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Para permitir o uso de receptores de HF em VLF, LF e na região mais baixa do espectro de MF, o acessório mais prático é um conversor. Optei por uma solução
relativamente simples: um mixer duplamente balanceado, um oscilador local tipo
CMOS (oscilador de clock) alguns indutores e capacitores. Um diagrama inicial
pode ser visto abaixo. Os indutores são estes moldados comumente encontrados no comércio, encapsulados em plástico, na forma de um paralelepípedo colorido. O "Q" destes indutores foi assumido como igual a 60. Se a idéia for enrolar os próprios indutores em núcleo de ar ou mesmo toroides de ferrite adequados à estas frequências, o "Q" poderá ser maior do que o adotado. A mudança que ocorrerá é que as perdas por inserção serão menores e os nulos mais profundos. Os capacitores são de disco de cerâmica ou SMD, exceto o de entrada de antena que é de poliester. Quanto ao mixer, usei um fabricado pela Minicircuits. Existem diversos modelos deste e de outros fabricantes. Mas fiz testes, no caso da Minicircuits, com alguns deles: TUF-1, SBL-1, SRA-3, apenas para citar alguns. Não são modelos específicos para VLF e LF. Existem. Mas este tipo de mixer tem uma configuração de três portas, onde uma delas é o sinal de RF, a segunda é para conexão à um oscilador local e a terceira seria a saída (ou entrada) de FI. Os modelos mais comuns necessitam de um oscilador local com potência de +7dBm (5mW). Existem outras versões para 3dBm, 10dBm, 17dBm (os chamados high-level mixers). E estes modelos comuns são em sua grande maioria úteis de 1MHz a 1GHz, ou 1MHz à 500MHz, nas portas de osciladot local e na de RF. Ou seja, características inadequadas para o uso "normal" em VLF. Porém se invertermos duas portas, podemos utilizá-los de "DC" até a frequência máxima especificada para a FI. Neste caso do uso em VLF, a porta de entrada para RF passa à ser a porta que normalmente é denominada de FI, pois esta porta opera de DC até Fmax de funcionamento do componente (500MHz, 1GHz, depende do modelo, são centenas). Cada uma destas portas desse tipo de mixer têm impedância de 50 W. Portanto o oscilador local CMOS, ou qualquer outro que se queira, algum TCXO retirado de sucata e etc, tem que ser seguido de um amplificador que, além de filtrar o sinal gerado por esse oscilador, tem a função de excitar cargas de 50 W. Apesar de operar de DC até algumas centenas de MHz, a porta de FI receberá apenas sinais AC, isto é, haverá um capacitor de isolação entre sinal da antena e a porta de FI (convertida em porta de entrada de RF), além de um filtro passa-baixos limitando a entrada em 450KHz. É necessário atenuar a faixa de ondas médias em pelo menos 40dB para evitar bloqueio da recepção por saturação do mixer. A resposta em frequência do filtro implementado pode ser observada na figura abaixo.
Estes mixers têm uma perda de inserção de 7dB. Não chega a ser um problema insolúvel pois as antenas para esta região do espectro, em sua maioria, embutem alguma espécie de pré-amplificador. Porém se houver o interesse em que esse conversor seja um acessório transparente aos níveis de RF, basta adicionar entre o filtro de entrada e o mixer um pré-amplificador de ganho entre 7 e 12dB (o ganho será igual à perda no filtro de entrada + perda por inserção no mixer + perda no filtro de saída. Alguém pode querer se aventurar a receber sinais menores que 10KHz com esta configuração. Há apenas que observar que teremos neste (ou em qualquer conversor de VLF para HF) um oscilador local de +7dBm conectado ao mixer. O sinal deste oscilador, por mais equilibrado que seja o dispositivo adotado, sempre vasará na saída de HF, afinal ele está à 10KHz do início da faixa de conversão. Existirá mas não com um nível de +7dBm, porém com algo -25dB em média, abaixo. Apenas como informação, um sinal de 0dBm equivale à S9+75dB. Se a intenção é pesquisar sinais abaixo de 10KHz, outras alternativas existem: é mais vantajoso o uso de um software no PC (como o Winrad, por exemplo) e a entrada "de antena" passa a ser uma das entradas de linha da placa de som, desde que isolada por um pequeno transformador de áudio (destes retirados de algum rádio portátil antigo). Antes deste transformador é interessante o uso de um filtro passa-baixos, com frequência de corte de 24KHz (para placas com clock máximo de 48KHz), ou o equivalente em placas de melhor qualidade (os clocks podem ser de 96KHz, 192KHz ou maiores). E um capacitor, ou um trap, que de algum modo reduza o sinal de 60Hz e seus primeiros harmônicos. Mas existem sinais abaixo de 10KHz, como alguns experimentos em 76 e 82Hz, as ressonâncias de Schumann, whisper e toda a sorte de emissões naturais ou criadas pelo homem. (continua ...) |
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