Una capilla entre dos mundos

La radio que veremos hoy es falsa, pero a la vez verdadera. Es un homenaje de los que estamos para los que ya no están. Tiene un exterior antiguo pero un interior moderno y vibrante. Y sin ponerme muy filosófico, intento que su exterior y electrónica reflejen la grandeza de lo que ella significa para mí, la de mi abuelo y mi viejo.

Pero antes de hablar de ello veamos un poco de la historia general.

La radio de estilo capilla o catedral (Cathedral o Tombstone en Ingles) es el clásico arquetipo con el que se asocia una radio antigua y, ¡qué bueno que así sea!, porque en verdad es un diseño realmente hermoso. Pero para ser exactos, las primeras radios no tuvieron esa forma tan refinada, más bien eran aparatos bastante más feos con gabinetes cuya única función era alojar los voluminosos componentes.

Contrario a lo que se podría pensar, luego de la gran depresión de 1929, los fabricantes comienzan a hacer foco en el diseño exterior de la radio y a transformarlo en un objeto que armonice con el resto de los muebles de la casa. El estilo Art Decó estaba presente en todo y las radios no querían quedarse afuera.

La compañía Philco, que empleaba a los mejores diseñadores de la época, presenta en 1933 lo que podríamos llamar la primera radio capilla de la historia, el modelo 16B de once válvulas. El diseño fue tan bien recibido por el público que el resto de los fabricantes hizo lo suyo. El lujo estaba presente no solo en el diseño sino también en las maderas y acabados usados.

Por lo tanto, podemos encontrar una etapa bien definida en este diseño, que va desde 1933 a, como máximo, 1942. Obviamente, la electrónica era completamente valvular y, acorde con su aspecto exterior, eran equipados con los chasis más elaborados.

Cualquier aparato que sea posterior a esas fechas y presente un diseño de capilla seguramente es una réplica. Luego de la segunda guerra mundial el diseño exterior toma un aspecto “más funcional” y menos artístico.

La radio que traigo hoy, también tiene su historia, quizás no tan glamorosa, pero de mucho más valor para mí.

Mi abuelo, ya grande y jubilado de su oficio de tornero, adquirió allá por principios de los 80 en un remate una linda y vieja radio capilla para equipar su “galpón”, esa cueva que todo hombre que se precie quiere tener en el fondo de su casa donde brotan sus habilidades mecánicas y favorece tanto a la armonía conyugal.

Así fui creciendo y en cada visita a su casa aprovechaba para visitar ese lugar “mágico” donde las cosas se arreglaban o surgían inventos con los que tranquilamente podría dominar el mundo. La capilla, por supuesto, siempre como protagonista, sintonizada en la misma emisora.

Para cuando fui adolecente y con una vocación perfectamente definida hacia la electrónica mi interés hacia esa radio se hizo más enfático. Sin embargo, a pesar de mis sugerencias, mi abuelo se aferraba a ella. Para mantenerme entretenido me consiguió otra, una maltrecha Serna, que fue mi primera restauración.

En 1997 fallece mi abuelo y en 2003 mi abuela, por lo que para el 2005 deciden vender la casa, con lo cual había que desocuparla. Aclaro que para ese momento yo ya le había perdido el rastro a la radio, por lo que fue una alegría inmensa ver llegar a mi viejo con la radio para que me la quedara.

Me costó un tiempo decidir qué hacer con ella. Estaba en peor estado del que yo la recordaba, las polillas habían establecido una gran metrópolis en su exterior de madera y, para empeorar las cosas, cuando vi su interior me llevé otra sorpresa. Alguien, seguramente por los 60 o 70s, había reemplazado el chasis original por uno con 6 transistores de germanio, ¡un sacrilegio!.

Funcional, pero ni remotamente parecido a lo que tenía originalmente, me facilitó la decisión de olvidarme de esa electrónica y hacer algo nuevo, algo mejor, algo moderno, algo propio, que tenga mi energía. Un homenaje.

Pero primero lo primero, el gabinete. Luego de un riguroso y tóxico proceso para eliminar las polillas y sus larvas desarmé todas las partes, madera por madera, de forma de poder evaluar el daño y rescatar lo que se pueda, sobre todo las molduras.

Todo tuvo que ser enchapado con láminas de paraíso nuevamente, lijado meticulosamente y vuelto a ensamblar para finalmente aplicar varias capas de laca.

Hasta aquí no hay nada “atípico” y se parece a lo que sería cualquier otra restauración, laboriosa, pero nada que cualquiera con habilidades para la carpintería no pueda llevar a cabo.

En donde reside la verdadera novedad o diferencia está en la electrónica.

¡Advertencia !!!, si usted es un purista de lo antiguo, un verdadero gladiador de la conservación en estado original de los artefactos, las imágenes y palabras que siguen pueden afectarlo hasta la indignación, le sugiero abandonar aquí mismo el sitio.

Para estas instancias, estaba claro que cualquier cosa que intentara en la electrónica, no iba a ser la original y por lo tanto podría elegir desde incluir un chasis valvular adaptado de alguna otra radio hasta diseñar mi propio circuito tal cual como a mí me gustaría que fuese una radio.

La respuesta ya la anticipé al comienzo, así que comencé por separar la radio en dos secciones (o tres), la sección de audio y la sección de radio. En ambos casos lo primero fue poner por escrito las especificaciones mínimas de lo que pretendía para luego ponerme a diseñar:

• Tanto la sección del receptor como la de audio deberán ser construidas a partir de circuitos integrados de amplia disponibilidad en el mercado doméstico manteniendo la complejidad razonablemente baja. Excluyente.
• Se deberá limitar el uso de bobinas y transformadores especiales que no puedan ser construidos de forma artesanal. Deseable.
• Todos los componentes usados serán del tipo taladro pasante para soldadura manual. No se usarán componentes de tipo SMD. Excluyente.
• El receptor será monoaural tanto en AM como en FM. Excluyente.
• La totalidad de los componentes pasivos usados deben estar disponibles fácilmente en el mercado local. Excluyente.
• La totalidad de los trabajos de diseño, fabricación de partes, montaje, ajustes y pruebas debe poder realizarse a partir de conocimientos, herramientas e instrumental propios o adquiridos para tal fin. Ninguna de estas etapas debería ser realizada por terceros salvo que la complejidad o la escala lo justifique. Deseable.
• En pos de la disponibilidad de componentes no se imponen criterios de costo en la selección de los mismos pudiendo optar por componentes de mayor costo si la disponibilidad o las prestaciones así lo requieren. Deseable.
• La totalidad de la electrónica será analógica, inclusive la fuente de alimentación. Excluyente.
• La alimentación de los circuitos será a partir de la red de 220Vca, no hay limitaciones (lógicas) en la potencia absorbida por el mismo. No se usará alimentación por pilas o baterías. Excluyente.
• Al instalarse el circuito dentro de un gabinete de radio antigua con un recorrido de dial de 180° se sugiere el uso de tándem de sintonía tradicional frente a alternativas. Deseable.
• El receptor contará con solo dos bandas, AM comercial (530Khz a 1620Khz) y FM comercial (88 MHZ a 108Mhz) cumpliendo con las especificaciones técnicas para dichas transmisiones en Argentina (Ancho de banda, deénfasis, etc.). Excluyente.
• La sección de audio deberá contar con controles de tonos altos y bajos a modo de preset no accesibles desde el frente de operación. Deseable.
• El amplificador final de audio debe proporcionar potencia para mover con soltura un altavoz de 6.5” pesado de rango extendido manteniendo la distorsión armónica en todo el rango dentro del 1%. Excluyente.
• El conjunto, sintonizador/control de tonos/amplificador, debe mantener la relación señal/ruido debajo del umbral audible para escuchas a bajo volumen. Deseable.
• La totalidad de las placas de circuito impreso deberán ser montadas en un chasis de metal preferentemente no ferroso dentro del gabinete de la radio de manera tal que su aspecto exterior no altere la estética original. Deseable.
• El conjunto altavoz gabinete deberán formar una caja bass reflex con tubo de sintonía de forma de realzar la respuesta global de los bajos. Deseable.

Con todo esto como premisas del diseño y, para no aburrir demasiado con más detalles técnicos (que si alguien los quiere se los puedo pasar sin problema), terminé optando por dos circuitos integrados que satisfacían bastante bien mis expectativas. Para la sección de radio un TA2003 de Toshiba y para el audio un TDA2050 de ST microelectronics.

Nuevamente, todo el cálculo y factores de diseño detrás de cada uno de los componentes (resistencias, capacitores, bobinas, etc.) periféricos a estos circuitos integrados, así como el conjunto de placas, planos y hojas de datos pueden ser descargados desde aquí o bien realizarme cualquier consulta en el foro.

El amplificador de audio desarrolla 35W RMS sobre una carga de 4 ohms con un 10% de distorsión a máxima potencia. Pero en general la distorsión está por debajo del 1%. Es un amplificador clásico con salida clase AB.

Y estos números los puse por una razón, dar pie para aclarar conceptos de electrónica que se han desvirtuado sobre todo para los más jóvenes.

La potencia se mide en watts o vatios, y su ecuación es:

                P [W] = V [Volts] x I [Amperes]   o sus variantes en función de la resistencia

Hasta aquí nada raro, esto es válido siempre, pero cuando tanto la tensión como la corriente no son una forma de onda continua (corriente continua) entonces la ecuación toma la siguiente forma:

En palabras, esto es la integral entre 0 y T, donde T es el período de la señal alterna, del producto de la forma de onda de la tensión en función del tiempo por la corriente en función del tiempo. En el caso de una onda sinusoidal se utiliza el concepto de tensión eficaz y corriente eficaz, siendo las mismas (en palabras simples) el valor de tensión y corriente equivalentes de una onda alterna que producen la misma potencia de calentamiento sobre una resistencia que su tensión continua. Así, 1 volt eficaz de una tensión alterna sinusoidal sobre una resistencia de 1 ohm produce 1 vatio eficaz sobre dicha resistencia al igual que 1 volt de corriente continua.

A estos valores eficaces también se los llama RMS, del inglés Root Mean Square, o raíz medio cuadrática. Por lo tanto, la potencia eficaz, RMS, es la verdadera forma de medir la potencia tanto desarrollada por un circuito como consumida independientemente de la forma de onda de la señal.

En la electrónica del audio esto fue así desde sus comienzos hasta hace algunas décadas donde empezaron a aparecer términos poco ortodoxos como potencia PMPO. No voy a extender más el tema, pero no existe una definición estandarizada de la forma de medir esos valores y cada fabricante lo hace de la forma que le parece, en general la más ventajosa para él. Por ello, personalmente me sigo aferrando a la medición de potencia en vatios RMS.

En el universo marketinero de muchos fabricantes, es habitual encontrar equipos de audio de 3000 (o más) watts PMPO. Amigos… esa potencia es suficiente para detonar los vidrios de las ventanas de varias casas a la redonda, por favor, si usted es un técnico con algún mínimo sentido de la moral, no repita en vos alta esos valores, disminuyen su credibilidad.

Pero no todo es falso, hay un lugar donde los fabricantes no pueden mentir, porque eso está controlado por organismos mucho más serios. Si damos vuelta el equipo, nos encontraremos con la obligatoria chapa o etiqueta que muestra su tensión de operación y consumo máximo de la red. Ese valor es “más confiable” y por un principio básico de la física (la energía no puede ser creada ni destruida), si el equipo consume 100W su potencia de audio nunca podrá superar dicho valor. Para ser exactos, una eficiencia entre el 50 y 80% sería lo mejor que podríamos obtener (el resto se disipa en calor). Cada uno saque sus propias cuentas.

Volviendo al TDA2050, el mismo, produce 35 salvajes vatios, suficientes para colmar todos nuestros sentidos en un ambiente doméstico normal.

Para acompañar la excelente performance del amplificador, rápidamente voy a decir que incluí un parlante de tres vías y realicé algunas modificaciones interiores al gabinete de la radio para convertirlo en un reflector de bajos (bass réflex), con lo que la presencia de los bajos da la sensación de un parlante mucho más grande.

El circuito de audio no estaría completo sin un control activo de graves y agudos, conformado entorno al TDA4290 y cuyo diseño no difiere mucho de lo propuesto por el fabricante. Las virtudes de este integrado son varias pero una de las más importantes es el control por corriente continua, una ventaja para la elección de los potenciómetros. La curva de variación de volumen esta compensada fisiológicamente con lo cual hay una suavidad muy agradable en todo el recorrido.

El TA2003 es un receptor completo analógico muy usado en pequeñas radios que no requiere de componentes externos especialmente difíciles de obtener, salvo… el discriminador cerámico destinado a la demodulación de FM. Todo lo demás o bien lo podemos comprar o bien lo podemos fabricar como las bobinas. El discriminador, como nunca lo pude conseguir, opté por hacerlo a la vieja escuela con una bobina y capacitor resonando.

La fuente de alimentación general para todas las placas consta de dos transformadores separados, uno para el amplificador de potencia y otro para el resto de las etapas de bajo consumo. De esta forma mantengo bien aisladas las etapas sensibles de las bruscas variaciones de tensión que puede producir el amplificador de audio.

Para el montaje, me incliné por realizar un chasis en chapa de aluminio donde podría alojar tanto las placas como la parte mecánica para controlar el dial. Aunque laborioso, el uso del chasis otorga un acabado robusto, compacto y duradero. Los cables de interconexión entre placas se pasaron todos por debajo del chasis para cuidar la estética.

En lo que respecta a la puesta en funcionamiento, al carecer de ajustes complejos, es prácticamente inmediata. Solo tendremos que ajustar el oscilador local tanto de AM como de FM y el circuito de antena para ambos casos. Y para ser sincero, ambos ajustes se pueden hacer razonablemente bien y sin compromiso en la sensibilidad del receptor con la ayuda solamente de nuestro oído. Por supuesto, si lo hacemos con instrumental podremos lograr una mejor precisión en las escalas del dial.

Conclusiones:

Este es el diseño de lo que yo pude o lo que yo quise hacer, con mis limitaciones y las impuestas por la realidad económica, cualquiera de los lectores puede, y sería de mi satisfacción, tomar como base los mismos y llevarlos a un nivel superior. Cuenten con mi ayuda para ello.

Esta es una radio que se puede usar diariamente sin que sufra deterioro, es robusta electrónicamente y con un exterior que despierta pasión y admiración.

Y si a la vista produce nostalgia y satisfacción, cuando se la escucha funcionar produce asombro y euforia. El sonido es vigoroso, con bajos profundos y contenidos que al cerrar los ojos evocan equipos de mucho mayor tamaño y potencia. Pero todos los sonidos se encuentran por igual sin que ninguno sobresalga por sobre otro, ayudan a ello los correctores de tono. Los agudos son claros, limpios y con ese brillo característico de lo analógico por antagonia con la sequedad del sonido digital.

Una entrada de audio auxiliar complementa el circuito como para darle un poco más de funcionalidad.

La sensibilidad del receptor es adecuada tanto en FM como en AM. En FM no llega a tener la selectividad de las radios digitales actuales, pero es suficiente como para poder separar emisoras contiguas sin demasiados problemas. En AM la sensibilidad es comparable a la de cualquier receptor con dos etapas de FI tradicional.

La radio puede usarse durante horas a cualquier volumen sin que produzca ni fatiga auditiva ni estrés térmico en el circuito ya que por un lado el sonido es limpio y redondo y por el otro, los circuitos están sobradamente protegidos.

Bonus Post

Unos años después de realizar esta radio hice otra, con base en la misma electrónica, pero con algunos cambios sutiles en busca de mejoras que destiné a mi hijo, un músico sin igual, Francisco Lopardo

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Enlaces

Philco 16B Smithsonian

https://youtube.com/@VintaRadio