Aquest article va dirigit a qui estigui interessat en la Radioafició.
Abans de fer aquesta pràctica cal haver fet, o al menys llegit, l'anterior : Acoblador d'antena en " L " .
A la fig. 1 s'indica l'esquemàtic d'una possible situació on es pot utilitzar un acoblador en " T " . Es tracta d'una antena dipol de λ/2 -antena ressonant- instal·lada horitzontalment, a una altura suficient i de forma que el seu funcionament no es veu influït per la presència d'elements propers -edificacions, altres antenes, etc. En aquestes condicions, la seva impedància serà resistiva i d'un valor proper als R = 75 Ω .
Com a línia de transmissió entre l'antena i l'emissor, es pot emprar cable coaxial estàndard d'impedància característica Z0 = R = 75 Ω , amb la qual cosa l'adaptació d'impedàncies entre l'antena i la línia serà la correcta; només caldrà el refinament d'incloure un balun -que podria ser simplement una xoc-balun- pel fet de connectar una antena simètrica a una línia asimètrica .
Com que la impedància de sortida de l'emissor està estandarditzada a r = 50 Ω resistius i r ≠ R , cal emprar entre l'emissor i la línia una xarxa d'adaptació com, per exemple, la indicada a la figura.
fig. 1
Consta de dos condensadors variables i una bobina fixa, la qual cosa, per a uns valors determinats de r , f i L , permet, com es veurà, adaptar impedàncies tant si R > r com si R < r només ajustant adequadament les capacitats dels condensadors variables.
A la fig. 2 s'ha modelat una línia i antena ressonant d'impedància R mitjançant una resistència d'aquest valor.
fig. 2
L'anàlisi d'aquesta xarxa d'acoblament és el següent :
La impedància Z en borns del conjunt acoblador antena val :
Com que r i R són conegudes, (3) i (6) formen un sistema de dues equacions amb tres incògnites : XL , XC1 i XC2 .
Com que l'acoblador ha de servir per adaptar impedàncies ja sigui per a R > r o per a R < r i la xarxa és simètrica, una estratègia a seguir per al disseny de l'acoblador pot ser la següent : 1) emprar dos condensadors variables iguals i 2) en el cas que R = r ambdós condensadors es situïn a la meitat del seu recorregut (XC1 = XC2 = XC) .
En aquestes condicions la (3) serà :
fig. 3
fig. 4
Aplicant la fórmula de Wheeler, el valor aproximat de la inductància és :
i les gràfiques C2(R) i C1(R) s'indiquen a la fig. 5.
fig. 5
Per assajar aquesta xarxa, una planificació del muntatge a la protoboard pot ser la indicada a la fig. 6, i a la fig. 7, una fotografia.
fig. 6
fig. 7
Els passos a seguir que es suggereixen per assajar l'acoblador són :
• Per començar, es simula una antena ressonant de 50 Ω d'impedància mitjançant dues resistències de pel·lícula de grafit de 100 Ω , en paral·lel.
• Situeu els condensadors variables aproximadament a la meitat del seu recorregut, amb la qual cosa la capacitat de cadascun serà d'uns 200 pF . Anant a la fig. 5, aquesta situació correspon al punt d'intersecció de les gràfiques.
• Ajusteu l'analitzador de xarxes a una freqüència central de 1.800 kHz i una excursió d'uns ± 300 kHz .
• Retoqueu l'ajust dels condensadors fins aconseguir l'adaptació correcta, tal com indiquen els diferents formats de les fig. 8, 9 i 10. Advertiment : aquest ajust és crític i requereix paciència, ja que s'han d'anar fent petits retocs fins que s'aprèn a veure la influència que té la variació de capacitat de cadascun dels condensadors.
fig. 8
fig. 9
fig. 10
• Substituïu les resistències per una de valor més baix, per exemple 27 Ω . Les gràfiques ens diuen que per aconseguir l'adaptació s'ha de disminuir la capacitat de C1 i augmentar la de C2 .
• Substituïu la resistència de 27 Ω per una de 100 Ω . Les gràfiques ens diuen que ara la capacita de C1 haurà de ser més gran de 200 pF i la de C2 més petita que aquest valor .
• Assageu altres valors de resistències seguint el que ens diuen les gràfiques per ajustar les capacitats dels condensadors .
Observació : Si les imatges obtingudes presenten irregularitats sobtades respecte de les fig. 8, 9 i 10 , vol dir que hi ha algun terminal d'algun element que no fa bon contacte amb la protoboard.
Observant un acoblador comercial, per exemple el MFJ-948, i la informació que facilita el fabricant, es veu que utilitza una xarxa com la de la fig. 1 .
Veiem que utilitza dos condensadors variables iguals de 208 pF de capacitat màxima i la bobina disposa de diverses preses ja que el marge d'utilització d'aquests acoblador va, segons el fabricant, de 1,8 MHz fins 30 MHz . Així, per a R = r = 50 Ω , f = 1,8 MHz i els condensadors a la meitat del seu recorregut (≈ 104 pF) tindrem:
Destapant l'acoblador i observant la bobina podem comprovar les seves dimensions, contar el nombre d'espires i calcular la seva inductància aplicant la fórmula de Wheeler, la qual resulta ser de l'ordre de 40 μH , valor molt semblant al calculat.
Per a freqüències més altes, amb un commutador es selecciona la presa adequada la qual correspondrà a un valor més petit d'inductància.
