Transmach 1,8-30 MHz.
Descripción de algunos circuitos acopladores y sintonizadores de antena para bandas de radioaficionados.
Acopladores y sintonizadores de antena realizan funciones muy similares, básicamente adaptar impedancias del sistema de antena (cable de alimentación y antena) al equipo de radio, con el fin de que el transmisor trabaje holgadamente con una baja relación de estacionarias (ROE), incluso con una mala antena o sistema de antena, pero hay unas ciertas diferencias entre ambos tipos de circuitos. Para más información sobre lo que son y lo que realizan estos dos tipos de circuitos, mira este documento (enlace local).
01- Transmach 1,8 a 30 MHz, en configuración en Pi, de Pablo CX3DAC.
02- Acoplador para antena de hilo largo con Roímetro, de LW7DQB.
03- Acoplador de antena en T, utilizable con antenas dipolo, de hilo largo y dobletes.
04- Acoplador Z-Match para 10-15-20-40 y 80 metros, de Francesc Sibila EA3AER.
05- Acopladores para la Banda Ciudadana (CB) y 10 m, para bajas potencias.
06- Otro acoplador Z-Match para 10-15-20-40 y 80 metros
07- Adaptador para varilla corta para 25-30 MHz, útil para CB y 10 metros
08- Acoplador de antenas de banda de 2 metros VHF, para antenas simétricas.
09- Acoplador de antenas multibanda para CB, válido también para 25-30 MHz.
10- Acoplador de antenas Multi Z Tuner QRPGuys (40m-10m), disponible en kit, para bajas potencias.
11- Acoplador de antena tipo T para operación QRP, para 80 a 10 metros.
Este equipo permite adaptar la impedancia de una antena a la impedancia del equipo de radio (50 ohms normalizado). El transmach está diseñado para las bandas de radioaficionados, se recomienda, aunque no aparece en el primer circuito, colocar a la salida un choque de radio-frecuencia de 2,5 mH a masa (para derivar tensiones estáticas captadas por la antena). El choque deberá ser instalado entre la salida (antena) y masa.
Las bobinas convendrían que estuvieran colocadas a 90º una de la otra, y la caja para el montaje es de metal puesta a tierra. De esta manera podremos evitar que las armónicas lleguen a la antena. Hay que recordar que un transmach no elimina la ROE de la antena, por cierto la ROE continua estando ahí, lo único que esto hace es adaptar la impedancia de la antena (que puede estar comprendida entre 40 y 350 ohms), y el equipo de radio (ya todos sabemos que esta es de 50 ohms).
L1 = Son 12 espiras de alambre Nº18 (1,5 mm aprox.) esmaltado, bobinando 8 espiras por pulgada (2,54 cms); se deben de sacar dos derivaciones para las distintas bandas. La derivación para 10 m es en la tercera espira (lado transmisor), para 15 m es en la sexta espira, y toda la bobina para 20 m.
L2 = Son 21 espiras de alambre Nº 20 (1 mm aprox.), bobinando 16 espiras por pulgada (2,54 cms); la única derivación es en la novena espira para la banda de 40 m, y toda la bobina es para 80 m.
(NOTA: No se indica el diámetro de las espiras de L1 y L2, pero por comparación con otros circuitos similares, se puede probar con un diámetro de 40-50 mm, se ha de determinar experimentalmente).
C1 y C2 = Son condensadores variables de aire, de los empleados en radios valvulares antiguos siempre que sean de tres cuerpos o secciones de 365 pF cada sección. Para C1 (entrada) emplear un solo cuerpo. Para C2 (salida) emplear los tres.
El condensador de entrada se puede conseguir en antiguos televisores a válvulas o de una radio de esa época, es de 0,001 µF (1 nF) y 2 Kvolt.
La llave conmutadora de banda deberá ser en lo posible de cerámica (porcelana) y de buena calidad para evitar perdidas, pero si no se consigue puede usar la que tenga, las pérdidas con otro tipo de llave son mínimas. Emplear un eje aislado es una buena idea. Otra posibilidad es emplear relés de RF comandados por un secuenciador o un micro. Esto queda a idea del constructor.
Una vez armado todo colocarlo dentro de una caja metálica puesta a tierra. Para evitar armónicos indeseados es recomendable disponer las bobinas 90 grados una de otra.
La construcción es bien sencilla y fácil de realizar, además nos dará buenos resultados con aquellas antenas que instalamos provisionales.
Espero que les sea de utilidad este circuito.
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Fuente: Circuito clásico, origen desconocido |
Este acoplador nos sirve para adaptar o un dipolo con bajada de línea abierta o una antena hilo largo. Se compone de un roímetro con un adaptador de impedancias LC.
El roímetro se realiza con un instrumento de 100 µA tipo Vúmetro y la Plaqueta se realizará en un epoxy de 10×5 cm para circuitos impresos, al cual le sacaremos el cobre como muestra el diagrama, cortaremos dos secciones de 1 cm de espesor y una central de 2,5 cm. Tratar de que las separaciones entre estas secciones de 1 cm y la central sean iguales (aproximadamente 2 mm entre ellas).
Con el preset de 10 K ajustaremos el instrumento a nuestra escala de potencia. La bobina L1 se devanará con alambre de 1 mm sobre una forma de 5 cm con 10 vueltas con tres o más derivaciones, de tal manera de tener una derivación para cada banda, las epiras van separadas 1 mm entre sí. El capacitor de sintonía de 3×365 o 410 pF deberá tener la suficiente separación entre chapas para soportar las potencias a utilizar, comunmente se utilizan variables de radio AM en desuso del tipo támdem.
Para la conexión de la línea abierta se pueden utilizar bornas del tipo fuente de alimentación, en el caso de utilizar un hilo largo se utilizará una de éstas y la que corresponde a la masa del gabinete se conectara a una jabalina o toma a tierra.
La típica antena que se utiliza con este acoplador puede ser un hilo largo de aproximadamente 40 metros, o si tienen posibilidad, usar uno de 80 metros. Con la llave LL1 selecionaremos las espiras del inductor y con el capacitor variable trataremos de encontrar el mínimo de sintonía de la antena, o sea, el mínimo ROE en el instrumento en la posicion reflejada.
Si ven que con las derivaciones que tiene hechas L1 la antena no carga o carga con dificultad, muevan esta derivación hasta encontrar la posición de mínima ROE.
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Circuito diseño de LW7DQB (Argentina), enviado por |
Este acoplador es capaz de acoplar tanto altas, como medias, como bajas impedancias, permitiendo mucha flexibilidad. Los condensadores variables pueden ser de 250 pF o 365 pF, y de la tensión adecuada, ello en función de lo que se pueda encontrar en mercadillos de radioaficionados e incluso en alguna tienda de componentes electrónicos (aunque los condensadores variables al aire actualmente son difíciles de localizar).
Para evitar posibles cortocircuitos con las partes metálicas de los condensadores variables (sus ejes, etc...), se recomienda montar el acoplador en una cajita de plástico.
La bobina está enrollada en un tubo plástico de unos 44 mm de diámetro (por ejemplo, un tubo plástico de pastillas) y 5 cm de largo. Consiste en 25 espiras de hilo de cobre de 1 mm de diámetro, algo separadas (cubriendo la longitud del tubo), con tomas intermedias en las espiras 2, 4, 8 16 y 20, contadas desde el extremo de masa.
Finalmente se construye una segunda bobina, autosoportada por sí misma, y formada por dos espiras casi juntas de 12 mm de diámetro, y mismo hilo, y que se coloca encima de la anterior bobina.
Con un conmutador de 5 posiciones, o un simple puente con un conector tipo clip (pinza de cocodrilo), se puede hacer la selección de la toma más adecuada de la primera bobina durante los ajustes de las antenas.
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Origen del circuito: ???? |
Muchas son las ocasiones en las que necesitamos adaptar la impedancia de nuestra antena con un transceptor, para ello nada mejor que un acoplador de antenas.
En poco tiempo y con bajo presupuesto podéis realizar este montaje, que a mí personalmente me ha proporcionado excelentes resultados.
El esquema de este acoplador lo encontré en una selección temática de todo lo publicado en la revista U.R.E.
El desmultiplicador lo dejo al gusto del consumidor, personalmente creo que es necesario para un buen ajuste del condensador C2 que éste sea de gran desmultiplicación. Respecto a la potencia de uso he comprobado que soporta los 100 W sin problemas y el autor afirma haber probado hasta con 200 W. Pero esto no creo que sea un problema para los que trabajamos QRP.
Quizás lo más entretenido sea la construcción de las bobinas, pero no presentan ninguna dificultad en su montaje.
Nota adicional: Para la realización de las bobinas se empleará hilo plastificado de cable de instalaciones eléctricas, de 3 mm de diámetro externo (conductor eléctrico interno de 2 mm de diámetro).
Para la construcción de L1 cogemos el tubo más largo de PVC (100mm). En él practicamos un orificio cerca de uno de sus extremos que atraviese las dos paredes del tubo, y hacemos pasar el cable que arrollamos al tubo hasta completar 15 espiras o vueltas bien juntas, y justo donde terminan se taladra de nuevo y se pasa el cable. Para conseguir que se mantengan las espiras juntas se puede recurrir al uso de pegamento.
Para la construcción de L2 se procede de igual modo pero se arrollan 10 espiras en el tubo de PVC más corto (45 mm).
Cogemos uno de los estuches porta rollos fotográficos (Nota adicional: Tamaño: 30 mm de diámetro, unos 5 cm de longitud), y con la ayuda de una cuchilla abrimos por la parte inferior un agujero suficiente para que nos pase por su interior la bobina L1. La introducimos, y encima del portarollos procedemos a bobinar L3 dando 7 espiras juntas.
Con el otro estuche bobinamos L4 también 7 espiras e introducimos en su interior L2.
(Nota adicional: En ambos conjuntos de bobinas, arrollar los dos arrollamientos de cada conjunto en el mismo sentido.)
Cuando coloquemos en la caja las bobinas, el conjunto L2 L4 estará colocado verticalmente y el conjunto L1 L3 horizontalmente.
Al montar en la caja todos los elementos el condensador C1 deberá ir aislado de la caja, para ello utilizamos una de las placas de metacrilato o baquelita. Taladramos una de las placas y atornillamos el condensador con tornillos de cabeza plana y haciendo un poco de avellanado para que al colocar la otra placa queden perfectamente juntas, se taladran las dos placas superpuestas para después poder fijar el condensador a la caja correctamente aislado de masa. Tendremos también especial cuidado de que el orificio del frontal de la caja sea suficientemente holgado para que el eje del condensador no haga contacto con la caja (Fig. 2).
(Notas adicionales: Dotar a C1 de un mando o botón plástico o aislante, ya que el eje de C1 está conectado a armaduras de C1 por las que circulan corrientes de RF. Para C2, debe asegurarse que las armaduras conectadas al eje de mando sean las que se conecten a masa del circuito. Dotarlo también de un botón o mando aislante).
Para la disposición de los elementos dentro de la caja, muestro en el dibujo la posición de los mismos, tal como yo he realizado en mi montaje y que se ajusta al tipo de caja empleada. Cada cual puede realizar la distribución a su gusto dependiendo del tipo de caja que use, y recordad que el conjunto de bobinas L1-L3 debe estar en ángulo recto respecto al conjunto L2-L4, a fin de evitar acoplos.
Puede darse el caso que queráis emplear antenas de hilo largo o con bajada de escalerilla o bifilar. Para ello debemos desconectar las masas de las bobinas L3 L4 y colocar en dichos extremos a unas bornas.
Espero que con estas detalladas explicaciones y dibujos, todos aquellos que os iniciáis en el mundo del cacharreo, al igual que yo, podáis construir con éxito este acoplador que funciona de maravilla.
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Circuito publicado por Francesc Sibila, EA3AER |
Se muestran a continuación varios sencillos circuitos acopladores y transmach para la banda de 27 MHz o Banda Ciudadana, publicados en revistas de la CB de los años 80's (años de eclosión de la CB en España), y utilizados principalmente para suprimir ROE alta debido al uso de antenas de CB inadecuadas o mal ajustadas. Típicamente se conectaban a la salida del transmisor (tras el medidor de ROE), aunque lo mejor es conectarlos en la base de la antena. Están pensados para su uso con bajas potencias de transmisión (en CB se emplean legalmente potencias de transmisión del orden de 4 W en AM/FM y 12 W de pico en SSB, aunque depende de la normativa de cada país). También pueden ser empleados en la banda de radioaficionados de 10 m (28-30 MHz), con bajas potencias de transmisión.
Los circuitos transmach o acopladores de antena permiten, como su propio nombre indica, acoplar cualquier antena en el que su punto optimo de rendimiento sea de 22 canales como hay muchos, para 80—120-180 canales al emisor, de manera que su R.O.E. sea mínimo.
Estos circuitos pueden colocarse a la salida del equipo, aunque su mejor rendimiento está colocándolo en la union del cable de subida con la antena.
Los transmach consiguen reducir al máximo las estacionarias pero a costa de pérdidas de potencia.
L es una bobina de 4 ó 6 espiras de hilo plateado o esmaltado de 1 mm de diámetro. El diámetro interior será de 10 a 20 mm. Longitud de 10 a 40 mm.
El ajuste se hará variando la posición de los condensadores variables, y alargando y si es necesario acortando la bobina.
Para los que no encuentran los condensadores del caso anterior, les damos otro esquema en el que sólo varían los condensadores. La bobina es igual. L es igual al caso anterior.
En estos casos se recomienda que se conecte "al derecho" o "al reyes", para ver en que posicion funciona mejor.
A ser posible, el transmach irá blindado en una caja metálica, y sobre todo mucho cuidado con las soldaduras que serán motivo de pérdidas y desajustes.
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Por BRAVO 254 (Fernando Fernández de Villegas ; Barcelona) |
El montaje no requiere de especiales conocimientos y está al alcance de cualquiera. Para su construcción utilizaremos preferentemente una cajita de aluminio, y en ningún caso que no sea metálica, con unas medidas mínimas aconsejables de 7 cm de largo, 4,5 de ancho y 3 de alto. Por otra parte, los componentes a utilizar serán los siguientes:
Una vez terminado el montaje, ya estará listo para su aplicación y su conexión con el aparato emisor. Se realiza mediante cable coaxial y las respectivas clavijas macho de tipo PL.
La conexión y el emisor se realiza en serie con un medidor de estacionarias y éste a su vez en serie con el acoplador, del que saldrá el cable para la antena: encendemos filamentos, nos situamos en el canal deseado, metemos portadora y ajustamos los condensadores del acoplador hasta conseguir uno o a su defecto el mínimo posible jugando con C1 y C2, pero que siempre se aproximará, y de este modo estaremos saliendo al 100 por 100 y sin ninguna preocupación por nuestro aparato.
Un pequeño detalle a señalar: el acoplador no tiene ningun tipo de polaridad y los PL los podremos colocar indistintamente a un lado o al otro del aparato.
Sin más que detallar y esperando que pueda ser de gran utilidad para muchos colegas, aprovecho la ocasión para felicitar y desear mis mejores 73/51 para todos los componentes de la publicación "27 MHz", haciéndolo extensivo a los colegas de la frecuencia.
NOTA: Este acoplador es eficaz con potencias no superiores a unos 100 W aproximadamente.
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QRA: José Antonio |
Debe tenerse en cuenta que el conjunto ha de estar completamente aislado de las influencias exteriores dentro de una caja metá1ica, aunque sus dimensiones no son críticas. La razón de ello es la de mantener un blindaje que evite los cambios de impedancia, a la vez de evitar que el sistema se vea influenciado por la radiación procedente del emisor, dado que es de suponer que se hallará sobre la misma mesa de trabajo. Ha de ponerse especial cuidado en las conexiones a masa, siendo ésta la misma caja, y su conexión con ella serán las mismas carcasas de los condensadores variables y los propios conectores, por lo que se ha de eliminar todo resto de barniz o pintura de la misma a fin de asegurar el buen contacto eléctrico.
También ha de tenerse en cuenta que este acoplador no elimina el problema de las estacionarias, tan sólo adapta el paso final del transmisor con la impedancia de la antena. En transmisores con paso final protegido, donde una relación de estacionarias alta recorta automáticamente el nivel de la potencia de salida, la potencia se mantendrá constante y sin reducirse, entregando el transmisor toda ésta a la antena. En los demás transmisores, el paso final no se dañará y, al igual, también toda la potencia será entregada a la antena. Pero, sin embargo, el rendimiento de la antena será el mismo que si no se hubiera solucionado esta parte del problema: un porcentaje de la radiación será reflejado nuevamente al transmisor a través del cable de alimentación coaxial, y al llegar al acoplador será reflejado de nuevo hacia la antena, sucesión que se repetirá hasta el infinito...
No obstante, aparte del caso de protección del paso final y de impedir un recorte de potencia de salida en los transmisores que disponen de esta protección, en donde se halla este circuito, su mayor ventaja y aplicación es en la experimentación con antenas de "hilo largo", consistentes éstas, como indica su nombre, en un sólo hilo alimentado en su extremo de longitud arbitraria, aunque se obtendrán los mejores resultados cuanto más próxima esté ésta a la longitud de onda.
En la práctica, y dentro del terreno que más le interesa al cebeísta, la mejor aplicación que de este circuito puede hacerse es la de acoplar la antena para los extremos opuestos de la banda, sobre todo en el caso de antenas con un ancho de banda muy pequeño (por ejemplo, de móvil o de balcón), y si el número de canales del emisor es elevado. Es de vital importancia, en todo caso, conseguir que en el centro de la banda la antena esté resonante y adaptada en la mayor medida posible (lo primero se consigue variando su longitud y colocando el medidor de ROE en la misma base de la antena con un "latiguillo", lo más corto posible, a fin de evitar problemas de resonancia del mismo cable). Una vez conseguido esto, ya podemos acoplar mediante el filtro, allí donde veamos que hay un ROE tal que puede ocasionamos problemas. Por otra parte, al estar el paso final adaptado con respecto a la antena, éste radiará menos armónicos y hara de más fácil solución otros problemas de ahí derivados.
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Por Por Luis Rodríguez Bluiet |
Como tenía problemas de sintonización con la antena y por ello la relación de estacionarias era excesiva, me he diseñado un acoplador para 27 MHz que funciona a las mil maravillas. Es un montaje muy simple y con componentes de fácil adquisición. Es tal el grado de ajuste que he llegado a dudar del medidor de estacionarias ya que en onda reflejada la aguja del instrumento ni se mueve. Medido a través de una carga artificial las pérdidas por inserción son inapreciables.
Espero que os sirva tanto como a mí.
Para la realización de este acoplador he utilizado dos condensadores variables usados comúnmente en radiocasetes. Éstos tienen la ventaja de incorporar cuatro secciones (dos para AM y dos para FM) y sus trimers asociados lo que nos permite un gran número de combinaciones y variedad de ajustes. Para el montaje que nos ocupa he utilizado las dos secciones de FM en paralelo (20-60 pF en total) y con ello he conseguido ajustar una antena vertical de 5/8 con una ROE inicial de 1:2.5 a 1:1.1. A pesar de tener un dieléctrico de poliéster estos condensadores están aguantando sin problemas potencias superiores a los 120 W de pico en SSB.
Dependiendo del tipo de antena y del equipo, mediante los conmutadores S1 y S2 se pueden habilitar o no los condensadores, según se utilice la banda baja o alta de 27 MHz.
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Original de José Luis |
Este acoplador Z-match es útil para las bandas de 80, 40, 20, 15 y 10 metros, y permite conectar cables de alimentación de las antenas tanto coaxiales como líneas paralelas o simétricas a un equipo transceptor de 50 o 75 ohm de impedancia de entrada. Admite impedancias de carga de 10 a 1500 ohmios.
Las tomas de antena tienen tres conexiones: A, B y C. Si la línea a conectar es coaxial, se deberá conectar el terminal B al terminal C, y la malla del coaxial a cualquiera de estos dos terminales (y el conductor interior del coaxial al terminal A) de la toma de antena utilizada. Si la línea es simétrica, conectarla entre los terminales A y B, dejando libre el terminal C.
Las bobinas se realizarán con hilo de cobre esmaltado de 1,5 mm de diámetro, con las siguientes dimensiones:
L2 L4 L1 L3
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Número espiras 5,5 4,75 7,75-11 6,5
Diámetro (mm) 52 67 52 67
Longitud (mm) 42 12,7 34 16
Las bobinas se construirán sobre dos placas de material aislante (fibra de vidrio, plástico transparente, baquelita, etc...) tal como se indica en el siguiente dibujo. Se indica la posición de los agujeros por donde pasar el hilo de cobre de las espiras (y dos agujeros más para la sujección con tornillos de ambas placas aislantes a la caja metálica que albergará el circuito). Los orificios se harán con una broca de 2 mm de diámetro, y han de hacerse completamente perpendiculares a las placas, las cuales no deberán tener más de 3-4 mm de grosor.
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| Placas del circuito. Tamaños: 85×45 y 85×40 mm respectivamente. Los tamaños de cada bobinado se corresponden con los indicados en el texto. Realizar las perforaciones tal como se indica en las placas. |
Las bobinas se devanarán por separado sobre tubos de plástico (o realizados con cartón) de 46 mm de diámetro exterior para L1 y L2, y de 59 mm para L3 y L4. Después se soltará el hilo y se retirará el tubo. Al retirar éste, aumentará algo el diámetro de la bobina debido a la tendencia del hilo de cobre tras ser doblado a recuperar su forma primitiva.
Una vez realizados los 4 arrollamientos, cada arrollamiento se introducirá en la correspondiente plantilla aislante, comenzando por pasar uno de los extremos del arrollamiento por la primera perforación de la plantilla correspondiente a dicho bobinado, y se irá pasando el arrollamiento a través de los demás agujeros de la plantilla roscando el bobinado en ésta, como si de un tornillo se tratara. Las flechas marcadas en el dibujo de las plantillas indican por qué lado ha de comenzar a introducirse el hilo de cada arrollamiento en las plantillas.
Al realizar las bobinas, es recomendable que se realicen con algunas espiras de más. Luego ya se eliminarán los trozos de hilo que sobren una vez montadas en las plantillas. Los hilos se cementarán después a los orificios de las plantillas con un buen pegamento.
Las dos plantillas se dispondrán espacialmente dentro de la caja que albergue el circuito de manera que entre sus respectivas bobinas los acoplamientos e inducciones sean mínimos, y ello se consigue disponiendo los bobinados de ambas plantillas perpendicularmente (se consigue, por ejemplo, colocando una plantilla en posición horizontal y la otra en posición vertical, y manteniéndolas lo más alejadas posible una de la otra). Las conexiones de las bobinas a los conectores de antena han de ser lo más cortas posible.
Los condensadores variables empleados han de ser condensadores variables de placas al aire de 2000 V de aislamiento entre placas, aunque si no se emplean elevadas potencias de transmisión, se pueden emplear condensadores variables de placas al aire procedentes de viejos receptores de radio de lámparas.
Ha de disponerse de mandos aislantes para los condensadores variables para gobernar éstos. El mando correspondiente al condensador variable doble ha de estar puesto a masa, por lo que se ha de cablear dicho condensador de manera que las armaduras gobernadas por el eje de mando sean conectadas a masa.
El circuito se puede alejar en una caja metálica del tamaño adecuado, pero hay que evitar que el eje de mando del condensador simple de 340 pF, si es metálico, toque a masa, por lo que se pasará por una ventana realizada en la caja taponada por una lámina plástica o de plexiglas con una perforación para pasar dicho eje de mando.
Nota: Comprobados los bobinados realizados con un condensador de 47 pF en paralelo, las resonancias encontradas (se pueden comprobar con un dip-meter) son:
L1 : 5,1-5,5 MHz
L2 : 16 Mhz aproximadamente
L3 : 11,5 MHz aprox.
L4 : 14,5 MHz aprox.
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Origen del circuito: ???? |
Este adaptador sirve como adaptador y bobina de carga para cualquier varilla de antena, antena telescópica, etc..., de hasta metro y medio de longitud, y por sus características está pensado para su uso en Banda Ciudadana (27 MHz), auque también se puede emplear en la banda de radioaficionados de 10 metros (28-29 MHz). Está pensada para su uso en móvil, como por ejemplo, para permitir emplear una antena telescópica de automóvil o una varilla metálica para su uso en CB, y no será de mucha utilidad para utilizarla también como antena del autorradio del automóvil.
La "bobina de carga" es una bobina de tres arrollamientos, y los condensadores variables se pueden disponer en una cajita metálica al alcance de la mano, para retocarlos cuando sea necesario, por ejemplo en el techo del automóvil (dentro del vehículo si la antena está fijada en la parte delantera del techo).
Dada las bajas potencias que se emplean normalmente en la CB (4 W máximo AM, 12 W en SSB), no es de esperar que se produzcan tensiones elevadas entre placas de los condensadores variables, por lo que se pueden emplear condensadores variables de sintonía recuperados de radiorreceptores de Onda Media.
La bobina se realizará en un soporte de plástico de 10 mm de diámetro con hilo de cobre esmaltado de 1 mm de diámetro. Se tomarán tres trozos de hilo de cobre esmaltado y se arrollarán éstos en paralelo realizando 6 espiras juntas sobre el soporte, conectando los extremos de los tres arrollamientos tal como se indica en el siguiente dibujo (cada arrollamiento viene identificado por un color):
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Diseño de Enrique Mitjans Félix (SK 2007) |
Para las bandas de VHF y superiores se desaconseja totalmente el uso de acopladores de antena para adaptar desadaptaciones del sistema de antenas al equipo de radio, y de hecho no se fabrican ni venden acopladores comerciales para estas bandas. La razón de ello es que normalmente las antenas de estas bandas de frecuencias elevadas son monobanda, de pequeño tamaño comparadas con las de bandas de HF, y se fabrican ya sintonizadas y bien adaptadas a las impedancias de línea habituales (50 ó 75 ohmios). Una antena que muestre una desadaptación de impedancias importante y que parezca que necesite requerir de un acoplador para adaptar en impedancias el sistema de antena al equipo de radio, es sencillamente indicativo de que la antena está defectuosa, o algo se ha montado mal en la instalación de la antena. Si no fuera así, y la antena estuviera desintonizada o desajustada, es más efectivo ajustar la antena antes que usar un acoplador o sintonizador. Aunque éste pudiera adaptar correctamente la impedancia del sistema de antena al transceptor de radio, las pérdidas provocadas por las desadaptaciones existentes a frecuencias tan altas no compensan el uso del acoplador.
No obstante, el acoplador que se muestra a continuación para la banda de 2 metros (VHF, 140-160 MHz) está pensado para la experimentación y uso de antenas de tipo simétricas, como antenas rómbicas, dipolos directivos en V, antenas de hilo largo, así como para emplear bajadas de antena de tipo simétrico o paralela (no de cable coaxial), como son líneas en "escalerilla" o las líneas paralelas de 300 ohm que se emplean aún en las antenas para la recepción de televisión. Las líneas simétricas tienen la ventaja sobre las coaxiales de que tienen una menor atenuación que las líneas coaxiales de un grosor parecido, lo que puede hacerlas útiles para tiradas largas entre el equipo de radio y la antena para minimizar la atenuación de la línea.
Este acoplador, que se muestra en dos variantes, presenta el problema de la adquisición de condensadores variables de aire de bajo valor para emisión, que son los más adecuados para la realización del acoplador.
C1 : Condensador variable doble (C1a, C1b) de unos 20 × 20 pF. Puede usarse en su lugar otro similar de mayor capacidad, al cual se retirarán (con cuidado) algunas placas para disminuir su capacidad (se retirarán con un alicate de puntas, doblando con cuidado las placas exteriores hacia dentro y hacia fuera hasta que se desprendan).
C2, C3 : Condensadores variables de unos 35 pF. Si se emplean de capacidad mayor, retirar placas de manera similar a como se ha indicado para C1.
Con alambre desnudo de cobre o alambre plateado de calibre 14 (diámetro 1,6 mm), se devanarán en una forma de 13 mm de diámetro los siguientes arrollamientos. Una vez devanados, se puede retirar la forma.
L2 : 4 espiras, espaciadas de manera que la longitud total del arrollamiento sea de 38 mm.
L3 : 3 espiras, espaciadas de manera que la longitud total del arrollamiento sea de 38 mm.
L1 : Deberá ser recubierta por una cubierta plástica o aislante. L1 puede realizarse incluso empleando hilo de tendido eléctrico plastificado, de 1,6 mm de diámetro el hilo conductor. Realizar dos espiras al aire con un diámetro interior de 13 mm (se puede emplear la forma anterior). Un avez realizada, L1 se intercalará entre las espiras de L2 o L3 (hacia la zona central de estos arrollamientos).
Las tomas para la línea bifilar se realizarán en L2 o L3 con dos conductores terminados en dos pequeñas pinzas de cocodrilo, las cuales morderán a L2 o L3 de forma simétrica respecto al centro del arrollamiento. Experimentalmente se buscará el mejor punto de conexión al arrollamiento.
Se montarán los distintos elementos del circuito (condensadores variables, bobinas y conectores de antena) en una cajita metálica. Las conexiones han de ser lo más cortas posible.
A ser posible con un dip-meter, o un aparato de prestaciones similares, se procederá a ajustar L3 a resonancia sobre la banda de 140-160 MHz. Para ello se dejará el condensador de sintonía C3 a medio recorrido, y se ajustará L3 retocando su longitud (expandiéndola o comprimiéndola) hasta conseguir la resonancia en la frecuencia central de la banda que se desee cubrir. Si se usa la otra variante del circuito, se realizará este ajuste sobre L2 y C1.
Ajustar C2 a mínima ROE en transmisión para la antena usada. Un avez realizado, ir retocando también C1/C3 junto con C2 para acabar de reducir la ROE al mínimo. Si no se consigue el valor de ROE 1:1, desplazar la posición de las pinzas de conexión de la línea bifilar sobre L2/L3, y volver a ajustar los condensadores variables C2 y C1/C3.
Si la sintonía es demasiado aguda para alguno de los condensadores variables, es que su capacidad es elevada, y para ello se le deberán retirar algunas placas más, tal como se ha indicado anteriormente.
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Origen del circuito: ???? |
No se trata de ninguna genialidad ni invento mío. Lo vi hace mucho tiempo en una revista. Funciona bien y te evitas bastante lío de bobinas, entradas y salidas. Os preguntaréis para qué queremos un acoplador para 11 metros (CB) que ajuste en distintas bandas. Lo habitual es que un acoplador comercial te ajuste todas las antenas comerciales, pero hasta ahí. Cuando nos metemos en el barullo del cacharreo o nos gusta salir al campo o queremos transmitir en situaciones difíciles, los acopladores comerciales se vienen quedando cortos: no acoplan. Por otro lado, con el acoplador que vamos a construir podemos personalizarlo para nuestra antena, lo que va a significar, aunque no tengamos una antena multibanda, que vamos a poder sintonizar nuestro sistema en las distintas bandas sin ningún problema. Otra cosa es que con una antena para 27 MHz, aunque la acoplemos, consigamos transmitir en condiciones en otras bandas, pues en bandas más altas la longitud de antena que vamos a necesitar en relación con la longitud de onda va a ser cada vez menor.
Los materiales que vamos a necesitar son muy pocos:
Lo único que tenemos que trabajar un poco es la bobina, que será de cobre esmaltado, de 24 espiras. Una vez que tengamos todos los componentes preparados debemos tener especial precaución con los condensadores. En algunos artículos encontramos que se necesitan condensadores con 17 placas. En este sentido, el número de placas es indiferente, siempre que lleguemos a la capacidad que necesitamos para que el acoplador funcione. Esta capacidad va a venir determinada, además de por los materiales, por la distancia que exista entre las placas y, por ende, por el número de placas. A menor separación entre las placas, mayor capacidad. Lo interesante es que sepamos la capacidad. La obtención de estas dos piezas es complicada ya que no se puede ir a una tienda y comprarlas. En la mayoría de las tiendas de electrónica que yo he preguntado no he tenido suerte.
A falta de unos condensadores metálicos de radio antigua, podemos tirar de los que traen los musiqueros, pero sólo nos valen los que tienen OM ya que los de FM se quedan en menos de 200 pF. Si el musiquero tiene OM y FM el condensador será doble, con lo que los podremos puentear para conseguir mayor capacidad. Si sólo queremos usar los 480 pF, en el caso de los dobles, cogeremos el más ancho. La diferencia entre uno metálico grande y los de los musiqueros modernos es que van a soportar menos potencia de salida. Los de los musiqueros aguantan hasta unos 100 w de RF.
Los condensadores tienen dos partes: una que no se mueve, y es la que irá conectada al centro de los PLs; y la que se mueve, que irá a la masa del PL y a la caja. Asimismo, es muy importante el comprobar que no están cortocircuitados, operación que efectuaremos con el téster.
Una vez puestos a punto los condensadores, el montaje es sencillo. Desde la conexión de la antena del transceptor llevaremos un cable a la entrada del conmutador para las distintas posiciones, conectando a través de un cable cada salida con las espiras que elijamos (este ajuste lo dejaremos para el final).
Montaremos los dos condensadores llevando un cable desde cada una de las partes no móviles a los vivos de los PLs y las móviles a las masas (seguir el esquema). Las masas no serían necesarias si hiciéramos un buen contacto de los condensadores con la caja. Aquí llegamos al paso más importante que es la elección de los puntos en los que vamos a insertar las entradas desde la emisora en la bobina. Dependiendo de dónde soldemos, así va a actuar el acoplador. Lo que debemos hacer es que con una pinza de cocodrilo la ponemos en una de las salidas del conmutador e iremos probando en las distintas espiras para ver cómo se comporta y elegir las adecuadas. Iremos cambiando de frecuencia y según la espira que cojamos la sintonía emisor-línea-antena será mejor o peor.
Sólo nos queda ir anotando para cada banda en qué espira nos ha ido mejor y soldar. Una vez hecho esto, sabremos en qué posición del conmutador ajustaremos mejor la antena para cada banda.
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Proyecto de Paco (estación 30A002), publicado por el Grupo Romeo Tango de Salamanca. |
El QRPGuys Multi-Tuner es un acoplador de impedancias que puede acoplar un amplio rango de antenas de alimentación coaxial, balanceadas y de hilo largo, para las bandas de 10 a 40 metros (7-30 MHz), para operación en bajas potencias (QRP).
Este sintonizador está basado en un diseño de Charlie Lofgren (W6JJZ) para el Norcal QRP Club en 1994 y actualmente (2020) es comercializado como un barato kit por QRPGuys.
Para realizar los ajustes de la antena sin riesgo de dañar el transistor final del transmisor por alta relación de ondas estacionarias (ROE), este sintonizador tiene una posición de ajuste (TUNE) que emplea un puente resistivo que absorbe parte de la potencia del transmisor cuando se está sintonizando la antena, el cual limita la ROE que ve el transmisor. Este puente resistivo dispone de un circuito detector a diodo cargado con un diodo LED que sirve para indicar ópticamente el nivel de ROE. Este puente resistivo es un puente de tipo Wheatstone, una de cuyas ramas es el sistema de antena que se va a ajustar, y que carga el transmisor a 51 ohmios cuando la antena está correctamente ajustada, situación en la que el puente está equilibrado. El diodo LED muestra el desequilibrio del puente cuando la antena no está correctamente sintonizada y acoplada en impedancias a 51 ohmios.
Así, para una antena cortocircuitada o abierta, este acoplador permitirá ajustar a una ROE máxima de 2:1 en la posición de ajuste (TUNE). Transmitiendo con 5 vatios continuos, a pleno brillo del LED estará indicando una ROE de 4:1 o superior, a medio brillo será de aproximadamente 2:1 , y se apagará completamente para ROE 1:1.
Una vez ajustada la sintonía de la antena, se puede ya pasar a la posición de trabajo (OPERATE) del sintonizador para transmitir y recibir normalmente.
El kit de QRPGuys está preparado para transmisiones de baja potencia, estando normalizado para 5 vatios continuos (en CW, AM, FM) o 10 vatios de pico (en SSB), y está realizado en placa de circuito impreso de doble cara, con un panel frontal también realizado en circuito impreso (el kit está abierto, no está alojado en caja alguna), e incluye tomas coaxiales (con conectores BNC hembra) para el transmisor y para líneas coaxiales de alimentación de antena, así como dos tuercas tipo palomillas para conexión de antenas de hilo largo o de líneas paralelas (balanceadas) de conexión a antenas simétricas.
Un pequeño interruptor (S3) permite seleccionar el tipo de salida a antena de este acoplador (Coaxial & hilo largo / balanceada), y otro conmutador deslizable (S2) permite seleccionar si la antena es de alta o de baja impedancia (Hi Z , Low Z). Si la antena es de alimentación coaxial, se seleccionará la posición de baja impedancia, mientras que para las antenas de hilo largo se recomienda iniciar el ajuste con la posición de alta impedancia seleccionada.
S1 = Conmutador deslizable DPDT (Dos circuitos, dos posiciones) acodado 90º S2, S3 = Conmutadores deslizables DPDT normales C1 = Condensador 0,1 µF cerámico C2, C3 = Condensadores variables de poliester (Polyvaricon) de 2× 330 pF o similar R1,R2,R3 = Resistencias de carbón de 51 ohmios - 2 vatios R4 = Resistencia de carbón de 470 ohmios D1 = Diodo de pequeña señal 1N4148 D2 = Diodo LED rojo de lente incolora L1 = Bobina realizada en un toroide FT37-43 (negro) T1 = Transformador de RF realizado en un toroide T106-2 (rojo) J1, J2 = Conectores coaxiales BNC hembra para circuito impreso en disposición horizontal J3, J4 = Tornillos y tuercas de palometa 8-32 × 3/4” Hilo esmaltado calibre 26 AWG (0,4 mm), 24 pulgadas (61 cm), para L1 Hilo esmaltado calibre 20 AWG (0,8 mm), 6 pies (180 cm), para T1.
Para la bobina L1 se utilizará el toroide FT37-43 (viene pintado de color negro) y el hilo esmaltado de calibre 26 AWG, y se arrollarán un total de 25 espiras, con una toma intermedia a 5 espiras del inicio del arrollamiento. Recuerde que cada vez que el hilo pase por el centro del toroide, es una espira. Para realizar la toma intermedia indicada, al llegar a la quinta espira, y antes de continuar con la siguientes espiras, doble y retuerza una corta longitud (1 cm) del hilo sobre sí mismo, pelando previamente el esmalte en este punto para posteriormente poder realizar la soldadura que corresponda. La siguiente imagen muestra esto (recuerde: el número total final de espiras es de 25). Por seguridad, la bobina podrá fijarla después al circuito impreso utilizado con un tornillo, arandela y tuerca de nylon, pasando el tornillo por el centro del toroide.
Nota: Si con una antena o carga de 52 ohmios, que corresponde a una ROE de 1:1, en la posición de ajuste del acoplador (TUNE) el LED no se apaga completamente, se puede reducir en una o dos espiras el arrollamiento de L1 por el lado de conexión al diodo detector D2 (esto reduce la sensibilidad del circuito detector).
Para el transformador T1 se utilizará el toroide T106-2 (pintado de color rojo) y el hilo esmaltado de calibre 20 AWG, y se arrollarán tres arrollamientos, un primario de 16 espiras con una toma en el centro del arrollamiento, y dos secundarios de 12 y 6 espiras respectivamente. Primero se arrolla el arrollamiento primario, y a continuación los dos arrollamientos secundarios. Las espiras de los tres arrollamientos se arrollarán en el mismo sentido.
Para el arrollamiento primario se cortarán dos trozos de 30" (76 cm) y 2" (5 cm) del hilo esmaltado de calibre 20 AWG. En el trozo largo retire el aislamiento en su punto central (en unos 3-4 mm) y el el trozo corto retire el aislamiento en uno de los extremos en 5-6 mm, y realice un pequeño bucle en este extremo. Lleve este bucle al centro del tramo largo (al que se ha retirado el aislamiento) y suelde en este punto ambos trozos de hilos. A continuación proceda a arrollar el trozo largo en el núcleo del toroide T106-2, empezando por el centro del trozo largo, arrollando 8 espiras algo separadas a cada lado de la toma central (16 espiras en total) manteniendo todas las espiras el mismo sentido de arrollamiento. Los dos arrollamientos secundarios se pueden arrollar del mismo modo, entre las espiras del arrollamiento primario.
Igual que L1, el transformador T1 puede fijarse por seguridad al circuito impreso utilizado con un tornillo, y una tuerca de nylon, pasando el tornillo por el centro del toroide, y usando como arandela un trozo de circuito impreso o de una lámina de plástico perforada (una arandela de nylon será seguramente pequeña para este fin).
En cuanto a los dos condensadores variables de poliester (polivarycones) recuerde que este tipo de condensador variable suelen disponer de dos trimmers ajustables que permiten ajustar la capacidad mínima de cada una de las dos secciones del condensador (en un condensador doble). Deberá ajustar dichos trimmers a su mínimo valor, tal como se muestra en la siguiente figura:
Los dos condensadores polivarycom se instalarán en el panel frontal del acoplador, y se les dotará del botón del mando correspondiente para manejarlo, que se fijará al eje del condensador. Si fuera necesario, existen prolongadores-espaciadores del eje del condensador realizados en nylon, que se atornillan al extremo del eje, al cual se puede fijar el botón de mando del condensador.
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Fuente: QRPGuys |
Se trata de un acoplador de antena en configuración T convencional (como el mostrado en el apartado 03) realizado con toros magnéticos, y su uso es para operación QRP (baja potencia, hasta 5 vatios continuos) debido a los condensadores variables utilizados (polivarycones) y a que el núcleo magnético no puede soportar mucha más potencia. Puede ser utilizado en las bandas de HF desde 80 metros a 10 metros (incluidas), si bien su ajuste puede ser un poco crítico con algún sistema de antena.
Como en el modelo anterior, este sintonizador, mucho más sencillo, incluye una posición de ajustes dotada de un circuito supervisor de ROE mediante un diodo LED, que permite realizar los ajustes de sintonización de la antena salvaguardando al transistor final del transmisor de posible alta ROE, y la posición de operación normal, utilizable cuando se haya sintonizado la antena en la posición de ajustes. Un conmutador de palanca DPDT (Dos circuitos, dos posiciones) se usa para conmutar entre una posición y la otra.
En la posición de ajuste se utiliza un puente resistivo tipo Wheatstone realizado con 3 resistencias de carbón (antiinductivas) de 51 ohmios y 2 W de potencia (más la impedancia del sistema de antena como cuarta rama del puente), y el circuito detector de RF con diodo de germanio (1N60, OA95, etc...) y el LED rojo indicador, para detectar la ROE del sistema de antena por desequilibrio de impedancias del puente.
El circuito detector de ROE está realizado con un toro magnético FT37-43, con dos espiras en el lado primario y 5 en el lado secundario, realizadas con hilo esmaltado de 0,5 mm de diámetro.
La bobina del acoplador en T está realizada en un toro magnético T106-2, también con hilo de calibre 0,5 mm, arrollando 36 espiras, pero realizando 12 tomas, con los espaciados entre toma y toma indicados (en número de espiras) en el esquema de este acoplador. Un conmutador rotatorio de 12 posiciones permite seleccionar las distintas tomas.
Los dos condensadores variables son polivarycones (condensadores variables de poliéster) de 250 a 400 pF de capacidad máxima. Recordar ajustar los condensadores trimmer que llevan estos condensadores variables a su mínima capacidad.
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| Montaje del autor, en una caja plástica realizada con una impresora 3D, mostrando su interior con el circuito del sintonizador, y el panel frontal con los mandos de los dos condensadores variables y el conmutador de toma de la bobina. (Clic en las imágenes para ampliarlas). |
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Circuito tomado del blog Apuntes y Notas de LU7DID, |
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Circuitos recopilados por Fernando Fernández de Villegas |