Assunto Técnico (Era pra ter saido ontem) - AM, FM, Single Conversion, Dual Conversion, PPM, PCM.. Afinal, o que é tudo isso?

Hoje vamos conhecer os rádios mais simples (teoricamente...), que trabalham na faixa de 72Mhz, vamos conhecer suas características, nuances, tipos de receptores, modulações, codificações e etc...

Agora vamos falar das modulações, que podem ser respectivamente (no caso dos sistemas R/C que usamos) AM ou FM. Existem outras formas de modulação (CW, PM, SSB, PSK e etc) mas nenhuma delas é utilizada pelos nossos sistemas de rádio na faixa de 72Mhz. Vamos conhecer as modulações e suas características.

Exemplo de sinal em AM e FM

AM (Amplitude Modulada) - Neste caso a modulação e efetuada diretamente sobre a potência da portadora que modulada varia entre 40% ou 60% da sua amplitude (potência) total, aqui não existe lugar para desvios de freqüência pelo que a portadora se mantém constante na sua freqüência final no caso acima 72.010Mhz mas que não pode exceder nas suas laterais o máximo desvio de 5khz sobe pena de interferências nos canais adjacentes.
Assim sendo este tipo de modulação esta mais sujeito a interferências locais tais como fabricas, motores mal filtrados, Emissores de Rádio tipo CB, etc.

FM (Freqüência Modulada) - FM - Neste caso a portadora mantém-se constante em nível de potência variando a sua frequência em Banda Estreita (Narrow Band) ou seja com um ligeiro desvio da sua frequência em +-5Khz perfazendo a totalidade da largura de um canal de 10Khz, assim sendo e modulando ao seu máximo com dados no canal 72.010Mhz (canal 1) este oscila entre um mínimo em 72.005Mhz e um máximo em 72.015Mhz.
Este Tipo de Modulação esta menos sujeita a interferências pelo que nos dias de hoje se tornou mais ou menos segura em uso R/C porém o consumo do Transmissor também e maior já que o amplificador de Radiofreqüência tem que debitar constantemente a sua potência (fixa) na Portadora.

Receptores Single Conversion (Conversão Simples) e Dual Conversion (Conversão Dupla)

Single Conversion (Conversão Simples) - No receptor de conversão simples, os 72.010 mhz de radio frequência que vem do transmissor (rádio) contendo sinais codificados, entram pela antena, são amplificados e vão para o único misturador heterodino que faz a soma algébrica, somando ou subtraindo os 72.010 mhz pela frequência do cristal que lá pusemos que neste caso seria 71.555 mhzs apesar de lá estar inscrito R72.010, e daria como resultado 0.455 mhz, e que é chamada frequência intermédia. Ou seja: 72.010-71.555=0.455 . Estes 0.455 mhz = 455 khz seguem para um filtro cerâmico e vão ser amplificados para serem entregues ao contador descodificador do receptor, que por sua vez os entregará aos servos.

Como viram, dentro do receptor aconteceu uma mudança de frequência de 72.010 mhz para 0.455 mhz devido á presença da frequência do cristal. Para quê isto? É porque se não existisse esta mudança, o receptor não teria selectividade para eliminar frequências vizinhas dos 72.010 mhz.

Mas este receptor tem um defeito, que é deixar entrar os 72.010 mhz “que interessa”, mas também deixa entrar 71.100 mhz “que é uma frequência imagem da verdadeira e não interessa”, e que se for subtraída á frequência do cristal que é 71.555 mhz, também dá 0.455 mhz podendo assim seguir para o decodificador, embaralhando tudo.

Isso acontece caso o receptor seja, AM ou FM e esteja trabalhando tanto em codificação PPM ou PCM...

Exemplo de receptor Single Conversion

Agora vejamos como funciona o receptor de dupla conversão (dual conversion)

Dual Conversion (Conversão Dupla) - Os mesmos 72.010 mhz entram pela antena e seguem para o primeiro misturador heterodino que também faz a soma algébrica com a freqüência do cristal que lá pusemos, mas agora o cristal tem freqüência diferente que será de 61.310 mhz, apesar de ter inscrito dupla conversão R72.010. Subtraindo 72.010 mhz a 61.310 mhz dá 10.700 mhz que é a primeira freqüência intermédia originada pela primeira mudança dentro do receptor. Estes 10.700 mhz seguem agora para um filtro cerâmico e vão para o segundo misturador onde será subtraída com a freqüência do segundo cristal (este agora fixo) e que terá a frequência de 10.245 mhz para dar a segunda freqüência intermédia, os tais 0.455 mhz como no receptor de conversão simples. Aqui dá-se a segunda mudança de freqüência dentro do receptor.

A partir daqui tudo se passa como no receptor de conversão simples quer seja amplitude modulada (AM) ou frequência modulada (FM).

Fazendo agora a analogia com o receptor de conversão simples, verifica-se que se chegar ao receptor uma frequência indesejável de 33.610 que também é imagem dos 72.010 mhz, ela é rejeitada pelo receptor porque está muito distante da frequência desejada que é 72.010 mhz.

Para quê esta complicação toda? Para que o receptor seja ainda mais seletivo, e rejeite melhor as interferências.

As frequências indesejáveis que aqui citei são chamadas frequências imagens das frequências que interessam receber. 71.100 conversão simples, e 33.610 dupla conversão, neste caso concreto. 

Porém o receptor de dupla conversão não está completamente imune às interferências. Elas podem sempre entrar pela antena e pelos fios dos servos, especialmente se tiverem potência e freqüências adequadas de forma a que misturadas com as freqüências dos cristais possam gerar freqüências iguais às freqüências intermédias e seguir para frente indo embaralhar o decodificador.

Exemplo de Receptor conversão dupla:

Agora vamos ver as codificações PPM e PCM.

PPM - Modulação por Posição de Impulsos (Pulse Position Modulation) - O Transmissor envia uma série de impulsos estreitos cada impulso representa um stick ou chave (Canal) que pode variar entre 0.9 e 2 ms mínimo e máximo (aprox 7% e 12% de offset). pelo que um série de impulsos completa com a informação de todos os canais demora 20 ms a ser transmitida, assim sendo num segundo podem ser transmitidas 50 mensagens de comando, a pausa entre mensagens sucessivas permite ao circuito decodificador do receptor sincronizar-se com o próximo pacote de dados.

A duração do impulso respectivo define o deslocamento do braço do servo ou outro comando em modulação PWM Pulse With Modulation. 

Exemplo de sinal PPM

PCM - Modulação por Codificação de Impulsos (Pulse Code Modulation) - As posições de cada Joystick ou Interruptor são convertidos num Valor Digital entre 1 e 1024 (conversão Analógica/Digital), valores estes que são transmitidos em Série na forma de dados de 10 Bits. Alem destes trem de dados digitais vão ainda contidos sinais digitais de verificação e controle que permitem ao receptor saber se os dados a receber estão corretos e se são iguais aos transmitidos.
Se forem detectados erros nos dados os servos mantêm a ultima posição valida recebida ate que o transmissor volte a enviar uma nova ordem correta, portanto o sistema ou funciona bem ou não funciona não existe meio-termo, no entanto a transferência de dados contem um elevado grau de segurança.
Saliente-se ainda que devido a limitada largura de banda atribuída a cada canal 10 (KHz) versus quantidade de dados a enviar a razão de transmissão e menor no sistema PCM que em PPM pelo que o receptor demora um pouco mais a responder. Os receptores PCM ainda possuem a função Fail-Safe que é uma função do  receptor que protege o modelo em caso de interferência, geralmente é feito por funções programadas. O Fail-safe leva os servos a ficarem parados no caso de perda de sinal (função HOLD) ou então os levam a posições pré-determinadas. Em aeromodelismo costuma-se levar o motor para IDLE (marcha-lenta) e deixar os servos em posição de parafuso chato, desta forma em caso de perda de sinal o avião para onde está e desce suavemente até o chão, evitando assim danos ao patrimônio e a saúde de terceiros.

Exemplo de receptor PCM

No mais, é isso... Caso tenham alguma dúvida, não hesitem em perguntar através dos comentários ou então através de mensagem direta (pelo sistema de seguidores do blog).

Espero ter esclarecido e ajudado a todos... Abrações, Abraços e abracinhos a todos!