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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Características de diseño de los equipos VHF. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Nodos de equipos de radioaficionados Los equipos de onda ultracorta, en comparación con los equipos diseñados para operar en longitudes de onda más largas, tienen características propias que el diseñador debe tener en cuenta. Estas características están determinadas por el hecho de que a frecuencias altas y especialmente ultraaltas, las pérdidas de energía en lámparas, circuitos oscilatorios y varios tipos de dieléctricos aumentan considerablemente. Las lámparas ordinarias que funcionan bien a frecuencias bajas y no particularmente altas (hasta 30 MHz), funcionan mal a frecuencias altas o incluso no funcionan en absoluto. Tales dieléctricos como parafina, textolita, carbolita, getinaks, cartón, caucho causan pérdidas tan grandes en los circuitos que su uso en equipos de onda ultracorta debe considerarse completamente inaceptable. Por esta y otras muchas razones (que se comentan más adelante), un ultracorto principiante nunca debe probar uno u otro diseño, recurriendo a los llamados montajes "voladores", que el aficionado suele llamar prueba. Como regla general, casi cualquier equipo de onda ultracorta ensamblado de acuerdo con un muy buen esquema, pero apresuradamente, descuidadamente, con una disposición desordenada de las piezas, con cables de montaje largos y enredados con aislamiento de mala calidad, utilizando dieléctricos de baja calidad, siempre da resultados insatisfactorios o no funciona en absoluto. Por eso, antes de proceder con la fabricación del diseño previsto, se recomienda familiarizarse con las siguientes notas y consejos, que pueden ser de gran utilidad para el aficionado. En los circuitos oscilatorios de equipos de onda ultracorta, uno tiene que lidiar con bobinas de muy baja inductancia y capacitores de capacitancia insignificante. Cuanto mayor sea la frecuencia para la que se calculan los receptores o transmisores, menor: las inductancias y capacidades de trabajo. Asi que. a frecuencias de 40, 144 y más aún a 420 MHz, estos valores resultan comparables con las capacidades entre electrodos de las lámparas, la inductancia de los hilos conductores, las capacidades parásitas de la instalación y la inductancia de los cables de conexión. Por lo tanto, siempre es necesario esforzarse para garantizar que la capacidad de montaje de los circuitos de alta frecuencia sea mínima y que los cables de conexión sean rectos y lo más cortos posible. A las frecuencias indicadas arriba, un conductor de 5 a 10 cm de largo tiene una inductancia del mismo orden que la inductancia de la bobina del bucle. Y si este conductor está doblado, es decir, tiene forma de media vuelta, entonces su inductancia será aún mayor. Incumplimiento de las normas de instalación de cables de onda ultracorta. en primer lugar, a un cambio brusco en la frecuencia de las oscilaciones naturales, su desviación de la calculada, y en segundo lugar, a un deterioro en el factor de calidad, el circuito y un aumento en la atenuación en él. Desde este punto de vista, la disposición racional de las lámparas y las piezas de alta frecuencia en el chasis tiene una importancia decisiva para el buen funcionamiento de los equipos de onda ultracorta. Al elegir un lugar para colocar piezas y lámparas y su posición relativa, debe guiarse por las siguientes reglas: a) Las bobinas de bucle deben colocarse cerca de las lámparas a las que pertenecen. b) Las lámparas de las etapas de amplificación de oscilaciones de alta frecuencia, el oscilador local y el mezclador deben ubicarse cerca del bloque de capacitores variables. c) Colocar las lámparas de las etapas de amplificación de las oscilaciones de frecuencia intermedia junto a los transformadores de frecuencia intermedia. El diseñador de equipos de onda ultracorta también debe tener en cuenta. que a medida que aumenta la frecuencia de funcionamiento, la ganancia de las lámparas convencionales no especiales cae rápidamente, acercándose a la unidad ya en frecuencias del orden de 80 MHz. En este caso, la mejora de la calidad de los circuitos oscilatorios, el uso de plata y cerámica de alta calidad no dan ningún resultado positivo. Por esta razón, el diseñador siempre debe esforzarse por usar lámparas especiales sin base que tengan pequeñas capacitancias entre electrodos y estén diseñadas para operar en el rango VHF. Estas lámparas incluyen todas las lámparas del tipo "bellota", lámparas 6N15P, 6S1P, 6S2P, 6NZP, 6Zh1P, 6ZhZP, 6Zh4P, GU-32. GU-29 y otros. Pero incluso las lámparas especiales tienen una impedancia de entrada reducida a frecuencias ultra altas. La razón principal de la disminución de la resistencia de entrada de la lámpara, en función del aumento de la frecuencia de funcionamiento, es la inercia de los electrones. La inercia del flujo de electrones hace que aparezca la corriente de rejilla. lo que significa la aparición del componente activo de la conductividad de entrada. (Al mismo tiempo, la corriente de la red aumenta el ruido de fondo.) La inductancia de los cables de la lámpara también reduce la impedancia de entrada de la lámpara. Como resultado del hecho de que la inductancia de la bobina a altas frecuencias es pequeña y las pérdidas en la lámpara son grandes, la resistencia resonante del circuito es pequeña (1500 ohmios o menos). Ante esto, para los generadores de VHF es necesario utilizar circuitos con un alto factor de calidad. Para reducir las pérdidas en el circuito, siempre se debe evitar el uso de una gran cantidad de dieléctricos. Los dieléctricos deben usarse solo de alta calidad, diseñados para operar a altas frecuencias. No se deben usar getinaks, carbolita, textolita a frecuencias superiores a 30 MHz debido a pérdidas excesivas en ellos. La mejor bobina para los circuitos osciladores es una bobina, que es un marco hecho de cerámica de alta frecuencia, a lo largo de cuya ranura helicoidal se deposita una capa de plata. Tal bobina tiene bajas pérdidas, es duradera y proporciona un valor de inductancia casi constante en un amplio rango de temperatura. El uso de tales bobinas en transmisores autoexcitados garantiza una estabilidad de frecuencia suficiente. La deriva de frecuencia insignificante durante el calentamiento, causada por un cambio en las dimensiones geométricas de los conductores de conexión, puede compensarse fácilmente utilizando condensadores con un coeficiente de temperatura negativo en los circuitos. En condiciones de aficionados, tales bobinas son prácticamente imposibles de fabricar. Sin embargo, una bobina con mayor estabilidad, que es necesaria principalmente para el oscilador maestro, puede enrollarse con alambre de cobre (preferiblemente plateado), precalentado a una temperatura de 100-120 ° C, colocándolo con cierta tensión en las ranuras de el marco de cerámica. Está claro que se pueden usar bobinas sin marco más simples en duplicadores y etapas de salida en las que no se produce generación de frecuencia. Sin embargo, en todos los casos, es necesario esforzarse para garantizar que los contornos sean mecánicamente fuertes. Muy a menudo, los radioaficionados, queriendo aumentar el factor de calidad del circuito, fabrican bobinas de un diámetro innecesariamente grande.En los generadores, esto conduce a grandes pérdidas por radiación. Se deben recomendar bobinas con un diámetro de 15-20 mm, en la etapa de salida: 30-35 mm. Las bobinas deben colocarse lejos de masas metálicas para evitar pérdidas por corrientes parásitas. La distancia mínima de la bobina a grandes superficies metálicas debe ser al menos el diámetro de la bobina. A frecuencias de 400-450 MHz y superiores, es conveniente utilizar circuitos oscilatorios hechos en forma de líneas en cortocircuito de cuarto de onda. Si el factor de calidad de los circuitos ordinarios es de varias decenas de unidades, entonces el factor de calidad de la línea del circuito puede incrementarse a varios miles. En las estructuras de transmisión descritas en esta colección, diseñadas para operar en el rango de 420-425 MHz, en lugar de bobinas convencionales, se utilizan líneas que consisten en tubos de cobre plateados. El diseñador debe prestar especial atención a la calidad de los condensadores variables, a la fiabilidad del contacto de fricción en ellos. Siempre que sea posible, el rotor del condensador debe estar "puesto a tierra", es decir, conectado al chasis, esto evitará que la mano del operador afecte el ajuste del circuito. En transmisores, lo mejor es construir un excitador de acuerdo a un circuito con comunicación electrónica. Esto facilita la fijación del condensador y elimina la influencia de las manos en la frecuencia de las oscilaciones generadas. Por lo general, el circuito de ánodo de un excitador de este tipo está sintonizado con el segundo armónico y, por lo tanto, al usar una lámpara, la frecuencia se duplica. Reducir la frecuencia del oscilador maestro aumenta su estabilidad. La ventaja de este esquema es que el generador con dos lámparas tendrá parámetros no peores que un generador de tres lámparas. Al construir un transmisor, el diseñador debe tener en cuenta que cada circuito oscilatorio en un transmisor de etapas múltiples debe tener un elemento de sintonización (perilla de condensador variable). La sintonización constante de los circuitos de ánodo del doblador y la etapa de salida a la frecuencia media del rango conduce a una disminución significativa en la potencia vibratoria transferida a la antena cuando el transmisor está sintonizado a frecuencias distintas a la media. Al instalar generadores, nunca se deben quitar las lámparas de las etapas posteriores; las lámparas deben dejarse en los zócalos, y para que no fallen, es necesario quitarles el voltaje del ánodo. Si el diseñador, al ajustar la operación del oscilador maestro y establecer el rango deseado de frecuencias generadas, quita la lámpara duplicadora y luego, después de completar el ajuste duplicador, la vuelve a colocar en su lugar, entonces debido al acoplamiento capacitivo entre estos etapas, el oscilador maestro estará tan desafinado que en el circuito duplicador no se encontrarán fluctuaciones. Por la misma razón, no puedes. por ejemplo, para seleccionar uno u otro armónico en el circuito anódico del doblador cuando el capacitor de acoplamiento está apagado. Al diseñar receptores VHF, todos los esfuerzos del diseñador deben estar dirigidos a obtener la mayor sensibilidad, lo cual es posible solo si se utilizan amplificadores de alta frecuencia con un nivel mínimo de ruido intrínseco. Es mejor usar triodos para este propósito, que están encendidos pero en el esquema "cátodo puesto a tierra - rejillas puestas a tierra". Como ya se mencionó, en ondas ultracortas, las resistencias de entrada y salida de las lámparas se reducen considerablemente. Por tanto, las pérdidas de energía vibratoria en la propia lámpara superan con creces las pérdidas en el circuito; además, la lámpara desvía bruscamente el circuito, reduciendo su factor de calidad. Para debilitar el efecto de derivación de la lámpara, no todo el circuito, sino solo una parte, debe conectarse a la rejilla de la lámpara. Para los mismos fines, la conexión del circuito amplificador con la rejilla de la lámpara posterior debe hacerse autotransformador. Esto reduce la atenuación introducida por la lámpara en el circuito y le permite obtener la mayor ganancia de etapa. Los condensadores de alta capacidad no se pueden usar en circuitos de desacoplamiento y circuitos de cátodo de receptores VHF, ya que tienen una inductancia notable, cuyo valor a altas frecuencias ya no se puede despreciar, Sin embargo, si se utilizan condensadores de alta capacidad en el circuito, por ejemplo, electrolíticos, que, como se sabe, tienen una inductancia notable, en este caso es necesario conectar un condensador de mica de pequeña capacidad con baja inductancia. en paralelo con dicho condensador. Por lo tanto, tanto las frecuencias ultraaltas como las más bajas se filtrarán al mismo tiempo. Está claro que los cables de conexión largos y un cable de tierra común en rutas de alta frecuencia crean inductancias y capacitancias parásitas notables. Por tanto, es necesario utilizar conductores de conexión rectos, cortos y sin ningún tipo de aislamiento, ya que el dieléctrico provocará pérdidas de energía adicionales. Cada punto del circuito debe estar conectado a tierra con un cable separado, y todos los conductores de tierra relacionados con la misma lámpara y cascada deben estar conectados al chasis en un punto. Estructuralmente, una estación de radioaficionado se puede diseñar de diferentes maneras. Las ventajas indudables tienen un diseño de bloque, en el que el modulador y el generador están hechos en forma de bloques independientes encerrados en un marco de transmisor común. El diseño del bloque facilita el ajuste, la reparación y el reemplazo en caso de falla. El receptor, por muchas razones, debe fabricarse por separado, sin conectarlo rígidamente al transmisor. Esto amplía las posibilidades de experimentación en los casos en los que se debe retirar el receptor del transmisor. Se recomienda fabricar el rectificador como una unidad independiente conectada al transmisor por una manguera de alimentación. Es útil duplicar la salida del rectificador, hecho en forma de chip, con un zócalo con abrazaderas. El uso de pinzas duplicadas es muy conveniente cuando se conecta al rectificador cualquier otro diseño que requiera alimentación y tenga chips o conectores de un tipo diferente a los utilizados para conectar el rectificador a este transmisor. Esta breve introducción no aborda otros temas de interés para el radioaficionado de onda ultracorta. Sin embargo, encontrará respuestas a muchas de ellas directamente en las descripciones de estructuras individuales. Literatura:
Publicación: N. Bolshakov, rf.atnn.ru
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