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Apuntes de VHF-UHF
Montaje de un preamplificador de RF
omo todos sabemos, el amplificador de RF es un elemento
imprescindible en la parte de receptora de nuestra estación
de V-U-SHF. Su correcta instalación desde un principio proporcionará largas horas de disfrute y nos evitará averías e intempestivas escaladas a lo alto de la torre para su reparación. Como ya vimos
en apartados anteriores, es muy importante colocarlo tan cerca del
punto de alimentación de la antena como sea posible para obtener
un factor de ruido bajo. Esto es muy importante en rebote lunar (RL),
donde la señal está siempre al límite de comprensibilidad, aún más
crítico en las bandas de 432 MHz y superiores, en las cuales el ruido
estelar se hace muy bajo en comparación con el generado en el
propio amplificador y cables que lo preceden.
Veamos a continuación algunas de las disposiciones más habituales.
C
Antena
Previo
Bajada RX
Bajada TX
Amplificador
lineal
Relé coaxial
baja potencia
Relé coaxial alta potencia
Figura 2. Un relé de alta potencia y dos bajadas de coaxial.
Dos relés de alta potencia y una sola bajada de coaxial
Si tenemos una sola bajada de cable coaxial y un par de buenos
relés coaxiales de potencia, la disposición mostrada en la figura 1
es lo más habitual. Sin embargo hay que tener en cuenta tres aspectos muy importantes:
1. Si la potencia es muy elevada, sobre todo el relé más próximo
a la antena debe tener un suficiente aislamiento para no dañar el
preamplificador. Cuando estamos en transmisión, una pequeña parte
de la potencia de transmisión se fuga por el terminal de recepción
del relé, alcanzando el sensible GaAsFET y haciéndolo pasar a mejor
vida de inmediato o provocando que éste vaya perdiendo prestaciones hasta quedarse completamente «sordo». El aislamiento se mide
en dB en la salida de Rx del relé terminada con una resistencia de
50 Ω y su valor lo facilita el fabricante. Para trabajar con un cierto
margen de seguridad, vamos a establecer en 10 mW el valor máximo de potencia aplicable a un preamplificador. Supongamos que
nuestro amplificador entrega 600 W, entonces el mínimo aislamiento
requerido sería:
Aislamiento (dB) = 10 x log(600 W/0,010 W) = 47,78 dB
2. Los relés están en reposo en transmisión y activados en recepción. Es muy importante hacerlo de esta forma pues de lo contrario
un fallo en su alimentación sería catastrófico para el previo y el amplificador lineal.
3. Es imprescindible el uso de un secuenciador que gobierne el
equipo, amplificador y relés para que éstos estén en reposo total
antes de aplicar alta potencia. Este tema lo abordaremos en un futuro artículo.
En caso de avería en el previo podremos trabajar sin él simplemente desconectando la alimentación de los relés.
Un relé de alta potencia y dos bajadas de cable coaxial
En este caso solucionamos el problema con un solo relé de alta
potencia, que es un elemento caro aunque precisamos de dos bajadas de coaxial, una para Tx y otra para Rx. Generalmente se usa
para Tx la línea de menores pérdidas, mientras que para Rx puede
servir un sencillo RG-213. Como el preamplificador tiene bastante
ganancia, el factor de ruido total del sistema no se ve degradado de
forma apreciable (ver artículos anteriores). El relé colocado en la
estación es también coaxial pero de mucha menor potencia y bastante más barato. En el caso de usar un conversor de recepción con un
equipo de HF para Rx (28 MHz) y un transmisor de V-UHF separado
es evidente que ese relé no sería necesario. Con esta disposición
podemos construir nuestro amplificador lineal sin necesidad de incluir
relés coaxiales en su interior. Como en el caso anterior hay que poner
atención a la característica de aislamiento del relé de alta potencia.
Antena
Previo
50
Antena
Previo
Equipo
V-U-SHF
Relé coaxial
baja potencia
Relé coaxial
alta potencia
Amplificador
Relé coaxial
alta potencia
Relé coaxial
alta potencia
Bajada TX
Figura 1. Dos relés de alta potencia y una sola bajada de coaxial.
1 • CQ
Bajada RX
Figura 3. Un relé de alta potencia más relé de aislamiento.
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sentido correcto, de lo contrario
éste se destruiría inmediatamente al aplicar la tensión CC
quedando en circuito abierto;
probablemente no nos daríamos
R1
R2
cuenta nunca hasta el fallo posterior del preamplificador. La
protección total del previo se
D1
logra con el circuito mostrado en
Preamplificador
la figura 4. El diodo Zener es la
solución idónea por su rapidez
10 µF/tántalo
10 µF/tántalo
Zener
frente a los circuitos reguladores
integrados. La resistencia limita1N4007
1N4007
dora se desdobla en dos resistencias de igual valor R1 y R2 que
R1, R2 y D1 dependen de la tensión y corriente del previo,
a su vez forman un filtro con los
así como de la tensión de los relés R1 = R2
R1 + R2 = (Vrelés - Vzener)/(1.1x I previo)
condensadores de 10 µF. Es
esencial que dichos condensadores sean de tantalio, pues los
electrolíticos de aluminio tienen
peores características frente a
Tensión de control desde el secuenciador:
transitorios de corta duración. La
+28V RX
0V TX
elección de R1 y R2 depende de
la tensión de los relés y de la
Figura 4. Circuito de protección contra transitorios.
tensión y corriente de alimentación del preamplificador, por lo
Un relé de alta potencia + relé de aislamiento y dos bajadas que cada uno debe adecuarlas a su caso particular.
Cuando las potencias son muy elevadas y el aislamiento del relé
principal de potencia no es suficiente se añade un pequeño relé de
aislamiento que conecta una resistencia de 50 Ω a la entrada del
preamplificador durante la transmisión. En caso de tener una sola bajada de cable coaxial se podría añadir un tercer relé de alta potencia.
Alimentación conjunta de los relés y el preamplificador
Aprovechando que los relés se activan en recepción, podemos utilizar la misma tensión aplicada a sus bobinas para alimentar el preamplificador, de esta forma ahorramos conductores en el cable de
control que va desde la estación hasta la caja del previo, pero si lo
hacemos así, sin más, ocasionaríamos la destrucción del previo. La
causa del desastre son los picos de tensión producidos al retirar
bruscamente la alimentación de las bobinas. La colocación de un
diodo en paralelo con cada una de las bobinas soluciona este problema; sin embargo hay que tener cuidado de colocar el diodo en el
2 • CQ
Montaje final
Para alojar los relés y el preamplificador utilizaremos una caja
adecuada a la intemperie, de las utilizadas en las instalaciones eléctricas sin escatimar en su tamaño, pues aunque en la tienda nos
parezca grande, después se convierte en pequeña cuando tratamos
de acomodar en ella todos los elementos y conexionarlos.
Es importante dejar algún orificio de ventilación en la parte inferior para evitar la condensación de agua con los cambios de temperatura.
Prestar mucha atención a la soldadura de los conectores N y apretarlos firmemente para asegurar una buena conexión.
Es fundamental el uso de conectores de buena calidad, debido a
que cualquier resistencia en una conexión de alta potencia se calentará excesivamente provocando fallos intermitentes, arcos, oxidación
y la volatilización de las puntas de contacto.
Ramiro Aceves, EA1ABZ
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