Receptor de conversión directa

Un receptor de conversión directa ( DCR ), también conocido como receptor homodino , sincrodino o de frecuencia intermedia cero ( receptor de FI cero ), es un diseño de receptor de radio que demodula la señal de radio entrante mediante detección síncrona impulsada por un oscilador local cuya frecuencia es idéntica o muy cercana a la frecuencia portadora de la señal deseada. Esto contrasta con el receptor superheterodino estándar , que utiliza una conversión inicial a una frecuencia intermedia (FI). ^{[ 1 ]}

La simplificación de realizar una única conversión de frecuencia reduce la complejidad del circuito básico, pero surgen otros problemas, por ejemplo, en lo que respecta al rango dinámico . En su forma original, no era adecuado para recibir señales AM y FM sin implementar un elaborado bucle de enganche de fase . Si bien estos y otros desafíos técnicos hicieron que esta técnica resultara poco práctica en la época de su invención (década de 1930), la tecnología actual, y en particular la radio definida por software , ha revitalizado su uso en ciertos ámbitos, incluyendo algunos productos de consumo.

La conversión de la señal modulada a banda base se realiza mediante una única conversión de frecuencia. Esto evita la complejidad de las dos (o más) conversiones de frecuencia, las etapas de frecuencia intermedia (FI) y los problemas de rechazo de imagen propios del superheterodino . La señal de radiofrecuencia recibida se introduce directamente en un mezclador de frecuencia , al igual que en un receptor superheterodino . Sin embargo, a diferencia del superheterodino, la frecuencia del oscilador local no está desfasada, sino que es idéntica a la frecuencia de la señal recibida. El resultado es una salida demodulada, similar a la que se obtendría de un receptor superheterodino mediante detección síncrona ( detector de producto ) tras una etapa de frecuencia intermedia (FI).

Para igualar el rendimiento del receptor superheterodino , varias de las funciones que normalmente realiza la etapa de FI deben llevarse a cabo en banda base . Dado que no existe un amplificador de FI de alta ganancia con control automático de ganancia (AGC), el nivel de salida en banda base puede variar en un rango muy amplio dependiendo de la intensidad de la señal recibida. Este es uno de los principales desafíos técnicos que limitó la viabilidad del diseño. Otro problema es la incapacidad de este diseño para implementar la detección de envolvente de señales AM. Por lo tanto, la demodulación directa de señales AM o FM (como las que se utilizan en la radiodifusión) requiere el bloqueo de fase del oscilador local a la frecuencia portadora , una tarea mucho más exigente en comparación con el detector de envolvente o el detector de relación, más robustos , a la salida de una etapa de FI en un diseño superheterodino . Sin embargo, esto puede evitarse en el caso de un diseño de conversión directa que utilice detección en cuadratura seguida de procesamiento digital de señales . Mediante técnicas de radio definida por software , las dos salidas en cuadratura pueden procesarse para realizar cualquier tipo de demodulación y filtrado en señales convertidas a frecuencias cercanas a la del oscilador local. La proliferación de hardware digital, junto con las mejoras en los componentes analógicos involucrados en la conversión de frecuencia a banda base , ha hecho que esta topología más simple sea práctica en muchas aplicaciones.

El homodino fue desarrollado en 1932 por un equipo de científicos británicos que buscaban un diseño que superara al superheterodino ( modelo de conversión de dos etapas ). Posteriormente, el diseño se denominó "sincrodyno". No solo ofrecía un rendimiento superior gracias a su única etapa de conversión, sino que también reducía la complejidad del circuito y el consumo de energía. El diseño sufría de la deriva térmica del oscilador local , cuya frecuencia variaba con el tiempo. Para contrarrestar esta deriva, la frecuencia del oscilador local se comparaba con la señal de entrada de transmisión mediante un detector de fase . Esto generaba una tensión de corrección que variaba la frecuencia del oscilador local, manteniéndolo sincronizado con la señal deseada. Este tipo de circuito de retroalimentación evolucionó hasta convertirse en lo que hoy se conoce como bucle de enganche de fase (PLL) . Si bien el método existía desde hacía varias décadas, su implementación resultaba difícil debido principalmente a las tolerancias de los componentes , que debían ser mínimas para que este tipo de circuito funcionara correctamente.

• Radio de cristal
• Mezclador armónico
• Heterodino
• detección heterodina
• detección homodina
• Desequilibrio de CI , un problema que afecta a los receptores de conversión directa.
• Receptor de FI baja
• Neutrodino
• Receptor reflectivo
• Receptor de radio regenerativo
• Receptor de radiofrecuencia sintonizado

• Historia del homodino y el sincrodino. Revista de la Institución Británica de Ingenieros de Radio, abril de 1954.
• Patente estadounidense 706.740 , "Señalización inalámbrica" ​​(principio heterodino ) – 12 de agosto de 1902 – por Reginald Fessenden