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Oscilador de Frequência de Batimento para Escuta de SSB (TEL148

Os receptores comuns de ondas curtas não possuem recursos que permitam a escuta clara das emissões em SSB (Single Sideband ou Banda Lateral Única) o que significa a perda de muitos contatos interessantes pelos que gostam de explorar o espectro eletromaggnético. Neste artigo descrevemos um simples OFB (Oscilador de Freqüência de Batimento), também conhecido por BFO (do mesmo nome em inglês) e que possibilita a escuta dos sinais SSB em rádios comuns com FIs de 455 kHz.

O sistema SSB na verdade é uma forma de modulação decorrente do AM mas que, com a concentração da faixa útil do sinal num espaço menor do espectro, permite maior rendimento e portanto maior alcance por um transmissor.

Atualmente não só a maioria dos radioamadores utiliza em seus contatos o SSB como também serviços públicos, estações particulares e até mesmo radiofusão!

No entanto, num receptor comum que não tenha os recursos necessários p ao processamento dos sinais em SSB, sua escuta é impossível. O leitor que já sintonizou seu rádio na faixa de ondas curtas deve ter captado alguma estação em que as vozes aparecem fanhosas, ou “embaralhadas” não sendo possivel compreender o que se diz.

É o caso das transmissões em SSB.

Para “recuperar“ o áudio num rádio comum e tornar clara uma emissão em SSB é muito simples.

Basta acrescentar um BFO ou OFB (oscilador de batimento) que é justamente o que descrevemos neste artigo.

Nosso oscilador é alimentado por pilhas e não precisa mais do que uma única conexão à antena do receptor com o qual deve operar.

O receptor, por sua vez não precisa de qualquer modificação em seu circuito.

O QUE É SSB

Para entender melhor como funciona o sistema de modulação em SSB será interessante começarmos com um processo mais simples e que lhe dá origem que é a modulação em amplitude ou AM.

Na modulação em amplitude, uma portadora de alta freqüência que deve ser transmitida tem sua intensidade variada pela ação de um sinal de áudio, por exemplo, a voz de um locutor que fala diante de um microfone.

Na figura 1 temos então o resultado final desta modulação em que a intensidade do sinal ou amplitude varia 100% com a amplitude do sinal de áudio que deve transportar.

Figura 1 – Sinal modulado em amplitude

No receptor, o sinal de áudio, de baixa freqüência, é separado da portadora e amplificado para ser reproduzido em fones ou alto-falantes.

No entanto, quando o sinal de áudio é combinado com uma portadora de alta freqüência para que seja produzida a modulação em amplitude não temos somente este efeito a ser considerado.

Quando um sinal de freqüência X se combina com um sinal de freqüência Y para que tenhamos a modulação em amplitude, o resultado é que temos um efeito denominado “batimento“ em que dois novos sinais aparecem no processo, com freqüências equivalentes à soma e à diferença dos sinais combinados, ou seja, X + Y e X - Y.

Assim, se modularmos um sinal de 1 MHz com um sinal de áudio de 1 kHz teremos o aparecimento de dois novos sinais, nas freqüências de 1001 kHz e 999 kHz, conforme mostra a figura 2.

Figura 2 – Os batimentos

As amplitudes dos dois novos sinais são proporcionais ao sinal de áudio e a soma é chamada banda lateral superior, enquanto que a diferença é denominada banda lateral interior. (em inglês “upper sideband” e “lower sideband”).

Veja então que a informação que queremos transmitir, ou seja, que está contida no sinal de áudio, está nas bandas laterais, enquanto que a portadora retém uma boa parcela da potência, sem informação alguma.

Assim, enquanto uma boa parcela da potência do transmissor, que está na portadora, é inaproveitada, pois não contém informação alguma, apenas uma pequena parcela serve para transportar o sinal de áudio, que é a informação que precisamos transmitir.

A idéia básica do sistema de SSB é remover a portadora que concentra a maior parte da energia não aproveitada e transmitir apenas em uma ou outra das bandas laterais, daí o nome Single Sideband (Banda da Lateral Única).

Para conseguir isso, os transmissores usam circuitos denominados moduladores balanceados que consistem em filtros muito aguçados, capazes de rejeitar o sinal com a freqüência da portadora e deixar passar somente as faixas laterais, ou seja, os sinais soma e diferença.

Qual deles vai ser transmitido pode então ser escolhido pelo operador.

A vantagem disso é que, com menor potência concentrada numa das faixas laterais, o transmissor tem muito maior eficiência.

Além disso, como o sinal só é gerado na presença da voz enquanto no AM precisamos ter a produção contínua do sinal, temos um ciclo ativo de operação reduzido, levando estes transmissores a necessitar de fontes muito menores para se obter uma potência efetiva muito maior.

Na figura 3 temos um exemplo de modulador balanceado usado em um transmissor de SSB.

Figura 3 – Um modulador balanceado

No entanto, se obtemos muito maior eficiência para um transmissor que opere em SSB, também precisamos de receptores especiais.

Os receptores que recebem os sinais modulados em amplitude possuem um sistema de detecção que precisa da portadora para operar.

Estes detectores retificam e filtram a portadora, deixando presente no circuito apenas sua envolvente conforme mostra a figura 4.

Figura 4 – O detector de envolvente

Se a portadora não estiver presente, não ocorre a detecção e o sinal que temos é uma forma distorcida e incompreensível, correspondente à passagem dos picos de RF pelo sistema.

Para que possamos recuperar o sinal de áudio com clareza é preciso reinjetar a portadora no sinal de SSB recebido.

Nos receptores de comunicações que possuem o recurso do SSB esta função é exercida por um oscilador de freqüência de batimento ou OFB que normalmente injeta a portadora já na freqüência de FI do rádio de modo a tê-la presente no detector.

No nosso caso, injetaremos externamente este sinal e com isso obteremos os mesmos efeitos.

NOSSO CIRCUITO

A maioria dos osciladores de freqüência de batimento (BFO ou OFB) utiliza circuitos com bobinas que apresentam alguns inconvenientes.

Um deles é a estabilidade que faz com que a freqüência se desloque lentamente, “fugindo“ de sintonia e obrigando o operador a constantes ajustes.

Outro é a própria dificuldade em fazer o ajuste, já que não são usados capacitores variáveis num processo não muito “fino" de atuação sobre o circuito.

Pretendendo inovar um pouco estes circuitos chegamos a uma configuração que se caracteriza pelo fato inédito de não usar bobinas.

Usamos um circuito, integrado CMOS formado por 4 disparadores NAND (4093) cada qual podendo formar um oscilador.

Os osciladores em questão têm uma freqüência máxima de operação em torno de 1,2 MHz, mas como precisamos de apenas 455 kHz, não existem problemas de operação.

Na figura 5 temos o circuito básico de um oscilador BC que utiliza uma porta disparadora do 4093.

Figura 5 – Oscilador com 4093

A freqüência deste circuito pode ser facilmente controlada por meio de um potenciômetro e esta possibilidade e que diferencia nosso circuito de OFBs convencionais.

A alimentação do oscilador pode ser feita com tensões de 3 a 12 V o que significa a possibilidade de utilização de pilhas na alimentação. Sua estabilidade é muito boa, mas nada impede que seja usada uma fonte regulada, por exemplo de 5 V.

O sinal gerado por este oscilador é retangular, rico em harmônicas e com intensidade suficiente para poder excitar o receptor quando aplicado diretamente na sua antena.

MONTAGEM

Na figura 6 temos o diagrama completo do aparelho.

Figura 6 – Diagrama completo do aparelho

Podemos fazer sua montagem num pedaço de placa de circuito impresso universal, conforme mostra a figura 7.

Figura 7 – Montagem em matriz ou placa universal

O único resistor é de 1/8 ou 1/4 W e o potenciômetro é linear comum de 22 k Ω.

Os capacitores menores devem ser cerâmicos e o eletrolítico deve ter uma tensão de trabalho de acordo com a tensão da fonte de alimentação.

Para o integrado sugerimos a utilização de um soquete DlL.

O aparelho poderá ser instalado numa caixa plástica de pequenas dimensões, com saída de um único fio no qual existe uma garra para acoplamento na antena do receptor.

Em alguns casos pode ser necessário fazer um acoplamento indutivo, conforme mostra a figura 8, caso o receptor não possua tomada para antena externa.

Figura 8 – Acoplamento indutivo

Este acoplamento também servirá para a ligação de uma boa antena externa, o que é muito importante para obtenção de uma boa recepção na faixa de ondas curtas.

Prova e Uso

Basta ligar o receptor e sintonizar algum sinal em SSB (faça a experiência no final da tarde, á noite ou no início da manhã, que são os períodos em que a propagação é mais favorável).

Ajuste o potenciômetro vagarosa mente até que o sinal se torne claro.

Você perceberá facilmente a oscilação produzida pelo aparelho ao fazer o ajuste do potenciômetro.

Também podemos usar o mesmo oscilador para tornar claros os sinais de CW (onda contínua) usados em telegrafia, dotando-os de um tom de áudio na recepção.

Se, em vista das tolerâncias dos componentes (principalmente C1), houver dificuldade para alcançar o ajuste no ponto ideal, altere o valor do resistor.

CI1 - 4093 - circuito integrado CMOS

P1 - 22 k Ω - potenciômetro

R1 - 4,7 k Ω - resistor (amarelo, violeta, vermelho)

C1 - 120 pF - capacitor cerâmico

C2 - 1 nF - capacitor cerâmico

C3 - 10 µF - capacitor eletrolítico

S1 - interruptor simples

B1 – 6 V - 4 pilhas pequenas

Chaveamento ou chucrut radio voyager superstar vr94 vr95

Página inicialciência

Radioamador encontra sinais de satélite "zumbi" lançado há 53 anos

Alisson Teles Cavalcanti4/26/2020 04:03:00 PM2 Comentários

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  Existem mais de 2.000 satélites em operação orbitando a Terra hoje. No final de suas vidas úteis, muitos simplesmente se desintegram ao entrar na atmosfera. Porém, alguns continuam orbitando nosso planeta como satélites "zumbis" - nem vivos nem mortos. Estes são satélites que sofreram algum tipo de falha ou que se encontram fora de controle a partir da Terra. O QTC da ECRA já publicou duas matérias sobre um destes satélites - o Oscar 7, lançado pelos radioamadores em 1974 

Scott Tilley, VE7TIL, é um radioamador canadense cuja paixão consiste em caçar estes satélites. Em 2018, ele encontrou sinais de uma sonda da NASA chamada IMAGE que havia desaparecido em 2005. Com a ajuda de Tilley, a NASA conseguiu restabelecer o contato com a sonda. 

Scott em seu shack

Outros satélites encontrados por Tilley são bem mais antigos, como foi o caso do satélite Transit 5B-5, que foi lançado em 1965. Este foi um satélite de navegação da Marinha dos EUA movido a energia nuclear que ainda circula a Terra em uma órbita polar, há muito esquecido por todos, exceto por uns poucos interessados ​​em ouvi-lo "cantar" quando cruza o céu. 

Desta vez, Tilley se interessou por um satélite de comunicações que ele supunha ainda estar vivo - ou pelo menos entre os mortos-vivos. O LES-5, construído pelo Laboratório Lincoln do Instituto de Tecnologia de Massachusetts, o famoso MIT, foi lançado em 1967. Um antigo documentário do governo dos EUA fala a respeito do satélite:

Tilley seguiu os passos de outro caçador que, em 2016, encontrou o LES-1, um satélite construído pelo mesmo laboratório anteriormente. O motivo de seu interesse no LES-5 era que, se ainda estivesse funcionando, poderia ser o satélite em órbita geoestacionária mais antigo ainda em operação.

Ao vasculhar a Internet, ele encontrou um documento descrevendo a frequência de operação do LES-5, um satélite experimental de comunicações UHF militares, isso, claro, se ainda estivesse "vivo". Ele decidiu então dar uma olhada.

Antes, porém, ele precisava construir uma antena, suporte, bem como conectar e ajustar pré-amplificadores, filtros, e outras coisas. Isso tudo demanda tempo, e seus afazeres profissionais e domésticos combinados conspiravam contra seu projeto.

Mas então veio a pandemia da COVID-19. Como consequência, a Colúmbia Britânica, onde Tilley vive, entrou em quarentena. Como muitos de nós, de uma hora para outra o fator tempo deixou de ser um problema. Assim, Tilley pôde dedicar-se à procura do LES-5 e, em 24 de março, seus sinais finalmente foram captados. Ele notou uma portadora modulada na frequência de 236.748,7 MHz. Ele escreveu em sua conta no Twitter:

O que me intriga é que seu sinal piloto de telemetria ainda está em operação", diz Tilley.

Em outras palavras, diz Tilley, apesar do satélite supostamente ter sido desligado em 1972, ele ainda está funcionando. Enquanto seus painéis solares estiverem sob o sol, o transmissor do satélite continuará a emitir. Ele acha que pode até ser possível enviar comandos para o satélite. Ele pode inclusive ser rastreado ao vivo no site do N2YO. 

Logo após a descoberta, Scott enviou os dados de telemetria do satélite para o Dr. Daniel Estévez, EA4GPZ, para ver se o especialista em decodificação de sinais de satélite conseguiria identificar ou descobrir algo, o que de fato aconteceu. O satélite transmite em modulação BPSK a 100bps. Ele também acha que os dados são válidos, e com a ajuda da documentação original do satélite, até poderia decodificá-los e descobrir a situação de funcionamento do satélite. Porém, após 53 anos, seria muito difícil encontrar esta documentação. Daniel descreve a descoberta em se

Por outro lado, o laboratório do MIT que construiu o LES-5 ainda é muito ativo em projetos secretos para os militares. O site NPR tentou contato com com a assessoria de imprensa do laboratório para perguntar se alguém poderia falar mais sobre o LES-5 e se ele ainda poderia receber comandos.

Mas, depois de repetidos pedidos, o Lincoln Laboratory finalmente respondeu "sem comentários".

Parece que mesmo um satélite zumbi de 50 anos ainda pode ter segredos.

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Lista de Transistoresb de RFF

Lista de transistores de RF

1 2 3 TO-92L	1 2 3 TO-202	1 2 3 TO-202N	1 2 3 TO-126	1 2 3 TO-220	1 2 3 TO-39	1 2 3 TO-60	T-31E

Transistor de potência bipolar de NPN

Transistor	Poder	Ganho	Voltagem	Frequência	Modo	Caso	Pin 123
2N3375	10W	5dB	28V	400MHz	FM / AM / SSB	TO-60
2N3553	2,5W	10dB	28V	175MHz	FM / AM	TO-39	CBE
2N3632	20W	7dB	28V	175MHz	FM	TO-60
2N3866	5W	10dB	28V	400MHz	Transceptor WIN	TO-39	CBE
2N3924	4W	6dB	13,6V	175MHz	Transceptor WIN	TO-39
2N4427	2W	10dB	12V	175MHz	Transceptor WIN	TO-39
2N5108	1W	5dB	24V	1200MHz	Transceptor WIN	TO-39
2N5109	3,5W	11dB	15V	200MHz	Transceptor WIN	TO-39
2N5421	3W	9dB	13,5V	175MHz	Transceptor WIN	TO-39
2N5913	2W	7dB	12,5V	175MHz	Transceptor WIN	TO-39
2N5943	1W	8dB	15V	400MHz	FM	TO-39
2SC730	0,8W	10dB	13,5V	175MHz	FM	TO-39	CBE
2SC1096	10W			60MHz	FM	TO-220
2SC1173	10W			100MHz	FM / AM / SSB	TO-220
2SC1306	16W			30MHz	FM / AM / SSB	TO-220	AEC
2SC1307	16W	12dB	12V	30MHz	FM / AM / SSB	TO-220	AEC
2SC1590	5W	10dB	12,5V	136-174MHz	FM	TO-220	BEC
2SC1591	14W	7,5dB	12,5V	136-174MHz	FM	TO-220	BEC
2SC1678	5W			30MHz	Transceptor WIN	TO-220	AEC
2SC1728	8W			80MHz	Transceptor WIN	TO-202	EBC
2SC1729	14W	10dB	13,5V	175MHz	FM	T-31E
2SC1909	10W	14,5dB	13,5V	50MHz	FM / AM / SSB	TO-220	AEC
2SC1944	13W	11,1dB	12V	30MHz	Transceptor WIN	TO-220	AEC
2SC1945	16W	14,5dB	12V	30MHz	FM / AM / SSB	TO-220	BEC
2SC1946	25W	6,7dB	13,5V	175MHz	FM	T-31E
2SC1946A	30W	10dB	13,5V	175MHz	FM	T-31E
2SC1947	3W	10dB	13,5V	175MHz	FM	TO-39	CBE
2SC1957	1,8W	17dB	12V	30MHz	Transceptor WIN	TO-126	BCE
2SC1966	3W	7,8dB	13,5V	470MHz	FM	T-31E
2SC1967	7W	6,7dB	13,5V	470MHz	FM	T-31E
2SC1968	14W	3,7dB	13,5V	470MHz	FM	T-31E
2SC1968A	14W	5,4dB	13,5V	470MHz	FM	T-31E
2SC1969	18W	12dB	12V	30MHz	FM / AM / SSB	TO-220	AEC
2SC1970	1,5W	10dB	13,5V	175MHz	Transceptor WIN	TO-220	BEC
2SC1971	7W	10dB	13,5V	175MHz	Transceptor WIN	TO-220	BEC
2SC1972	14W	10dB	13,5V	175MHz	Transceptor WIN	TO-220	BEC
2SC1973	1W			50MHz	Transceptor WIN	TO-92L	AEC
2SC1974	13W	10dB	13,5V	30MHz	Transceptor WIN	TO-220	AEC
2SC1975	4W	10dB	13,5V	30MHz	Transceptor WIN	TO-220	AEC
2SC2028	1,8W			30MHz	Transceptor WIN	TO-126	BCE
2SC2029	6W			30MHz	Transceptor WIN	TO-220	AEC
2SC2036A	1,4W				Transceptor WIN	TO-202	AEC
2SC2050	10W	12dB	13,5V	30MHz	FM / AM / SSB	TO-220	AEC
2SC2053	0,2W	15,7dB	12V	175MHz	FM / AM	TO-92L	AEC
2SC2055	0,25W	15,3dB	12V	175MHz	FM / AM	TO-92L	AEC
2SC2056	1,5W	9dB	12V	175MHz	FM	TO-39	CBE
2SC2075	4W		13,5V	27MHz	Transceptor WIN	TO-220	AEC
2SC2078	4W	13dB	12V	100MHz	FM / AM	TO-220	AEC
2SC2086	0,45W	13dB	12V	175MHz	FM / AM	TO-92L	AEC
2SC2092	4W	13dB	12V	100MHz	FM / AM / SSB	TO-220	AEC
2SC2094	15W	8,8dB	13,5V	175MHz	FM / AM / SSB	T-31E
2SC2166	6W	13,8dB	12V	30MHz	FM / AM / SSB	TO-220	AEC
2SC2207	16W				Transceptor WIN	TO-220	AEC
2SC2237	6W	13,8dB	13,5V	175MHz	FM	T-31E
2SC2312	18,5W			27MHz	FM / AM / SSB	TO-220	AEC
2SC2314	1,8W	17dB	12V	180MHz	FM / AM	TO-126	BCE
2SC2509	13W	14dB		30MHz	Transceptor WIN	TO-220	AEC
2SC2527	60W				Transceptor WIN	TO-220
2SC2538	0,6W	10dB	12V	175MHz	FM / AM	TO-92L	AEC
2SC2539	14W	14,5dB	13,5V	175MHz	FM	T-31E
2SC2660	30W			30MHz	Transceptor WIN	TO-220
2SC2695	23W	1,9dB	13,5V	520MHz	FM	T-31E
2SC3001	6W	13dB	7,2V	175MHz	FM	T-31E
2SC3017	1W	11dB	13,5V	175MHz	FM	TO-39	CBE
2SC3018	3W	13dB	7,2V	175MHz	FM	T-31E
2SC3020	3W	10dB	12,5V	520MHz	FM	T-31E
2SC3021	7W	7,7dB	12,5V	520MHz	FM	T-31E
2SC3022	18W	4,8dB	12,5V	520MHz	FM	T-31E
2SC3103	2,8W	6,7dB	7,2V	520MHz	FM	T-31E
2SC3104	6W	4,8dB	7,2V	520MHz	FM	T-31E
2SC3133	13W	14dB	12V	1,5-30MHz	FM / AM / SSB	TO-220	BEC
2SC3297	15W			100MHz	Transceptor WIN	TO-220
2SC3299	20W				Transceptor WIN	TO-220
2SC3668	1W			100MHz	Transceptor WIN
2SC3807	15W			260MHz	Transceptor WIN	TO-126
2SC4137	4W			400MHz	Transceptor WIN	TO-126
2SC4693					FM / AM	TO-92L	AEC
KTC1006	1W			100MHz	FM / AM	TO-92L	BCE
KTC1969	16W	12dB	12V	100MHz	FM / AM	TO-220	AEC
KTC2078	4W	11dB	12V	100MHz	FM / AM	TO-220	AEC
MRF161	5W	13,5dB	12,5V	225-500MHz	FM / AM	TO-220	BEC
MRF162	15W	13,5dB	12,5V	225-500MHz	FM / AM	TO-220	BEC
MRF163	25W	12dB	12,5V	225-500MHz	FM / AM	TO-220	BEC
MRF237	4W	12dB	18V	175MHz	Transceptor WIN	TO-39
MRF260	5W	10dB	12,5V	136-174MHz	FM	TO-220	BEC
MRF261	10W	5,2dB	12,5V	136-174MHz	FM	TO-220	BEC
MRF262	14W	7,5dB	12,5V	136-174MHz	FM	TO-220	BEC
MRF264	30W	5,2dB	12,5V	136-174MHz	Transceptor WIN	TO-220	BEC
MRF340	8W	13dB	28V	70MHz	Transceptor WIN	TO-220	BEC
MRF342	24W	11dB	28V	70MHz	Transceptor WIN	TO-220	BEC
MRF344	60W	6dB	28V	70MHz	Transceptor WIN	TO-220
MRF454	80W	12dB	12,5V	1,5-30MHz	FM / AM / SSB
MRF455	60W	13dB	12,5V	1,5-30MHz	FM / AM / SSB
MRF475	12W	10dB	13,5V	1,5-30MHz	FM / AM / SSB	TO-220	AEC
MRF476	3W	15dB	13,5V	1,5-30MHz	FM / AM / SSB	TO-220	AEC
MRF477	40W	15dB	13,5V	1,5-30MHz	FM / AM / SSB	TO-220	BEC
MRF479	15W	10dB	13,5V	1,5-30MHz	FM / AM / SSB	TO-220
MRF485	15W	10dB	28V	1,5-30MHz	Transceptor WIN	TO-220
MRF486	40W	15dB	28V	1,5-30MHz	Transceptor WIN	TO-220
MRF496	40W	15dB	13,5V	1,5-30MHz	Transceptor WIN	TO-220
MRF497	60W	10dB	13,5V	27-50MHz	Transceptor WIN	TO-220	BEC
MRF517	0,75W	10dB	20V	1000MHz	Transceptor WIN	TO-39
MRF607	1,75W	11,5dB	16V	175MHz	Transceptor WIN	TO-39
MRF660	7W	5,4dB	12,5V	400-512MHz	Transceptor WIN	TO-220
MS1226	30W	18dB	28V	30MHz	FM / AM / SSB
MS1227	20W	15dB	12,5V	30MHz	FM / AM / SSB