En un receptor de radio , un oscilador de frecuencia de batido o BFO es un oscilador dedicado que se utiliza para crear una señal de frecuencia de audio a partir de transmisiones de radiotelegrafía en código Morse ( CW ) para hacerlas audibles. La señal del BFO se mezcla con la señal recibida para crear una frecuencia heterodina o de batido que se escucha como un tono en el altavoz. Los BFO también se utilizan para demodular señales de banda lateral única (SSB), haciéndolas inteligibles, restaurando esencialmente la portadora que se suprimió en el transmisor. Los BFO a veces se incluyen en receptores de comunicaciones diseñados para oyentes de onda corta ; casi siempre se encuentran en receptores de comunicaciones para radioaficionados , que a menudo reciben señales CW y SSB. [1]
El oscilador de frecuencia de batido fue inventado en 1901 por el ingeniero canadiense Reginald Fessenden . Lo que él llamó receptor "heterodino" fue la primera aplicación del principio heterodino .
En la transmisión de radio de onda continua (CW), también llamada radiotelegrafía , o telegrafía inalámbrica (W/T) o modulación on-off y designada por la Unión Internacional de Telecomunicaciones como tipo de emisión A1A , la información se transmite mediante pulsos de onda portadora de radio no modulada que deletrean mensajes de texto en código Morse . Los pulsos de portadora de diferente longitud, llamados "puntos" y "rayas" o "dits" y "dahs", son producidos por el operador encendiendo y apagando rápidamente el transmisor utilizando un interruptor llamado llave telegráfica . El primer tipo de transmisión se generaba utilizando una chispa, ya que la chispa se disparaba alrededor de 1000 veces por segundo (cuando se presionaba la tecla telegráfica). Las ondas amortiguadas resultantes (Clase B de la UIT) podían recibirse en un equipo de cristal básico que empleaba un detector de diodos y un auricular como tono de frecuencia de chispa. Fue solo con la introducción de transmisores de tubo que podían crear flujos de portadora de radiofrecuencia continua, que se requirió un BFO. La alternativa era modular la portadora con un tono de audio de alrededor de 800 Hz y manipular la portadora modulada para permitir el uso del detector de diodos básico en el receptor, un método utilizado para comunicaciones marinas de frecuencia media (MF) hasta el año 2000 (tipo de emisión A2A). La transmisión por radio mediante tubos comenzó a reemplazar a los transmisores de chispa en el mar a partir de 1920, pero no se eliminaron antes de 1950 [ cita requerida ] .
Como los pulsos de la portadora no tienen modulación de audio , una señal CW recibida por un receptor de radio AM simplemente suena como "clics". A veces, cuando los pulsos de la portadora son lo suficientemente fuertes como para bloquear el "silbido" atmosférico estático normal en el receptor, las señales CW se podían escuchar sin un BFO como "pulsos" de silencio. Sin embargo, este no era un método confiable de recepción. Para hacer que los pulsos de la portadora sean audibles en el receptor, se utiliza un oscilador de frecuencia de batido. El BFO es un oscilador electrónico de radiofrecuencia que genera una onda sinusoidal constante a una frecuencia f BFO que está desplazada de la frecuencia intermedia f IF del receptor. Esta señal se mezcla con la IF antes del segundo detector del receptor ( demodulador ). En el detector, las dos frecuencias se suman y se restan, y una frecuencia de batido ( heterodina ) en el rango de audio resulta en la diferencia entre ellas: f audio = | f IF - f BFO | que suena como un tono en el altavoz del receptor. Durante los pulsos de la portadora, se genera la frecuencia de batido, mientras que entre los pulsos no hay portadora, por lo que no se produce ningún tono. De este modo, el BFO hace que los "puntos" y "rayas" de la señal del código Morse sean audibles, sonando como "pitidos" de diferente duración en el altavoz. Un oyente que conozca el código Morse puede decodificar esta señal para recibir el mensaje de texto.
Los primeros osciladores osciladores de frecuencia fija (BFO), utilizados en los primeros receptores de radiofrecuencia sintonizada (TRF) en las décadas de 1910 y 1920, vibraban con la frecuencia portadora de la estación. Cada vez que se sintonizaba la radio en una frecuencia de estación diferente, también había que cambiar la frecuencia del BFO, por lo que el oscilador BFO tenía que ser sintonizable en toda la banda de frecuencias cubierta por el receptor.
Dado que en un receptor superheterodino las diferentes frecuencias de las distintas estaciones se traducen todas a la misma frecuencia intermedia (FI) mediante el mezclador , los BFO modernos que vibran con la FI solo necesitan tener una frecuencia constante. Puede haber un interruptor para apagar el BFO cuando no se necesita, al recibir otros tipos de señales, como AM o FM . También suele haber una perilla en el panel frontal para ajustar la frecuencia del BFO, para cambiar el tono en un rango pequeño para adaptarse a las preferencias del operador.
Un receptor está sintonizado con una señal de código Morse , y la frecuencia intermedia ( FI ) del receptor es fFI = 45000 Hz. Eso significa que los puntos y rayas se han convertido en pulsos de una señal de 45000 Hz, que es inaudible .
Para que sean audibles, la frecuencia debe cambiarse al rango de audio, por ejemplo, f audio = 1000 Hz. Para lograrlo, la frecuencia BFO deseada es f BFO = 44000 o 46000 Hz.
Cuando la señal en frecuencia f IF se mezcla con la frecuencia BFO en la etapa del detector del receptor, esto crea otras dos frecuencias o heterodinos : | f IF − f BFO |, y | f IF + f BFO |. La frecuencia de diferencia , f audio = | f IF − f BFO | = 1000 Hz, también se conoce como frecuencia de batido .
La otra, la frecuencia de suma , (F if + F bfo ) = 89000 o 91000 Hz, no es necesaria. Se puede eliminar mediante un filtro de paso bajo , como el altavoz de la radio, que no puede vibrar a una frecuencia tan alta.
f BFO = 44000 o 46000 Hz produce la frecuencia de batido deseada de 1000 Hz y se puede utilizar cualquiera de los dos.
Al variar la frecuencia del oscilador oscilador oscilador (BFO) alrededor de 44000 (o 46000) Hz, el oyente puede variar la frecuencia de salida de audio; esto es útil para corregir pequeñas diferencias entre la sintonización del transmisor y el receptor, particularmente útil cuando se sintoniza voz de banda lateral única (SSB). La forma de onda producida por el BFO late contra la señal de FI en la etapa de mezcla del receptor. Cualquier desviación del oscilador local o del oscilador de frecuencia de batido afectará el tono del audio recibido, por lo que se utilizan osciladores estables. [2]
Para la recepción de banda lateral única, la frecuencia BFO se ajusta por encima o por debajo de la frecuencia intermedia del receptor, dependiendo de qué banda lateral se utilice. [1]
Otra forma de oscilador de frecuencia de batido se utiliza como generador de señales de frecuencia de audio ajustable. La señal de un oscilador estable controlado por cristal se mezcla con la señal de un oscilador ajustable; la diferencia en el rango de audio se amplifica y se envía como salida del generador de señales. Al utilizar frecuencias de cristal y ajustables más altas que la frecuencia de audio deseada, se puede obtener un amplio rango de sintonización para un pequeño ajuste en el oscilador variable. [3] Aunque el oscilador de frecuencia de batido puede producir una salida con baja distorsión, los dos osciladores deben ser muy estables para mantener una frecuencia de salida constante. [4]