Sonda RF calibrata per le HF
Recentemente ho rimesso le mani sul mio FT-277E per ripararlo, sostituire tutti i condensatori elettrolitici e ricalibrarlo.
E' stata anche l'occasione per rendermi nuovamente conto che non possiedo un attenuatore in grado di sostenere la potenza del trasmettitore ed effettuare delle misurazioni sullo spettro del segnale in uscita.
In effetti posseggo una sonda di prelievo coassiale capacitiva variabile ma ha l'inconveniente che deve essere regolata banda per banda ed ha risposta in frequenza passa alto che altera i livelli delle componenti armoniche del segnale in esame.
Facendo un giro in rete mi sono imbattuto nel sito dei collezionisti della Collins in cui W5QN, Don Jackson, descrive la sua sonda campionatrice di precisione realizzata con un trasformatore di corrente toroidale sulla base delle esperienze di G3YNH.
Ho ricavato le equazioni su cui si fonda il progetto, ho simulato con LTSpice il funzionamento ed ho proceduto con la realizzazione impiegando un giunto per connettori con flangia da 1 pollice che avevo disponibile: lo spazio a disposizione per sistemare i componenti è veramente pochissimo ma il prodotto finito ha l'aspetto professionale di una realizzazione industriale.
Ho usato un toroide Amidon T50-2 ed un cortissimo spezzone di RG142 la cui calza fa da schermo elettrostatico e deve essere collegata a massa da un solo lato.
La linea è stata ricoperta con del nastro di Teflon fino a raggiungere un diametro adeguato che consentisse di bloccare stabilmente il toroide su di essa.
Per evitare che i resistori circondino le linee di flusso del campo magnetico della linea di trasmissione - alterando la caratteristica di accoppiamento - è indispensabile che siano disposti ortogonalmente ad essa.
La risposta in frequenza è notevole: schiacciata sui -50 dB fra 500 kHz e 120 MHz con delle piccole code da 1 dB a questi estremi.
Per chi volesse approfondirne il funzionamento nel foglio seguente sono state ricavate le equazioni per progettare questo tipo di sonde di corrente. Tramite un semplicissimo foglio Excel si potranno variare i parametri dell'attenuazione di prelievo e, variando il numero di spire dell'avvolgimento, scegliere i valori dei resistori Rs ed Rt che fanno più comodo.
L'etichetta è stata realizzata con l'ottimo programma di grafica vettoriale Inkscape, strumento assolutamente gratuito ed in grado di importare tanti formati grafici provenienti da software a pagamento (Adobe Illustrator, Corel Draw, AutoCAD...). Uso questo programma per realizzare pannelli frontali stampati professionalmente su etichette in PVC autoadesive per pochi Euro dalle copisterie attrezzate.
Per questa sonda ho stampato l'etichetta con la mia stampante inkjet su un rettangolo di carta fotografica che ho ricoperto frontalmente con uno strato di nastro adesivo trasparente e l'ho fissata in posizione mediante un sottile nastro biadesivo.
Riferimenti
https://www.collinsradio.org/wp-content/uploads/2015/05/Build-a-Quality-RF-Power-Sampler-Jackson.pdf
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