Transmisor

En electrónica y telecomunicaciones , un transmisor de radio (a menudo abreviado como XMTR o TX en documentos técnicos) es un dispositivo electrónico que produce ondas de radio mediante una antena con el fin de transmitir señales a un receptor de radio . El transmisor genera una corriente alterna de radiofrecuencia que se aplica a la antena . Al ser excitada por esta corriente alterna, la antena irradia ondas de radio.

Los transmisores son componentes esenciales de todos los dispositivos electrónicos que se comunican por radio , como estaciones de radiodifusión (audio y televisión), teléfonos celulares , walkie - talkies , redes informáticas inalámbricas , dispositivos con Bluetooth , abridores de puertas de garaje , radios bidireccionales en aeronaves, barcos, naves espaciales, radares y balizas de navegación. El término transmisor suele limitarse a equipos que generan ondas de radio para fines de comunicación o radiolocalización , como radares y transmisores de navegación. Los generadores de ondas de radio para calefacción o uso industrial, como hornos microondas o equipos de diatermia , no suelen denominarse transmisores, aunque a menudo tengan circuitos similares.

El término se usa comúnmente para referirse a un transmisor de radiodifusión , un transmisor utilizado en la radiodifusión , como un transmisor de radio FM o un transmisor de televisión . Este uso generalmente incluye tanto el transmisor propiamente dicho, la antena y, a menudo, el edificio donde se encuentra alojado.

Un transmisor puede ser un grupo independiente entre todos los equipos electrónicos, o un circuito eléctrico dentro de otro dispositivo electrónico. Un transmisor y un receptor combinados en una sola unidad se denomina transceptor . El propósito de la mayoría de los transmisores es la comunicación por radio de información a distancia. La información se proporciona al transmisor en forma de una señal electrónica llamada señal de modulación, como una señal de audio (sonido) de un micrófono, una señal de video (TV) de una cámara de video o, en dispositivos de redes inalámbricas , una señal digital de una computadora. El transmisor genera una señal de radiofrecuencia que, al aplicarse a la antena, produce las ondas de radio, llamadas señal portadora . Combina la portadora con la señal de modulación, un proceso llamado modulación . La información se puede agregar a la portadora de varias maneras diferentes, en distintos tipos de transmisores. En un transmisor de modulación de amplitud (AM), la información se agrega a la señal de radio variando su amplitud . En un transmisor de modulación de frecuencia (FM), se agrega variando ligeramente la frecuencia de la señal de radio . También se utilizan muchos otros tipos de modulación.

La señal de radio del transmisor se aplica a la antena , que irradia la energía en forma de ondas de radio. La antena puede estar dentro de la carcasa o acoplada al exterior del transmisor, como en dispositivos portátiles como teléfonos celulares, walkie-talkies y abridores de puertas de garaje . En transmisores más potentes, la antena puede estar ubicada en la azotea de un edificio o en una torre independiente, y conectada al transmisor mediante una línea de alimentación , es decir, una línea de transmisión .

transmisores de radio

Transmisor de radiodifusión AM Elcom Bauer modelo 701B de 1100 vatios

Transmisor FM Continental 816R-5B de 35  kW, perteneciente a la emisora ​​de radio FM estadounidense KWNR, que transmite en 95.5  MHz en Las Vegas.

Transceptor de radioaficionado moderno , el ICOM IC-746PRO. Puede transmitir en las bandas de radioaficionados desde 1,8 MHz hasta 144 MHz con una potencia de salida de 100 W.   

Un transceptor de radio CB en un camión, una radio bidireccional que transmite en 27  MHz con una potencia de 4  W, que puede utilizarse sin licencia.

Bombero usando un walkie-talkie

Productos de consumo que contienen transmisores

Un teléfono celular tiene varios transmisores: un transceptor celular dúplex, un módem Wi-Fi y un módem Bluetooth.

Tanto el auricular como la base de un teléfono inalámbrico contienen  transmisores de radio de baja potencia de 2,4 GHz para comunicarse entre sí.

El control remoto para abrir la puerta del garaje contiene un transmisor de baja potencia de 2,4  GHz que envía comandos codificados al mecanismo de la puerta del garaje para abrirla o cerrarla.

Un ordenador portátil y un router inalámbrico doméstico (al fondo) que lo conecta a Internet, creando una red Wi-Fi doméstica. Ambos cuentan con módems Wi-Fi , transmisores y receptores de microondas automatizados que operan a 2,4  GHz e intercambian paquetes de datos con el proveedor de servicios de Internet (ISP).

Un auricular Bluetooth con micrófono. Tiene un módem Bluetooth para intercambiar audio con un teléfono celular.

Baliza localizadora de emergencia que llevan los excursionistas.

Las ondas electromagnéticas son radiadas por cargas eléctricas cuando se aceleran . ^{[ 1 ] [ 2 ]} Las ondas de radio , ondas electromagnéticas de radiofrecuencia , se generan por corrientes eléctricas variables en el tiempo , que consisten en electrones que fluyen a través de un conductor metálico llamado antena , los cuales cambian su velocidad y, por lo tanto, se aceleran. ^{[ 3 ] [ 2 ]} Una corriente alterna que fluye de un lado a otro en una antena creará un campo magnético oscilante alrededor del conductor. El voltaje alterno también cargará los extremos del conductor alternativamente de forma positiva y negativa, creando un campo eléctrico oscilante alrededor del conductor. Si la frecuencia de las oscilaciones es suficientemente alta, en el rango de radiofrecuencia  por encima de aproximadamente 20 kHz, los campos eléctricos y magnéticos acoplados oscilantes se irradiarán desde la antena hacia el espacio como una onda electromagnética, una onda de radio.

Un transmisor de radio es un circuito electrónico que transforma la energía eléctrica de una fuente de alimentación, ya sea una batería o la red eléctrica, en una corriente alterna de radiofrecuencia que se aplica a la antena. La antena irradia la energía de esta corriente en forma de ondas de radio. ^{[ 4 ]} El transmisor también codifica información, como una señal de audio o video, en la corriente de radiofrecuencia que transportan las ondas de radio. Cuando estas inciden sobre la antena de un receptor de radio , las ondas excitan corrientes de radiofrecuencia similares (pero menos potentes) en ella. El receptor de radio extrae la información de las ondas recibidas.

Dos transmisores de radio en la misma zona que intentan transmitir en la misma frecuencia interferirán entre sí, provocando una recepción distorsionada, por lo que ninguna transmisión podrá recibirse con claridad. La interferencia en las transmisiones de radio no solo puede tener un alto coste económico, sino que también puede ser mortal (por ejemplo, en el caso de interferencias con las comunicaciones de emergencia o el control del tráfico aéreo ).

Por este motivo, en la mayoría de los países, el uso de transmisores está estrictamente regulado por ley. Los transmisores deben contar con licencia gubernamental, bajo diversas categorías según su uso ( radiodifusión , radio marítima , banda aérea , radioaficionados) y están restringidos a ciertas frecuencias y niveles de potencia. La Unión Internacional de Telecomunicaciones (UIT) asigna las bandas de frecuencia del espectro radioeléctrico a diferentes clases de usuarios. En algunas clases, cada transmisor recibe un indicativo único , compuesto por una secuencia de letras y números, que debe utilizarse como identificador en las transmisiones. El operador del transmisor generalmente debe poseer una licencia gubernamental, como la licencia general de operador de radiotelefonía , que se obtiene al aprobar un examen que demuestra los conocimientos técnicos y legales adecuados para el funcionamiento seguro de la radio.

Las excepciones a las regulaciones anteriores permiten el uso sin licencia de transmisores de corto alcance y baja potencia en productos de consumo como teléfonos celulares , teléfonos inalámbricos , micrófonos inalámbricos , walkie-talkies , dispositivos Wi-Fi y Bluetooth , abridores de puertas de garaje y monitores para bebés . En Estados Unidos, estos dispositivos se rigen por la Parte 15 de las regulaciones de la Comisión Federal de Comunicaciones (FCC). Si bien pueden operarse sin licencia, generalmente deben contar con la homologación correspondiente antes de su comercialización.

Los primeros transmisores de radio primitivos (llamados transmisores de chispa ) fueron construidos por el físico alemán Heinrich Hertz en 1887 durante sus investigaciones pioneras sobre las ondas de radio. Estos generaban ondas de radio mediante una chispa de alto voltaje entre dos conductores. A partir de 1895, Guglielmo Marconi desarrolló los primeros sistemas prácticos de radiocomunicación utilizando estos transmisores, y la radio comenzó a utilizarse comercialmente alrededor de 1900. Los transmisores de chispa no podían transmitir audio (sonido), sino que transmitían información mediante radiotelegrafía : el operador pulsaba una tecla de telégrafo que encendía y apagaba el transmisor para producir pulsos de ondas de radio que deletreaban mensajes de texto en código telegráfico, generalmente código Morse . En el receptor, estos pulsos a veces se grababan directamente en cintas de papel, pero lo más común era la recepción audible. Los pulsos se oían como pitidos en los auriculares del receptor, que un operador que conocía el código Morse traducía de nuevo a texto. Estos transmisores de chispa se utilizaron durante las tres primeras décadas de la radio (1887-1917), conocidas como la era de la telegrafía inalámbrica o de la chispa. Debido a que generaban ondas amortiguadas , los transmisores de chispa eran eléctricamente ruidosos. Su energía se dispersaba en una amplia banda de frecuencias , creando ruido radioeléctrico que interfería con otros transmisores. Las emisiones de ondas amortiguadas fueron prohibidas por la legislación internacional en 1934.

Tras el cambio de siglo, se empezaron a utilizar dos tecnologías de transmisores rivales de corta duración: los primeros transmisores de onda continua , el convertidor de arco ( arco de Poulsen ) en 1904 y el alternador de Alexanderson alrededor de 1910, que se utilizaron hasta la década de 1920.

Todas estas tecnologías iniciales fueron reemplazadas por transmisores de válvulas de vacío en la década de 1920, que utilizaban el oscilador de retroalimentación inventado por Edwin Armstrong y Alexander Meissner alrededor de 1912, basado en la válvula de vacío Audion ( triodo ) inventada por Lee De Forest en 1906. Los transmisores de válvulas de vacío eran económicos y producían ondas continuas , y podían modularse fácilmente para transmitir audio (sonido) mediante modulación de amplitud (AM). Esto hizo posible la radiodifusión AM , que comenzó alrededor de 1920. La transmisión práctica por modulación de frecuencia (FM) fue inventada por Edwin Armstrong en 1933, quien demostró que era menos vulnerable al ruido y la estática que la AM. La primera estación de radio FM obtuvo su licencia en 1937. Las estaciones de radio habían realizado transmisiones experimentales de televisión desde finales de la década de 1920, pero la radiodifusión televisiva práctica no comenzó hasta finales de la década de 1930. El desarrollo del radar durante la Segunda Guerra Mundial impulsó la evolución de los transmisores de alta frecuencia en las bandas UHF y de microondas , utilizando nuevos dispositivos activos como el magnetrón , el klistrón y el tubo de onda progresiva .

La invención del transistor permitió el desarrollo, en la década de 1960, de pequeños transmisores portátiles como micrófonos inalámbricos , abridores de puertas de garaje y walkie-talkies . El desarrollo del circuito integrado (CI) en la década de 1970 posibilitó la actual proliferación de dispositivos inalámbricos , como teléfonos celulares y redes Wi-Fi , en los que transmisores y receptores digitales integrados ( módems inalámbricos ) en dispositivos portátiles operan automáticamente, en segundo plano, para intercambiar datos con redes inalámbricas .

La necesidad de conservar el ancho de banda en el espectro radioeléctrico, cada vez más congestionado , impulsa el desarrollo de nuevos tipos de transmisores, como el espectro ensanchado , los sistemas de radio troncalizados y la radio cognitiva . Una tendencia relacionada ha sido la transición continua de los métodos de transmisión de radio analógicos a digitales . La modulación digital puede tener una mayor eficiencia espectral que la analógica ; es decir, a menudo puede transmitir más información ( velocidad de datos ) en un ancho de banda determinado que la analógica, utilizando algoritmos de compresión de datos . Otras ventajas de la transmisión digital son una mayor inmunidad al ruido y una mayor flexibilidad y capacidad de procesamiento de los circuitos integrados de procesamiento de señales digitales .

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  Oscilador de chispa similar al de Hertz, 1902. Se aprecian la antena compuesta por 2 cables que terminan en placas metálicas (E) , el descargador de chispa (D) , la bobina de inducción (A) , la batería del automóvil (B) y la llave telegráfica (C) .
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  El transmisor de chispa de Guglielmo Marconi , con el que realizó los primeros experimentos de comunicación radiotelegráfica práctica en código Morse entre 1895 y 1897.
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  Transmisor de radiotelegrafía de chispa de alta potencia en Australia alrededor de 1910.
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  Transmisor de arco Poulsen de 1 MW de la Armada de los EE. UU. que generaba ondas continuas mediante un arco eléctrico en un campo magnético, una tecnología utilizada durante un breve período desde 1903 hasta que los tubos de vacío la reemplazaron en la década de 1920.
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  Un alternador Alexanderson , una enorme máquina giratoria utilizada como transmisor de radio de muy baja frecuencia desde aproximadamente 1910 hasta la Segunda Guerra Mundial.
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  Uno de los primeros transmisores de radio AM de válvulas de vacío , construido por Lee De Forest en 1914. La válvula Audion ( triodo ) primitiva es visible a la derecha.
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  Uno de los primeros transmisores de la BBC, a principios de la década de 1920, en Londres. Los cuatro tubos triodo, conectados en paralelo para formar un oscilador, producían cada uno alrededor de 4 kilovatios con 12 mil voltios en sus ánodos.
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  El primer transmisor experimental de radiodifusión FM de Armstrong, el W2XDG, ubicado en el Empire State Building de la ciudad de Nueva York, se utilizó para pruebas secretas entre 1934 y 1935. Transmitía en 41  MHz con una potencia de 2  kW.
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  Conjunto transmisor de un radar de control de tráfico aéreo de 20  kW y 9,375  GHz , 1947. El tubo magnetrón montado entre dos imanes (derecha) produce microondas que pasan desde la abertura (izquierda) a una guía de ondas que las conduce a la antena parabólica.

• Lista de sitios de transmisión
• Lista de radios – Lista de modelos específicos de radios 
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• Reloj de repetición
• Estación transmisora
• Transponedor
• transmisor de televisión

• Manual completo de receptores y transmisores de radio
• Identificación de transmisores de radio: un enfoque en el dominio de la frecuencia en estado estacionario
• Características de las huellas digitales de los transmisores de radio (PDF)

• Unión Internacional de Telecomunicaciones
• Página de Jim Hawkins sobre tecnología de radio y radiodifusión
• Sitio web técnico del transmisor de WCOV-TV

• Construye tu propio circuito transmisor AM para granadas: una guía completa.
• Detalles de los transmisores de televisión digital del Reino Unido