Transmissão e Recepção de Rádio em Malha Fechada Integral

Quem ouve AM há muito tempo, deve se lembrar quando um ouvinte faz uma ligação telefônica para a estação e ocorre o fenômeno de realimentação acústica, também conhecido como microfonia. Um som de apito muito forte é gerado e dificulta a comunicação. Isso ocorre porque o ouvinte está com seu rádio receptor com o volume muito alto. Para sanar o problema, o locutor da emissora pede para o ouvinte abaixar o volume de seu receptor.

A situação acima descrita diz respeito ao fenômeno de "realimentação positiva", quando o sinal de entrada de um amplificador sincroniza com fase com o sinal de saída. Esta é base de funcionamento de osciladores eletrônicos.

Enquanto a "realimentação positiva" é danosa e põem um sistema de amplificador fora de controle, a "realimentação negativa" é benéfica e acontece quando a fase de saída do amplificador é realimentada para sua entrada com a fase do sinal invertida em 180 graus.
Dessa maneira, o sistema amplificador mantém a estabilidade e reduz as distorções ocorridas nas diversas etapas de processamento do sinal.

O que propomos à seguir é uma tentativa de transmissão em malha integral:



Na parte superior da figura, temos o sistema de transmissão e recepção de rádio no modo convencional. A malha de realimentação negativa ocorre dentro do sistema de transmissão "TX".

Ao meio da figura, temos um receptor de rádio "RX" que ora recebe o sinal do transmissor superior ou do transmissor localizado na parte inferior da figura.

Nota-se que na parte inferior da figura, o elo de realimentação negativa conta com um receptor de rádio auxiliar, dentro da estação transmissora. Esse receptor deve "imitar" a média estatística dos receptores espalhados pela área de cobertura da emissora.

Dessa maneira, temos um elo de realimentação negativa "global", o qual, aparentemente, fará a correção integral das distorções ocorridas desde o estúdio, passando pelo "éter", até chegar ao altofalante do receptor de cada ouvinte.

Lógico, o grande desafio será fazer o sistema funcionar sem o risco de microfonia. Mas, à princípio, é uma ideia que merece ser desenvolvida.

Tanto o Rádio como a Televisão "dos velhos tempos" trabalhavam e continuam a trabalhar em malha aberta.

Sobre o Rádio, por trabalhar em "malha aberta", engenheiros de radiodifusão introduziram um condicionamento, tanto na transmissão com na recepção um artifício para melhorar a relação sinal/ruído, tanto em AM como em FM. Trata-se do processo de pré-enfase dos sinais emitidos e dênfase nos sinais recebidos.

Abaixo, um documento que trata do asssunto:

https://www.nrscstandards.org/standards-and-guidelines/documents/standards/nrsc-1-c.pdf

Note que o processo é realizado em malha aberta.

O mesmo aconteceu com o sistema de transmissão de televisão NTSC. Sabedores de que havia uma distorção não-linear nos cinescopios dos receptores, as quais prejudicariam a fidelidade de cores, os engenheiros de TV adotaram uma pré-distorção gamma na ponta da transmissão, a fim de compensar o problema. Mais uma vez, notar esse processo ocorre em malha aberta.
Mais sobre a correção gamma:

https://www.thebroadcastbridge.com/content/entry/15821/is-gamma-still-needed-part-5

Nossa proposta de criar uma malha fechada em AM é exatamente para compensar as distorções de não-linearidade na ponta da recepção.

Se tal proposta demonstrar-se inviável na prática, nada impede de que se aplique uma pré-distorção na ponta da transmissão no modo malha aberta.

Peço àqueles que seguem essa trilha, aguardar por mais novidades.

Os primeiros experimentos com o elo de realimentação global, conforme mostra a parte inferior da figura acima, resultaram num irritante fracasso. À medida que a taxa de realimentação era aumentada, ocorria uma forte distorção no sinal desejado, sem a almejada redução do ruído de fundo, presumidamente de origem cósmica, solar e atmosférica.

A distorção em questão, era de fato a  iminência de regeneração, quando um forte apito típico de microfonia sobrepujava o sinal desejado.

Até agora, nenhum receptor especial foi capaz de eliminar o ruído de origem do meio externo, mas é possível reduzir o ruído interno gerado nos próprios componentes eletrônicos dos circuitos de recepção, através do congelamento de elementos críticos, tais como transistores e resistores.

Vamos, à maneira do possível, tentar implementar a realimentação local no transmissor entre o estágio de saída e o estágio modulador, conforme mostra a parte superior da figura acima.