 MHz, o que significa que se modificarmos os circuitos ressonantes, o que podemos mais facilmente fazer pelas bobinas, a faixa sintonizada continuará aproximadamente com a mesma largura.

Assim, podemos ter uma nova faixa entre 110 e 130 MHz (aviação) ou entre 130 MHz e 160 MHz (polícia e radioamadores), mas não conseguiremos as duas ao mesmo tempo num receptor comum! O leitor deve portanto escolher na adaptação simples.

Alguns receptores, entretanto possuem em paralelo com o variável um capacitor que determina o estreitamento da faixa sintonizada. Com a alteração deste capacitor ou mesmo sua retirada, podemos obter um alargamento da faixa sintonizada e com isso ter mais de 20 MHz de largura. Na verdade, para chegarmos às frequências mais altas, tais capacitores devem mesmo ser reduzidos.

 

b) Rendimento e Precisão

Um receptor típico de FM tem as etapas de RF na configuração mostrada na figura 4.

 

Circuito típico de um receptor de FM.
Circuito típico de um receptor de FM.

 

Neste circuito quando atuamos sobre o variável três circuitos ressonantes têm suas frequências modificadas de modo coordenado. Ao mesmo tempo em que o circuito ressonante do amplificador se desloca para a frequência sintonizada, o mesmo ocorre com a frequência do circuito de entrada do misturador.

Por outro lado, a frequência do circuito ressonante do oscilador corre para o valor que é necessário para gerar um batimento que corresponda à frequência intermediária de 10,7 MHz.

Isso significa que, ao sintonizarmos uma estação em 100 MHz, o circuito de entrada e do misturador vão para esta frequência, ao mesmo tempo em que o circuito do oscilador vai para 110,7 MHz.

Se vamos captar estações em frequências mais elevadas, convertendo o circuito para VHF, a relação entre as frequência do amplificador e do misturador devem se manter em relação ao oscilador.

Se isso não for possível teremos um "erro de rastreio" que afeta tanto a sensibilidade do receptor como a sua precisão na captação dos sinais.

Assim, quando isso acontece, no caso de alterarmos de modo indevido uma ou duas das bobinas dos circuitos indicados, o receptor passa a ter mais sensibilidade num extremo da faixa do que em outro e por mais que tentemos não conseguimos uma igualdade de sensibilidade em toda a faixa sintonizada.

O segredo de uma boa conversão está, portanto na capacidade (e paciência) que o técnico tenha em conseguir com que as bobinas "casem" perfeitamente de modo que o variável, ao percorrer a faixa tenha sempre as frequências dos circuitos mantendo as relações indicadas.

Afeta um pouco esta capacidade a precisão dos capacitores que eventualmente substituirmos nos circuitos ressonantes pois nem sempre seu efeito pode ser compensado pelos ajustes.

 

c) Tipo de Modulação

As transmissões da faixa de radiodifusão em FM, como o nome indica são feitas com modulação em frequência (FM), o que significa que para a extração do sinal de áudio no final dos circuitos de FI (frequência intermediária) temos um discriminador.

Este discriminador funciona transformando os deslocamentos da frequência do sinal em torno da frequência central e uma tensão que corresponde ao áudio e que é levada ao controle de volume e ao amplificador que se segue até o alto-falante.

No entanto, as transmissões que existem na faixa de VHF são moduladas em amplitude, ou seja, são em AM.

Isso significa que teoricamente um discriminador de um receptor FM não seria capaz de decodificar estas transmissões e extrair o áudio para a reprodução do som.

Na prática, entretanto, não é bem isso que acontece.

Quando um sinal é modulado em amplitude, a frequência da portadora também varia com este sinal, conforme mostra a figura 5.

 

Um sinal ocupa uma faixa de acordo com sua modulação.
Um sinal ocupa uma faixa de acordo com sua modulação.

 

O discriminador de um receptor de FM pode não reconhecer as variações da amplitude deste sinal, mas interpreta os deslocamentos de frequência e produz em sua saída um sinal de áudio correspondente.

Na realidade este sinal correspondente não é realmente o som original, mas pode ser ouvido de uma forma até que relativamente clara no alto-falante.

No entanto, para que isso ocorra, a transmissão modulada em amplitude (AM) não pode ser suficientemente for para saturar o discriminador e a sintoniza deve ser feita "levemente" fora da frequência central.

Assim, sem alterar o discriminador, apenas os circuitos de RF, podemos ouvir as transmissões de VHF moduladas em frequência, mas precisaremos ter certa habilidade na sintonia para levar o discriminador a este funcionamento. Isso significa colocar a sintonia levemente "fora" da frequência.

No entanto, teremos a desagradável surpresa de ver que um sinal muito forte, de uma estação próxima, quando entra ele "satura" o circuito que então emudece e não nos permite ouvir nada!

Uma alteração no sentido de levar um discriminador a se tornar um detector de envolvente é, portanto a melhor solução e vamos ensinar como fazer isso.

 

COMO MODIFICAR

Vamos tomar como exemplo um circuito típico de RF e discriminador de receptor de FM que é mostrado na figura 6.

 

Circuito parcial do receptor RP-5140 (Sanyo).
Circuito parcial do receptor RP-5140 (Sanyo).

 

Tomamos neste caso como exemplo o rádio RP5140 da Sanyo de duas faixas (AM e FM) que apresenta excelente rendimento se bem convertido.

 

O que o leitor deve fazer é o seguinte:

a) Retire uma espira de L104 (bobina de sintonia do misturador de RF)

b) Retire uma espira de L106 (bobina de sintonia do oscilador)

 

Neste circuito não temos circuito de sintonia do amplificador se bem que a etapa exista mas funcionando de forma aperiódica.

 

Com este procedimento á é possível captar as estações de VHF entre 110 e 130 MHz.

Apertando ou distendendo as bobinas podemos corrigir os erros de rastreio e levar o circuito ao melhor rendimento.

Para captar frequências mais elevadas podem ser tiradas duas espiras em lugar de uma das mesmas bobinas.

Um alargamento da faixa ou mesmo para se chegar a frequências mais altas pode ser conseguido com alteração dos seguintes capacitores:

 

a) diminuir C106 de 22 pF para 10 pF ou mesmo 5,6 pF.

b) diminuir C112 de 22 pF para 10 pF ou mesmo 5,6 pF

Observamos que não será necessário retocar os ajustes de FI a partir de T301.

As posições dos componentes na placa de circuito impresso são mostradas na figura 7.

 

Alterações e ajustes para captar VHF.
Alterações e ajustes para captar VHF.

 

Para se obter uma qualidade de som apropriada com a detecção dos sinais de AM devemos modificar o setor de detecção da seguinte forma:

Cortamos as duas ligações (trilhas) mostradas na figura 8.

 

Transformando o discriminador num detector de AM.
Transformando o discriminador num detector de AM.

Fazemos a ligação externamente de um diodo de germânio de uso geral (1N34 ou equivalente) e do capacitor de 220 pF e do resistor de carga de 10 k?. O capacitor pode ser eventualmente aumentado se o som se tornar muito agudo ou houver excesso de chiado.

As trilhas não precisarão ser cortadas neste receptor, se os resistores R319 e R317 forem retirados do circuito.

Na verdade, sugerimos que em lugar de alterar as bobinas o leitor enrole novas e guarde as antigas para o dia em que desejar ter novamente seu receptor para a faixa de FM.

 

USANDO O RECEPTOR CONVERTIDO

As comunicações na faixa de VHF são bilaterais e normalmente de curta duração.

Assim, no caso da aviação, se a região que o leitor estiver não tiver um tráfego intenso, podem ser necessárias muitas tentativas no sentido de se encontrar "alguém falando".

Da mesma forma, nas outras faixas também é preciso ter um pouco de paciência para se encontrar uma transmissão.

O importante para facilitar as futuras escutas é marcar no mostrador as posições das emissões captadas para que elas sejam encontradas com mais facilidade.

Como as emissões são fracas, pois um transmissor de polícia ou de avião não tem mais do que algumas dezenas de watts enquanto que uma emissora de FM tem milhares ou dezenas de milhares de watts, não espere captar tudo com facilidade e clareza.

O receptor deve ficar em local livre de obstáculos, e elevado de preferência ao ar livre.

Com o tempo o leitor saberá encontrar as transmissões mais comuns de sua região e também o melhor local de sua casa para ouvi-las.

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