Impedancia en simple para radioaficionados ???

 ¿Será posible explicar esto de la impedancia compleja de forma tan "resumida" y de manera tal que a cualquier persona le resulte comprensible sin  disponer de conocimientos básicos y esenciales para tratar estas materias?

A mi parecer creo que mas bien se trata de una pretensión, la que por mas noble que ella sea, quien desee adentrarse en estos términos relacionados con la CA deberá realizar un esfuerzo y estudiar bastante. No basta con mirar y escuchar un sin numero de "tutoriales" que existen alojados en la super carretera de la información, no basta con decir "si eso ya lo se y no me lo expliques" en consecuencia que la realidad es muy distinta.

La formación académica organizada permite comenzar desde el nivel mas básico hasta lograr un experiencia, la que a lo largo del tiempo tiene innumerables evaluaciones, aquellas que permiten ir dando pasos de acuerdo a como se va instalando el conocimiento en nuestro interior.

El calculo superior, el algebra, la física, la mecánica y tantas otras materias de estudio proporcionan las herramientas necesarias para desarrollarse en el ámbito puramente profesional o técnico. Sin embargo y no obstante lo anterior, también existen personas que aun cuando han aprendido en de forma autodidacta, ellas han logrado un orden en su aprendizaje y ello lo demuestran con humildad, devoción y un gran espíritu de superación.

Comenzar de atrás para delante no tiene sentido, hablar de impedancia compleja y pretender entenderla a cabalidad sin antes haber pasado por el conocimiento del mundo DC y todas las variable y leyes que en ella existen, solo terminará por confundir mas la información de quien trata de aprender, hablar del dominio complejo de la frecuencia en circunstancias que no se entiende que es una función, por ejemplo f(x) o g(x) y que las misma estén restrictas al dominio del tiempo, que tengan limites, que sean continuas o discontinuas, que sean derivables, integrables, solo por mencionar algunos aspectos, terminarán defraudando a quien tiene las ganas de, repito, aprender.

La red está llena de personas que mas bien por un afán narcisista se lanzan a tratar de explicar aquello que ellos mismos no comprenden y créanme, incluso profesionales de áreas tan distintas al mundo eléctrico o electrónico se lanzan en picada a explicar con dotes casi mágicos o como digo yo, sacando conejos de un sombrero. 

El mundillo este de la electricidad o la electrónica a diferencia de otras instancias y disciplinas, mas bien obedecen a funciones para nada lineales, aun cuando ellas también existen, aquí las funciones son curvas, senoidales, exponenciales, logarítmicas, incluso otras tantas mucho mas macabras.

No obstante lo anterior, no todo están negro como hasta aquí se los he relatado ya que una vez mas les digo, prima el espíritu de superación que cada uno de nosotros debe tener, en la vida nada es tan fácil, pero tampoco nada es tan difícil, sobre todo cuando una persona tiene el entusiasmos sagrado de aprender, de superarse a si mismo con el sano sentimiento de lograr avances en el conocimiento personal, nada de esto es o se debe relacionar con una competencia desmedida de quien sabe mas que otro, recuerda siempre la máxima que dice "solo se que nada se".

Quieres aprender ??

Te dejo unos videos que busque y encontré en la red y que considero están muy bien explicado y si te falta mas información, busca el tema relacionado con fasores, claro que antes estudia cosas como nudos y mallas.

       

Recuerdas las cargas coaxiales que fabricamos para insertarlas en un dipolo de media onda con el fin de operar con una sola antena dos bandas, por ejemplo 80 y 40 mts ??. Entonces te sugiero veas el siguiente video y que luego sigas con el video siguiente de Aurelio Cardenas (Resonancia Paralelo) . Te aseguro entenderás los que sucede en estas "trampas coaxiales" y del porque a algunos colegas radioaficionados, literalmente se les queman dichas trampas coaxiales. 

A propósito de impedancia y resonancia, que tal un poco de los parámetros de una antena ???

Saludos Cordiales CE7FFD.........ahora XQ7FFD

Circuito tanque entrada Amplificador valvular QE08/200 x 4

Hace algún tiempo había construido un amplificador valvular de 1 Kw, el que utilizaba en clase B para SSB y clase C para modularlo en alto nivel, tanto en placa como en pantalla. 

Con el paso del tiempo he creído pertinente rehacer el circuito tanque de entrada y mejorar la neutralización de esta etapa amplificadora.

Buscando en la red algún circuito acorde con mis nuevos requerimientos, encontré una publicación de Lucio Moreno Quintana, en la que aborda muchos circuitos amplificadores lineales para banda lateral única. Pienso que reinventar la rueda hoy por hoy no tiene necesidad de ser y así entonces me decidí a trabajar............

El diagrama del circuito propuesto por L.M. Quintana es:

Este circuito trata de un sistema de sintonía LC paralelo, en que el condensador de sintonía es del tipo de estator dividido, en que cuyo estator se conecta directamente a tierra o GND. Un extremo del circuito de alta impedancia va hacia las grillas (control) de las cuatro válvulas que utilizo, mientras que el otro extremo de este circuito de alta impedancia, va conectado mediante un condensador de baja capacidad, del tipo pistón, hacia las cuatro placas en paralelo de las válvulas Phillips QE08/200.

El circuito final que he adoptado es:

Tal como se aprecia en esta imagen, la misma no dista mucho respecto de la imagen anterior.  La única diferencia radica en el circuito de entrada de baja impedancia, en donde L1 está conectada en serie con un condensador variable de 250 pF y que tiene por función permitir una mejor selectividad del circuito total de entrada y permitir acoplarse de mejor forma a los 50 ohm típicos del los transceptores de HF actuales.

Cada día que pasa, estoy mas sorprendido respecto de lo sencillo que se ha vuelto realizar mediciones en alta frecuencia y claro, todo ello con la gran diversidad de instrumentos que han aparecido en el mercado a un precio absolutamente razonable. Antaño pensar en un osciloscopio, o un analizador de espectro eran solo sueños o mas bien pesadillas por no poder disponer de ellos......ni pensar en un VNA solo la NASA podía tener uno de ellos, pero el tiempo ha transcurrido y felizmente hoy podemos disponer de un instrumento con precisión suficiente para nuestros fines amateur.

Solo hace unos días llego a mis manos un nuevo y reluciente NanoVNA V2 y que si bien con la versión anterior  NanoVNA H4 con algo de paciencia lograba trabajar, ahora simplemente es formidable y mas aun cuando he instalado el software NanoVNA-QT en mi laptop.

Las recientes mediciones que realizado al circuito tanque de entrada descrito anteriormente, han dado como resultado la siguiente imagen:

Simplemente se trata de una maravilla toda la información que recoge este minúsculo adminiculo vectorial y que pone a nuestra entera disposición. Al lado izquierdo de la imagen una hermosa carta Smith que grafica el movimiento de la función de impedancia compleja en función de la frecuencia de trabajo. Por otra parte y en un menú seleccionable por el usuario, entre otras variadas posibilidades, un diagrama correspondientes a las perdidas de retorno sobre el puerto 1, es decir, S11 (véase parámetros Scattering).

Finalmente comparto con ustedes un video que permite conocer el funcionamiento del circuito resonante LC paralelo.

Pruebas preliminares de neutralización en mi amplificador de 1kw, de acuerdo al procedimiento descrito por L. Moreno Quintana en su libro de Amplificadores Lineales para Banda Lateral Única.

 

............ Saludos cordiales CE7FFD

New project based on the AD8302

I have started to work on a new project that tries to obtain RF measurements and that after being digitized they are presented in a graphic or fluorescent screen.

The starting point can be seen in the following image:

Working with the AD8302 is not easy and even when there is information on the network, it is very diffuse and even confusing enough. Along with advance I will share the information.

For the moment as a development platform I will use the Atmega328P microcontroller and the Arduino one environment. The ADC digital analog converter will be the MCP3304 and even though it was a bit difficult to access it to use different analog inputs, I soon found a library for the Arduino environment and it helped a lot in that task.

Well ... here we go!

Problems problems, never missing...............................

Considerations

One of the first problems that came up when I started with the AD8302 implementation was that, in the absence of an input signal on each of the ports, they indicated very different voltages at their outputs of Vmag and Vphs than the 900 mV that appear on the the data sheet regarding the central values of the slopes of Vmag and Vphs.

During long days of work try to understand why this anomaly happened, look in the network to know if someone else reported the same problem that I was having. In some forum I found that other people expressed the aforementioned problems and received all kinds of suggestions to end the problem. I was not satisfied with the explanations provided in these forums and therefore I decided to start investigating on my own what is happening.

A situation that caught my attention, was that more than one person had had the aforementioned problem, even though they were working with the development board of the manufacturer of the AD8302 or some alternative, the problem was then the same, that is, Vmag and Vphs were very high even when I was not entering any signal in their ports of entry or when they were in short circuit ....... well that's what they thought.

I observed a lot the development board to know the correct distribution of components and it was there that I became aware of what was happening. Note that the AD8302 has a very sensitive input up to 2.7 GHz, observe the data sheet and you will notice that this device can "hear" signal levels of up to -60 dbm or -90 db which is very good on the one hand , but that also represents a big problem.

Although, my project does not consider working with signals of UHF or greater since it will only work in the band of HF between 1.8 Mhz up to 50 Mhz. Note that even if you do not consider such high frequency ranges, it does not mean that the AD8302 does not see or hear these frequencies and therefore it is of special care to have this consideration in view.

On the other hand, the useful signal that will enter in the AD8302 must be attenuated in magnitude and that the same attenuation network must have the correct impedance both at the input of the attenuator network and at its output. Anyone can think that as the signal to enter the AD8302 is well below 2.7 Ghz the issue of impedance is rather simple to address, but the truth is that the AD8302, I repeat again, was designed to work up to 2.7 Ghz and this is not less when it comes to input impedance, remember that any length not suitable for a PCB line has reactive components that even translate into a nice antenna for frequencies of many Mhz. Well, that's the problem then of the output levels of Vmag and Vphs outside the central voltage range corresponding to 900 mV. The solution is to design the appropriate track or track on the PCB board and this necessarily implies getting into the world of the microstrip. Little or nothing will replicate some designs since they are made in particular PCB virgin materials which among other things are quite thin compared to the traditional double-sided fiberglass printed circuit.

In addition to the above, it is necessary to take into account that the differences or variations of Vmag and Vphs even when they are in the 900 mV are due to the variation of the temperature of the device or the thermal drift of the same. I have seen that the effects of temperature are to be taken into account and that is why it is important to consider having a temperature transducer to monitor it and make the corrections of the values of Vmag and Vphs as a function of temperature.

Modulo RF HF 40 mts

He comenzado un nuevo proyecto que consiste en la implementación de un modulo compacto de RF para la banda de 40 mts. El modulo en cuestión es una unidad amplificadora para un transmisor con modulación en amplitud el que puede cómodamente proporcionar unos 500 watt de portadora. 

El modulo es un amplificador clase E  "push pull" aun cuando en estricto rigor se trata de dos amplificadores clase E los cuales amplifican cada uno de ellos 180º  de la señal de entrada respectivamente............

El transformador de entrada esta construido a partir de dos columnas de ferritas toroides T50-2 cada columna posee tres toroides. El transformador de salida también posee dos columnas, pero esta vez se trata de la ferrita T106-2.............continuará 

Ruidos y ruiditos varios

Hace tiempo que el espectro radial de HF se ha visto infectado de ruidos molestos que malogra la recepción de señales propias de nuestro actividad radial. Durante largo tiempo escucho que otros colegas de radio se quejan de las malas condiciones de propagación, cuando en realidad no se trata de ello, las condiciones son buenas a diario y las mismas son activas durante las horas que les corresponde, la causa del ruido entre otras y no menos significativas provienen incluso de malas instalaciones de sistemas de Tv satelital. 

El siguiente video que he encontrado en la red muestra claramente lo que en otros lugares también están viviendo colegas de radio. Presten mucha atención al minuto 15 y si bien quien grabo el video en cuestión indica que finalmente la causa de ruido provenía de otra fuente (situación que no comparto), mi experiencia dice que efectivamente una pobre o mala instalación de de Tv satelital arroja estos inconvenientes. Particularmente estoy batallando con esa fuente de ruido, haciéndole frente desde mis sistemas de recepción, sin embargo ahora comienzo la larga etapa de hacer valer mis derechos ciudadanos.

Amplificadores de RF con reja a masa

Hace algún tiempo me encuentro trabajando en un nuevo proyecto, el que consiste en la implementación primero o en una primera etapa como un Amplificador valvular para SSB multibanda HF quien una vez funcionara debidamente daría curso a una segunda etapa para transformarse como un etapa de RF de lo que seria mi nuevo transmisor de AM. Mirando el material que tenía disponible, recordé tenía cuatro válvulas un tanto desconocidas en el ámbito de la radio afición, se trataba de las válvulas de Phillips QE08/200. La idea era disponer las cuatro válvulas en configuración paralela. La QE08/200 es robusta, de baja tensión y alta corriente de trabajo, es un tetrodo. Rápidamente comencé a trabajar en en la construcción del gabinete, siguiendo la máxima que dice "La función determina la forma", continué proyectando los transformadores y la respectiva fuente de poder.

Una vez que todo estaba dispuesto, las bases de las válvulas ya casi estaban instaladas, debía comenzar al cableado de la circuiteria correspondiente al tipo de amplificador, cuatro válvulas en paralelo.......que potencia entregaría ese artefacto, pensaba !!!!. Cuando ya casi, cautin en mano estaba listo a soldar los primeros componentes en las bases de los mencionados tubos llego hasta mi mente una serie de preguntas inquietantes ¿la excitación seria por grilla o por cátodo? ¿si era por grilla que hay de aquello respecto a las autoscilaciones indeseadas o parásitas?¿triodo o tetrodo? ¿reja a masa? ¿excitación por cátodo? en definitiva ¿que? y ¿porque?. Bueno a estas alturas todos quienes ya tienen algo de experiencia en la construcción de amplificadores de RF de potencia, digamos potencia considerable, prefieren trabajar con el sistema denominado "AMPLIFICADOR CON REJA A MASA" sostienen que dicha configuración esta exenta de los problemas propios de los sistemas acoplados a alta impedancia como lo es la excitación por grilla. También es conocido que aun cuando se tienen disponible Tetrodos o Pentodos, los mismos son tratados como si fuesen Triodos, simplemente en la configuración reja a masa toman cuanta grilla encuentren y las juntan en el plano de tierra o GND respectivo.

Obviamente un sistema tradicional con excitación en alta impedancia o atravez de la grilla de control es fácil de comprender pero al mismos tiempo muy difícil de hacerle funcionar de forma optima cuando no se tiene la experiencia y los conocimiento adecuados. En esta configuración no son menores los problemas cuando se trata de neutralizar correctamente el dispositivo no lineal, pero en síntesis, es repito muy fácil de comprender como trabaja dicha configuración. En cambio mucho mas común es ver una disposición de reja a masa aún cuando la generalidad de las personas que arman dicha configuración tienen escasa idea de saber a ciencia cierta como es que trabajan dichos sistemas. Es facíl dicen, solo debes preocuparte de conectar la o las grillas a tierra, excitar el cátodo y tener un buen circuito para acoplar la placa a la carga y bueno obviamente polarizar el cátodo correctamente para los modos de Rx y Tx .......y ya está todo se hace muy rápido y con mínimo esfuerzo..........que idea mas equivocada !!!!!! cuando he preguntado a alguien si me puede explicar como es que funciona en RF un amplificador excitado por cátodo o reja a masa miles de grillos se escuchan, el silencio es eterno y lo que parecía tan fácil en la practica, deja de serlo.

La cuestión en primera instancia consiste en saber como es el recorrido que la RF efectúa o dicho de otra forma como está cerrado el circuito de RF en este tipo de amplificador. Las siguientes figuras acusan como es que funciona este tipo de circuito, solo basta con mirar detenidamente y bueno las palabras sobran.

Como decimos en mi tierra "Aquí está la madre del cordero" dicho así entonces me decidí a trabajar esta última configuración. A si, ahora esta claro !!! o no ???.........mmmmm pensé nuevamente, pero si estaba claro, pero y la impedancia de entrada de cuanto es ????. Llegado hasta aquí me sumergí en cuanto texto y Handbook tenia a la vista y todos repetían la misma tontera " la impedancia de entrada es baja del orden de 60 a 300 o mas ohm" pero cuanto, a ciencia cierta cuanto? 61,5 ohm 326,3 ohm ¿cuanto exactamente cuanto? por mas que busque no encontré nada de nada que pudiese dar luces de mis inquietudes, las que por formación abordo, no para hacer mas difíciles las cosas, sino para manejar las situaciones de forma correcta y consensuada. Ante la falta de información de llegar, tomar y aplicar me decidí a establecer un largo camino que proporcionara una idea mas acabada del problema, de tal forma de obtener el conocimiento necesario que permitieran saber que es lo que realmente estaba haciendo. Lápiz y calculadora en mano comense a escribir una serie de ecuaciones de equilibrio que permitieran llegar a los resultados esperados, la tarea no fue fácil en principio, pero después de analizar detenidamente el circuito propuesto la cosa se hizo mas amigable y en definitiva obtenía los resultados esperados y ahora si sabia cual era la impedancia de entrada a ciencia cierta de la entrada o excitación por cátodo. Maravilloso me dije y de verdad que en la red no había logrado encontrar nada al respecto. Después de meditar de todo lo acontecido, tenia la inquietud de saber si alguien mas había profundizado en esta materia, cambie la forma de búsqueda de información y después de muchas horas de navegar  por fin obtenía resultados y que los mismos eran tal cual yo había antes anticipado.

En atención a lo obtenido entonces comparto la información recavada, seguramente a mas de alguna mente inquieta le podrá servir.

 información técnica clic aquí

algunas imágenes del proyecto:

Impedancia Compleja y mediciones con un osciloscopio

Me ha parecido muy conveniente compartir un enlace de un vídeo que habla y muestra como conocer la impedancia compleja de una antena. Si bien existen en el mercado instrumentos de medición de la misma, creo es interesante conocer como con un osciloscopio de doble trazo y un puente resistivo se puede conocer dicho parámetro. A mi parecer una de las situaciones que se deben destacar de esta medición y del instrumento utilizado, es la posibilidad de contemplar gráficamente el desface de la señal cuya frecuencia es aquella en la que se desea conocer la impedancia de por ejemplo una antena. Digo "por ejemplo" ya que perfectamente pudiese no tratarse solamente de una antena como carga conectada al sistema, pudiendo perfectamente tratarse de algún circuito sintonizado del cual no se conoce su impedancia.

No obstante lo anterior, también resulta muy interesante observar cuidadosamente la información que se entrega en relación a la puesta en fase de un sintonizador encargado de "sintonizar" una antena. Es muy común que en el mundo de la radio afición se diga que un "sintonizador de antena" si bien corrige el problema de la ROE, "ENGAÑA AL TRANSMISOR", claro hasta cierto punto ello puede ser de alguna forma una verdad, sin embargo la misma es relativa. Se sabe que la máxima transferencia de energía entre una carga y su respectiva fuente sucede cuando sus impedancias son exactamente iguales, bueno entonces a partir de esa situación observese lo que sucede en la magnitud de las señales observadas y su respectivo enfasamiento cuando es manipulado el "sintonizador".

Bueno entonces aquí está el enlace el que espero disfruten.

.........a poco de realizar esta publicación he encontrado otro interesante vídeo el que también se los dejo aquí.

......y bueno suma y sigue, en realidad existen innumerables posibilidades de realizar mediciones con un osciloscopio aquí va otra posibilidad.