Los ruidos molestos...
(1.992)

Por Miguel R. Ghezzi (LU 6ETJ)
www.lu6etj.org.ar
SOLVEGJ Comunicaciones
www.solred.com.ar/solvegj

   Que los receptores producen "ruido", no es una novedad para nadie. Esos ruidos son Legión como los demonios del Averno y nos acompañan en todas las bandas y modos. Podemos comprenderlos, y aunque no logremos evitarlos, al menos podremos presentarles pelea hasta donde nos sea posible y aceptar con resignación las derrotas inevitables en toda batalla...

   Aunque los científicos y técnicos, aportan día a día más y más municiones, a veces nosotros, los aficionados, no sabemos bien cómo emplearlas y suele verse a alguno de nuestras desvalidas huestes disparando un cartucho del '44 con una gomera (honda en otros pagos), o a aquel otro empleando un cañón de 105 mm para cazar patos.
   Hace tiempo, conversando con un colega acerca de las comunicaciones vía satélite, no lograba convencerlo de que colocar su preamplificador GasFet a la entrada del equipo no le reportaría un beneficio tan importante como el que obtendría si lo instalaba directamente en la antena. Desde ya que el personaje contaba con los más modernos equipos apropiados para la finalidad y no un viejo y vetusto conversor a válvulas. No me extrañó en absoluto, ya que años atrás tampoco podía convencer a nadie de que colocar 2 o 3 "etapas de alta" en su receptor de 40 o 20 m, servía más para escuchar cosas fuera de la banda que para copiar a sus corresponsales...

   Más a menudo de lo deseable el aficionado más veterano suele padecer del síndrome de YO-YA-ME-LO-SE-TODO, lo que lo convierte en "Oídos Sordos" para cualquier intento de explicación racional y lo que es peor, en correa de trasmisión de todo tipo de inexactitudes y necedades "tecnológicas". Muy frecuentemente se conjuga con los "celos" del prestigio, y ya la dupla transforma al espécimen, en un "Terminator" de la ciencia.

En rigor, lo más probable es que esta nota no mejore la actual perfomance de su estación, pero al menos puede ayudar a que la terminología empleada en los manuales técnicos no sea un "Cuco" (cosa oscura e indeterminada con lo que se acostumbra a asustar a los niños en estas latitudes para obligarlos a tomar la sopa). Para mi, al menos, me resulta útil tanto para halagar mi vanidad personal como para tener la esperanza de aprobar el nuevo curso de Novicios que se ha implementado este año... (nota, el artículo fue escrito hace varios años)

LA RELACION SEÑAL RUIDO:

   Podríamos decir que SEÑAL es "lo que nos interesa", digamos "nuestra novia" y RUIDO es lo que "no nos interesa", digamos el "hermanito de nuestra novia".

   Si establecemos una relación entre "lo que nos interesa" y lo que "no nos interesa", tendremos una idea de la CALIDAD de la recepción. Por ej: es mejor una novia con un solo hermanito que otra con cinco. Puesto que la "novia ideal" (sin QRM), no existe, siempre queda el recurso de aumentar la cantidad de novias para que la calidad del "enlace" sea aceptable. Así

                        SEÑAL = lo que interesa
Relación señal-ruido = ---------------------------   (ec-1)
                        RUIDO = lo que NO interesa

Cuanto mayor sea este resultado mayor será la calidad del enlace.

   Hay UNA SOLA CLASE DE SEÑAL: La que nos interesa copiar (nuestra novia) pero en cambio, desafortunadamente, hay diferentes clases de ruido (la suegra, el padre de la novia, los otros pretendientes, etc...), y corresponde analizarlos separadamente para ver cómo podemos tratar con ellos.

   Existe por ejemplo una clase de ruido que acompaña a la señal y que, tal vez un poco injustamente, denominamos "ruido" simplemente porque "no nos interesa"; ese podría ser el caso de los ruidos producidos por las descargas eléctricas de una tormenta que se avecina. Esas descargas impiden recibir confortablemente a nuestro corresponsal pero, ¿y si invertimos la cuestión?. Suponga que Ud. está interesado en establecer una relación entre el ruido indicado en su "S" meter y la proximidad de una tormenta, ¿acaso no consideraría "ruido" a esa cosa que suena: CQ, CQ, CQ DX...?, y aunque la afirmación parezca tonta, pregúntele a un radioastrónomo que opina de ella.

Una característica especial de esta clase de ruido, es que ingresa a nuestro recepto por medio de la antena y a la antena desde fuera de ella. Podemos asociar a él tanto los de origen natural como los producidos por el hombre con sus máquinas y artefactos eléctricos.

Origen natural externo: 

Origen tecnológico externo:

   En contrapartida existe también otra clase de ruido inherente a la tecnología de los elementos empleados para recolectar la señal. Estos son los que la tecnología intenta minimizar mejorando las técnicas y los métodos de recuperación de la información:

   También hay una clase de ruido que obedece a leyes de la física inexorables y que por ende no podrán ser eliminados con el avance de la tecnología. Representan el LIMITE teórico que podemos alcanzar, más allá comienza la ciencia ficción... A esta clase pertenece, por ejemplo, el ruido de agitación térmica que se genera en la resistencia que representa la antena para los bornes del receptor (resistencia de radiación).
   El ruido de agitación térmica es producido por el hecho de que la antena se encuentra a una temperatura cualquiera, distinta del cero absoluto. Como veremos luego, esta temperatura no necesariamente es la temperatura del lugar en que se encuentra emplazada.

   En efecto, los electrones libres en un resistor se mueven debido a su energía térmica chocando con la estructura cristalina de la resistencia y zigzagueando en forma absolutamente aleatoria. En promedio la corriente neta por el resistor es cero, pero en algunos momentos una cantidad mayor de electrones se dirigen, digamos hacia la izquierda y en el momento siguiente la situación se invierte siendo mayor la cantidad de electrones que van en sentido inverso. Esto origina en los bornes del resistor una tensión fluctuante, siempre presente, que escuchamos como un sonido semejante a un siseo. En la antena estas corrientes fluctuantes también se producen, resultando que son iguales a las que se presentarían sobre un resistor igual a su resistencia de radiación y que ocupara su lugar.

   ¡No importa cuál sea la banda que empleemos, allí estará  ESE RUIDO MOLESTO!. Es tan uniforme ¡que su espectro es esencialmente plano hasta frecuencias del orden de los 10 millones de MHz...!, de todos modos como con el tiempo todo se arregla, más tarde o más temprano la expansión del universo (si es que continúa) se encargará de hacerlo desaparecer. Claro que para entonces ni Ud. ni yo estaremos interesados en ninguna clase de ruidos y si lo estuviéramos, haría tanto, pero tanto frío que no nos preocuparíamos por él...
   Para hacer gala de erudición les puedo decir que este es el denominado "Ruido de Johnson" ya que él lo estudió allá por 1.928.
   Se lo denomina ruido "BLANCO" pues, del mismo modo que el color blanco contiene todos los colores del espectro visible, este ruido contiene "todas las frecuencias del espectro" o más precisamente una "densidad del espectro de potencia" constante (no hace falta que recuerde la frase difícil, bastará con saber que es igual de "fuerte" en cualquier frecuencia).

(La agitación térmica también produce ruido en los circuitos de entrada (y posteriores) del receptor).

   Los elementos electrónicos empleados en la mezcla y amplificación son destacados productores de ruido. Hacia ellos se dirigen los esfuerzos tecnológicos destinados a minimizarlos. Este tipo de ruido ha sido hasta hace pocos años DETERMINANTE pero con el tiempo se han ido desarrollando dispositivos muy perfeccionados en este sentido para la mayoría de las frecuencias que son de nuestro interés habitual (por ej. los Transistores de efecto de campo de Arseniuro de Galio).

ANCHO DE BANDA

   Antes afirmamos que el ruido blanco producido por la agitación térmica era de una banda muy ancha, es decir que producía energía en TODAS LAS FRECUENCIAS. Algo parecido sucede con el ruido propio de los dispositivos empleados en nuestro receptor, aunque en menor medida debido a las limitaciones propias de los materiales electrónicos que lo generan. Pero ¡Alto!, ¡No tenemos porqué escuchar todas las frecuencias...!

    Si establecemos una especie de "rendija" que deje pasar unicamente la porción del espectro que precisa nuestra señal, podemos evitar que se "cuele" el resto del ruido...
   Es como mirar por el ojo de la cerradura. Claro siempre hay un límite. Si uno trataba de espiar a su primita cuando se estaba bañando, intrigado por "esas diferencias", y la primita se acercaba mucho a la puerta, uno "no veía casi nada". Eso es porque la información visual (la primita) ocupaba un campo (ancho de banda de la señal que nos interesa) mayor que el que permitía ver el ojo de la cerradura (ancho de banda del filtro delante del ojo que espía), con lo que, como seguramente especificará alguna remota ley de Murphy, ¡uno se perdía la parte más interesante de la información...!

   El ruido puede reducirse siempre disminuyendo el ancho de banda del receptor, pero eso trae un inconveniente parecido al del ojo de la cerradura: También reduce la cantidad de información que se puede transferir en un tiempo dado. Digamos que si uno pudiera ir moviendo el agujero de la cerradura para explorar toda la imagen, finalmente obtendría la información completa. Pero llevaría más tiempo, con el consiguiente riesgo de ser "pescado", retirado sumariamente de una oreja, y obligado a cumplir la probable pena consistente en escribir 100 veces "¡No debo espiar a las nenas en el baño...!"

   Esta es una de las razones por la cual la telegrafía supera en mucho a las formas de fonía o de trasmisión de datos de alta velocidad. En CW la velocidad normal de trasmisión puede ser del orden de los 10 a 15 palabras por minuto, con lo que es factible emplear filtros de banda muy estrecha pues el espectro necesario para trasmitir una señal telegráfica a esa velocidad es muy angosto. Por ejemplo, con una técnica llamada "Telegrafía coherente", pueden lograrse relaciones señal/ruido ¡20 dB mejores que con los filtros para fonía que se proveen con los BLU comunes!. Se necesitaría una señal con una potencia en fonía ¡100 veces mayor, para lograr una comunicación inteligible...!

¿¿¿INSTALAMOS O NO UN PREAMPLIFICADOR DE RF???

   Ahora que Ud. ya tiene una idea del problema, se puede encarar un asunto de importancia práctica. Seguramente habrá oído hablar a algún colega de las extraordinarias ventajas de instalar delante de su equipo un "Preamplificador de RF" o lo conveniente de comprarse un "bilineal". Como de costumbre, este es, a menudo, otro de los tantos mitos habituales en la Radioafición (y no vaya a creer que solo en la Radioafición...) Muy probablemente responda a motivos históricos, aunque más frecuentemente lo hace a ese hábito de creerle más al "relojito" del equipo, que al propio oido...
   En épocas prehistóricas, cuando los hombres de las cavernas construían los equipos con sus propias manos y herramientas tan rudimentarias como un soldador (cautín), era frecuente que los receptores fueran bastante sordos, por un lado y bastante ruidosos por el otro (sordos por el lado de la antena y ruidosos por el del parlante).
   Afortunadamente hoy que ya estamos tan civilizados, hemos avanzado tanto, pero tanto, tanto que los receptores son fabricados por los robots perfectos y asépticos del planeta Xaponia y no tenemos ningún motivo para temer que adolezcan de los defectos que les incorporaban nuestros toscos antecesores (y si Ud. duda de eso seguramente es porque adscribe a alguna clase de filosofía ateo-comunista-trotskysta-nihilista apátrida y subversiva).
   Así, cuando a un espantoso receptor construido por nuestros lejanos antepasados del Período Radioaficionadense (extinguidos por la depredación desconsiderada del Período Perillense), se le agregaba un preamplificador de bajo ruido y alta ganancia, el receptor "se destapaba" de lo lindo, permitiendo escuchar las señales de remotísimos países tales como Paraguay, Bolivia o Perú y se recibía la descomunal sorpresa de escuchar, una noche cualquiera, a la Base Estelar "Vicecomodoro Marambio"...

   Hoy las cosas han cambiado muchísimo; esos viejos, vetustos, pesados y sucios cachivaches han sido reemplazados por modernos y vistosos equipos sintéticos, construidos con polímeros de hidrocarburos aromáticos y poliprocesadores sofísticos, que no tienen ninguna clase de defecto (excepto el de convertirse en obsoletos cinco segundos después de retirarlos de su caja), y mucho menos (¡válgame Dios!) el de tener una cifra de ruido propio alta, (según se indica claramente en los folletos escritos en Xaponiano o Inglico).

Entonces... ¿por dónde estaba?, ¡­Ah!, si, lo de los preamplificadores...

   El ruido originado por causas naturales o artificiales (excepto el de agitación térmica) es, en las bandas de HF, bastante superior al producido por el receptor, de manera que el efecto principal que produce un preamplificador es el de aumentar la "sensación de señal", digo la "sensación" porque es lo que produce la agujita del "S" meter al irse hacia las maravillosas y templadas zonas del 9 +10. (la traducción literal al castellano sería "MEDIDOR DE ESO", ya que lo que ellos realmente miden está más allá de la capacidad de comprensión de un simple Terrícola y muchísimo menos si es Sudamericano).
   En la banda de 10m, a pesar de lo que dicen los libros y los folletos de los Xaponianos que fabrican equipos para aficionados, parece ser que las cosas no son tan así. Cualquiera que haya corrido un equipo de los más populares en la banda ciudadana, habrá notado que poseen mejor capacidad para discernir señales débiles que un banda corrida, ¿porque?, eso es un misterio celosamente guardado por los fabricantes, en el que no debemos meter nuestras narices.
   En este caso, es más que probable que un BUEN preamplificador de RF, de bajo ruido contribuya a mejorar la performance del transceiver sordito, siempre y cuando el "Pre" sea un original ACME, ¡nada de porquerías nacionales! ¿estamos?.

   Pero vayamos más al fondo de la cuestión. Suponga que Ud. es un prudente comprador y un entendido en los esoterismos electrónicos por lo que es capaz de reconocer un GAs FET con solo olfatear la caja. Es de los que no se deja tentar por las apariencias y antes de casarse con un equipo investiga concienzudamente en su pasado para no llevarse sorpresas desagradables en la noche de bodas. Pregunta a los felices poseedores del modelo existentes en 700 km a la redonda y, finalmente, llega a la conclusión de que representa "el estado del arte" en materia de comunicaciones.
   Imagine además que es un equipo de VHF o UHF, donde se supone que la figura de ruido debe ser bien baja, máxime, si espera emplearlo para la recepción de satélites. En tal caso es de esperar que su temperatura de ruido sea la más baja que la tecnolog¡a normal pueda proveer, supongamos que fuera de 0,5 dB. Si la figura de ruido total del receptor es de solo 0,5 dB, ello implica que la figura de ruido del preamplificador de RF que EL YA CONTIENE ADENTRO, es aún más baja.

   La pregunta es obvia: ¿Cree que si ese receptor representa el estado del arte actual, podrá comprar por allí (o armar) un preamplificador mejor?, si es así perdóneme que me inmiscuya en sus asuntos, pero ¿A Ud le atraen los vidrios de colores?

Claro, pero me dirá un tanto enojado por mi falta de respeto: -Fulanito le puso uno y ahora copia al Pirulsat mejor que antes...-

   No se lo niego pero, ¿que tal si a Fulanito lo sedujeron los cantos de sirena que se oyen en los asteroides que rodean a Xaponia y le han metido Gato por Liebre?, ¿eh?, (cosa que, desde luego, a Ud. no le habrá de suceder luego de leer estas líneas, ya que se va a asegurar muy bien antes de desembolsar unos mil y pico de dólares). Aunque, entre nosotros: también es bastante probable que el amigo padezca de la enfermedad sicosomática del "ESO medidor" que le hace percibir una mejora en la relación señal-ruido CIERTA, salvo por el hecho de que el ruido no es el de agitación térmica sino el de su QTH (la heladera, los mocosos, los camiones que pasan por la avenida Gaona, etc.), después de todo al tener más amplificación en el sistema, ¡el volumen en el parlante es mayor! (cosas del AGC, ¿vio?).

La respuesta es solo una: Si un preamplificador mejora las cosas es porque el receptor no es tan bueno como lo pintan...

Ahora bien si ese es el caso, ¡tampoco tiene porque ser tan malo emplear un preamplificador!, asimílelo a algo así como las silicona de los receptores y deje nomás que los demás hablen de pura envidia... y si dicen que un amplificador no mejorará la cosa, Ud. no les haga ningún caso...

   Siempre habrá hombres de poca fe, que no se contentarán con estas parábolas, por lo tanto incluiré luego algunos elementos matemáticos para la demostración rigurosa. Puede, desde luego, saltearlos sin culpa ni vergüenza alguna, pues se hallan en infinidad de textos de radio, (a menos que habite en el planeta Eheleusía, pues casi seguramente se lo tomarán para ascender a Intermedia, si es que no lo han incorporado ya al examen de Novicios...)

73's...

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