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CASI TODO SOBRE BOBINAS DE RADIOFRECUENCIA

Autor: Guillermo H. NECCO; LW3DYL

Las bobinas suelen ser una pesadilla para los que recién se inician en Radiofrecuencia. Muchos amigos desisten de hacer algún proyecto cuando ven alguna inductancia en el camino. Por otro lado es perfectamente comprensible, dado que por estas latitudes es imposible conseguir toroides específicos para este fin, y los que se consiguen tienen una variación enorme en su permeabilidad, por lo que es muy difícil proponer un número de espiras, dado que varía enormemente la inductancia de un toroide a otro.

 

Conversando con el amigo Miguel, LU6ETJ me comentaba que lograba excelentes resultados con las bobinas de aire, cosa que resultó cierta en el diseño de los equipos de transmisión y recepción telegráficos publicados anteriormente. El desafío ahora era conseguir una forma y un tipo de alambre que pudiera conseguir todo el mundo. Comenzamos con las jeringas hipodérmicas de Guille, LW4DZC y alambre de 0,70mm2, pero nos comentaron de Puerto Rico que no los podían hacer porque se necesitaba una orden médica para comprar jeringas. Tuve también muchos pedidos de cambio de alambre porque era difícil adquirirlo.

Aprovechando el último encuentro del Grupo Argentino de Telegrafía, donde nos juntamos amigos de todo el país, les comenté mi idea de utilizar caño de PVC de 5/8” para instalaciones eléctricas y cable de instalación telefónica para interiores (ver figura 1) y coincidimos que se consigue en todo el país.

 

Cable telefonico

 

Con este dato me puse a trabajar en una tabla (ver figura 2) que tuviera (sobre un caño de PVC de 5/8) la cantidad de espiras necesaria para lograr distintas inductancias y las frecuencias de resonancia a diversas capacidades: 15pF, 100pF, 365pF y 410pF, elegidas por coincidir con la mayoría de los capacitores variables de recepción, cosa que veremos con detalle en un próximo artículo cuando armemos un preselector de recepción. El Q de las mismas resultó estar entre 80 y 90.

N°ESP uHy 15pf 100pf 365pf 410pf
50 13 11,4 4,4 2,31 2,18
48 12,3 11,7 4,54 2,37 2,24
46 11,8 11,9 4,63 2,42 2,28
44 11 12,3 4,80 2,51 2,37
42 10,5 12,6 4,91 2,57 2,42
40 10 13 5,03 2,63 2,48
38 9,4 13,4 5,19 2,71 2,56
36 8,5 14,1 5,46 2,85 2,69
34 7,5 15 5,81 3,04 2,87
32 7 15,2 6,01 3,15 2,97
30 6,5 16,1 6,24 3,26 3,08
28 6 16,7 6,50 3,40 3,21
26 5,5 17,5 6,78 3,55 3,35
24 5 18,3 7,12 3,72 3,51
22 4,4 19,6 7,59 3,97 3,74
20 4 20,5 7,96 4,16 3,93
18 3,4 22,3 8,63 4,52 4,26
16 2,9 24,2 9,35 4,89 4,61
14 2,5 26 10,1 5,27 4,97
12 2 29 11,2 5,89 5,56
10 1,6 32,5 12,6 6,58 6,21

Figura 2

Si queremos averiguar la frecuencia de resonancia para una bobina o un capacitor dados tenemos las siguientes fórmulas, con f en MHz, L en uHy y C en pF:

 

L= 25.330 / f² C C= 25.330 / f² L

Para los que trabajan con frecuencias más elevadas hice otra tabla (ver figura 3) con una bobina de alambre esmaltado de 1mm2, que se puede conseguir en cualquier taller de bobinado de motores y se enrolla sobre una broca o mecha de 10mm, retirándola luego y quedando la bobina al aire y con las espiras juntas, detalle importantísimo, ya que si estiramos las espiras varía la inductancia. El Q que presenta varía entre 40 y 60.

N°ESP uHy 10pf 20pf 30pf
15 1,02 49,8 35,2 28,8
14 0,90 53,2 37,5 30,6
13 0,84 54,9 38,8 31,7
12 0,80 56,3 39,8 32,5
11 0,77 57,4 40,6 33,1
10 0,68 61,1 43,2 35,2
9 0,60 65 46 37,5
8 0,55 67,9 48 39,2
7 0,47 73,5 51,2 42,4
6 0,38 81,7 57,8 47,2
5 0,31 90,5 63,9 52,2
4 0,25 100 75,2 58,1
3 0,21 110 77,7 63,5
2 0,16 126 89 72,7

Figura 3

Resonancia en paralelo:

Recordemos que si a una bobina y un capacitor conectados en paralelo le aplicamos un generador de tensión constante y frecuencia variable y hacemos un barrido de la misma, obtendremos una curva similar a la de la figura 4.

 

curva

 

Aquí vemos que para un determinado valor de frecuencia, la tensión será máxima, mientras que para otras no habrá prácticamente salida. Esto se conoce como resonancia de la bobina y se utiliza en los receptores para sintonizar estaciones que nos interesan, rechazando las demás. Las bobinas tienen una factor de mérito o Q, que es determinado por la construcción de la misma. Un Q elevado permite una buena sintonía mientras que un Q pequeño indica una pobre selección de estaciones. Está relacionado con el ancho de banda (B), que es el rango de frecuencia a ambos lados de la frecuencia central donde la tensión cae al 77% del valor del pico de resonancia. Las fórmulas para calcular estos datos, mas la atenuación y la impedancia a resonancia las doy en la figura 5.

 

formulas

 

 

Ejemplos prácticos:

Supongamos que necesito un filtro paso banda para la banda de 80Mts como el de la figura 6.

 

ejemplo filtro

 

Me fijo en la tabla de la figura 2 y veo que las bobinas las puedo fabricar con caño de PVC de 5/8 y 42 espiras de cable telefónico para interiores. Las tomas de entrada y salida se realizan a baja impedancia con bobinados auxiliares de cuatro espiras del lado de masa, para no sobrecargar el filtro, de lo contrario se achataría la respuesta al bajar el Q.

Supongamos que necesito obtener una frecuencia de 30 MHz y no consigo cristal para ello. Fabrico entonces un triplicador como el de la figura 7, que consta de un oscilador con un cristal de 10 MHz y un amplificador sintonizado en su tercer armónico (30 MHz) que lleva una inductancia de 0,9 uHy y un trimmer de 40 pF.

 

ejemplo resonante

 

Reviso entonces la tabla de la figura 3 y veo que bobinando 14 espiras de alambre esmaltado de 1mm2 sobre una broca o mecha de 10mm obtengo la inductancia necesaria para montar la plaqueta.

 

Ondámetro:

Un elemento fundamental para trabajar en Radiofrecuencia es el ondámetro, el cual presentamos uno en la figura 8.

 

Ondametro

 

Consta de una bobina asociada a un capacitor variable y de una derivación de baja impedancia, para no sobrecargar el circuito, se toma una parte de la tensión, se rectifica con un diodo de señal (de germanio, de baja barrera de tensión) y va a un instrumento de medida, que puede ser un vúmetro común y corriente.

Debe ser calibrado, marcando en el dial la frecuencia de resonancia. Esto se logra acercando la bobina a un oscilador variable o a una carga fantasma conectada a un transmisor banda corrida. Normalmente se hacen marcas cada 500 KHz. En la calibración es fundamental contar con ayuda de algún Colegio Industrial u otro radioaficionado con experiencia e instrumental, pero una vez calibrado el instrumento es invalorable.

Si queremos calibrar, por ejemplo, el transmisor telegráfico GACW40 acercamos la bobina del ondámetro sintonizado en 7 MHz a una de las bobinas del transmisor y lo ponemos en funcionamiento (ver figura 9).

 

Como de utiliza el ondametro
Retocamos los trimmers del emisor hasta que la aguja del ondámetro deflexione lo más posible. Esto nos garantiza que el equipo emite en 7 MHz y no en otra frecuencia, pues suele suceder que autooscila o se engancha con otro subproducto del mezclador. Si nosotros ponemos un medidor de potencia a la salida vemos que entrega los 2 Watts, pero no nos escucha nadie, porque estamos por ahí en 5 o 6 MHz. Con el ondámetro nos aseguramos que toda su potencia la entregue en la frecuencia correcta.

 

 

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