TEMA: Puente de impedancias para medir antenas

psique_42 escribió:
Hola,

He estado pensando que un puente de impedancias + generador se puede usar como medidor de inductancia conectando en serie con la bobina un condensador de valor conocido y una resistencia de 50ohm (conjunto R-L-C serie). Variamos la frecuencia y cuando se produzca la resonancia tendremos VSWR=1 ya que la impedancia compleja de la bobina se cancela con la del condensador y queda puramente resistiva (50ohm) y por tanto un mínimo de potencia reflejada. Ya sólo queda calcular el valor de inductancia teniendo en cuenta el valor del condensador (conocido) y el valor de frecuencia donde el VSWR=1, y ya tenemos el valor de la bobina calculado como:

L=1/(39.47*C*f^2) (pongo directamente el valor de (2*pi)^2)

¿Se os ocurre alguna otra aplicación para el puente de impedancias?

Un saludo,

Manu.

Modulando en frecuencia al generador de RF con un generador en diente de sierra, un detector a diodo y un osciloscopio ya tienes un poliscopio para ajustar filtros, ver la respuesta en frecuencia de un amplificador, ....

ea4civ escribió:
Buena idea !!!

Lo único es conseguir un detector que tenga un rango dinámico más amplio que el diodo, ya que con potencias bajas el diodo no detecta nada. Los de Analog Devices tienen rangos de más de 90dB.

Un saludo,

Manu

Por favor, Manu, ¿podrías enviar también los esquemas? GPA

Hola Juanjo,

Aquí subo los esquemas, uno completo, y otros dos que son un detalle de los osciladores, y de la etapa de salida y el puente de impedancias. Os comento algunas cosas acerca del diseño:

- Hay dos osciladores para dos bandas. Se elige uno u otro mediante un conmutador que aplica tensión al oscilador correspondiente. La tensión de alimentación se obtiene de un regulador 7809. Los osciladores son Hartley en los que se varia la frecuencia mediante un diodo 1N4007 en inversa. En el primer oscilador no se ha puesto un condensador de ajuste porque tal y como está se obtiene un rango que contiene la banda de 20m. En el segundo OL (el de más abajo), como la banda de 40m tiene una frecuencia menor y se usa el mismo diodo 1N4007, el rango de sintonía es menor, por lo que es necesario un condensador variable pequeño para centrar la frecuencia. Para ajustar los OLs es imprescindible un frecuencímetro. Pero que nadie se eche atrás por no tener frecuencímetro porque hay diseños de frecuencímetros que no requieren programar ningún chip, ni LCD, sin perder precisión. Aquí os dejo el enlace de un frecuencímetro de muy bajo coste, bajo consumo, y alta precisión. Eso sí, requiere hacer unas sumas para saber la frecuencia

www.qsl.net/pa2ohh/sfreq.htm

- Los dos OL se conectan a un buffer-amplificador mediante una resistencia y un condensador. La resistencia determina no sólo el nivel de salida, sino también el factor de calidad del circuito resonante, y sobre todo el nivel de distorsión de la señal de salida del oscilador. Por tanto si obtenemos una señal distorsionada o de bajo nivel podemos jugar con los valores de cada resistencia.

- El buffer-amplificador tenía originalmente un transformador en lugar del choque de radiofrecuencia. Pero vi que el nivel de salida era muy bajo, mientras que la tensión en el colector era muy alta, así que se me ocurrió conectar directamente la carga al colector y funcionó bien. Seguramente no es la mejor manera de acoplar esta etapa a la carga, pero da un nivel de salida de más de 2Vpp sobre una carga de 50ohm, y es suficiente para operar el puente de impedancias. El filtro está diseñado teniendo en cuenta las impedancias de la carga y del amplificacdor. Lo he obtenido diseñándolo como si ambos extremos tuvieran 50hm, y luego por simulación en Spice ajustando los valores de los condensadores para que la respuesta sea la deseada (es importante tener en cuenta que si diseñamos un filtro con impedancias terminales de 50ohm y luego cargamos un extremo con, por ejemplo, 1Kohm, la respuesta cambia). En el buffer hay una salida de pequeño nivel para un frecuencímetro. En esta salida la señal tiene cierta distorsión, así que es sólo para el frecuencímetro.

-La última etapa permite aplicar la señal de los osciladores o bien al puente de impedancias, o bien usar el conector BNC del puente de impedancias como salida para el oscilador. Si se usa como generador, he añadido un atenuador de 4dB para estabilizar la impedancia de salida ya que he comprobado que conectando el buffer directamente a la salida ocurren cosas raras debido a reflexiones si se conecta directamente un osciloscopio con impedancia 1Mohm. En el caso de usar el puente de impedancias, se puede medir el VSWR mediante un transformador que cambia el nivel de salida, o se puede medir directamente la tensión en la carga conectada al puente. Esto se elige con otro conmutador. Esta función es útil para medir impedancias en lugar de VSWR (ver el artículo que subió un compañero en este mismo hilo).

Una cosa que he visto y que quizás se pueda mejorar, es que mientras que cuando hacía pruebas el puente funcionaba muy bien, y con 50ohm de carga la aguja del indicador bajaba al mínimo (VSWR=1). En cuanto lo he montado en la caja con los conmutadores y los cables coaxiales que llevan la señal de un lado a otro, ahora cuando pongo una carga de 50ohm la aguja ya no llega al mínimo (se queda cerca), pero sí llega al mínimo cuando bajo un poco la impedancia de la carga. Esto indica que hay algún elemento parásito que está cambiando la impedancia desde el conector al puente (probablemente el interruptor añadirá algo de inductancia o capacidad al montaje). Recomendación: reducir la distancia entre el BNC y el puente. Esta es la limitación por querer usar el oscilador para dos cosas.. En cualquier caso, este montaje es tremendamente útil porque se puede utilizar para:

- Ajustar antenas en varias bandas. Los osciladores son muy fáciles de cambiar de banda.
- Ajustar filtros debido al generador. Se puede usar como comenta el compañero ea4civ a modo de analizador de redes si añadimos al montaje un diodo detector y un generador de diente de sierra que sustituya el potenciómetro de control de frecuencia.
- Medir bobinas o condensadores mediante el método de la resonancia que he comentado anteriormente.
- Probar receptores mediante la emisión de una señal entre 10mW y 40mW (según la frecuencia).

Las fotos del montaje las tenéis en un post en este mismo hilo.

Bueno, pues esto es todo. Si alguien quiere montarlo podemos intentar mejorarlo.

Un saludo,

Manu

Ya solo falta que lo pongas todo junto y hagas un artículo para la revista.

Por cierto, para una correcta medida de ROE hay que hacer el cálculo (Vfwd+Vroe)/(Vfwd-Vroe) mientras que si solo se mide Vroe la lectura de 25 ohmios y 100 ohmios no coinciden y por tanto las marcas en el medidor analógico de ROE 2:1 no son correctas, pero da lo mismo ya que lo que se busca es el mínimo de Vroe (50 ohmios cuando llega a cero voltios).