Aunque las emisoras de radio móvil privada utilizan técnicas de modulación digitales y la mayoría de los ajustes que se hacen son vía software, voy a detallar los pasos que SE SEGUÍAN HACE AÑOS, para ajustar una emisora de radio móvil PMR convencional, puesto que resulta más didáctico y entendible que los ajustes realizados por medio de un PC actuales, que requieren medios técnicos en algunos casos, más costosos y los ajustes no resultan tan visuales.

Aunque se han producido modificaciones en lo que respecta a la normativa de equipos de radio móvil privada o PMR, en lo que a ajustes se refiere, las especificaciones técnicas obligatorias a cumplir por los equipos de radio se establecieron en el BOE del 8 de enero de 1986, a partir de la página 1181 hasta la 1191 ambas inclusive, con las correspondientes modificaciones hasta la actualidad. Esta norma se encuentra derogada en la actualidad, debido a la introducción de sistemas de radio digitales, pero a efectos didácticos, sirven como base de estudio.

Estos cambios se han producido por la inclusión desde ese año hasta la fecha de nuevas normas de radiocomunicación: GSM, UMTS, GPRS, 4G, 5G que obligan a establecer nuevas normativas específicas para estos servicios.

En el caso de los ajustes en sistemas de radio Trunking (MPT1327), Tetra o cualquier otro sistema de radio digital, el analizador de radiocomunicaciones a utilizar, tiene que tener distintas prestaciones al que vamos a utilizar y describir aquí, el Marconi 2965A. Normalmente suelen necesitar un nuevo software y algún módulo interno adicional.

PASOS PREVIOS A LA CONFIGURACIÓN DE UNA EMISORA

Así, cuando al taller de radio en el que tengamos que ajustar un equipo de radio, ya sea en la banda de 80, 150 o 450 Mhz, el usuario o la empresa propietaria del mismo, deberán de facilitarnos una serie de parámetros y documentos oficiales, para evitar el uso fraudulento del espectro radioeléctrico.

Nos deben de mostrar la autorización administrativa de la D. G. de Telecomunicaciones o de la S. E. de Telecomunicación (o el organismo competente para conceder la autorización), para emitir/recibir las frecuencias que nos solicita el cliente, la anchura máxima del canal, la potencia máxima autorizada y si tiene restricciones de uso en un área concreta.

A modo de ejemplo, la resolución de 25 de mayo de 2011, del BOE de 7 de junio de 2011, sección III, pág. 55752 y sucesivas, publica las normas de la Secretaría de Estado de Telecomunicación con los requisitos técnicos de las interfaces radio en la banda de 68-87,5 Mhz.

También debemos de conocer la potencia máxima que figura en dicha autorización administrativa, así como el ancho de banda de canal (12,5 Khz, 20 Khz o 25 Khz). Normalmente en España, casi siempre nos autorizarán un canal de 12,5 Khz o 25 Khz, para permitir que más usuarios utilicen el escaso espacio radioeléctrico.

En resumen, según dicha normativa para 68-87,5 Mhz:

• Potencia máxima de emisión (25 W p.r.a. para estaciones fijas, 10 W en móviles y 5 W en portátiles).
• Frecuencia de emisión (previa autorización: 68-87,5 Mhz pero entre 77,7-77,8 y84,6-85 Mhz uso simplex).
  
• Frecuencia de recepción (ídem).
• Ancho o separación de canal (12,5 o 25 Khz).
• Si se utilizan sistemas de señalización por subtonos (TCSS) o llamada selectiva (AS), deberán de facilitarnos también el subtono o identificativos a utilizar para abrir la recepción de radio.

A partir de estos datos, y disponiendo del equipo de radio procederemos a su ajuste. Aquí tenéis un pseudovideo que colgué en youtube.

Me voy a centrar en el equipo que estudié en Alcatel Radiotelephone en París y del que dispongo de algunas fotografías aclaratorias, el ATR 681D (equipo de emisión/recepción en la banda de 150 Mhz y con un ancho de canal de 12,5 Khz); este equipo es del año 1990, pero se trata de una simple explicación didáctica de los pasos que se seguían para ajustar los equipos.

Entre las características de esta emisora está el tener una potencia de RF máxima de emisión de unos 15 W y 16 canales que se pueden programar, que deben de estar separados como máximo 2 Mhz de la frecuencia central que se programe; en caso contrario, la potencia disminuirá si excedemos el ancho de banda que tienen los filtros de RF. Si hay que configurar llamada selectiva o subtonos, se programará vía software y se añadirá la tarjeta de subtonos con el tono preajustado.

Las etapas de potencia trabajan en clase C, es decir, no tienen polarización en la base de los transistores, introduciendo mucha distorsión en amplitud, pero al modular en frecuencia la señal de audio, no supone ningún problema.

El banco de pruebas que vamos a montar para ajustar cualquier emisora consta de:

• Ordenador compatible con el software de programación de la emisora y un puerto serie o USB con un adaptador a puerto serie RS232.
  
• Analizador de radiocomunicación Marconi 2965A o similar, hasta 1000 Mhz.
• Fuente de alimentación de 12 Vcc/5A (dependiendo de la potencia de emisión de la emisora).
• Vatímetro direccional BIRD 43 con sonda de 25W o similar de la banda de frecuencias del equipo.
• Trimmers de plástico para realizar los ajustes de radiofrecuencia.
• Multímetro digital para ajustar los sintetizadores de emisión y recepción.
• Cables coaxiales RG-58 o RG-213 con conectores BNC macho en un extremo y N macho en el otro (la salida de la emisora tiene conector BNC y el vatímetro BIRD 43 tiene normalmente conectores N).
• Caja de pruebas específica o genérica (contiene pulsador PTT, emisión y recepción de audio).
• Herramientas variadas (alicates mixtos, destornilladores estrella y plano, etc.).

Si lo representamos a nivel de diagrama de bloques, quedaría algo parecido a este esquema:

La caja de conexiones que se muestra a continuación, se puede realizar utilizando conectores BNC hembra en un lado de la caja de montaje utilizada, se añaden dos bornas para clavijas de prueba, dos interruptores y queda el panel de conexiones a la emisora, que dependerá del cableado del PTT de la emisora elegida.

Dependiendo del tipo de emisora de radio a ajustar, variarán los conectores, pulsadores e interruptores a añadir. Las cajas de prueba se suelen diseñar específicamente para ajustar/reparar un modelo concreto de emisora.

El aspecto exterior de una caja de un viejo equipo reciclada, (convertida en caja de conexiones para las emisoras ATR 680 de Alcatel), a la que he añadido unos interruptores que similan el PTT, dos conectores BNC para el audio de emisión y el audio de recepción, una borna de tierra y otra de +5Vdc, es el siguiente:

Los conectores BNC hembra van a ser los puntos de entrada y salida del audio. La emisora recibe la señal de audio (300 a 3400 Hz aproximadamente) COMO SI SE TRATARA DE UN MICRÓFONO. Esta señal tiene una amplitud que depende de la emisora.

Por ejemplo, para ajustar la modulación nominal (60% de la desviación máxima), las emisoras Alcatel ATR 680 necesitan 17 mV y para ajustar la modulación máxima permitida, debemos aplicar 170 mV. Vuelvo a recordar que hay que leer el manual de servicio de cada equipo para ajustar sus parámetros específicos.

El conector de Rx estará conectado a la salida de la caja en los terminales del altavoz que incorpora la emisora.

Estos BNC hembra van roscados sobre la caja reciclada, como se ve en esta otra fotografía:

El banco de pruebas/ajustes preparado en el IES, con la emisora de radio en modo emisión (véase el consumo de corriente de 2.27 Amperios), tal y como quedó montado en su momento con una caja de conexiones de prueba para añadir la modulación:

AJUSTE DE EMISORA DE RADIO PMR ALCATEL ATR 680D, PASO A PASO

El proceso de ajuste de una emisora de radio va a depender de cómo haya definido el fabricante del equipo, la forma correcta de hacerlo; así, algunos fabricantes realizan los ajustes de manera digital, mediante un ordenador "ajustan" los potenciómetros digitales en lugar del método tradicional; en definitiva: depende del equipo.

Para que se vea mejor el método de ajuste, éste se realizará manualmente, para facilitar la comprensión de los alumnos de los pasos a seguir, que como digo, actualmente se realizan mayoritariamente con un pc, pero la parte de emisión de radiofrecuencia, suele requerir ajustes totalmente manuales.

El diagrama de bloques aproximado que tendría una emisora, sería similar al que aparece en la imagen siguiente (diseño 1990) en el que he eliminado la parte de la CPU, controles de conmutación para paso de recepción a emisión y otros muchos detalles, pero creo que es aclaratorio:

Se puede observar que cuando una emisora de radio móvil empieza a emitir, si no se aisla el circuito de recepción, todos los elementos electrónicos de recepción se destruirían; por dicho motivo se conmuta la recepción en el momento que pulsamos el botón de PTT para transmitir. Adicionalmente, el sintetizador de frecuencias (PLL) carga la frecuencia de emisión o la de recepción, según el estado de la emisora (reposo o emisión)

Antes de empezar a realizar ningún ajuste, es necesario recordar que solo se pueden utilizar destornilladores o trimmadores cerámicos o con punta metálica para realizar los ajustes de emisoras de radio. EL UTILIZAR UN DESTORNILLADOR NORMAL, FALSEARÁ TODAS LAS MEDIDAS/AJUSTES QUE REALICEMOS.

Solo usaremos los destornilladores metálicos (los que normalmente utilizamos) para abrir las tapas, atornillar piezas externas a la emisora, etc.

Los pasos para ajustar la emisora de radio privada ATR 680D de la imagen, serían:

1. Ajustar en el software de programación de la emisora, las frecuencias de emisión, de recepción, la separación de canales y si tiene subtonos o llamada selectiva. Esta configuración, una vez realizada, se "envía" o "escribe" sobre la emisora, por medio de un cable de programación a través del conector de PTT.
   
2. Una vez programados los parámetros vía software, apagamos la emisora y la volveremos a encender: de esta manera la emisora actualiza y guarda permanentemente las frecuencias y parámetros que hemos programado previamente.
3. A partir de este momento, procederemos a realizar los ajustes de las frecuencias de emisión, de recepción, desviación nominal y máxima y potencia de emisión. El proceso más laborioso es ajustar la sensibilidad a 20 dB, en al menos -107 dBm (1 µV/50 ohmios), y que en equipos profesionales suele ser del orden de -112 dBm (al menos en los equipos ATR681/3/7).

Ajuste de las frecuencias de emisión, recepción y separación de canales

Previo al ajuste del equipo, deberemos de programar las frecuencias de emisión y de recepción. Esta programación se realizaba utilizando un obsoleto cable RS232 desde el COM1 de un ordenador (que aún se encuentra en algún ordenador profesional) hacia el conector frontal donde se inserta en la fotografía el PTT (micrófono emisor). La pantalla de programación serás similar a la de la imagen, correspondiente a una emisora ATR 680D (también conocida como Alcatel 9210MA):

A continuación, desplegaríamos el menú de "Channels" y ajustamos las frecuencias de emisión (Tx Frequency) y de recepción (Rx Frequency):

Una vez programadas las frecuencias en el software, procederemos a enviar los datos hacia la emisora (pulsamos F4: Write Transceiver). Tras grabar los datos, apagaremos la emisora y la volveremos a encender, para que actualice el software de la emisora los datos de configuración que acabamos de enviarla.

Ajuste y comprobación de parámetros con el analizador de radiocomunicaciones

A partir de ahora, ya podemos proceder a ajustar la emisora con el banco de pruebas mostrado anteriormente y habiendo leído el manual de configuración de la emisora.

Los potenciómetros, bobinas y condensadores que hay que ajustar en la emisora, sobre todo de la cadena de recepción, aparecen detallados en la imagen siguiente:

No olvidar conectar el conector de la caja de conexiones al frontal de la emisora, sustituyendo al PTT.

Los pasos de ajuste que hay que llevar a cabo, una vez programadas las frecuencias, y ajustado el PLL, serían:

• Ajustar los sintetizadores de recepción y el de emisión: Para ello, estando la emisora en Rx, mediremos la tensión presente en el pin 6 de MA7: ajustaremos la bobina del PLL de recepción hasta obtener 4 V_dc aproximadamente.
• Activamos la emisión de la emisora, pulsando el PTT: repetiremos el ajuste del PLL de emisión, midiendo en el pin 6 de MA7: ajustaremos la bobina del PLL de emisión para que mida 4V. A partir de ajustar los sintetizadores, podremos ajustar las cadenas de emisión y recepción.
• Ajuste de la cadena de recepción: Se ajusta el PLL de recepción, de acuerdo a las instrucciones del manual del fabricante y a continuación, en el Analizador de Radicomunicación Marconi 2965A, programamos la frecuencia de recepción de la emisora: 155.1000 Mhz, con un nivel de señal de, por ejemplo, -64 dBm.
• Se procede a continuación a ajustar los diferentes filtros que tiene la cadena de recepción de manera reiterativa, bajando el nivel de -64 dBm progresivamente hasta unos -115 dBm, mientras comprobamos que la SINAD del audio está en torno a los 20 dB (buscar SINAD en internet).

Este proceso se muestra en la fotografía:

Se puede observar en el analizador de radiocomunicaciones, que la señal que estamos enviando a la emisora es de -111 dBm por la antena y la SINAD es de 22,5 dB; aún podemos ajustar un poco más el ajuste de recepción, hasta que la SINAD esté en unos 20 dB.

Estos pasos se ven mejor con un vídeo del proceso de ajuste utilizando el analizador de radiocomunicaciones:

Una vez ajustada la cadena de recepción, (cuyo ajuste, las primeras veces requiere bastante tiempo), procederemos a ajustar la cadena de emisión.

Para ello, desde la caja de conexiones, activaremos el pulsador de emisión (PTT" o push to talk"). A partir de esos momentos, la emisora pasará de estar en modo recepción a modo emisión.

En el vatímetro BIR43 y/o en el Marconi 2965 veremos la potencia de emisión del equipo. La potencia máxima de emisión de esta emisora era de 15 W máximo, y a ese valor la ajustaremos en este paso. Una vez conseguida la potencia máxima, ajustaremos la potencia máxima que tenga autorizada por la Secretaría de Estado de Telecomunicaciones o el órgano competente, el cliente dueño de la emisora.

En nuestra emisora de la banda de 150 Mhz, la etapa de emisión está formada por 3 transistores de RF, el primero es de montaje superficial y baja potencia y los otros dos son transistores de TRW que nos van a suministrar los 15 W o más (lo limitamos a la potencia autorizada por la Secretaría de Estado de Telecomunicaciones o el organismo competente en estos momentos) de potencia:

En el caso de la emisora de la banda de 60-80 Mhz de este mismo fabricante, el diseño de la etapa es similar: varían las inductancias y capacitancias de los filtros, ajustados en este caso a la banda indicada antes:

Se pueden ver las similitudes entre ambas etapas: el relé de conmutación de emisión/recepción, el potenciómetro de ajuste de la potencia de emisión.

Dado que mi proyecto fin de la carrera en la EU de Ingenieros Técnicos de Telecomunicación fue un "amplificador lineal de 20 W en la banda de FM comercial" puedo comentar los elementos de la etapa.

Ambas etapas están polarizadas en clase "C" y la potencia de salida máxima se limita regulando la alimentación de +12 V por medio del potenciómetro situado en la parte superior de la imagen.

• El relé azul, corta la alimentación de esta etapa cuando la emisora está en modo de recepción.
• El cable negro-rojo es la entrada de alimentación de 12 V_dc.
• La cadena de condensadores ajustables (C116 y C126) situada junto al transistor modelo TP2503, permite ajustar la ganancia de este transistor y la banda de frecuencia del mismo, junto a las bobinas que constituyen las redes L-C  de esta 2ª etapa de amplificación.
• El transistor TP2317 constituye la etapa de salida de la emisora. Suministra aproximadamente 15 W máximo por el diseño que se ha realizado (puede dar más potencia sobredimensionando los disipadores de refrigeración) para hacer un diseño compacto de emisora. Tiene también su propia red L-C (ver C135).

La parte final de esta etapa de radio está formada por un conjunto L-C para suprimir los armónicos indeseados (debe de estar el 2º armónico al menos 50 dB por debajo del fundamental, según la normativa de 1986) y sintonizados para 150 Mhz. Se puede ver igualmente el conector BNC donde se conectará el cable de antena.

Una vez que hemos ajustado los distintos condensadores variables de la etapa de potencia para conseguir la máxima potencia de emisión (en el vatímetro BIRD 43 y en el Marconi 2965), de unos 15 W, tenemos casi ajustada la emisora. Faltaría colocar la tapa metálica sobre esta etapa.

Tendremos que ajustar o limitar la potencia de emisión a la que tenga autorizada la empresa que ha comprado la emisora.  Para ello se ajustará la tensión de alimentación de esta emisora, retocando el potenciómetro situado al lado del circuito operacional 741 para ajustar la potencia de emisión al valor  autorizado por el organismo público de telecomunicaciones  al cliente.

Con este último paso, tendríamos ajustada la emisora completamente. Procederíamos a continuación a colocar las diferentes tapas de protección de cada módulo de la emisora, que harán de "jaula de Faraday" y evitarán radiaciones indeseadas fuera de la emisora.

Una vez colocadas todas las tapas de la emisora, solo necesitamos conectar tres cosas a la emisora recién ajustada:

• Soporte fijo o móvil para situar la emisora en el vehículo.
• Cables de alimentación de +12 V_dc procedente de la batería del coche, protegido por un fusible.
• Cables para los conectores del altavoz (etiquetados como +HP y -HP, de haut-parleur).
• Cable de la antena del vehículo, roscando el conector BNC macho en el conector de la emisora.
• Inserción del cable del PTT (push-to-talk), el micrófono que se activa al pulsar el interruptor correspondiente.

Aquí tenéis el aspecto del panel trasero de la emisora, cuando no se equipan elementos opcionales de los que dispone:

En el panel frontal de la emisora, conectaremos el cable del PTT y tenemos el conmutador de encendido de la emisora, junto al selector de canales N y al botón del silenciador (Squelch):

El botón de activación del silenciador o squelch resultaba útil en aquellas comunicaciones en las que el nivel de señal recibido era muy bajo y se escucha más el ruido que la voz humana, pero que puede ser un nivel suficiente para escuchar la conversación.

En la mayoría de las ocasiones, se activa el squelch o silenciador para evitar escuchar ruido permanentemente, solo cuando otra emisora transmite en nuestra frecuencia de recepción, escucharemos una señal o la voz del interlocutor.

Aquí os dejo un vídeo en el que se muestra el proceso de ajuste de la emisora, aunque sea de forma parcial:

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Ficheros adicionales

• Diagrama de bloques de emisora de radio móvil
• Ajuste de la potencia de emisión
• Etapa de potencia de 15 W.
• Ajuste del PLL de recepción
• Ajuste de emisores de radio móvil PMR convencional
• Ajuste paso a paso de emisora de radio móvil
• Medidas de RF (potencia y ROE) con acoplador direccional
• Etapa de potencia de RF en clase C
• Norma radioeléctrica BOE 7 de junio de 2011
• Normativa técnica equipos PMR