Accesorios Manipuladores de Morse

“Manipuladores verticales”

Un manipulador telegráfico sencillo.

Un manipulador telegráfico para transmitir código Morse es un proyecto mecánico sencillo. Todo lo que se necesita es un interruptor fiable con resorte. Los dedos se apoyan en un mando sobre una palanca. El operador descansa su muñeca y antebrazo sobre la mesa y agarra el mando con 2 dedos y el pulgar. El operador hace descender el mando, cerrando los contactos del interruptor. Un manipulador vertical como este se usa para transmitir puntos y rayas.

La temporización de los puntos y las rayas depende por completo del operador. No se usan circuitos temporizadores ni de ordenador para formar los puntos y las rayas. Los manipuladores verticales comerciales, especialmente los antiguos, están hechos de piezas y resortes de latón elegantemente mecanizados sobre bases de baquelita. La tensión y separación exactas pueden ajustarse según las preferencias del operador. La sofisticación es buena, pero no esencial para un principiante que transmite a bajas velocidades. Un manipulador vertical es bueno para velocidades de hasta unas 15 palabras por minuto. A velocidades más altas, es más difícil y agotadora la transmisión.

El manipulador vertical que se ve en la fotografía está hecho con 2 piezas de circuito impreso de una sola cara. La parte superior de la placa de la palanca sirve como resorte y su parte inferior es la superficie conductora. El contacto del interruptor está hecho con un tornillo que toca la placa inferior, conectada a masa, cuando se empuja la palanca. 2 tuercas en el tornillo ajustan la distancia de contacto. La mayoría de operadores prefieren ajustar los contactos del interruptor de manera que la distancia sea alrededor de 0,8 mm (1/32 de pulgada). La acción de resorte de la palanca debe ser lo bastante fuerte como para que se interrumpa el contacto rápidamente cuando se suelta la palanca, pero no tanta que se haga cansado de utilizar. Las 2 piezas de circuito impreso están aisladas entre sí por un trozo de madera contrachapada. El mando es un tirador de plástico de un cajón.

En los últimos años han aparecido varios artículos en QST describiendo cómo fabricar manipuladores a partir de chatarra casera. La mayoría de estos manipuladores son paletas horizontales, en lugar de manipuladores verticales. Las paletas son manipuladores que se empujan lateralmente en vez de hacia abajo. Tienen 2 contactos y se usan para controlar los manipuladores automáticos del tipo que hay en los transceptores modernos. Cuando la paleta se empuja a la izquierda, el manipulador genera puntos perfectos. Cuando se empuja a la derecha, hace una pausa de duración exacta y luego genera rayas perfectas. No sería difícil adaptar los mecanismos descritos en esas revistas para fabricar un manipulador vertical.

Manipuladores mecánicos

No, no estamos hablando de un ser mecánico que manipula, sino de un tipo de manipulador telegráfico. El siguiente paso en sofisticación después del manipulador vertical es el mecánico (N. del T.: en inglés, y en el texto original, se suelen llamar “bug” a este tipo de manipuladores). Este manipulador se activa con una paleta. Cuando se empuja a la izquierda, genera puntos automáticamente, mientras el operador mantenga así la paleta. Los manipuladores mecánicos generan los puntos con una barra contrapesada que lleva un resorte y se mueve de un lado a otro. Se produce un punto cuando la palanca móvil cierra el “interruptor de puntos”. Cuando la paleta del manipulador se empuja a la derecha, cierra el “interruptor de rayas”. El operador debe producir cada raya manualmente. Así que, a diferencia de un manipulador moderno, el operador se encarga de la temporización de las rayas. Manipuladores mecánicos como éste eran los que usaban los radiotelegrafistas y radioaficionados durante mucho años. Incluso los telegrafistas de las líneas férreas los usaban con frecuencia.

Aún puedes comprar manipuladores mecánicos comerciales. En cierto momento había incluso versiones que generaban automáticamente tanto los puntos como las rayas. Un manipulador mecánico es un proyecto casero difícil sin un taller mecánico. Exige una buena dosis de paciencia construir un manipulador mecánico fiable, pero puede hacerse.

Sin embargo, los manipuladores electrónicos con puntos y rayas automáticos son un proyecto casero bastante común. La mayoría de radioaficionados simplemente compran un kit que tiene un microcontrolador PIC pequeño preprogramado que hace todas las tareas difíciles de temporización. Ya que un microcontrolador preprogramado no encaja en mis reglas de construcción casera, construí un manipulador electrónico que genera automáticamente los puntos pero requiere hacer manualmente las rayas.

******************************************************************************

Un manipulador electrónico de construcción casera

No importa cómo ajustara los tornillos y limpiase los contactos quemados de mi viejo manipulador mecánico de hace 40 años, los puntos seguían sonando como estática. Por supuesto, si hubiera empezado comprando un manipulador mecánico de calidad, aún funcionaría. Mientras trataba de hacer funcionar el viejo manipulador mecánico, se me ocurrió que el manipulador era la única pieza de mi equipo que no era de construcción casera. ¡Ajá! ¡Un desafío!

No veía cómo podía construir un manipulador mecánico con mis limitadas herramientas. Sin embargo, averigüé que un manipulador totalmente electrónico que generase tanto los puntos como las rayas automáticamente no podía ser tan difícil. Comencé el prototipo de un circuito lógico de un manipulador en una placa grande de prototipos. Rápidamente descubrí que generar automáticamente las rayas no era tan sencillo. La temporización de las rayas debía ser relativa a la de los puntos, y no podía haber solapamientos. Además, los espacios entre puntos y rayas debían forzarse independientemente de lo inepto que fuera el operador. Pronto acabé teniendo 20 circuitos integrados CMOS cableados en una maraña de circuitos lógicos que casi funcionaban. Pero no importa cuántas puertas más añadía, siempre tenía interferencias (N. del T.: la palabra que usa el autor es “glitch”, que con frecuencia se emplea sin traducir en el contexto de la electrónica digital para dar a entender que las rápidas transiciones de nivel causan picos en la alimentación y diafonía en los cables, provocando errores en el funcionamiento). Esto se estaba volviendo frustrante. Además, mi nuevo manipulador iba a acabar teniendo una placa de circuito de 30 cm. Bajé mis requisitos a construir un manipulador electrónico con osciladores hechos con amplificadores operacionales. El nuevo manipulador tendría generación automática de puntos, pero rayas

manuales. En otras palabras, sería el equivalente electrónico de un manipulador mecánico.

Un manipulador mecánico electrónico

Las piezas mecánicas

Los requisitos mecánicos eran hacer 2 interruptores con resortes, de contacto momentáneo y controlados por una sola paleta. Supongo que podría haber usado interruptores de placa de circuito impreso como en el manipulador vertical que describí antes. Sin embargo, mi solución fue usar 2 interruptores momentáneos miniatura de pulsador. Los interruptores proporcionan tanto la conexión eléctrica como el efecto resorte. Los monté en las caras opuestas de una pieza hueca de aluminio de manera que los botones quedasen enfrentados. La parte trasera del brazo de plástico de la paleta descansa entre los 2 botones y empuja uno u otro según sea necesario. Corté la paleta de una hoja de plástico que compré en una tienda local de productos de plástico. Por cierto, los plásticos de desecho son una estupenda fuente de recursos para materiales de construcción para aisladores de antenas, soportes, cajas, etc.

Monté el manipulador en una caja comercial de aluminio sobre una base gruesa de aluminio. Pegué un trozo de goma pegajosa de una alfombrilla de ratón en la parte inferior para evitar que se moviera de un lado a otro.

Después de tener operativo mi manipulador electrónico, tenía problemas para transmitir con precisión. Es decir, seguía transmitiendo puntos extras o medio formados. El mayor problema resultó ser que el resorte de retorno tenía poca fuerza, así que lo suplementé con muelles que metí en la pieza hueca de aluminio a ambos lados de la paleta de plástico. Posteriormente me sorprendió con qué facilidad se podía transmitir código bien formado. Además, el manipulador seguía desplazándose sobre la mesa, así que atornillé unos “raíles” metálicos a mi mesa para confinarlo. El manipulador siguió arrastrándose lejos de mí, así que finalmente lo atornillé a la mesa. Ahora puedo empujarlo y el manipulador se queda quieto. Transmitir bien ya es difícil. Cualquier ventaja que puedas darte, merecerá la pena.

La parte electrónica

Esquema del manipulador electrónico

Mi manipulador electrónico tiene 2 características poco habituales. Tiene un monitor incorporado y puede conmutar cualquier tensión positiva a masa hasta 400 voltios. El transistor que hace la conmutación es un transistor de potencia MOSFET de canal N de 400 voltios. Construí el manipulador mientras aún usaba un transmisor a válvulas con una 6146 en el paso final. Había una tensión positiva de cátodo de 300 voltios en el manipulador, así que necesitaba la capacidad de conmutar tan alto voltaje. Un relé hubiera funcionado, pero quería huir de los contactos mecánicos. el transistor MOSFET de canal N IRF450 puede manejar cualquier señal lógica positiva de 5 voltios hasta varios amperios de alto voltaje. Por supuesto, puedes usar el MOSFET del tamaño adecuado para tu transmisor.

El monitor incorporado consiste en un altavoz pequeño y un oscilador de audio. Cuando estaba en el aire, escuchaba mi propia señal en el receptor. Desgraciadamente el sonido de mi receptor estaba distorsionado por la cercanía del transmisor. La distorsión me llevaba a transmitir peor. Demasiado café puede haber sido otra razón. En cualquier caso, al escuchar los tonos limpios del monitor, mi “muñeca” puede dar lo mejor de sí. El monitor también se puede usar para practicar sin estar conectado a un transmisor.

Mi transceptor es más primitivo que los comerciales. Aún tengo que conectar el transmisor y enmudecer el receptor manualmente. Para hacer esto más rápidamente, instalé un pequeño conmutador en el manipulador justo a la derecha de la paleta. El conmutador es sólo un contacto a masa. El conmutador está conectado tanto al transmisor como al receptor con cables blindados. El cable de masa activa el relé de Transmitir/Recibir en el transmisor y pone la alimentación del receptor en reposo. No es exactamente QSK (que me puedan interrumpir mientras transmito), pero está bien.

Descripción del circuito

El manipulador funciona con una pila alcalina de 9 voltios conectada mediante un interruptor de palanca pequeño. Un LED rojo me recuerda desconectarlo. Cuando es momento de cambiar la pila, un diodo zéner de 5 voltios en serie con el LED hace que éste se ilumine débilmente cuando la tensión baja a unos 6 voltios. Cuando no estoy transmitiendo, el manipulador consume 1,2 mA. Esto significa que la pila alcalina de 9 voltios y 550 mAh durará más de 2 semanas si me olvido de desconectarlo.

Todos los osciladores del circuito están hechos con un cuádruple amplificador operacional LM324. El LM324 es un viejo gran componente. No funciona a altas frecuencias como los amplificadores operacionales modernos, pero eso puede ser bueno, ya que no autooscila inesperadamente. Y a diferencia de casi todos los amplificadores operacionales antiguos, como los LM458, LM741 o LM301, el LM324 casi siempre actúa como un “amplificador operacional ideal”. Sólo necesita una fuente de alimentación asimétrica y rara vez te sorprende con “limitaciones prácticas”.

Es necesario quitar los rebotes del interruptor de los puntos. Al principio intenté conectar el oscilador de puntos con el interruptor de puntos. Dado que mi temporización no siempre concordaba con la velocidad del oscilador, y ya que los contactos no siempre se cerraban del todo, a veces los puntos temblaban como en mi viejo manipulador mecánico. Con respecto al esquema, el conmutador de puntos activa un multivibrador (U1-A). Esto genera un pulso estrecho y repetitivo que fija la máxima velocidad de puntos. Los puntos generador los forma un segundo multivibrador hecho con un amplificador operacional (U1-B). Los pulsos de U1-A comienzan un nuevo punto, dado que el segundo oscilador U1-B esté listo para comenzar uno. La velocidad de puntos es ajustable en una gama muy amplia usando el potenciómetro de 100K.

La circuitería lógica está hecha con puertas lógicas CMOS de la serie 4000 de la década de 1970. Esos componentes antiguos son inmunes a las interferencias de RF y toleran picos de hasta 18 voltios. Los circuitos CMOS modernos están limitados a tensiones inferiores y están diseñados para realizar funciones lógicas a alta velocidad. Aquí no hace falta alta velocidad y sólo serviría para hacer a los circuitos más vulnerables a las interferencias y autooscilaciones.

Los puntos y las rayas se combinan con una puerta NOR CMOS 4001 para crear una única señal de manipulación. Es decir, la puerta NOR tiene salida activa tanto si hay un punto o una raya. 2 puertas NOR más sirven como inversores de polaridad de la señal y amplificadores para el transistor de conmutación y el oscilador de audio. La salida de la puerta NOR conecta el oscilador de audio (U1C) a través de la resistencia de realimentación de 100K. El oscilador de audio a su vez ataca a un seguidor de tensión con un amplificador operacional (U1-D) y al amplificador para el altavoz con el transistor 2N2222. El control de volumen de audio es simplemente un potenciómetro de 100 ohmios en serie con el altavoz de 8 ohmios.

He usado mi manipulador electrónico durante 3 años. He realizado cientos de QSO con él y he cambiado la pila unas 2 veces al año. Una vez la paleta empezó a quedarse pegada, así que tuve que lubricar el tornillo pivotante de la paleta. Por lo demás, el manipulador me ha dado buen servicio y pocos problemas. Este es un proyecto casero fácil porque no implica RF y está casi garantizado que va a funcionar.

Cargas resistivas

Las comprobaciones de un transmisor casero comienzan con una carga ficticia de baja inductancia. Una vez que puedes poner una onda senoidal pura y estable en tu carga resistiva, puedes ascender de categoría y conectarlo a una antena.

Cargas resistivas de construcción casera de 2 a 100 vatios

Una carga resistiva es sólo una gran resistencia que puede aguantar la potencia de tu transmisor sin echar humo o quemarse. Para que se parezca a una antena bien diseñada, la carga resistiva debe ser una resistencia pura con poca inductancia o capacitancia residual. Las resistencias grandes no inductivas son caras y hay que encargarlas especialmente. Por eso la mayoría de los radioaficionados compran cargas resistivas comerciales para la máxima potencia de sus transmisores. Las cargas resistivas están casi siempre diseñadas para 50 ohmios porque esa es la impedancia normal de la mayoría de amplificadores y muchas antenas.

Para un transmisor QRP, una carga resistiva puede ser tan simple como una resistencia de carbón de 47 o 51 ohmios de 2 vatios. Si no emites continuamente, 5 vatios no la dañarán. Pero ten cuidado. El calor puede no dañar la resistencia, pero puede fundir las puntas de prueba de osciloscopio que tengas conectadas a los terminales de la resistencia. Para potencias superiores, puedes construir una buena carga resistiva a partir de una agrupación de resistencias de carbón u otras resistencias de baja inductancia.

Una carga resistiva es una de los pocos instrumentos simples de calidad de construcción casera que alguien puede fabricar en pocas horas. Una carga resistiva grande puede hacerse con una agrupación de resistencias de baja potencia y baja inductancia. Las resistencias de película metálica y de carbón suelen tener baja inductancia y hacen unas buenas cargas resistivas. Por ejemplo, resultó que tenía un paquete completo de resistencias viejas de carbón de 150 ohmios y 1 vatio. Conectándolas adecuadamente en serie y paralelo creé una carga resistiva de 50 ohmios y 10 vatios. Si necesitas una carga de 50 vatios, puedes hacerlo a partir de una agrupación de 25 resistencias de 2 vatios. Tendrás que ser ingenioso eligiendo las resistencias y combinándolas de modo que la resistencia final sea 50 ohmios.

Para frecuencias altas, como la banda de 10 metros y superiores, es importante usar una conexión de baja inductancia con la resistencia. Por lo tanto, los cables que van a la carga resistiva deben ser coaxiales. Yo he usado placas de circuito impreso con pistas anchas para conectar las resistencias individuales en una agrupación.

Bombillas usadas como cargas resistivas

Una bombilla de filamento convencional puede funcionar como carga resistiva. Distan mucho de ser ideales y no deben ser tu única carga resistiva. Sin embargo, tienen sus ventajas: son divertidas de usar y un estupenda forma de enseñar y demostrar. Sin embargo, por debajo de 100 vatios sus impedancias son mucho más altas de 50 ohmios (N. del T.: recordemos que el autor vive en EE.UU., donde la corriente de la red es de 115V, por lo que las características de las bombillas serán necesariamente distintas a las de España, donde tenemos 220V. No obstante, los principios se aplican de igual manera), y se va elevando conforme aumenta su temperatura. Por otra parte, si necesitas una carga resistiva que simula una antena de alta impedancia, una bombilla es útil. Además, si estás comprobando un vatímetro, una bombilla proporciona una indicación evidente de cuándo la potencia de salida es máxima.

******************************************************************************

Construyendo un acoplador de antena en T

Los transmisores modernos están normalmente diseñados para antenas de 50 ohmios. Los filtros de salida de Chebyshev que hay en los transmisores modernos sólo funcionan a esta impedancia. Si los cargas con una impedancia distinta, no podrás creer la forma de onda tan distorsionada que saldrá de ahí. En otras palabras, sólo filtran adecuadamente a 50 ohmios. Desgraciadamente, las antenas reales tienen normalmente una impedancia mayor o menor y necesitan algún tipo de transformador de impedancias para hacerlas aparecer como una carga de 50 ohmio al transmisor.

Los viejos transmisores de válvulas tenían normalmente acopladores de antena incorporados, pero ninguno de los diseños transistorizados de los Handbook llevan acopladores. Así que después de construir un transmisor transistorizado, necesitaba un acoplador de antena. Los diseños de acopladores de los Handbook eran complicados, con capacidad multibanda y medidores incorporados de potencia y ROE. Están bien, pero yo quería salir rápidamente al aire. Le pedí consejo a Bob, NØRN. Bob había construido varios acopladores y pensó que uno simple de configuración en T era el mejor. Consistía simplemente en 2 condensadores variables y 1 bobina variable.

Un acoplador de antena en T

Esquema del acoplador de antena en T

Cómo funciona

La idea subyacente al acoplador en T es hacer resonar el condensador variable de la izquierda con la bobina a masa. Cuando está sintonizado a la frecuencia de resonancia, la oscilación produce tensiones senoidales a en la L (bobina) y la C (condensador) que pueden ser mucho mayores que la tensión senoidal que llega a la entrada. Dado que la tensión en la bobina puede ser enorme, el acoplador puede “adaptarse” a la impedancia de una antena de alta impedancia. Por ejemplo, los transmisores transistorizados están casi siempre diseñados para conectarse a una carga de 50 ohmios. De hecho, los filtros de salida de Chebyshev funcionarán mal si no se conectan a una carga de 50 ohmios. Por otra parte, una antena de 300 ohmios necesitará 6 veces más voltaje para entregar la corriente necesaria para una potencia dada. La L y la C en oscilación funcionan como un transformador, elevando la tensión.

El condensador variable de la derecha no es crítico. Te darás cuenta de que para la mayoría de las situaciones, la mejor señal se obtiene con el condensador a su máxima capacidad, 365 pF. A veces puedo obtener una salida senoidal mejor o algo más de amplitud ajustando este condensador. Pero lo normal es que lo deje tal cual. Para las bandas bajas, 80 y 160 metros, puedes querer poner algo más de capacidad en paralelo con ambos condensadores usando conmutadores. Mis condensadores variables son del tipo de 2 secciones de los viejos receptores de radiodifusión. Uso conmutadores de palanca pequeños para añadir las capacidades de las segundas secciones. Además, el condensador de la derecha tiene un condensador fijo de mica de 200 pF y 1000V en paralelo con la segunda sección, así que me sobra capacidad de acoplo para 160 metros.

La caja

Mi amigo Bob me enseñó un acoplador en T que había construido en una caja de madera y plástico.

“¿Por qué no has usado una caja de metal?”, pregunté.

“Bueno, la madera era más fácil de trabajar y no es importante”, explicó Bob. “Quizá tenga más radiación de RF en el cuarto de radio, pero por lo demás, no hay necesidad de una caja metálica.”

Estaba ansioso por salir al aire, así que busqué entre mi chatarra y encontré 2 condensadores dobles de 365 pF de una radio. Uno de ellos era de una radio de 1935. Pensé que usar un componente antiguo tenía un encanto nostálgico. También encontré un gran trozo de bobina abierta “Air Dux” que podía usar para la bobina. Hice que la bobina fuese variable mediante una pinza cocodrilo para descartar la longitud de bobina que no me interesa. Como conectores de RF usé SO-239 de UHF, comprados en Radio Shack. Después de 1 hora de trabajo, ya había atornillado todas las piezas sobre una tabla de pino y tenía un acoplador en T.

Mejorando el rendimiento en las bandas superiores

Originalmente usé un cable del número 12 (N. del T.: como siempre, según las medidas imperiales, usadas en el Reino Unido y EE.UU.) para conectar las masas de los conectores de entrada y salida. Este simple “cable” se comporta como una bobina en 17 metros y frecuencias superiores. Esta bobina puede hacer que el acoplamiento sea difícil o imposible con algunas antenas. Sustituí el cable con hoja de metal de 7,5 cm. (3 pulgadas) de ancho y baja inductancia y la dificultad desapareció. Trata de mantener al menos 1,27 cm. (media pulgada) de distancia entre esta masa y tu bobina. Otra modificación que ayudó fue montar la bobina verticalmente. Esto minimizó el acoplo capacitivo entre la bobina y la hoja de metal de la masa. Usé plástico transparente y epoxy para construir soportes y aislar la parte inferior de la bobina.

Probé el acoplador usando unas pocas bombillas normales como cargas resistivas. La bombillas tiene una amplia gama de resistencias, dependiendo de la potencia y de cómo de caliente esté el filamento. El acoplador en T funcionó estupendamente y las bombillas se encendieron con brillo. Funcionó igual de bien con mis antenas de verdad, así que salí al aire y comencé a operar con estaciones a diestro y siniestro. Así que si sólo quieres un acoplador que funcione, aquí termina la historia. Si quieres, puedes dejar de leer.

El acoplador en T como ayuda para la recepción en 80 y 160 metros

Una sorpresa de este proyecto es que mi acoplador en T era vital para recibir señales débiles en las bandas de radioaficionados de 80 y 160 metros. Estas bandas bajas están bastante cercanas a la banda de radiodifusión de AM (550-1700 KHz). Como probablemente sabrás, esas estaciones son extremadamente potentes, hasta unos 50 000 vatios. Si tienes una de esas estaciones a 80 kilómetros

o menos, o una estación menos potente cerca de tu casa, habrá grandes tensiones de RF presentes en tu antena en todo momento. De hecho, hace unos años hubo un artículo en QST sobre una persona que usaba una radio de galena sintonizada a una emisora local como fuente de alimentación como si fuera una placa solar.

Con esos elefantes de la AM bramando en tu vecindad, tu pequeño receptor de construcción casera puede tener problemas para filtrarlos y oír a estaciones de radioaficionados susurrando a cientos de kilómetros de distancia. La sección frontal del receptor puede verse fácilmente saturada. Incluso aunque probablemente no oirás las transmisiones de AM en tus auriculares, oirás estática en las bandas de radioaficionados y puedes creer que no hay otras señales de radioaficionados allí.

Cuando tu receptor usa la misma antena que el transmisor, la intensidad de las señales débiles en las bandas bajas sube enormemente cuando el acoplador en T está sintonizado adecuadamente al transmisor. El acoplador en T sirve como filtro de paso alto que reduce en gran medida las intensidad de las señales de las emisoras de radiodifusión. En mi estación, operar en esas 2 bandas bajas de HF es imposible a menos que use mi acoplador en T para recibir. No solo estaba de repente oyendo docenas de estaciones de CW en 80 metros, sino que me hallé trabajando con estaciones de QRP a medio país de distancia (N. del T.: EE.UU., recordémoslo, es un país muy extenso), cosa que antes me era imposible.

Usar el acoplador en T en el receptor tiene otra ventaja. Suponiendo que tu receptor está diseñado para una entrada de 50 ohmios, cuando aumentas la intensidad de la señal recibida usando el acoplador en T, te darás cuenta de que el transmisor de 50 ohmios está (casi) perfectamente acoplado. Así que en cualquier banda, antes de tratar de cargar la antena con el transmisor, primero ajusto al máximo de señal recibida con el acoplador en T.

Añadiendo los bombos y los platillos

La parte interesante de la historia del acoplador en T viene cuando añades los refinamientos; ya sabes, la caja metálica, el medidor de potencia y todo eso. Después de haber usado mi primitivo acoplador durante un tiempo, quería algo más impresionante. Ya tenía una caja metálica que tenía aproximadamente el tamaño adecuado. Me llevó bastante más de 1 hora construir otro acoplador, pero al final conseguí uno con aspecto profesional en su caja metálica. Lo probé y... no funcionó una puñeta. No podía acoplar casi nada. Me pareció un estupendo generador de ondas estacionarias, pero un mal acoplador de antena.

Consulté con Bob mi problema. El asintió comprendiendo. “Pues sí. No funciona en cajas de metal. Por eso usé madera y plástico.” Y ahora me lo dice. “Pero”, continuó, “puedes convertir el acoplador en otro en PI. Eso debería funcionar en una caja metálica ya que los condensadores van directamente a masa y la capacidad residual a la caja de metal será parte del circuito. Además, puedes usar una bobina con núcleo de ferrita. El flujo magnético está confinado al núcleo, así que las bobinas de núcleo de ferrita funcionan bien en cajas metálicas pequeñas.”

El acoplador de antena en PI

Probé esas ideas. Sí, conseguí que el acoplador en PI funcionase, pero me dí cuenta de que el acoplador en T era mejor. Si examinas el circuito del acoplador en PI, verás que es un filtro de paso bajo. Es decir, el ruido de alta frecuencia se va a masa a través de los condensadores, mientras que las componentes de baja frecuencia pasan por la bobina. Ya estaba usando un filtro de paso bajo para suprimir las interferencias en la televisión, así que el acoplador en PI era redundante. Con este acoplador noté que la forma de onda de salida tenía distorsión de baja frecuencia y modulación subarmónica que se asemejaba a la modulación de AM. Por contra, el acoplador en T sirve como filtro de paso alto que quita tales distorsiones. De hecho, el filtro de paso bajo y el acoplador en T operan juntos como un filtro de paso de banda para mantener una onda senoidal pura.

Hallé un núcleo de ferrita en mi caja de la chatarra lo bastante grande como para soportar 100 vatios y realicé un bobinado con varias tomas sobre él. Sí, la bobina con núcleo de ferrita funcionó, pero se calentó y era claramente peor que la de núcleo de aire. Ya que no tenía ninguna información sobre el núcleo que estaba usando, pedí uno nuevo grande a CWS Bytemark con propiedades conocidas. Compré un CWS (Amidon) T200-6. ¡Por supuesto, también se calentó! ¡Vivan las bobinas de núcleo de aire!

Mi otro experimento fue con medidores de potencia incorporados. Instalé 2 medidores para la potencia directa e inversa. ¿Chulo, eh? Lástima que funcionasen tan mal. Los medidores eran sensibles a la tensión en vez de a la potencia. Por ejemplo, indicaban el doble de “potencia” con una carga de 100 ohmios que con una de 50. Sabía que los medidores no iban bien porque los demás datos que obtenía de mi osciloscopio, la entrada de alimentación del paso final, etc., me decían que la potencia sobre 50 y 100 ohmios debería haber sido la misma. Descubrí que podía compensar este error colocando los medidores de potencia en el lado del transmisor, el de 50 ohmios, del acoplador de antena. De esa forma, el voltaje era constante para el mismo nivel de potencia.

Al final retiré el acoplador sofisticado a la pila de la chatarra y aún uso el trozo de madera con el condensador de 1935. (Ahora ya sabes por qué tengo tanta chatarra.) Para controlar la potencia de salida y la pureza de frecuencia, monitorizo la entrada a la antena con sondas de osciloscopio que van a un frecuencímetro y a un osciloscopio. La imagen en el osciloscopio y la lectura del frecuencímetro son bastante más sensibles a los problemas de un transceptor de fabricación casera de lo que un medidor de ROE será jamás. En resumen, ¡fabrícate un acoplador en T y sal rápidamente al aire!

El acoplador en T monitorizado por un osciloscopio y un frecuencímetro El filtro de paso bajo está a la izquierda. El cable coaxial de antena sale por la derecha. La sonda del osciloscopio monitorizan la frecuencia y la forma de onda de salida. ****************************************************************************

Construyendo un filtro de paso bajo

Bajé mis viejos transmisores de válvulas de HF desde el ático y los miré críticamente. Mmm... etapas de salida de clase C. La clase C significa armónicos. No había salido al aire en 30 años, pero sabía por haberlo estudiado para mi nueva licencia que las normas de pureza de espectro eran más estrictas que antes. Como mínimo, si usaba mis antiguos transmisores, me arriesgaría a que los vecinos se quejaran de interferencias en la televisión (ITV). Por lo tanto mi primer proyecto fue un filtro de paso bajo para el transmisor.

Me han dicho que hoy casi nadie con un transceptor moderno necesita o usa filtros de paso bajo. Sin embargo si haces construcciones caseras, especialmente con etapas de salida de clase B o C, un filtro de paso bajo es una buena idea. Cuando se coloca directamente en la salida del transmisor, he visto que el filtro no reduce la potencia de salida y no hace que la antena sea difícil de acoplar, incluso operando en QRP. Pienso en mi filtro de paso bajo como un “seguro” contra vecinos enfadados y denuncias. ¿Por qué no usar uno?

Tu primera pregunta probablemente es: “¿Necesito uno para mi pequeño transmisor QRP de 5 vatios?” La respuesta es: “Probablemente no”. Sin embargo, en cuanto recibas quejas, tus vecinos te señalarán siempre como la causa de cada traza de nieve en sus pantallas o cualesquier otro problema con sus televisores. Una vez que el síndrome de las quejas comience, ser “legal” y “cumplir los requisitos de Telecomunicaciones” no bastará. Es mucho mejor hacer todo lo que puedas para asegurarte de que los vecinos nunca piensen que puedes estar interfiriendo en sus televisores.

Diseño eléctrico del filtro

Filtro de paso bajo de 5 etapas

Comencé con un filtro de paso bajo elíptico de 3 etapas de nuestro viejo amigo el Handbook. Posteriormente compré un programa para “Spice” para analizar circuitos, Electronics Workbench. Lo apliqué a mi filtro de paso bajo y el resultado fue el circuito que ves arriba. Los condensadores a masa nos dicen que es un filtro de paso bajo. En otras palabras los condensadores derivan las altas frecuencias a masa que si no radiarían en las bandas de televisión, mientras que las frecuencias inferiores de HF pasarán por el filtro a través de las bobinas. Este filtro está diseñado para dejar pasar todas las bandas de radioaficionados de HF desde 10 metros (30 MHz) e inferiores. Como verás en breve, atenúa todas las frecuencias por encima de 10 metros.

Date cuenta de que hay condensadores de 33 pF y 18 pF en paralelo con 3 de las bobinas. Cada bobina es parte de una trampa resonante LC que aparece como una impedancia alta en serie para los canales de televisión 2 y 4. Sin embargo los canales superiores también quedan atenuados al menos 105 dB. La lección principal que aprendí del Spice era que los valores de los componentes son sorprendentemente tolerantes. Había usado tablas de filtros de Chebyshev que tienen valores con una precisión de 4 decimales y unas sofisticadas “curvas de campanas” para los diferentes valores de los componentes. Esa elegancia me hizo creer que los filtros tenían que ser precisos. ¡Error! Bueno, eso es lo que Spice y mi experiencia me dicen. Advierte que he hecho todas las bobinas iguales y sólo he usado 2 valores de condensadores a masa.

Como todos los filtros reactivos complejos, éste está diseñado para impedancias específicas, en este caso 50 ohmios. Eso significa que el filtro sólo funciona correctamente cuando las impedancias de entrada y de salida son de 50 ohmios. Por esa razón, se intercala en la línea de antena justo después del transmisor y justo antes del medidor de potencia y acoplador de antena. La antena puede tener cualquier impedancia desde casi cero hasta cientos de ohmios, así que el acoplador sirve como transformador par adaptar los 50 ohmios a lo que sea necesario.

Curva de Bode del filtro de paso bajo

Detalles de construcción

El filtro está montado en una caja larga de aluminio delgado. La capacitancia a masa es parte del diseño. Por lo tanto, suponiendo que la capacitancia parásita entre las bobinas y la caja metálica no sea excesiva, esta capacitancia parásita no degradará el rendimiento. Simplemente separa las bobinas al menos 1,27 mm (½ pulgada) de las paredes metálicas a masa y el filtro funcionará bien. He usado bobinas de núcleo de aire, lo que significa que tuve que remachar 4 pares de particiones metálicas solapadas en mi caja para evitar el acoplo entre las 5 bobinas. Sin los blindajes metálicos, las bobinas de núcleo de aire se acoplarían entre sí como devanados de un transformador. Prefiero el núcleo de aire porque las bobinas no disipan apenas energía. Y así también ahorro.

Vista interior del filtro. Cada bobina está aislada de sus vecinas por particiones

Construí las bobinas con cable de cobre aislado del número 12 sacado de un cable de 3 hilos Romex. Si sigues las dimensiones de la tabla 1 exactamente, deberías obtener aproximadamente las mismas frecuencias de resonancia que las mías. Dependiendo de la forma de tu caja, puedes usar o bien bobinas grandes de 2 espiras o bobinas de menor diámetro de 3 espiras. La inductancia vendrá a ser la misma. Las cuestiones importantes son que las 3 trampas LC deben resonar bien por encima de la banda de 10 metros y que no debe haber una atenuación significativa por debajo de 30 MHz.

Tabla 1. Especificaciones de las bobinas de núcleo de aire.

espiras diámetro longitud inductancia
2 31,75 mm 12,70 mm 0,28 microhenrios
3 25,40 mm 19,05 mm 0,28 microhenrios

Las bobinas también podrían haberse devanado sobre núcleos de ferrita. Una ventaja de los núcleos de ferrita es que el flujo magnético queda confinado a los núcleos y puedes meter el filtro en una caja metálica más pequeña sin blindaje entre sus secciones. Sin embargo, las bobinas con núcleos de ferrita aún tendrán capacitancias parásitas a masa.

Todos los condensadores deben ser de mica y capaces de soportar tensiones consistentes con tu nivel de potencia. Si usas más de 100 vatios, sería prudente usar condensadores que soporten tensiones de trabajo de 1000 voltios o más. Yo he usado condensadores de 500 voltios con mis 100 vatios y hasta ahora no me ha fallado ninguno. 2 condensadores idénticos en serie de 500 voltios tendrán una tensión de trabajo cercana a 1000 voltios, pero por supuesto la capacitancia efectiva será la mitad del valor de cada uno. Usa verdaderos conectores de RF en tu filtro, tipo SO-239 de UHF o equivalente.

Probando el filtro

Yo probé mi filtro terminándolo con una carga de 50 ohmios y alimentándolo con un generador de señal de RF. No había atenuación o distorsión significativa de la onda senoidal desde 160 a 10 metros. Por encima de 10 metros la señal de salida descendió hasta casi cero. Similarmente cuando cargué con bombillas y cargas resistivas de 50 ohmios en todas las bandas de HF, de 80 a 10 metros, no pude ver diferencias con o sin el filtro.

Hasta ahora, mis únicas quejas de ITV han sido de mi propia familia. En 15 metros, ven un pequeño parpadeo en la imagen. No es sorprendente, los 17 metros interfieren en el canal 4 (4 x 18 MHz = 72 MHz) y los 30 metros lo hacen en el canal 6 (8 x 10,1 MHz = 80,8 MHz). Creo que mi mayor problema aún con la ITV es mi transmisor de chasis abierto con las placas de circuito impreso al aire. Evidentemente me hace falta una caja.

Cuando compramos un televisor moderno, todos mis problemas de interferencias desaparecieron. Afortunadamente los diseños de los televisores modernos y el creciente uso de la televisión por cable, la recepción de televisión por satélite y los teléfonos digitales de 2,4 GHz, hace cada vez menos probable que molestemos a los vecinos. Considerando que estamos entrando en “La Era Inalámbrica”, el futuro de nuestros problemas de ITV parece sorprendentemente brillante.

******************************************************************************

Respetando la legalidad con los transmisores caseros

En un Día de Campo, observé mientras los radioaficionados preparaban sus transmisores. Me sorprendió cómo suponían que sus señales estaban perfectamente acopladas a las antenas y que no sufrían de tono duro en CW, armónicos o deriva de frecuencia. Conectaban antenas direccionales y dipolos directamente a transceptores sofisticados y se ponían a operar inmediatamente. No vi acopladores de antena, medidores de potencia, filtros de paso bajo, cargas resistivas, osciloscopios, frecuencímetros o ninguna de las herramientas que los constructores caseros usamos para respetar la legalidad.

Investiga antes de radiar

Muchos radioaficionados estos días construyen transmisores QRP. Antes de salir al aire con un transmisor de construcción casera, deben aprender cómo verificarlo. Ahí afuera en las bandas hay Observadores Oficiales que envían pequeñas tarjetas blancas de radioescucha (N. del T.: frecuentemente denominado SWL, por Short Wave Listener). Hace 4 años cuando volví al aire con mi transmisor antiguo de válvulas de construcción casera, recibí rápidamente una tarjeta de un OO de New Jersey. Las tarjetas de los OO NO son adecuadas para enmarcarlas. ¡Muy embarazosas! No salgas al aire y simplemente esperes que todo vaya bien. ¡Investiga antes de radiar!

Escucha tu propia señal

Una buena forma de averiguar cómo le sonaría tu señal a otra estación es conectar una carga resistiva a tu transmisor y luego escucharte en tu receptor. Yo uso habitualmente mi viejo receptor Collins para este propósito. La parte complicada es desensibilizar el receptor de manera que la intensidad de la señal simule una señal en el aire. Yo he hecho esto cortocircuitando un conector coaxial y enchufándolo al conector de antena del receptor. También he puesto filtros de ferrita en los cables de alimentación y de altavoces para mantener la RF lejos del receptor. Después de hacer esos cambios, se hicieron evidentes los clics de manipulación, las notas duras y las inestabilidades de la señal. Ahora puedo comprender de qué se quejaban mis contactos.

Mi transmisor de 1967 era uno móvil con fuente conmutada. No importa cómo filtrase la fuente, no podía librarme del ruido que hacía. Era extremadamente difícil verlo en el osciloscopio, pero en el receptor podía oír claramente una nota dura. ¡No me extraña que no dejase de recibir informes de señal de 598!

Osciloscopios

En mi opinión un transmisor de HF sería difícil de construir sin un osciloscopio de RF de calidad. Ver las formas de onda en un osciloscopio hace que ajustar una etapa sea fácil, o que al menos se aproxime al ajuste correcto. Cuando opero, tengo una sonda de osciloscopio de 10:1 en el cable de antena. De ese modo, no hay dudas sobre lo que se está transmitiendo. Una sonda típica soporta varios cientos de voltios y tiene una resistencia de carga de 1 megahomio y una capacitancia de 5 pF. Esto no debería influir en el ajuste y tu acoplador puede compensar cualquier pequeño desajuste.

Una señal de CW de 30 metros bien ajustada en el cable de antena

Normalmente en las bandas más bajas de HF, como 80 y 40 metros, verás una onda senoidal totalmente perfecta en tu antena. Pero cuanto más alta es la frecuencia, probablemente menos perfecta será la forma de la onda. La señal de 30 metros de arriba está muy enfocada, pero tiene un poquito de modulación de baja frecuencia. Eso está bien.

Cuidado con las borrosidades

Una señal de CW de 30 metros mal ajustada

Por otra parte, la señal de 30 metros que se muestra justo arriba está mal ajustada. Fíjate en cómo solamente la primera media onda está sincronizada. Después de eso, las ondas son un borrón de frecuencias diferentes que se solapan. Además, la lectura de tu frecuencímetro será normalmente baja y fuera de la banda deseada. Normalmente, ajustando el acoplador se corrige instantáneamente.

Fíjate en los pasos por el cero

En frecuencias incluso superiores, como 15 y 10 metros, tu onda senoidal puede tener más modulación de frecuencias bajas y estar ligeramente borrosa como se ve abajo. Cuanto más alta sea la frecuencia más difícil se hace su pureza. Además, por encima de 20 metros se va haciendo más difícil cada vez saber qué es un defecto del osciloscopio y la sonda y qué va a salir realmente por la antena. Una indicación fiable de que todo va bien es cuando la imagen se enfoca lo bastante para ver claramente los pasos por el cero.

Una señal correcta de 10 metros

Por el contrario, la señal que se muestra abajo está demasiado borrosa. ¡Ajusta tu acoplador!

Esta señal de 10 metros necesita que la ajusten

Ajustando para el máximo de potencia

Yo ajusto mi acoplador buscando la máxima amplitud en mi cable de antena de una onda senoidal perfectamente enfocada. Esto me da una medida aproximada de la impedancia de la antena. Por ejemplo, supón que primero conecto mi carga resistiva en 80 metros y obtengo unos 50 vatios. A continuación trato de cargar mi dipolo de 40 metros en 80 metros. Usando el acoplador, carga y produce una onda senoidal limpia. Desgraciadamente, los picos de 300 voltios en el cable coaxial con una señal de 50 vatios sugieren una impedancia de antena realmente alta, unos 900 ohmios. Si la antena fuera de 50 ohmios, vería unos 70 voltios de pico. En mi experiencia, con un ajuste tan malo, puede ser seguro para el transmisor, pero nadie podrá oírme.

Un osciloscopio para trabajar en bandas de radioaficionados de HF debe estar garantizado hasta al menos 50 MHz. Un osciloscopio nuevo como este costará al menos 2000 $, pero no es un buen precio. Mi osciloscopio Tektronics 5441 se vendía originalmente por 11 000 $ en 1976. Hoy ese osciloscopio o sus equivalentes pueden comprarse de segunda mano por 400 $ o menos.

Una radio de FM detectará serias impurezas de frecuencias

Un problema serio de emisiones espúreas causará un rugido de estática en tu radio de FM. Por otra parte, a veces la radio de FM simplemente enmudece. Puede no ser un problema del transmisor. Podría ser que la FI de la radio está saturada por tu señal. O también podría haber un armónico de la frecuencia del transmisor que interfiere con la estación de FM. En cualquier caso la radio de FM simplemente enmudece.

Amperímetro de la fuente de corriente continua

Siempre está bien saber cuánta corriente consume el transmisor. Además, la corriente consumida es otra indicación del ROE (Relación de Ondas Estacionarias). Es decir, lo bien que está ajustada tu antena. Cuando se opera correctamente, 50 vatios de salida deberían consumir unos 8 o 10 amperios. Si consumiera 15 o 20 amperios significaría que estás completamente fuera de sintonía y el amplificador final se está calentando rápidamente.

Un frecuencímetro típico de HF

Frecuencímetros

El problema más persistente al que enfrenta un constructor casero es la deriva de frecuencia. Los transceptores comerciales usan circuitos de síntesis de frecuencias sincronizados con osciladores de cristal inusualmente estables. También tienen pantallas incorporadas que indican la frecuencia con una precisión de una fracción de hercio. Esta cantidad de precisión nunca está justificada por las especificaciones, pero ¡oye! El tipo con el que estás operando no se ha leído las especificaciones de su transceptor y cree que esa indicación es sagrada. Como los constructores caseros usamos osciladores simples, tenemos deriva y nuestros contactos se dan cuenta.

Cuando opero, tengo 2 sondas de osciloscopio en la línea de antena. Uno va al osciloscopio y el otro va a un frecuencímetro. Un buen frecuencímetro es vital porque la mayoría de las frecuencias que debes medir están demasiado cerca entre sí para simplemente contar divisiones en la pantalla del osciloscopio. Cuando el transmisor opera correctamente, la pantalla del frecuencímetro está estable hasta las decenas de hercios y no va bailando por ahí. Las mismas condiciones que causan ondas senoidales borrosas en el osciloscopio causan que el frecuencímetro tenga lecturas bajas e inestables. Por ejemplo, si estás cargando en 15 metros y el frecuencímetro dice algo como “20,68XXX” con los últimos dígitos cambiando cada segundo, estás desajustado. No te quedes satisfecho hasta que el frecuencímetro marque lo que debe y se quede ahí. Es decir, debes tener una lectura estable de una frecuencia legal, como “21,12089”. Los frecuencímetros pueden ser una ganga si los compras usados. Mi Hewlett-Packard se vendía originalmente por unos 2000 $, pero yo pagué 60 $ por él.

Filtros de paso bajo

Cuando operas un equipo de construcción casera, se puede afirmar con seguridad que ocasionalmente generarás armónicos fuera de banda, especialmente mientras cargas tu antena. Un filtro de paso bajo es un seguro simple contra la generación de interferencias por encima de alguna frecuencia de diseño. Otra forma en que minimizo el problema de ruido fuera de banda es tener una tabla de la configuración del acoplador para cada banda pegada a la pared. Así cuando cambio de bandas el acoplador ya está bastante bien ajustado antes de empezar a transmitir.

Instrumentos no tan útiles

Medidores de potencia No he encontrado los medidores de potencia particularmente útiles. Tengo uno comercial que ofrece lecturas que se corresponden bien con la luz que produce la bombilla de una carga resistiva. Mi medidor de potencia de construcción casera no es tan bueno. Lo importante es que los medidores de potencia sólo te dicen la potencia que se envía a la antena. Necesito saber más que eso para evitar malos informes de señal y tarjetas de los OO.

Medidores de mínimo de reja En los días de antaño úsabamos “medidores de mínimo de reja” para medir frecuencias. Un medidor de mínimo de reja mide la frecuencia de una bobina resonante poniendo una bobina secundaria cerca a la bobina de destino. Las corrientes de RF inducidas en la bobina producen un descenso o “mínimo” en la lectura del medidor cuando el mando de sintonía del medidor está sintonizado a la frecuencia de resonancia. La frecuencia aproximada puede leerse entonces en el dial. Los medidores de mínimo de reja no son muy precisos, pero nos llevan a la banda de radioaficionados correcta. Las bobinas de hoy están devanadas normalmente sobre toroides de ferrita. Los medidores de mínimo de reja no funcionan bien en los toroides porque el campo magnético está confinado en el bucle cerrado. Prácticamente no hay fugas afuera del toroide donde insertar el medidor de mínimo de reja.

Analizadores de espectro Un analizador de espectro sería fantástico para un constructor casero. Miden la pureza de las señales del transmisor y se habla con frecuencia de ellos en los artículos de transmisores de construcción casera. Desgraciadamente, incluso un analizador de espectro usado con suficiente precisión es caro; mucho miles. Ya que no puedo permitirme uno, no me son útiles. Sin esta herramienta, tengo que “interpretar” lo que veo en el osciloscopio y el frecuencímetro. Por suerte, eso no es difícil.

***************************************************************************

Relés de antena

Conmutando de transmisión a recepción

Si conectas simultáneamente tu receptor y tu transmisor a la antena, puedes quemar las etapas de entrada del receptor cuando transmitas. Cuando comienzas a salir al aire con tu transmisor QRP, sin duda te irritará la necesidad de usar una antena separada para el receptor. Una torpe solución sería montar un conmutador manual para cambiar la antena del transmisor al receptor y viceversa cada vez que cesas de transmitir. Eso sería ineficiente, cuando menos. Si tienes que operar más de 1 conmutador cada vez que cambias de emisión a recepción, estarás en seria desventaja cuando tratas de trabajar un DX o en concursos. En realidad, ni siquiera 1 conmutador estaría acorde con las técnicas modernas.

Los transceptores de hoy día tienen “manipulación interrumpible”. Cuando dejan de emitir, el receptor entra en funcionamiento automáticamente. Los que no construyen sus equipos pueden no ser conscientes de que conmutar la antena es un problema. Yo aún no he dominado la manipulación interrumpible y todavía uso un conmutador para cambiar de emisión a recepción. Incluso así, para cuando mi receptor entre en acción, generalmente sólo oigo de mi contacto las 3 o 4 últimas letras de mi indicativo, “... IYE”. El otro operador ya ha comenzado a transmitir y ha emitido “KØ” antes de que mi receptor vuelva al aire. Como puedes ver, operar con 1 conmutador es lo mínimo que se puede pedir.

Requisitos de un relé de antena

Un relé de antena es normalmente un conmutador de 1 circuito y 2 posiciones. La línea de antena externa está conectada al contacto común. Este contacto conecta con el del receptor en su posición de reposo. Cuando se activa el relé, el contacto móvil cambia y conecta con el del transmisor.

Esquema de un relé de antena El inversor opcional con transistor conecta el relé cuando la línea de alta impedancia se conecta a masa.

Por desgracia, los relés normales tienen demasiada impedancia en 10 metros. Dentro del relé deben circular corrientes de RF por un cable que puede tener de 2 a 5 cm. Este cable no es una línea de transmisión coaxial ni una tira ancha de baja inductancia. El resultado es que los relés convencionales suelen funcionar mal en 10, 12 y 15 metros. Con “mal” quiero decir que no importa cómo ajustes el acoplador de antena, no puedes llevar una señal perfectamente enfocada a la antena. (Consulta el artículo anterior sobre cómo se comprueba un transmisor de construcción casera.) De hecho, el amplificador final puede quedarse en el “modo de ruido” y no producir una onda senoidal en absoluto. Puedes comprobar si el problema es del relé puenteándolo y conectando el amplificador final directamente al filtro de paso bajo o al acoplador de antena. Una vez que el relé esté fuera del circuito, verás con frecuencia que el problema está resuelto y el acoplador de antena cargará la antena perfectamente.

Relé de antena de construcción casera

Existen, por supuesto, relés comerciales con cable coaxial que resuelven este problema. Yo construí un relé utilizable a partir de un minúsculo relé de 10 amperios para 120 voltios de corriente alterna (Radio Shack código # 275248A). Lo importante de todo esto es lo de “minúsculo”. Ya que el relé es de miniatura, los cables dentro del mismo son muy cortos. Dejé los cables de RF al transmisor lo más cortos posible haciéndolos con rectángulos pequeños de placa de circuito impreso. Las conexiones sólo tenían que recorrer unos 16 mm (5/8 de pulgada) desde los conductores centrales de los conectores de RF SO-239 hasta las patillas del relé.

La conexión a la antena del receptor no es tan crítica. Por lo tanto, fue realizada con un cable coaxial RG-174 de unos 7 cm. La malla del cable sólo va conectada a masa en uno de los extremos. Tales precauciones redujeron suficientemente la inductancia de los cables del relé. Ahora, cuando cargo mi antena vertical de 10 metros, funciona igual de bien con o sin el relé intercalado. La bobina del relé se activa con otro cable corto RG-174 que va al conector RCA de la derecha. Blindé el cable de 12 voltios porque trataba de alejar la RF de mi fuente de alimentación. Este objetivo era más fácil para mí usando el inversor lógico para la bobina del relé. No te molestes en construir el inversor si no lo necesitas.

Conectando la alimentación del transmisor

En muchos diseños de transmisores de construcción casera, el relé de antena tiene otro juego de contactos para conectar la fuente de alimentación al transmisor. Un transmisor controlado por VFO es mucho más complejo que uno QRP controlado a cristal. Normalmente hay 1 o más osciladores activos que hay que desconectar en recepción. Si no, los oirás como silbidos en el receptor. El relé “doble” que hay en los transmisores antiguos de radioaficionados es normalmente uno de 2 circuitos y 2 posiciones (DPDT). En otras palabras, este relé es un doble SPDT. La línea de alimentación va a un contacto común. En reposo, este contacto alimenta el circuito de sintonía y quizá también el receptor. El “conmutador de sintonía” te permite conectar el oscilador de cristal o el VFO del transmisor para averiguar dónde está tu señal en relación con la del contacto al que estás escuchando.

Si pones a masa un lado de la bobina del relé, activas tanto el relé de antena como el de alimentación. En otras palabras, esta línea de control lleva 12 voltios. Cuando la línea se pone a masa con el conmutador de transmisión-recepción, esta línea activa el transmisor. Este misma señal puede usarse para silenciar o desactivar el receptor. Alternativamente, el relé de alimentación del transmisor puede desconectar la energía del receptor y transferirla al transmisor.

He construido 3 transmisores que usan relés de 2 circuitos y 2 posiciones para hacer tanto la conmutación de antena como la de alimentación. Excepto el problema de los 10 metros que he explicado antes, esos relés grandes funcionaron bien al principio. Pero al final, el lado de alimentación acabó funcionando intermitentemente. Por esta razón, si vas a usar un transmisor de 50 o 100 vatios, haz planes para conmutar al menos 20 amperios. Recomiendo usar un relé de 30 amperios y tal vez así el tuyo no se convierta en intermitente. Por supuesto, cuanto más grande sea el relé, más difícil será usar una de las secciones como relé de antena. Finalmente me rendí y usé relés separados para la alimentación y la antena. Cuando pulso el pequeño conmutador de transmisión-recepción en la caja de mi manipulador, activa las bobinas de ambos relés.

Evita los relés de potencia

Otro problema de los relés es que, cuanto más grandes son, más corriente necesitan para activarlos. La bobina de un relé de 20 o 30 amperios puede consumir de 100 a 200 mA de corriente para activarse. Aún mejor, ¡no uses relés de alimentación! Usando el manipulador QRP descrito en el capítulo 6 como modelo a seguir, puedes usar transistores de potencia MOSFET de canal P para conectar el transmisor o el receptor. Abajo ves el esquema de un conmutador de potencia de alta corriente con MOSFET de canal P.

El conmutador de potencia con MOSFET de arriba usa 4 MOSFET de canal P en paralelo. Cuando conducen, los MOSFET se asemejan a resistencias pequeñas de 0,15 ohmios o menos. Esto significa que muy poca tensión se desperdicia en el conmutador. Cuando más grande sea el MOSFET, menor será su resistencia. Al poner varios en paralelo, la resistencia puede ser aún menor. Los MOSFET grandes de tipo TO-3 pueden atornillarse a un disipador para mantener la temperatura lo más baja posible. De lo contrario, según suba la temperatura, subirá la resistencia interna de los transistores.

Los MOSFET de canal P son los más fáciles de usar porque puedes activarlos simplemente conectando sus puertas a masa. En mi primer transmisor usé 2 MOSFET grandes de tipo TO-3. Apenas se calentaban estando atornillados a un disipador grande. En mi segundo transmisor usé 4 MOSFET más pequeños en encapsulado TO-220, tipo RFP30P05 de canal P. (Date cuenta de que puedes decodificar el número de tipo: 30 = 30 amperios, P = canal P y 05 significa 50 voltios.)

En realidad, para un tamaño y tensión máxima dados, los transistores de canal N son superiores a los de canal P. Los de canal N tienen normalmente 1/3 de la resistencia de conmutación. Por deagracia, para activar un MOSFET de canal N necesitarías una fuente de alimentación de 24 voltios para hacer que la puerta estuviera 12 voltios por encima de los 12 voltios de la alimentación. Cada decisión conlleva su compromiso.

La resistencia de 2,4 Kohmios de puerta a fuente asegura que el transistor queda en corte cuando se abre el interruptor. El diodo zéner de 15 voltios en las puertas es aconsejable porque, en mi transmisor, las puertas de los transistores están en paralelo con la bobina del relé de antena. Cuando el conmutador de transmisión-recepción se abre, puede aparecer una tensión elevada en la bobina del relé, y podría dañar las puertas de los transistores.

******************************************************************************

Tarjetas QSL hechas en casa

No hecho de menos las tarjetas QSL de antaño. Hace 40 años, las tarjetas más comunes se compraban en World Radio Labs. Tenían un mapa de los EE.UU. con el indicativo de uno impreso en rojo sobre él. Parecía que el resto tenía tarjetas de Allied Radio. Las tarjetas de Allied eran simples tarjetas blancas con el indicativo en letras grandes de color naranja con un par de bandas naranjas. Esos diseños eran bastante atractivos, pero ya que así eran la mayoría de las que recibías, las tarjetas de QSL eran bastante monótonas. Por aquel entonces, si comprabas tarjetas QSL que hubieran sido competitivas con las comerciales de hoy día, hubieran costado una fortuna. Dibujar a mano mis propias tarjetas fue divertido, pero sólo para las 2 o 3 primeras. Después de eso, era un proceso demasiado lento para ser práctico. Me las arreglé para hacer una plantilla tosca e imprimir algunas tarjetas bastas en blanco y negro que era apenas aceptables, pero desde luego parecían primitivas.

Desde la era de las fotocopias, los ordenadores, las cámaras digitales y las impresoras en colores, hacer tus propias tarjetas QSL en colores se ha convertido en un juego. Aparte de saber cómo usar un ordenador convencional, no es en absoluto técnico. Me atrevería a decir que los típicos jóvenes de 12 años pueden hacer unas tarjetas estupendas, incluso aunque sus padres no sepan. Considerando lo fácil que es, me decepciona que tan pocos radioaficionados se hagan las suyas. Esas tarjetas tiene mucha más “alma” que las comerciales producidas en masa.

Aquí hay unos pocos ejemplos de tarjetas de fabricación casera. Las 2 de la izquierda se han hecho con Microsoft Paint, Mac Draw o un programa de dibujo similar. Las de la derecha han sido realizadas con dibujos hechos a mano y luego fotocopiándolas. Se imprimieron en tarjetas de índice de 5 x 8 pulgadas y luego se recortaron al tamaño de una postal. ¡Realmente, no es tan complicado!

Mi amigo Jack, KØHEH, usó su cámara digital para tomar la imagen de una montaña cercana. Luego usó un programa gratuito de diseño de QSL para superponer su indicativo sobre la imagen y acabó teniendo una hermosa tarjeta. Las tarjetas pueden imprimirse en una impresora en colores usando papel de calidad fotográfica. El resultado es muy elegante.

Arriba puedes ver 4 ejemplos más. La tarjeta del Boulder Amateur Radio Club, WØDK, es la superior izquierda, y se pudo hacer con una cámara digital tal como he dicho antes. Alternativamente, uno podría comenzar con una foto normal en colores y un digitalizador. La tarjeta con foto de abajo a la izquierda es de Paul, WAØNXZ. Esta tarjeta podría haberse hecho con un digitalizador o una cámara digital, pero esta tarjeta en particular resulta ser una postal con el indicativo escrito a mano en la parte superior. Es una tarjeta bonita, pero comprar postales es bastante caro. El tipo de la tabla de surf con el transmisor portátil de la parte superior derecha esTom, KQ6DV. Él hizo lo mismo, pero redujo costes prescindiendo del color y del papel de calidadfotográfica. La tarjeta que está abajo a la derecha es de John, KB2JKS. Él hizo un dibujo complejo a mano y luego lo fotocopió en las tarjetas.

Hay montones de maneras de hacer tarjetas de QSL hoy. Y todas esas tarjetas son más interesantes que las comerciales. Sí, imprimir tarjetas en tiradas pequeñas es caro. Pero la mayoría de nosotros no envía millones de tarjetas de todas formas. Hacerlas tú mismo te permite modificarlas con la frecuencia que quieras. No tienes que quedarte con un error en la tarjeta para las próximas 200 copias. Incluso si sólo se trata de tarjetas de QSL, ¡viva la construcción casera!

ATRAS