20 de julio de 2014

PRESELECTOR - AMPLIFICADOR DE ANTENA PARA ONDAS MEDIAS

Como no podia ser de otra manera, aprovechando un momento libre, decidi encarar la construccion de un nuevo preselector para Ondas Medias, teniendo en cuenta la mayoria de circuitos existentes en internet y tambien por que no decirlo, despues de haber analizado en casi todos sus detalles, los que vienen incluidos con los receptores famosos por su sensibilidad. Entre ellos no puedo dejar de citar al Preselector Collins y tambien al  amplificador de antena que viene junto al receptor EKD 300 o EKD 500, que estimo son las grandes estrellas que inclusive he tenido oportunidad de probar.

Respecto al preselector Collins, he podido analizar dos modelos, el que acompañaba al receptor 51S1 (el 55G1), que me sorprendio por su sencillez y su alta sensibilidad ,diseñado para ondas largas y medias  (200 Khz. a 2000 Khz) y por supuesto el "monstruo" modelo AM  4823/U que acompañaba al R 390 A.

Sobre estos dos modelos he podido escribir algunas notas en este Blog y en el caso del 55G1, inclusive pude plasmarlo fisicamente y con optimos resultados, fabricando un preselector que hasta la fecha, sigue brindando un excelente servicio ,acoplado a un receptor Kenwood R 1000.

 Con respecto al modelo AM 4823/U me llamo la atencion el circuito amplificador de RF conformado por 5(cinco) transistores efecto de campo en diagrama paralelo, algo no muy comun pero que evidentemente brinda un resultado espectacular.

Ultimamente pude analizar tambien el EZ 100 (solo circuitalmente), que es el preselector que acompañaba a los receptores EKD 300/500 y por los comentarios, ya que hasta la fecha no pude conseguir un ejemplar  para su evaluacion, tiene un desempeño superlativo con gran sensibilidad y bajo nivel de ruido.

En fin, revisando y analizando cada uno de los circuitos, me termine decidiendo por una configuracion cascode  (surtidor comun gate comun) con el fin de encarar la construccion de un nuevo preselector que abarcara el segmento propuesto de Ondas Medias.

 Este tipo de configuracion tiene la ventaja de una gran ganancia y baja carga de los circuitos resonantes, obteniendose un muy buen rendimiento a la salida.

Asimismo la idea era armar en un gabinete, los circuitos sintonizados y luego sobre ellos probar las distintas configuraciones de amplificadores posibles, midiendo en laboratorio su ganancia y su relacion señal/ruido. Por otra parte decidi utilizar para su armado, todo el material disponible de anteriores desarmes, con el fin de reciclar componentes.

Entre los circuitos propuestos como bien dije anteriormente, comence con un cascode compuesto de dos transistores efecto de campo MPF 102 que tenia como remanente de vaya a saber que proyecto anterior, pero alli estaban esperando ser nuevamente reutilizados.

Navegando internet encontre un circuito ya probado y que al parecer reunia las condiciones que buscaba



El diagrama lo pueden encontrar si asi lo desean, en la pagina

http://www.qsl.net/va3iul

Como es logico y dado que la intencion es amplificar en el paso de entrada solo el segmento de Ondas Medias (500 Khz. a 1750 Khz), solo utilizaria dos juegos de bobinas para cubrir el rango de frecuencias requerido, en dos segmentos.Uno de 500 Khz. a 1000 Khz  y el otro desde 1000 Khz. a  1800 Khz. Entre mis trastos usados encontre una llave cambio de onda de cuatro polo dos posiciones que venia como anillo al dedo.

Para el circuito resonante, utilice una bobina de FI valvular Luxtone compuesta de dos sendas bobinas con nucleo de ferrite y que contenian en paralelo un capacitor de 100 pf ceramico, obteniendo en consecuencia la sintonia de 465 Khz.

En la foto anterior se puede observar la extraccion de una de las bobinas, para quitarle vueltas, ya que si con un valor de 100 pf en paralelo daba como resultado una resonancia en 465 Khz., al colocarle un capacitor variable( extraido de una vieja radio valvular ), con un valor de 10pf - 410 pf, la frecuencia de sintonia con el capacitor variable totalmente cerrado daria como resultado una frecuencia de resonancia muy baja como  efectivamente asi ocurrio (150 Khz.), mientras que cuando el capacitor variable estaba totalmente abierto, la frecuencia de sintonia llegaba hasta casi los 480 Khz.

Si bien y de manera empirica le sacaria vueltas a la bobina (inductancia) como para llevarla a un tercio de su valor, tembien queria conocer sus valores, asi que munido de un medidor de inductancia procedi a medir el valor de la misma en su estado original.



En la foto se puede apreciar el valor indicado de 925,28 microhenrios, lo que extrapolado a la formula de thompson casi que daba las frecuencias indicadas de 150 Khz. y 480 Khz., por lo que decidimos sacarle vueltas a la bobina y llevarla a un valor que permitiera cubrir la frecuencia deseada. Aqui hago notar que, la utilizacion de la formula mencionada (Thompson) y los valores medidos de inductancia, se acercaban en cierta medida a la frecuencia deseada, pero no con gran precision, no obstante lo cual y al contar con nucleo de ferrite, esto me permitiria compensar y alcanzar el valor buscado.



En la foto anterior se aprecia la inductancia lograda al extraer las vueltas al bobinado original, y el valor real obtenido de casi 190 microhenrios.
Empleando el instrumental existente (Generador de RF y osciloscopio) junto al accionamiento del nucleo de ferrite del bobinado, logramos obtener una frecuencia de resonancia que abarcaba casi 500 Khz. (de 500 Khz. a 1000 Khz.), todo esto en vacio. Otra cosa seria cuando se le agregue el circuito electronico de amplificacion por su capacidad en paralelo, que haria disminuir la frecuencia de resonancia, pero confiaba en que el accionamiento del nucleo de ferrite compensaria esta variacion.
Siguiendo con la onda cartonera (utilizacion de los rezagos), decidi armar otra inductancia con el sobrante del hilo de litz de la bobina original. Por lo que munido de un par de formas plasticas de bobinas con su correspondiente nucleo de ferrite, me aboque al armado de dos nuevas inductancias y cuyo resultado se observa a continuacion.



Con este valor de inductancia procedi a conectarla en paralelo con el capacitor variable, obteniendo el segmento de sintonia faltante, es decir de 900 Khz a casi 1600 Khz.


A cada una de las inductancias logradas (4 en total) y siguiendo el diagrama elegido, le agregue un bobinado de 7 vueltas que serviria para el acople en baja impedancia.

Terminado el tema de las inductancias, quedaba montar componentes sobre el chasis gabinete y dar inicio al armado de todo el conjunto.



A continuacion el montaje de las inductancias logradas


El ajuste de cada una de las bobinas ya colocadas en el gabinete lo lleve a cabo, auxiliandome del Generador de RF , el frecuencimetro y el osciloscopio. El ingreso de la señal lo hice por el acoplamiento y sobre el circuito resonante coloque el osciloscopio, consiguiendo finalmente la cobertura buscada en el primer conjunto de bobinas. A continuacion y eligiendo el centro de frecuencias, procedi al ajuste en igual posicion del capacitor variable, logrando de esta manera la misma frecuencia de sintonia para igual posicion del capacitor variable. Esta tecnica (vieja por cierto), se conocia como "arrastre" y era utilizada para el ajuste o calibracion de los receptores superheterodinos.
Una vez conseguido la sintonia de ambos circuitos resonantes quedaba la prueba empirica "en frio" (sin el circuito amplificador) o sea solo el conjunto de bobinas y capacitor variable tal como se aprecia en la fotografia anterior. Para ello coloque este conjunto previo al receptor, procedi a sintonizar una estacion lejana en ondas medias (por el horario y la intensidad del ruido), elegi a radio nacional santa fe en el extremo bajo (540 Khz.), radio Salta casi en el centro  840 Khz y finalmente la radio de San Guillermo en  1510 Khz. en el extremo alto. Con el circuito del preselector sintonizaba la misma frecuencia, logrando realzar la misma casi con 10 dB de ganancia (solo el circuito sintonizado), eliminando el ruido y clarificando la emision. Esta amplificacion "extra" sin un circuito electronico excepto el sintonizado, se debe a que el Q del circuito en la frecuencia de sintonia eleva la ganancia en ese punto. Logicamente al colocarle el amplificador cascode, esa ganacia en el mismo punto debe aumentar otro tanto. Una vez lo lleve a cabo publicare los resultados y seguramente contrastare el cascode con un conjunto de transistores FET en paralelo, para probar el circuito Collins.

Aclarando antes que oscurezca, la colocacion de cualquier receptor portatil dentro de un circuito sintonizado (tipo antena de cuadro) permite lograr el mismo efecto, es decir el realce de la recepcion de alguna emisora en particular. Tambien existen circuitos sintonizados colocados dentro de un tubo plastico, que en su interior solo contiene una inductancia sobre nucleo de ferrite y un capacitor variable de sintonia, Al acercarlo en forma paralela a la antena de ferrite del receptor se logra una excelente amplificacion. Logicamente si agregamos la amplificacion electronica, la ganancia aumentara como asi tambien el ruido, pero justamente esa es la caracteristica de los circuitos preselectores o amplificadores de antena.


Ing. Pedro Navarro
Julio de 2014

Hoy he cumplido dos años de vida (y si, hace dos años me debatia entre tocar el arpa en una nube o seguir esgrimiendo el soldador de manera terrenal, gano esta ultima propuesta. Es como haber nacido de nuevo. Sirva este proyecto como homenaje y celebracion de seguir entre los vivos-( que respiran, no los vivos de mente).






1 comentario:

Esteban Pascazzi dijo...

Te felicito...que bueno que puedas seguir quemando el soldador y no tocando el arpa....soy LU8ATK, Y buscando en google amplificador cascode llegué al tuyo. 73 YDX