Imprimeix
Categoria: Circuits Passius
Vist: 2003

            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.