BFO simples e de fácil construção
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| Figura 1 |
Muitos conhecem perfeitamente os processos de modulação de sinais de rádio mais usados: no AM o que se faz é variar a intensidade (amplitude) do sinal de rádio, aplicando-lhe um sinal de áudio (voz por exemplo). Desta forma, o sinal que chega ao receptor contém as variações do sinal original de som que podem ser extraídas e reproduzidas num alto-falante.
Um dos inconvenientes do AM, além de ser sensível à interferências e ruídos, é o fato da portadora consumir metade da potência. A outra metade é subdividida pelas duas faixas laterais, ocupando uma faixa relativamente ampla do espectro exigindo assim boa potência dos transmissores para se ter um bom alcance. Metade da energia é gasta numa portadora que não oferece nada de útil para o ouvinte. A vantagem do processo é a simplicidade com que ele pode ser elaborado.
A segunda modalidade é o FM onde a frequência do sinal é variada com o som, de modo que se necessita de um circuito diferente (discriminador) para a separação da informação, mas mesmo assim é bastante usada pelas vantagens que apresenta.
A desvantagem ainda é a larga faixa do espectro ocupado o que torna este processo melhor para as frequências mais elevadas (VHF, UHF), e a vantagem está na sua imunidade ao ruído.
Um terceiro processo, muito usado nos serviços de telecomunicações, radioamadores, etc. é o denominado SSB (Single = única; Side = lateral; Band = faixa ou banda).
Quando um sinal de alta frequência é modulado ele não apenas sofre variações de intensidade com este sinal, como também tem sua frequência somada e subtraída deste sinal, num processo denominado batimento.
Assim, se modularmos um sinal de 1000 kHz (portadora) com um sinal de áudio de 1 kHz, aparecem dois sinais adicionais ao lado da portadora de 1 MHz: um que corresponde à diferença de frequências de 999 kHz e outro que corresponde à soma de 1001 kHz. Estes três sinais repartem a energia do transmissor, de modo que temos um desperdício da energia emitida e, além disso, a ocupação de uma faixa larga do espectro, de 999 a 1001 kHz.
O que o SSB faz então é suprimir a portadora e usar apenas uma das faixas ou bandas laterais.
Exemplo:
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As variações deste processo são:
- USB (Upper Side Band ou Banda Lateral Superior): apenas a faixa (banda) lateral mais alta é transmitida. A portadora e a banda lateral inferior são reinseridas no receptor;
- LSB (Low Side Band ou Banda Lateral Inferior): somente a faixa lateral mais baixa é transmitida. A portadora e a faixa lateral superior são criadas no receptor;
- Transmissão da USB e da portadora mais eficiente do que a convencional de AM, mas que pode ser ouvida nos receptores sem SSB;
- Transmissão da LSB e da portadora;
- Transmissão simultânea em USB e LSB: permite o funcionamento de duas emissões distintas na mesma frequência. O ouvinte comuta para USB ou LSB conforme o seu interesse.
A vantagem das duas primeiras variações é que se temos apenas uma faixa estreita transmitida (USB ou LSB), sua vulnerabilidade à propagação, ao desvanecimento (fading) e às interferências é menor. Por outro lado, podemos concentrar muito mais energia nesta faixa e com isso obter alcance muito maior com a mesma potência de um transmissor.
O problema, entretanto, é que para receber tais sinais e recuperar a modulação (áudio), o procedimento é um pouco mais complicado e os receptores comuns não recebem os sinais de SSB. Para decodificá-los é preciso reinserir a portadora que foi suprimida na modulação, pois sem ela o detector de AM não funciona.
O aparelho descrito neste post faz justamente isso.
O BFO
BFO é a sigla de Beat Frequency Oscillator ou Oscilador de Frequência de Batimento (OFB).
Sua função é gerar um sinal que, combinando com o sinal de SSB restabelece a portadora modulada em amplitude, mas na frequência intermediária (FI) do receptor, ou seja, em 455 kHz para os rádios comuns.
Com a reinserção da portadora, o detector que antes não conseguia retirar do sinal senão sons fanhosos (tipo voz do Pato Donald), passa a identificar o sinal de áudio que será reproduzido normalmente pelas etapas seguintes:
Nos receptores de comunicações, como os usados pelos radioamadores, o BFO é controlado por cristais e gera frequências precisas de reinserção: 456,4 kHz para a USB (Faixa Lateral Superior) e 453,6 kHz para a LSB (Faixa Lateral Inferior), isso num receptor que tenha FI de 455 kHz. Porém, a obtenção de cristais nestas frequências não é nada fácil! Mesmo um cristal de qualquer frequência que seja já não pode ser encontrado em qualquer esquina...
O oscilador BFO deste post foi originalmente publicado no extinto Blog do Picco e que em vez do cristal é usado um ressonador cerâmico, muito mais barato, sendo usado em controles remotos de TVs, como mostra a foto abaixo:
| Figura 2 - Esquema do BFO da figura 1 desenhado no Multisim. |
O fio retirado da saída (OUT) do BFO é torcido com o pedaço de fio ligado no datector conforme mostra a foto abaixo:
- Braga, Newton C. Osciladores controlados por cristal
- Braga, Newton C. Como funcionam os osciladores
- Braga, Newton C. Oscilador de batimento (BFO) para ouvir SSB
- Braga, Newton C. Como funcionam os circuitos moduladores
- Braga, Newton C. Oscilador de frequência de batimento para escuta de SSB
- Carvalho, Luís. O que é a SSB?
- Electricity Magnetism. Osciladores de Colpitts
- Facen, Louis. O que é a transmissão em SSB, Revista Monitor de Rádio e Televisão nº 274, fevereiro de 1971, págs. 28 e 29
- Shunaman, Fred. SSB é fácil de entender, Revista Monitor de Rádio e Televisão nº 295, novembro de 1972, págs. 47 a 51
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