Superheterodino
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El principio superheterodino utilizado en los receptores de radio permite superar ciertos obstáculos para obtener altas prestaciones en el diseño. Los receptores de radiofrecuencia sintonizada, utilizados anteriormente, sufrían de falta de estabilidad de frecuencia y de una muy pobre selectividad, dado que, incluso utilizando filtros con un alto factor Q, tenian un ancho de banda demasiado grande en la gama de las radiofrecuencias. En los receptores que utilizan este principio, todas las frecuencias recibidas son convertidas a una frecuencia constante más baja antes de la detección.
Esta frecuencia constante se denomina Frecuencia intermedia, o FI.
En los receptores domésticos de AM (Onda media), esta frecuencia es de 455 o 470 kHz; en los receptores de Frecuencia modulada (FM), generalmente es de 10,7 MHz.
Los receptores superheterodinos "baten" o heterodinan una frecuencia generada en un oscilador local (contenido en el receptor) con la señal entrante.
De esta heterodinación resultan dos frecuencias una superior y otra inferior a la frecuencia entrante. Una de ellas, normalmente la inferior es elegida como FI, la cual es amplificada y posteriormente detectada o demodulada para obtener la audiofrecuencia que se oirá, después de convenientemente amplificada, a través de un altavoz.
El usuario sintoniza el receptor mediante el ajuste de la frecuencia del oscilador local o la sintonización de las señales entrantes. En la mayoría de los receptores estos ajustes se realizan de forma simultánea, actuando sobre un condensador variable con dos secciones en tándem, esto es, acopladas en el mismo eje. Una de las secciones de este condensador forma parte del circuito oscilador local y la otra del de sintonía de la señal entrante, de tal forma que cuando se varía la frecuencia sintonizada en la entrada, se varia también la frecuencia del oscilador local, manteniendo constante la diferencia entre ambas, que es la Frecuencia intermedia (FI).
Actualmente, casi todos los receptores utilizan este método. El diagrama siguiente muestra los elementos básicos de un receptor superheterodino de simple conversión. En la práctica no todos los diseños tendrán todos los elementos de este esquema, ni este cubre la complejidad de otros, pero los elementos esenciales de: un oscilador local, un mezclador seguido por un filtro y un amplificador de FI, son comunes a todos los receptores superheterodinos
Diagrama de un receptor superheterodino típico
La ventaja de este método es que la mayor parte del trayecto de la señal de radio ha de ser sensible solo a una estrecha gama de frecuencias. Solamente la parte anterior a la etapa conversora (la comprendida entre la antena y el mezclador), necesita ser sensible a una gama amplia de frecuencias, por ejemplo, en un receptor de AM podría necesitar ser eficiente en una gama de 1 a 30 MHz, mientras que el resto del receptor solo necesitaría una respuesta correcta a la FI, esto es a 455 o 470 KHz. según los casos.
A veces, para superar obstáculos tales como el fenómeno denominado frecuencia imagen o respuesta imagen, se utiliza más de una FI. En tales casos, la primera parte del receptor debería ser sensible a una banda de 1 a 30 MHz, como en el caso anterior, la siguiente etapa a 5 MHz (1ª FI) y la última a 50 kHz (2ª FI). Se utilizan dos conversores y al receptor así diseñado se le denomina Superheterodino de doble conversión.
Los receptores superheterodinos tienen unas características superiores, tanto en selectividad como en estabilidad de frecuencia. Es mucho más fácil estabilizar un oscilador que un filtro, especialmente con la moderna tecnología de sintetizadores de frecuencia, y los filtros de FI pueden tener una banda de paso mucho más estrecha para un mismo factor Q que un filtro equivalente para RF (radiofrecuencia). Una FI fija, permite el uso de filtros de cristal en diseños muy críticos tales como los receptores de radioteléfonos, los cuales deben tener una selectividad extremadamente alta.
La tecnología superherodina también se aplica a los transmisores de radio. El diseño de un transmisor superheterodino es similar al del receptor, solo que las etapas de la señal están dispuestas en un camino inverso.
La próxima evolución de diseño del superheterodino, es la arquitectura de radio definida por software, donde el procesamiento de la FI después del filtro inicial de FI es ejecutado por software.
