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Válvulas de deflexión de haz,  

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20 abril, 2021 20:01     #361583

Abro hilo sobre un tema que nos interesa conocer o no olvidar, modulación y demodulación de Banda Lateral Única.

Básicamente, la Banda Lateral Única BLU o SSB en inglés, es un tipo de modulación derivada de la del tipo de Amplitud Modulada. 

En una transmisión de AM, se gasta la mitad de la energía en transmitir una señal constante llamada portadora, solo un cuarto en transmitir la señal modulada, normalmente voz, en una banda de frecuencias por encima de la portadora. El otro cuarto, se consume en transmitir la misma información, pero en una banda de frecuencias inferior a la de la portadora. Bastaría con transmitir solo una de las bandas laterales para poder enviar la señal modulada o incluso, no hace falta enviar la señal portadora. Esto es básicamente lo que llamamos modulación de bandas laterales.

Por medio de filtros colocados en el circuito de transmisión, el transmisor BLU elimina la portadora y una de las dos bandas. El receptor, para poder reproducir la señal que recibe, genera localmente, mediante un oscilador,  la portadora no transmitida, y con la banda lateral que recibe, reconstruye la información de la señal moduladora original.

La ventaja de este tipo de transmisión, está clara, necesita solo un cuarto de la energía para transmitir la misma información y la desventaja principal, reside en que se necesita un circuito mas complejo, tanto en el transmisor como en el receptor. También, se utiliza un ancho de banda de la señal moduladora mas estrecho, mermando la calidad del audio transmitido, normalmente, 2.4khz.

Los radioaficionados, utilizamos, por razones históricas, la banda inferior, LSB por debajo de los 10.7Mhz y por encima de esta frecuencia, se utiliza USB, banda lateral superior.

Ya sabemos que es la SSB, pero... esto como se hacia en la época de las válvulas?

Pues había varias formas, sin entrar mucho en teoría , se podía hacer con válvulas ya conocidas empleando circuitos como un modulador push pull balanceado, que usando tetrodos, por las rejas de control se inyectaba la señal de portadora o de RF, por las rejas pantalla, se modulaba la señal de baja frecuencia y la señal L y U, se sacaba a través de un transformador de rf balanceado y sintonizado., El mismo circuito y forma pero con los tubos en paralelo, usando un doble triodo, inyectando la señal de portadora por el cátodo, entrada de audio por las rejas y salida por circuito de placas. También se podía usar un modulador por diodos, que evidentemente no tiene ganancía de por si. Hay varias formas y circuitos, pero, pienso que tenian un problema y debido a que como se trabaja con supresiones y señales opuestas, si los circuitos no son bien simetricos y los componentes muy parecidos, pudiera dar problemas a la hora de operar y ajustar estos moduladores-demoduladores.

Desde la década de los 30, las valvulas se desarrollaron y se especializaron para atender los retos nuevos, como por ejemplo, la transmisión de imágenes y de color.

En otros hilos anteriores, hemos visto como se aprovecha cierta virtud del comportamiento termoiónico para hacer ciertos tubos especializados en algunas aplicaciones. En este caso de la SSB, se van a aprovechar de efectos específicos de la balística del electrón. Básicamente, estos tubos o válvulas, eran "circuitos integrados" antes de que se inventase el término.

Continuará....

73, Fran

 

 

 

 

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EA4ESF
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20 abril, 2021 22:06     #361584

Sobre 1915, se empieza a desarrollar este sistema de modulación al darse cuenta los operadores que se creaban unas señales adjuntas a la señal portadora . Las primeras emisiones se realizaban sintonizando las antenas a la frecuencia de las bandas laterales. En los años siguientes, este tipo de técnica de modulación, se empleó en la transmisión de señales por cable telefónico de un solo hilo, usando diferentes frecuencias, permitiendo mantener comunicaciones simultaneas de diferentes operadores o estaciones. Hasta 1922, no se aplica este sistema  a la radio , siendo la primera comunicación, enlazando Estados Unidos con Inglaterra en la frecuencia de 57khz. Esto permitió tener un sistema de comunicación de fonia entre los dos continentes, ya que aún no existían los amplificadores telefónicos para el empleo en las comunicaciones a través de cables marítimos, empleándose solo la telegrafía para dichas comunicaciones. Hasta la década de los años 30, no empezó a usarse este tipo de modulación en las transmisiones de onda corta y un poco mas tarde, este tipo de modulación, que recuerdo que implica un receptor y un transmisor mas complicado de elaborar, no es empleado por radio aficionados. a partir de 1948, es cuando se populariza por la publicación en varias revistas artículos técnicos y divulgativos de dicho sistema de modulación.

Otra ventaja que daba este tipo de modulación, era que el transmisor no se necesitaba desconectar al terminar una parte del QSO, ya que  si no existía audio, el transmisor se comportaba como desconectado, faciilitándo así los qso, siendo mucho mas naturales y sencillos que con un transmisor de AM que estaba radiando portadora incluso sin la modulación de la audiofrecuencia.

Volviendo a la electrónica, estos circuitos balanceados y simétricos que se emplean en este tipo de modulación, se hicieron con tubos como la 6sn7 o con dis triodos idénticos, y se conseguía una supresión de la portadora de mas de 40dB. El problema principal, es que siendo triodos idénticos, cada elemento envejecía o de desgastaba de forma diferente, dejando de ser fiable dicho modulador.

En 1950, se desarrolla una serie de tubos específicos para dichos circuitos, que tiene  un solo cátodo, con una sola reja de control, 1 sola reja pantalla, 2 deflectores electroestáticos  y 2 placas

 Un solo cátodo produce un haz de electrones en forma de lápiz que se mueven a través de la pantalla por voltajes aplicados a las placas deflectoras. Cada lado de la pantalla siempre recibirá un rayo de la misma fuerza que el rayo formado por un solo cañón de electrones. Este principio general de un solo haz de electrones eliminaría el envejecimiento diferencial que alteró el equilibrio en un modulador balanceado de doble triodo.

Se puede decir, que el principio de funcionamiento, es parecido a los pentodos o quizás, se parece mas a los tetrodos de haces dirigidos empleados en etapas de potencia de audio.

Hablando ya de válvulas, tenemos la 7360, que lanzó RCA, especifica para el uso de radiotransmisores y que fué la que el facilitó este tipo de modulación a nuestros colegas de la época, ya que casi todos los equipos comerciales a válvula la incorporan y la  y la 6AR8 de General Electric, pensada o creada mas bien pensando en la television en color, aunque de funcionamiento similar.

El  funcionamiento del 7360, que tiene  cátodo plano, recubierto en un lado, una rejilla de control y una rejilla de pantalla, forman un cañón de electrones que produce un rayo en forma de cinta. La rejilla de la pantalla y los dos electrodos deflectores actúan como lentes de electrones convergentes para enfocar el haz. Al variar la polarización o la señal aplicada a la rejilla de control, varía la corriente del ánodo como en una válvula convencional.

La corriente total del ánodo, en los dos ánodos, a un voltaje dado, está determinada por los voltajes aplicados a las rejillas de control y pantalla (acelerador). La división de la corriente total del ánodo entre los dos ánodos está determinada por la diferencia de voltaje relativo de los dos electrodos deflectores.

Probablemente, el tubo 7360, es una evolución de un tubo usado en mezcladores de UHF en 1943, la 1636

Hoy por hoy, el tubo 7360 es de los codiciados y caros por su empleo en equipos Collins y la gran afición que hay en coleccionar dichos equipos.

 

73, Fran

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EA4ESF
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21 abril, 2021 20:38     #361630

El negocio de las valvulas era creciente ya que la electrónica de consumo iba en crecimiento exponencial. Estas válvulas especiales, tenían como he dicho, aplicaciones en la demodulación de las señales de video y color de los televisores y esto era un negocio interesante para los fabricantes de los tubos. Casi al mismo tiempo aparecieron en el mercado tubos muy parecidos al 7360 de RCA, como el 6AR8, que se cree fabricado por Tung Sol, la 6JH8, que se fabricó por Sylvania, la 6ME8, fabricado aparentemente por General Electric. Todos estos tubos son casi idénticos eléctricamente como físicamente, coincidiendo en la mayoría su disposición de patitas y perfectos para hacernos un tx/rx de ssb.

Otro uso que he visto por la red y de paso recuerdo que estos tubos se les considera pentodos de potencia aunque suelen trabajar con señales pequeñas, es que algunos apasionados del audio, se construyen circuitos amplificadores del tipo push-pull, lo que no vale para un roto, vale para un descosido...

No conozco ningún tubo europeo con estas características.

Antes de el desarrollo de estos tubos, Radio Zenith trabajaba en algo similar para hacer o simplificar sus demoduladores de Fm en aparatos de radio domésticos. Tambíen aprovechado la balística del electrón o lo que es lo mismo, su comportamiento físico dentro de un dispositivo electrónico sometido a la electroestática, se desarrollaron unas válvulas llamadas de "compuerta". Se trataba de poder controlar la salida de una válvula desde 2 fuentes diferentes.

 Si se aplica suficiente voltaje negativo a la rejilla supresora de una válvula de 5 electrodos, , se puede cortar la corriente de la placa. El efecto de cortar la corriente de la placa es provocar un aumento considerable en la corriente de la reja  pantalla. Entonces se debe tener cuidado para evitar exceder la disipación segura de la pantalla. Si la rejilla supresora está polarizada negativamente para cortar la corriente de la placa y luego se le aplica un pulso positivo, una entrada alimentada a la rejilla de control afectará la corriente del ánodo solo durante el pulso, como si se abriera una puerta, el pulso siendo llamado pulso de puerta.

Debido a que es difícil controlar con precisión la magnitud de un pulso, puede suceder que la rejilla supresora sea pulsada positivamente en la región donde tomará corriente y 'robará' de la placa . Para evitar tal posibilidad, generalmente se conecta un diodo entre esta rejilla y el cátodo para actuar como una derivación de baja impedancia y evitar así un voltaje positivo significativo. En ciertas válvulas especialmente diseñadas para este propósito, se construye un diodo en la rejilla supresora, que luego se conoce como rejilla supresora de diodos, y el paso de las espiras en la rejilla supresora se hace más fino para que la corriente del ánodo se corte por una tensión del mismo orden que la de la red de control.

En lugar de montar una rejilla supresora, se puede poner unos deflectores tipo a los que montan los tetrodos de haces dirigidos tipo 6L6, 6V6 y tendremos una válvula de haces dirigidos de compuerta. Se usaban en circuitos de sincronismos de tv, RADAR y en compresión y expansión de procesos de audio. El tubo representativo de este efecto, es el 6BN6 y puede que le haga un hilo especifico, tambien puede ser un tema interesante para dedicarle un hilo.

Lo curioso es que tanto los tubos anteriores de DEFLEXION DE HAZ  como estos de COMPUERTA, son derivados en parte de los tetrodos de haces dirigidos, es como si esos deflectores inventados para eludir las patentes de Philips y sus pentodos, hayan dado mucho juego cambiando su forma física y su comportamiento eléctrico.

73, Fran

Aprendiz de Sinhilista

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26 abril, 2021 08:54     #361838

Los fabricantes de las válvulas, una vez comercializadas, facilitaban circuitos y montajes para así crear consumo. Si analizas un circuito de una radio comercial, estos circuitos prácticamente son idénticos a los esquemas de los manuales que editaban los fabricantes de las válvulas . Siempre digo, que el técnico valvulero debe tener una visión de bloque-válvula.
Os dejo este enlace, son las publicaciones de GE sobre SSB.
http://n4trb.com/AmateurRadio/GE_HamNews/sideband_handbook.htm
Descargarlo y echad un vistazo... siempre se aprende algo.
73. Fran

Aprendiz de Sinhilista

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