acoplamiento por filtro collins

8/18/2019 Acoplamiento Por Filtro Collins

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Acoplamiento por filtro Collins

Este sistema de acoplamiento es ajustable por capacidades variables en lugar de self

variables.

El condensador C1 no hace más que restablecer la sintonización del circuito. Atenuando

sobre C2 haciendo simultáneamente la corrección por la maniobra de C1 se hace variar laimpedancia en la salida del filtro se puede as! hallar una impedancia que corresponda a la

de feeder.

E"aminamos la figura #a$% tenemos una self & dos capacidades C1 C2 unidas a la masa

del emisor. &a self & es sintonizada en la frecuencia del emisor por las capacidades C1

C2 en serie. 'i se cambia el valor de C1 ha que modificar C2 para restablecer la sinton!a.

&os condensadores C1 C2 constituen un potenciómetro capacitivo que modifica

virtualmente la posición de la masa respecto a los e"tremos de la bobina( permitiendo as!

ajustar el acoplamiento. &a tensión de )* en los bornes de & se reparte entre los bornes C1

C2 en razón inversa de los valores de las capacidades. Cuanta más peque+a sea C2(

maor será la tensión entre sus bornes ( por tanto( más alejado estará el potencial del

punto , del de la masa más aumentara la impedancia aparente.

Reglaje practico del filtro Collins

'e regula el circuito oscilante del emisor( con el filtro desconectado -corriente m!nima/

echa esta operación( no se retocara en ning0n caso la sintonización de dicho circuito

oscilante. 'e conecta la toma del filtro de lado A al centro apro"imado de la bobina del

circuito oscilante/ se intercala de preferencia entre el filtro la bobina una capacidad con

fuerte aislamiento suficientemente grande -1 a p*. para que su impedancia sea

baja

Falta completar


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Ejemplo de cálculo

'e trata de construir el circuito en #pi$ de un emisor que tiene como paso final un tubo queconsume 1 mA bajo 3 4.

El a5reo es de un cuarto de onda( vertical en el suelo( de impedancia de 6 ohmios.

17 se recordara que la impedancia de un circuito que trabaja en clase C es

apro"imadamente la mitad de su resistencia aparente dada por la relación%

Rap=U

I

En nuestro caso(

Rap=600

0,1=6000ohmios

&uego z=6000

2=3000ohmios representada por R1

27 A partir de las relaciones básicas establecidas en primer lugar( se calcula fácilmente%

a Ra= R

1

Q2=

3000

100=30ohmios

b R a

R2=

30

35=0,86

c 'e entra en el grafico por% R a

R2=0,86

&o cual da

Ra

X 2=

X e

R2=0.35

d 'e halla X e haciendo

X e

R2=0.35 /

X e

35=0.35


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X e=12.2ohmios

e 'e saca X 2 de la relación dada por el grafico.

8onde%

Ra

X 2=0.35 /

30

X 2

=0.35

X 2=

30

0.35=86 ohmios

f &a relación 1a:Q=

R1

X 1 nos da X 1

10=3000

X 1

/ 8e donde X 1=300 Ω

g En función de las relaciones 2a

y 4a

'e tiene X 3= X 1=300Ω

9 X 4 ¿ X e=12.2Ω

h &a reactancia inductiva total esta( pues( constituida por% XL= X 3+ X 4=312.2Ω

El circuito está constituido finalmente por los elementos siguientes% XL=312.2Ω

X 1=300 Ω

X 2=86Ω

:uedan( evidentemente( por determinar los valores de estas reactancias en función de la

frecuencia. ;omemos * < 1= >)z

a ?ara la bobina & tenemos Z L= Lω=2 πFL=312.2con2 πF =88.106

8e donde L=

312.2

88.106=3.5 μH

4arias fórmulas derivadas de la fórmula de @agaoa dan el n0mero de vueltas de

una bobina en función de la relación diámetroBlongitud de la misma'e puede emplear la formula simplificada


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LμH = d

2n

2

100a+45d

En la cual%

8 < diámetro en cm.n < n0mero de vueltas.

a < longitud de la bobina.

'i fijamos d < cm a < cm. esulta%

9n2

300+135=3.5

8e donde 9n2=1.53

n2=169

n=13

)aremos( pues( la bobina de 1 vueltas de 12 a 16B1 mm. b Calculo de las capacidades X 1− X 2

X 1=

1

Cω:W

1=300Ω :ω=2 πF =88.10

6

CX 1= 1

300∗88.106=40.10

6 μF o40 pFen numeros redondos .

X 2= 1

Cω: X 2=86Ω :ω=2πF =88

6siempre

CX 2= 1

86∗88.106=132.10

6 μF o132 pF en numeros redondos.

Estos problemas pueden resolverse tambi5n por el ábaco de la figura #c$El factor de forma es%

d

a=

3

3=1

'e halla la ordenada partiendo de 1 hasta la oblicua de forma.

'e trazara la abscisa partiendo del valor de la self( .6 μH hasta la oblicua

correspondiente al diámetro de la bobina( cm.

8esde este punto se subirá una ordenada se trazara un abscisa que parte del punto

de factor de forma hacia las oblicuas de numero de vueltas.


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&a intersección de estas dos 0ltimas rectas da el n0mero de vueltas buscado( o sea

1 vueltas.

Acoplador de antena universal o “Transmatch” ( 2a

!ersion )

En muchas antenas que tienen cadenas de multiplicacin de frecuencias( la supresión

de los armónicos deja bastante que desear. Esto es especialmente grave cuando se

utiliza un dipolo con trampilla alimentado directamente por un feeder coa"ial. &os

armónicos imperfectamente eliminados en el paso de la salida del emisor pueden

alcanzar la antena ser radiados. Es( pues( deseable intercalar entre el emisor la

antena un sistema selectivo que tenga un circuito sintonizado. Es lo que los

americanos llaman un #transmatch$.

&a maor!a de los constructores proven la utilización de los circuitos de salida delos emisores con una carga de 6 o de D . 'i se intenta cargar el emisor con un

valor diferente( surgen dificultades.

)a que recordar que no basta emplear un cable coa"ial de 6 para obtener una

carga de este valor( sino que( además( este coa"ial ha de cerrarse sobre una

impedancia resistiva de 6 .


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'i no se respeta esta condición( todo ocurre respecto al emisor como si la carga

tomase un valor variable en función de la longitud del cable( generalmente

diferente de 6( como a se ha dicho en otro lugar.

Es prácticamente imposible realizar una antena sencilla que presente una

impedancia de 6 en todas las bandas. )a( pues( que a+adir a la antenamultibanda un dispositivo que adapte la carga desconocida dada por la antena al

valor requerido para un normal funcionamiento del emisor. 8eberá servir al mismo

tiempo de adaptador de impedancia de sistema de sintonización para el conjunto

de feeder antena( de tal modo que la carga del emisor no presente ninguna

componente reactiva.

Esto es lo que realiza con el empleo del #transmatch$.

Fn transmatch no es más que un transformador de )* con sintonización variable

que( a causa de la selectividad suplementaria que aporta( que permite reducir de

modo importante la sobrecarga del circuito de entrada de un receptor de tráfico

evitar as! la aparición de se+al normal por un emisor de frecuencia mu pró"ima

mu potente -por ejemplo una estación de redifusión. Este fenómeno es

particularmente molesto en las bandas de G = metros.

*igura

El esquema comprende una inductancia variable de ruleta( que sustitue a la inductancia de

tomas al conmutador

El empleo de una inductancia variable de modo continuo( constituida por una bobina

arrollada sobre un mandril de materia aislante susceptible de girar en torno a su eje una

ruleta metálica que asegure al cortocircuito de las espiras inutilizadas( permite obtener la

adaptación de las impedancias en una gama mu e"tendida de impedancias de frecuencia-de .6 a 2G >)z.

'i se a+ade un transformador sim5tricoHdisim5trico de relación I( resulta posible utilizar el

acoplador con una l!nea sim5trica -por ejemplo una l!nea de .

'e observa que el circuito es mu sencillo. &a entrada de )* procedente del emisor se

efect0a en el rotor de C" 1 ( que es un condensador de doble estator de 2 " 1 a 26p*/


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este condensador deberá( por tanto( estar aislado de la masa/ para ello se emplearan una

columnitas un flector aislantes. &o mismo se hará con C" 2 .

'e podr!a a+adir el conjunto J'Hmetro o un vat!metro en la l!nea de unión con el emisor

para controlar el reglaje del transmatch.

&a caja se puede realizar a partir de las placas de aluminio de 16B1. ;ambi5n pueden

utilizarse cajas de acero de empalme para instalaciones el5ctricas -por ejemplo cajas

#'arel$.

Con 1 K en )* se puede emplear condensadores cua separación de láminas sea el

orden de DB1 de mm. Con 1K en )*( la separación habr!a de ser del orden de 2mm.

os reglajes

El uso principal de este acoplador consiste( como a hemos dicho( en adaptar una fuente de

)*( el emisor( a una carga( la antena( estando en ambos elementos unidos a uno otro lado

del acoplador por una l!nea coa"ial. En este hipótesis si no se quiere tener p5rdidas prohibitivas en el cable( la relación de la impedancias( por ello el J'( no deberá

sobrepasar 6 a 1. Este sistema será ideal con los multipolos las antenas con trampillas

-K8LL( ;A( 1= A4:( etc.( permitirá una buena transmisión de la energ!a de )* del

emisor a la antena.

!" Enlace coa#ial$coa#ial

'e regulas C" 1 9 C" 2 al má"imo de sus capacidades -laminas metidas.

'e regula la potencia del emisor para que el J'Hmetro de su plena desviación en

directo cuando se efect0a un primer reglaje en el transmarch ha que emplear

siempre una potencia baja( pues ha riesgo de que el emisor quede mal cargado( lo

cual podr!a afectar a la vida de los tubos del paso final.'e regula la inductancia variable para obtener un m!nimo de J'/ este reglaje es

puntiagudo. 'e empleara de preferencia un J'Hmetro de dos cuadrantes que

permite controlar simultáneamente la energ!a directa la reflejada entre el

acoplador la antena.

'e ajustaran entonces C" 1 9 C" 2 para que este m!nimo sea nulo se

retocara la inductancia si ha lugar a ello.Entonces se puede enviar toda la potencia.

Es posible encontrar varias combinaciones que dan una buena adaptación/ la mejor

es aquella para la que C" 1 9 C" 2 tienen los maores valores( una vez

realizada la adaptación.

%" Enlace de coa#ial a cual&uier hilo


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'i se usa como antena un hilo de longitud cualquiera( se la unirá al e"tremo libre de

C" 2 . El proceso de as regulaciones será el mismo del caso anterior. 'e aconseja

conectar el transmatch con tierra o( con defecto( con una buena masa.

'e obtendrán los mejores resultados con hilos que representen una longitud

ligeramente superior -1 a 16M a un m0ltiplo impar de cuarto de longitud de ondaen la frecuencia de trabajo. El suplemento de longitud tiene por objeto compensar el

acortamiento el5ctrico aportado por C" 2 despejar el nudo de corriente de )*

que es la región esencialmente radiante. 8e este modo( la antena presentara una baja

impedancia( lo que reducirá el riesgo de que aparezcan tensiones de )* elevadas en

el transmatch en los demás aparatos.

'" Enlace coa#ial$feeder simtrico

'e operara como para un feeder disimetrico( despu5s de haber intercalado un

transformador #balun$ como indica la figura.

;ambi5n es posible emplear el acoplador sin #balum$ uniendo uno de los lados de

feeder a masa el otro lado a la entrada coa"ial. :uizá esta solución no es mu

t5cnica sorprenda a los #purista$( pero la e"periencia demuestra que funciona(

incluso mu bien.

Este acoplador( de construcción mu sencilla de empleo mu fle"ible( permite

circular la )* de un emisor previsto para una carga de 6 D6. ?or intermedio

de un feeder coa"ial( hacia un sistema radiante cualquiera( por ello con el má"imo

rendimiento el m!nimo de riesgo para el paso final.

*n acoplador profesional+ AT %', (-en.ood)

&a maor!a de los #tranceivers$ modernos( por no decir todos( tienen una salida

asim5trica de 6 a D6. Esta uniformidad supone que los a5reos utilizados

presentan una impedancia( si no e"actamente de la misma magnitud( al menos del

mismo orden. 'in entrar en detalles se puede decir que las antenas del comercio

responden a estas prescripciones. &os americanos los japoneses han normalizado

en 6 los alemanes en 3. El aficionado que corta su dipolo a buenas medidas

se encuentra en el mejor de los casos( es decir( si todo va bien( en D6. Es( al

menos( lo que dice. 'in embargo( no es todo ideal( aun con a5reos mu sencillos(

ocurre con frecuencia que la antena la l!nea que la alimenta constituen una

impedancia compleja que hace dif!cil( si no imposible( la transferencia de energ!a

desde la salida del emisor hasta el sistema que debe radiarla. Es( pues necesario

transformar la carga( reactiva o resistiva( en una carga no reactiva. Esto es lo que

permiten obtener los sistemas acopladores de tipo #transmatch$( gracias a los cuales


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es posible transformar la impedancia de la carga( vista por el emisor( llevarla a

6( que es la del circuito salido del #transceiver$.

?ara concretar hemos escogido la presentación de un acoplador de tipo comercial.

'e trata del A;2 de NE@KJJ8. )emos elegido este aparato a causa de sus

posibilidades caracter!sticas particulares. En primer lugar( habiendo saldo con losaparatos de la nueva ola( cubre con toda naturalidad O bandas de 1( 1G 2= >)z

as! como la banda 1.3 >)z que algunos comienzan a practicar con regularidad.

?uede ser acoplado a cualquier sistema de a5reo entre 1 6 en salida

asim5trica admite una potencia má"ima de 2K en )*. ;iene dos salidas

conmutables que permiten pasar instantáneamente de una antena a otra( lo cual es

e"tremadamente interesante cuando se desea realizar pruebas comparativas -A@;.1

9 A@;.2.

*inalmente está prevista una tercera salida para recibir el e"tremo de una antena del

tipo #hilo largo$ -A@;.. Además( una cuarta salida está reservada al acoplamiento

de una carga ficticia( de una potencia en relación con la del emisor( lo que permite

emprender todos los reglajes posibles sin provocar interferencias intempestivas. Es

la salida A@;.* del esquema.

'egunda posibilidad% utilización como vat!metro. El aparato lleva un sistema de

medida de la potencia de )* en r5gimen tel5grafo( de dos sensibilidades( 2K 9

2K a elección( por la maniobra de un simple inversor con una precisión de

P1M - posiciones% 2 o 2 K. *K8. ?oQer. Ca1.

;ercera función% medida de la proporción de ondas estacionarias -;J' a partir deun acoplador direccional teórico de sensibilidad prácticamente constante en todas

las bandas. &a potencia m!nima necesaria es de = a 6 K en )* -posiciones

E*.'K. *inalmente( en todas las bandas( el sistema( cuando esta

convenientemente regulado( se comporta como filtro pasabanda contribue a la

atenuación( si no a la eliminación( de los armónicos que provocan las interferencias

en la radio en la televisión -;41 ,CR. En este orden de ideas es esencial unir la

masa del acoplador a la del receptor conectarla a una toma de tierra u buena( que

puede ser a falta de otra( una conducción de agua( pero nunca una conducción de

gas. )a que recordar que ciertas conducciones de agua reciente son de polivinilo (

por ello( perfectamente inutilizados.

Fna 0ltima observación( que es el mismo tiempo una posibilidad suplementaria% el

acoplador se puede poner en servicio o fuera de servicio para cualquiera de las tres

antenas antes citadas mediante la simple maniobra de un conmutador. ?ero siguen

posibles la medida de la potencia en la base de la antena la medida del ;J'. Esto

comprende mu bien. En efecto( cuando una antena presenta un ;J' mu bajo(

digamos inferior a 1.6B1( es completamente superfluo interponer un acoplador(


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pues a este nivel( la adaptación de la antena al emisor es satisfactoria las p5rdidas

son mu bajas. En cambio( es interesante poder disponer de la medida de la potencia

que permite( en especial( un reglaje fino del paso final controlar el ;J'

permanentemente.

Como puede verse( esta caja de acoplamiento es especialmente completa

?ara entender bien su funcionamiento( ha que observar que el contador de gamas

realiza la toma de variables efectuados en las inductancias L3 L4 y L5 que los

condensadores variables separados "C 1 ( X .#U$% ) y "C 2 ( R . #U$% ) ajustan

respectivamente las componentes resistivas capacitivas de la antena utilizada.

A causa de las elevadas tensiones de )* en ciertos puntos( ha que tener cuidado de

no maniobrar el contador de gamas cuando el emisor está en funcionamiento.

Es( pues( esencial empezar por poner en posición este conmutador en la gama

elegida. 8espu5s con arreglo a la gama( se pondrán en posición previa los dos

condensadores conforme a la tabla siguiente( que corresponde a 6 -el punto 1

corresponde al C4 completamente abierto.

>)z .;F@E S.;F@E

1.G

.3

D

1

=.1

1G

21.2

2=

2G.6

6

3.2

3.2

D.

D.2

G.

G.2

G.3

O

=.3

3.

D

D.

G

G.=

G.D

G.D

O

'e observara que estas posiciones dan el mejor nivel de recepción.

&a primera operación a realizar es regular el paso final del emisor en la banda

deseada cuandom del lado del acoplador( todos los interruptores esa posición alta( es

decir( en 2Q -si el ?A es del tipo corriente *K8 ?JKE CA&. Cuando se

sintoniza el circuito anódico por una rápida rotación del C4 del ?A( el paso a la

resonancia se traduce en una subida brusca de la aguja del vat!metro. 'e tratara de

alcanzar el má"imo actuando a la vez sobre el circuito anódico( el circuito de salida

la e"citación del paso final. 8espu5s. 8espu5s no ha que volver a tocar el emisor.

)abr!a podido alcanzarse el resultado cargando el emisor con una antena ficticia de

potencia apropiada( pero siempre efectuando con mucha rapidez de reglaje del

hueco de corriente de placa que signifique para los tubos una disipación anódica

m!nima. 'e observara tambi5n que el m!nimo de corriente fijado al má"imo de


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potencia de )* no son concordantes. Ellos no deben de sorprender( pues lo que se

llama corrientemente & p -o corriente de placa es de hecho una tensión

proporcional a la corriente de los cátodos que( precisamente( no var!a siempre en el

mismo sentido que la corriente anódica de los tubos.

Cuando se haa alcanzado la má"ima potencia en )*( se bajara el interruptor num2sobre E* que indica la potencia reflejada. Actuando alternativamente varias veces

sobre los dos C4 de .;F@E. S.;F@E( se lleva la desviación de la aguja a la

pro"imidad de cero( lo que indica que la potencia reflejada es prácticamente nula el

reglaje debe repetirse varias veces siempre rápidamente pues el final es en

r5gimen de telegraf!a da su plena potencia( para obtener el mejor resultado.

,ajando el conmutador num sobre 'K( el botón moleteado CA& permite llevar la

lectura del aparato de medida de graduación 2 al final de la escala. 'i se baja

entonces el inversor num= CA&( se obtiene la lectura directa de la proporción de

ondas estacionarias en la escala inferior.

@o hemos hablado del inversor num1( cuo uso se adivina que está reservado a los

emisores de potencia inferior a 2K. >ás vale no manejarlo para evitar errores

lamentables.

'e trata( en definitiva( de un aparato mu completo.

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