Despre diagrama Smith și câteva aplicații practice.

Despre Diagrama Smith și câteva aplicații practice ale acesteia.

 YO8CRZ / VA7CRZ – Florin Crețu

 Diagrama Smith este o metodă simplă pentru a reprezenta nu doar impedanțe în planul complex, dar și coeficienți de reflexie în plan polar (amplitudine și fază). Permite de asemenea trasarea unor cercuri cu Q constant, SWR constant sau chiar cercuri de stabilitate. Diagrama Smith a fost creată de Phillip Smith care lucra pentru Bell Labs, fiind publicată pentru prima dată în revista Electronics Magazine din Ianuarie 1939.

Generații de proiectanți în domeniul RF au folosit cu succes diagrama Smith pentru a reprezenta impedanțe și pentru a efectua sinteza unor circuite sau analiza acestora. Diagrama elimină nu numai un volum substanțial de calcule, dar permite și o reprezentare vizuală foarte intuitivă a impedanțelor. Deși folosirea grafică a acestei diagrame nu rezultă într-o precizie deosebită a calculelor, forma intuitivă a rezultatelor și ușurința cu care se poate face adaptarea unor impedanțe ușurează substanțial munca de proiectare.

Astăzi, rareori se mai folosește diagrama Smith pe hârtie, așa cum era folosită în trecut, pentru că există programe pe calculator sau analizoare de rețea care folosesc această reprezentare. Folosirea programelor de calcul a simplificat considerabil proiectarea cu diagrama Smith, însă evident că cel care folosește această diagramă trebuie să aibă o bună înțelegere nu numai a ceea ce este o impedanță sau o admitanță ori a unui coeficient de reflexie, dar și o bună înțelegere a modurilor de reprezentare a acestor mărimi.

Pentru un neprofesionist, care nu are o pregătire specifică în domeniu, lucrul cu diagrama Smith are o alură de ”magie neagră”. Lucrurile nu sunt însă nici pe departe atât de complicate și astăzi foarte mulți radioamatori, fără o pregătire de specialitate, sunt în măsură să interpreteze corect o diagramă Smith. Pe această temă au apărut numeroase articole de popularizare în reviste străine sau autohtone pentru radioamatori. Prezentul articol încearcă nu doar o simplă explicare  a diagramei dar sunt date și câteva exemple de folosire practică, ce vor ușura înțelegerea modului de folosire și interpretare a datelor.

Diagrama Smith

Phillip Smith, a creat inițial diagrama Smith doar pentru aplicații uzuale, ce nu necesită impedanțe negative sau coeficienți de reflexie mai mari de 1. Ulterior el a creat și versiuni extinse ale acestei diagrame, ce acoperă și situațiile menționate, însă pentru simplitate aici nu vor fi tratate aceste cazuri. Iată în continuare în Fig. 1 o digramă Smith clasică, ce permite reprezentarea impedanțelor în format Cartezian. Ideea este simplă, impedanțele pur rezistive sunt reprezentate pe linia centrală orizontală, ce divide cercul în două semicercuri. Pe această linie pot fi reprezentate rezistențe cu valoarea de la 0 Ohm (extrema stângă a liniei orizontale) la infinit în extrema dreaptă a liniei orizontale.

Jumătatea superioară a cercului este folosită pentru reprezentarea impedanțelor inductive (Z=R+jX), în timp ce jumătatea inferioară este folosită pentru reprezentarea impedanțelor capacitive (Z=R-jX). Centrul diagramei Smith (X) de mai sus este pentru o impedanță pur rezistivă de 50 Ohm, care în acest caz este considerată impedanță de referință. Aceasta este de regulă impedanța sarcinii. Dacă e necesar, această impedanță de referință poate fi schimbată.

De multe ori este preferabil să se lucreze cu valori normate ale rezistenței. Astfel dacă referința este 50 Ohm, centrul diagramei Smith va fi 1, valoarea de 25 Ohm va fi 0.5 iar 200 Ohm va fi 4. Diagrama din Fig. 1 prezintă cercuri de rezistență constantă pentru câteva dintre cele mai importante valori. Sunt de asemenea reprezentate arce de cerc care se termină pe exteriorul diagramei, ce reprezintă contururi de  reactanță constantă. Este așa numita reprezentare în planul impedanțelor Z. Astfel, o impedanță de tipul Z=50+j50, se plasează pe diagramă la intersecția cercului cu rezistență constantă de 50 Ohm, cu arcul de cerc cu reactanța de 50 Ohm. Diagrama Smith poate fi folosită și pentru lucrul în planul admitanței complexe Y (Y=1/Z) ca în Fig. 2 .

Admitanța poate fi scrisă ca:  Y=G+/-jB Sunt arătate atât cercurile cu conductanță constantă (inversul rezistenței) G, cât și arcele de cerc pentru susceptanță constantă B (inversul reactanței). Valorile arătate pe diagrama din Fig. 2 sunt în mS (mili-Siemens). Pentru comoditate și aducerea aminte a cititorilor și a celor care doresc să lucreze cu diagrama Smith au fost pregătite ca ajutor și detalii în anexe la prezentul material. Astfel în Anexa 1 găsiți formule și programe pentru ”Calculul reactanțelor și transformarea impedanțelor în admitanțe”.

Atunci când valoarea unei inductanțe sau capacități ideale serie se schimbă, reactanța se schimbă de-a lungul unui cerc de rezistență constantă, însă în direcții opuse. Aceasta pentru că rezistența rămâne constantă și doar reactanța variază cu valoarea inductanței sau capacității. Pentru o inductanță sau capacitate în paralel, reactanța urmărește un cerc de conductanță constantă, însă în direcții opuse. Pentru o reprezentare ușoară a unui circuit ce conține elemente în serie și paralel, este evident că este preferabil să lucrăm cu diagrama Smith ce conține atât cercurile de rezistență constantă cât și de admitanță constantă, ca în Fig. 3.

În decursul timpului s-a lucrat grafic, în mod manual, cu diagrama Smith de înaltă rezoluție pe hârtie unde se puneau punctele de impedanță sau admitanță și traseele de analiză pentru schemele dorite. Cu ajutorul programului realizat de prof. dr. Fritz Dellsperger ”Smith Chart Software 4.0” procedurile de calcul s-au automatizat și analiza / proiectarea circuitelor se face mult mai sugestiv și mai ușor. Toate figurile din acestă expunere sunt capturi de ecran din programul mai sus amintit. Nu s-a lucrat manual pe diagrama Smith de înaltă rezoluție. A fost folosită numai atunci când afost nevoie de o mai bună înțelegere a funcționării acesteia. Programul mai sus amintit știe să pună valorile și să calculeze cu mare precizie elementele de schemă. Prezenta expunere va fi însoțită și de un tutorial video cu explicații și exemple de operare pentru câteva scheme simple.

Pe diagramă au fost reprezentate ca exemplu două impedanțe. DP1 este o impedanță inductivă Z=19+j30, iar DP2 este o impedanță capacitivă Z=40-j69. Pe diagrama Smith putem reprezenta și coeficienți de reflexie în coordonate polare. În centrul diagramei (pentru adaptare perfectă) coeficientul de reflexie este zero. Pe conturul exterior al diagramei, coeficientul de reflexie este 1, ceea ce implică dezadaptare totală. Orice impedanță poate fi reprezentată ca un coeficient de reflexie, ce are magnitudine și fază.

În exemplul din Fig. 4, Coeficientul de Reflexie în punctul DP1 este Γ=0.58­107°. Pentru lucrul cu coeficienți de reflexie se folosește magnitudinea (modulul) coeficientului (|Γ|) și faza, diagrama Smith putând avea notate pe cercul exterior unghiurile de reflexie. De notat că dacă folosim doar magnitudinea pentru a reprezenta coeficientul de reflexie, există o ambiguitate asupra naturii impedanței care a generat reflexia, pentru că putem avea reflexie totală (|Γ|=1) și în cazul în care avem un scurtcircuit (R=0 Ohm) fie dacă avem un circuit deschis (R=∞). Folosind unghiul coeficientului de reflexie se elimină însă această ambiguitate.

Faza semnalului reflectat (tensiunii) atunci când sarcina este infinită (circuit deschis Γ=1) este în fază cu semnalul incident. Faza semnalului reflectat de o sarcină în scurt circuit (Γ=-1) este în antifază cu semnalul incident. În ambele cazuri 100% din semnal este reflectat înapoi către sursă, însă cu faze diferite. Există un număr de aplicații, în care este necesar să controlăm faza semnalului reflectat. Ca exemplu, cazul amplificatoarelor de putere de mare eficiență la care faza reflexiei armonicilor trebuie controlată.

Faza semnalului reflectat (tensiunii) atunci când sarcina este infinită (circuit deschis Γ=1) este în fază cu semnalul incident. Faza semnalului reflectat de o sarcină în scurt circuit (Γ=-1) este în antifază cu semnalul incident. În ambele cazuri 100% din semnal este reflectat înapoi către sursă, însă cu faze diferite. Există un număr de aplicații, în care este necesar să controlăm faza semnalului reflectat. Ca exemplu, cazul amplificatoarelor de putere de mare eficiență la care faza reflexiei armonicilor trebuie controlată.

Iată un exemplu de diagramă Smith completă în Fig. 5, pe care sunt figurate nu doar cercurile de rezistență constantă și liniile de reactanță constantă ci și nomogramele de calcul. Circumferința cercului este marcată în grade și lungimi de undă.

Diagrama de mare rezoluție prezentată folosește exprimarea normată a impedanțelor(Z/50) pe 50 Ohm, deci centrul este 1. Exprimarea normată face deosebit de simplă scalarea rezultatelor pentru diverse frecvențe sau impedanțe. Pe exteriorul diagramei sunt marcate unghiurile coeficientului de reflexie în tensiune. Sunt arătate sub diagramă și nomogramele folosite pentru determinarea lungimii fizice pe diagrama Smith a magnitudinii coeficientului de reflexie, ca si pentru pierderile de reflexie RL (Return Loss) direct in dB.

Practic se folosește un compas-distanțier pentru a măsura distanța pe nomogramă pentru magnitudinea coeficientului de reflexie dorit, după care se plasează compasul în centrul diagramei Smith și se trasează un cerc cu raza egală cu magnitudinea coeficientului de reflexie. Se trasează apoi o linie din centrul diagramei, ce intersectează cercul exterior al diagramei Smith la unghiul dorit. Intersecția între această linie și cercul trasat anterior este coeficientul de reflexie căutat.

Pe diagramă a fost figurat coeficientul de reflexie Γ=0.6-1050. Acest coeficient de reflexie poate fi însă reprezentat și ca o impedanță folosind planul complex Z=19-j35. Transformarea impedanțelor carteziene în formatul polar – magnitudine și fază – precum și transformarea inversă sunt prezentate în Anexa 2 și programul de calcul atașat. Ca exercițiu, iată în Fig. 6 reprezentate 4 impedanțe diferite pe diagrama Smith de mare rezolutie folosită in analizele fară programul de calcul. Impedanța Z2 este o impedanță capacitivă, impedanța Z3 este inductivă, iar Z1 și Z4 sunt pur rezistive. A fost folosită atât exprimarea în format cartezian cu valori normate pe 50 Ohmi, cât și reprezentarea clasică în Ohmi.

Aceleași impedanțe reprezentate și în coordonate polare sub forma magnitudine și fază se poate face ușor cu programul din Anexa 2 –  http://leleivre.com/rf_gammatoz.html

Pentru a ușura reprezentarea vizuală a impedanțelor, în raport cu factorul VSWR, se pot trasa cercuri cu VSWR constant, ca în Fig.7. Aceste cercuri sunt de fapt locuri geometrice, cu o proprietate comună, toate impedanțele de pe cerc având același VSWR.

Ca exemplu, putem vizualiza impedanțele DP1 19-j35 cu SWR 4:1 și DP2 37-j15 SWR 1.59:1, în raport cu cercurile de VSWR constant.

Exemple practice folosind diagrama Smith

Iată și un exemplu practic în Fig. 8. Pe diagrama Smith, putem ușor sintetiza un circuit de adaptare. Să presupunem că dorim să adaptăm punctul DP1 (5.5-j3.0)  la 50 Ohm. În esență, trebuie să folosim componente care să aducă impedanța din punctul DP1, în centrul diagramei unde impedanța este de 50 Ohm. Punctul TP trebuie să ajungă în urma transformării de impedanță cât mai aproape de centru. Putem folosi cercuri de SWR constant trasate pe diagrama Smith, pentru a evalua calitatea adaptării rezultate.

Putem folosi un inductor în serie, urmat de o capacitate în paralel, ca în schema din. Fig.9.

Pentru 7MHz, sunt determinate de program și valorile necesare pentru circuitul de adaptare. Se observă pe diagrama Smith, că a fost trasat și cercul cu Q constant (verde) cu valoarea 3. Acesta este Q-ul în sarcină al circuitului de adaptare. Putem folosi cercurile de Q constant pentru a impune un Q maxim pentru circuitul de adaptare pe care îl proiectăm. Pe un cerc de Q constant, toate punctele au o proprietate comună: raportul între reactanța X și rezistența R este același.

Iată aceeași impedanță, adaptată cu un Q în sarcină mai redus, în Fig. 10. Pentru acest design, am impus un Q în sarcină maxim de 1.5. Adaptarea de impedanță este făcută în mai mulți pași, pentru a păstra un Q maxim nu mai mare de cel impus de 1.5.

Schema echivalentă rezultată poate fi văzută în fig.11. Numărul de componente folosite a fost dublat, însă Q-ul în sarcină a fost redus la jumătate. Folosirea unui circuit cu Q-în sarcină redus, are ca efect nu doar creșterea benzii de frecvență a circuitului, dar și reducerea pierderilor în circuit. Acesta este motivul pentru care la transformările cu rapoarte mari de impedanță, se folosesc un număr considerabil de componente, pentru a păstra un Q în sarcină redus și implicit pierderi reduse și o bandă largă, ceea ce este foarte important mai ales atunci când se lucrează cu puteri mari. Q-ul în sarcină poate fi redus și mai mult pentru acest circuit de adaptare, însă evident vor fi necesare mai multe componente în circuit. Pentru un Q în sarcină cu valoarea 1, vor fi necesare 3 inductanțe și 3 capacități.

Diagrama Smith, poate fi folosită și pentru lucrul cu linii de transmisie. Unul dintre cele mai utile lucruri pe care-l putem face cu diagrama Smith și liniile de transmisie, este să adaptăm o impedanță folosind o linie de transmisie cu o impedanță caracteristică diferită, ca în Fig.12.

Se poate folosi un segment de linie, a cărei impedanță caracteristică se calculează ca fiind media geometrică între impedanța ce trebuie adaptată și impedanța de 50 Ohm.

Z0 = sqrt(5,5 x 50) = 16,5 ohm

Folosind o linie de transmisie cu impedanța de 16.5 Ohm și lungime electrică de 12.1m (la 7MHz), respectiv o lungime fizică de 7.4m (folosind un factor de viteză pentru linie de 0.62), putem adapta impedanța de 5.5 Ohm la valoarea de 50 Ohm. Dezavantajul metodei este că la frecvențe joase este necesară o lungime considerabilă pentru linie și în plus această adaptare este corectă doar pentru frecvența din calcul. Iată în Fig. 13, cum variază impedanța (linia verde) la capătul liniei de transmisie conectate la 50 Ohm, când frecvența este variată de la 5 la 10MHz. La 10 MHz, SWR-ul trece de 5:1. În general, se poate obține o bandă de trecere de cca. 10-15% din frecvența de operare, pentru un SWR maxim de 1.5:1.

Folosirea pe cablajul imprimat a liniilor Microstrip sau Stripline permite adaptarea simplă a circuitelor ce funcționează în domeniul microundelor. Adaptarea cu linii de transmisie cu impedanțe diferite este uzuală la frecvențe mari și la construcția transformatoarelor de bandă largă cu linii de transmisie. Acesta este motivul pentru care astăzi sunt disponibile cabluri coaxiale cu impedanțe caracteristice de genul 10, 12, 15, 18, 20 sau 25 Ohm. Un alt aspect al lucrului cu linii de transmisie și proprietatea acestora de a transforma impedanțe (atunci când lucrează în regim dezadaptat), este când dorim să folosim o linie de transmisie ca șoc RF prin care introducem o tensiune/curent de curent continuu, ca în Fig.14. În acest caz linia trebuie să prezinte o impedanță cât mai mare. Dacă la un capăt linia este decuplată la masă, cu un condensator ce are o impedanță de 0.2 Ohm, iar linia de transmisie are o lungime de lambda/4, la celălalt capăt al liniei de transmisie vom măsura o impedanță foarte mare în raport cu masa (peste 12 KOhm). Aici, folosim proprietatea liniilor de transmisie cu lungime de lambda/4 pentru a inversa mărimea unei impedanțe. Această proprietate a liniilor de transmisie este folosită frecvent în radiotehnică.

În trecut se lucra pe diagrama Smith doar cu valori normate atât ale rezistenței cât și a reactanței. Valoarea reactanței era determinată prin măsurarea lungimii pe diagramă, după care valoarea rezultată pentru reactanță era convertită în mărimea inductanței sau capacității, la frecvența dorită. Astăzi nu se mai lucrează în acest fel, fiind folosite programe de calcul, care afișează automat valorile componentelor la frecvența dorită.

Există multe programe ce permit acest fel de utilizare a diagramei Smith, însă probabil unul din cele mai versatile este programul Smith, creat de Fritz Dellsperger – HB9AJY. Versiunea curenta a programului este Smith 4.0.0.2 (la data scrierii articolului) și există versiuni student (gratuite) cu aplicabilitate limitată sau fără restricții (cu plată).

Versiunea ”Student” a programului Smith V4.0 permite utilizatorului să folosească maximum 5 componente într-o rețea de adaptare și nu permute salvarea proiectelor create. Acest program este foarte util pentru a înțelege cum se construiesc circuitele de adaptare, precum și pentru sinteza efectivă a acestora. Programul permite de asemenea trasarea cercurilor auxiliare pentru SWR constant sau Q constant. Permite importul și exportul de parametrii ”S”, precum și analiza stabilității unui circuit, prin trasarea cercurilor de stabilitate.

Cele prezentate acoperă doar câteva elemente de bază legate de diagrama Smith. Utilitatea acesteia este deosebită într-un domeniu larg de aplicații, de la adaptarea impedanțelor unui amplificator de semnal mic pentru zgomot minim, la efectuarea unei analize Load Pull pentru un amplificator de putere. În acest ultim caz, un amplificator de putere este forțat să lucreze pe impedanțe diverse, la care faza este rotită cu 360 grade. Puterea de ieșire este apoi figurată pe diagrama Smith și permite determinarea impedanței optime de ieșire pentru acel tranzistor/amplificator, pentru a se putea obține puterea maximă, linearitatea maximă sau eficiența maximă, după caz.

Utilitatea diagramei Smith este deosebită nu doar pentru profesioniștii în domeniu, dar și pentru radioamatorii care folosesc din ce în ce mai mult instrumente moderne pentru analiza circuitelor sau antenelor. Fie că e vorba de analizoare de antenă pentru radioamatori precum SARK 110, RigExpert AA55, KC901 sau de un mini-VNA (Vector Network Analyzer), înțelegerea corectă a folosirii diagramei Smith, permite utilizatorului să vadă exact care este natura impedanței și implicit care e componenta reală (rezistivă) și cea imaginară (reactivă). Pornind de la aceasta se pot trage concluzii dacă antena este prea scurtă sau prea lungă  ca și a modului în care trebuie construit circuitul de adaptare.

Bibliografie:

  1. Phillip Smith   Electronic Applications of the Smith Chart   McGraw Hill 1969
  2. Guillermo Gonzalez  Microwave Transistor Amplifiers Analysis and Design   Prentice Hall 1997
  3. Fritz Dellsperger   Smith Chart Software  V4.0    Jan 2017 http://www.fritz.dellsperger.net/smith.html
  4. Dumitru Blujdescu   Experimente cu Fideri        Conex Club   Feb 2002
  5. D. Blujdescu -YO3AL       Diagrama Smith întrebări și răspunsuri (I și II)      Radiocomunicații și Radioamatorism
  6. F. Crețu  Radioreceptoare   PIM 2007
  7. K-C Chan & A. Hartner   Impedance Matching and the Smith Chart RF Design   Jul 2000.

O diagramă Smith Color atât pentru planul Z cât și pentru planul Y poate fi descărcată de aici: https://www.microwaves101.com/downloads/smith%20chart%20in%20color.PDF

O diagramă alb negru pentru planul Z poate fi descărcată de aici: https://www.microwaves101.com/downloads/smith.PDF

Anexa 1 – Calculul reactanțelor și transformarea impedanțelor în admitanțe.

http://www.qsl.net/pa2ohh/jslcimp.htm

https://www.easycalculation.com/engineering/electrical/electrical-admittance.php

Anexa 2 – Transformarea impedantelor din coordonate carteziene in coordonate polare și transformarea inversă.

http://leleivre.com/rf_gammatoz.html

Anexa 3 – Alte câteva link-uri care s-ar putea să fie utile.

Funcție de raportul de unde staționare VSWR calculul valorilor pentru:

  • Coeficientul de reflexie Γ alias ρ.
  • Puterea reflectată în procente și dB.
  • Pierderile în dB (Return Loss).

http://www.antenna-theory.com/definitions/vswr-calculator.php

Un .ppt de prezentare a diagramei Smith în limba română

http://elth.pub.ro/~vasilescu/sisteme_cu_microunde/Introducere_Diagrama_Smith.pdf

Pentru cititorul interesat de articolul tipărit, acesta poate fi descărcat în format .pdf.

Despre diagrama Smith

NOTĂ Importantă – Este în lucru și se va posta un tutorial VIDEO / AUDIO cu exemple de execuție folosind diagrama Smith. Cât de curând!

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

În categoria Uncategorized | Lasă un comentariu

Albumul lucrărilor la CNCT 2017 Izvoru Mureșului

Motto: Joe Taylor – K1JT

Pentru participanții de „azi” și de „mâine” la CNCT cităm din nou părerea laureatului premiului Nobel, Joe Taylor K1JT, cu privire la radioamatorism în lumea științifică de astăzi dominată de calculatoare.

„ Da cred că este important. Radioamatorismul a fost întotdeauna o activitate importantă, un tip de activitate care îți ofera satisfacții personale și care contribuie la dezvoltarea unei personalități. Cred ca profesionistul în formare, care va trebui sa fie un bun om de știință (și nu numai, zic eu) poate beneficia adesea din contactul cu radioamatorismul, unde construcțiile proprii sunt o parte a hobby-ului. Iar construcțiile făcute acasă nu mai înseamnă astăzi că trebuie să-ți construiești sigur toată stația. Îți poți cumpara un transceiver, dar nu poți ieși doar cu el în eter, trebuie să mai faci și tu câte ceva. Trebuie să-ți montezi antena să o reglezi, și-ți trebuie o mulțime de aparate auxiliare la stație. Aproape oricine capată experiența de constructor făcând aceste lucruri. Cred că cei care și-au descoperit abilități în acest domeniu în ideea că fac toate acestea ca relaxare, ca hobby, translatează de obicei aceste activități și în activitatea profesională.”

SECȚIUNEA – A

Echipamente și accesorii pentru unde scurte.

Secțiunea – B

Echipamente și accesorii pentru unde ultrascurte și microunde.

SECȚIUNEA – C

Echipamente și accesorii pentru telegrafie viteză, RGA și alte echipamente pentru activitatea de radioamatori.

Un excelent album cu fotografiile lucrărilor prezentate la Campionatul Național de Creație Tehnică 2017 realizat de Nini YO3CCC este prezentat alăturat!

ALL_Foto_CNCT_2017

Comisia Tehnică Centrală mulțumește participanților, mai tineri sau mai vârsnici, pentru expunerea la CNCT a unor lucrări mai complexe sau mai modeste, realizate cu inteligență și pricepere, pentru pasiunea noastră comună RADIOAMATORISMUL!

În categoria Uncategorized | Lasă un comentariu

Rezultate la Campionatul National de Creație Tehnică 2017

Așteptăm cu interes, din partea participanților, lucrările în format electronic pentru a le putea posta pe sit-ul Comisiei Tehnice Centrale a FRR.

Pentru cei care doresc să printeze clasamentele, acestea se pot descărca din format .pdf

Clasament sectiunea A_2017

Clasament sectiunea B_2017

Clasament sectiunea C_2017

În categoria Uncategorized | Lasă un comentariu

Campionatul Național de Creație Tehnică 2017

COMUNICAT DIN PARTEA COMISIEI CENTRALE TEHNICE

            Vă reamintim că, pe data de 2 Septembrie la Izvoru Mureşului va avea loc Campionatul Naţional de Creaţie Tehnică, în cadrul Simpozionului Naţional al Radioamatorilor (1-3 Septembrie) organizat de Federaţia Română de Radioamatorism.

            În cadrul acestui concurs, pe lângă premierile care se vor face conform clasamentului pentru participanţii la campionat, Comisia Centrală Tehnică a decis acordarea în cadrul festivităţii de premiere a trei premii speciale. Unul din aceste premii va fi acordat lucrării care va obţine cel mai mare punctaj la capitolul „originalitate”. Mai multe detalii vor fi disponibile pe pagina de Web a Comisiei Tehnice.

           Pentru cei care vor participa la concurs, vă adresăm rugămintea de a veni cu fişa de participare completată; aceasta este disponibilă pentru descărcare pe pagina de Web a F.R.R., pe sit-ul Simpo YO 2017 precum şi pe pagina Comisiei Centrale Tehnice (tehnic.frr.org.ro).

Vă aşteptăm!

                    Ing. Cristian Simion, YO3FLR

            Preşedintele Comisiei Centrale Tehnice

Înscrierea participanților la CNCT.

Înscrierea participanților la Campionatul Național de Creație Tehnică ediția 2017 care se va desfășura la Izvoru Mureșului în perioada 31 august – 3 septembrie în cadrul SIMPO YO 2017 al Federației Române de Radioamatorism se face conform formularului alăturat și în concordanță cu prevederile regulamentului prezentat aici  REGULAMENT CNCT

Formularul de înscriere în format .pdf se poate descărca de aici

FISA+DE+INSCRIERE_2017

Toate lucrările care vor avea documentație în format electronic .pdf, .doc, .ppt și inclusiv scheme sau prezentări video / audio vor fi postate pe situl Comisiei Tehnice Centrale

http://tehnic.frr.org.ro

Premii speciale acordate de Comisia Tehnică a FRR

Comisia Tehnică Centrală a Federației Române de Radioamatorism acordă apreciari deosebite sub forma unor diplome și plachete pentru realizările tehnice ale unor participanți la Concursul Național de Creație Tehnică. Cele acre vor fi acordate în anul 2017 la SIMPO Izvoru Mureșului arată astfel:

1. Premiul special pentru cea mai originală lucrare.

2. Premiul special pentru cel mai tânăr participant.

3. Premiul special pentru cel mai vârstnic concurrent.

 

 

În categoria Uncategorized | Lasă un comentariu

FT450 – Un nou manual de utilizare sistematizat.

Un nou manual de utilizare pentru transceiverul FT450.

Radioamatorul american W1BEE – Gary Derman a sistematizat documenatația originală a transceiverului FT-450, manualul utilizatorului, într-o formă practică care ușurează înțelegerea funcțiunilor și setarea corespunzătoare a parametrilor de funcționare a acestui echipament. Pentru radioamatorii YO, utilizatori ai lui FT450, poate fi un manual util și practic cu care se poate asigura ameliorarea funcționării în multiplele posibilități de lucru asigurate de către acest transceiver.

Tot Gary prezintă o interesantă schiță cu sistematizarea antenelor sale pe un singur pilon și anume: Mast System – R5 Vertical Antenna, Mosley 10, 15, 20 meters, Wide Band 40, 75, 80 meters. Puteți descărca manualul de utilizare pentru FT-450 precum și o schiță a antenei lui Gary și de la  http://ham.vipilot.com 

FT-450Control

În categoria Uncategorized | Lasă un comentariu

3D Smith chart – Diagrama Smith în trei dimensiuni.

3D Smith chart – Diagrama Smith în trei dimensiuni

Autori: Dr. ing. Andrei Muller (Valencia)

Prof. Dr. Alin Moldoveanu (București)

Șef lucrări Victor Asavei (Bruxelles)

Ing. info. Cristi Fleischer (Zurich)

 Prezentare realizată de către YO4UQ – Cristian Colonati

                 Notă introductivă.

Contactul cu dr. ing. Andrei Muller și remarcabila realizare a echipei sale mi-a permis să aduc în atenția specialiștilor din electronică și radiocomunicații dar și în atenția radioamatorilor cu preocupări avansate în proiectarea și evaluarea circuitelor electronice a unui nou și performant instrument software privind elaborarea diagramelor Smith în trei dimensiuni pe o sferă Riemann. Aplicația poate trata circuitele active și pasive simultan!

Ca urmare a discuțiilor purtate, cu multă amabilitate și deschidere, Andrei a fost de acord să realizez cu ajutorul lui o prezentare a aplicației pe sit-ul Comisiei Tehnice Centrale a FRR – Federația Română de Radioamatorism http://tehnic.frr.org.ro  precum și o comunicare în cadrul lucrărilor de la SIMPO 2017 – Izvorul Mureșului.

În același spirit de colaborare cu radioamatorii din România, Andrei a oferit pentru FRR – Comisia Tehnică Centrală, un număr de trei licențe ale programului care pot fi utilizate atât pentru instruire, proiectare sau evaluari de circuite de către radioamatorii competenți în tehnica utilizării diagramelor Smith. Rămâne să se hotărască cum și către cine vor fi distribuite licențele. Feed-back-ul acestora ar trebui să fie exemple concrete de utilizare, publicabile, care să aducă elemente de instruire și un plus de competență radioamatorilor YO.

Mulțumim echipei de specialiști români care oferă ca noutate absolută un performant instrument de instruire și proiectare în electronică și radio. Dr. ing. Andrei Muller și echipa lui ne aduce în atenție un semnificativ exemplu de bună colaborare a specialiștilor români răspândiți pe meridianele mapamondului. Comunitatea radioamatorilor YO poate promova în rândul studenților din universitățile tehnice din țară cu facultăți de profil acest performant instrument.

                Despre echipa de realizatori.

Andrei Muller (PhD) a condus echipa de crearea primului instrument grafic pentru elaborarea digramelor spațiale 3D Smith ( www.3dsmithchart.com ). În timpul în care a redactat primele articole despre acest concept  în revistele americane și engleze de telecomunicații a fost ceeat și programul pentru diagramele 3D Smith.  Acesta generalizează diagramele 2D Smith și a devenit un instrument global utilizat în proiectarea și măsurarea circuitelor de înaltă frecvență (amplificatoare, antene, filtre, rețele de adaptare).

Continuă să citești

În categoria Uncategorized | Comentariile sunt închise pentru 3D Smith chart – Diagrama Smith în trei dimensiuni.

Amplificator U.S. cu LDMOS BLF188XR

O expunere de excepție a unui proiect, prezentat de colegul nostru Valentin YO4RLN, care îmbrățișează într-o abordare multidisciplinară: electronica de schemă și componentă, radioul și informatica. Toate acestea au fost finalizate într-o exemplară realizare practică de construcție modulară, cu scheme și explicații, măsurători și parametrii realizați. De reținut și buna colaborare cu specialiștii firmei NXP Romania.

Mulțumim lui Valentin pentru descrierea modului cum trebuie abordat un proiect și realizarea unei lucrări complexe.

Cuvântul înainte al autorului.

Foarte multi dintre noi inclina in a construi amplificatoare de putere cu tuburi electronice din mai multe motive, cel mai des motiv invocat fiind robustetea acestora in exploatare, rezistenta acestora in cazul in care apar diverse probleme, rezistenta la unde stationare ridicate, pretul si disponibilitatea tuburilor etc… . Dar sa nu uitam ca acestea lucreaza cu tensiuni anodice foarte mari si foarte periculoase, constructia necesita componente deosebite care nu mai sunt de multi ani in fabricatie, fiind de cele mai multe ori destul de greu de procurat iar sursa de alimentare este un bloc costisitor, complicat de pus in opera si cu un randament destul de mic. Pe langa faptul ca in general tuburile metalo-ceramice necesita o atentie sporita in exploatare, necesita si o racire foarte buna, ne mai luand in calcul si randamentul pe care il au tuburile electronice. Personal, in primii ani de radioamatorism am cochetat cu tuburile electronice care sincer sa fiu m-au fascinat si mi-a placut sa realizez diverse montaje in jurul lor. Dar componentele electronice au inceput sa evolueze si mi-am propus sa realizez un amplificator complet tranzistorizat ceea ce a fost o mare provocare, cel putin pentru mine. Am experimentat amplificatoare cu tranzistorii MRF150 si SD2933 in jurul schemei realizate de Helge Granberg EB104, rezultatele fiind satisfacatoare, optinand perfomante foarte bune cu puteri variind intre 600 – 900 w, dar marea provocare a fost insa realizarea unui amplificator in jurul tranzistorului de la NXP BLF188XR.

In realizarea a amplificatorului cu tranzistorul BLF188XR m-am lovit de o serie de probleme, principala fiind lipsa de informatii, ceea ce m-a impins sa port mai multe discutii cu inginerii de la NXP care au fost foarte deschisi in discutii, in unele situatii nici ei neavand raspunsuri pentru ca tranzistorii LDMOS care sunt destul de recent lansati (in anul 2013). Dupa ce am cules destule informatii am decis ca e cazul sa trec la faza de implementare si aici a fost o etapa destul de grea. Procurarea componentelor, s-a dovedit a fi o adevarata provocare, s-a realizat din tari precum America, Australia, Anglia, Germania si China.

    Amplificator U.S. cu LDMOS BLF188XR

autor Valentin Tarala – YO4RLN

 

În categoria Uncategorized | Comentariile sunt închise pentru Amplificator U.S. cu LDMOS BLF188XR

„Q&A” Să lămurim noțiunile!… articolul 2.

“Q&A” – Să lămurim noțiunile!… articolul 2

Pagină susținută de Liviu – YO2BCT.

Liviu propune o rubrică permanentă “SĂ LĂMURIM NOȚIUNILE” care să conțina articole de clarificare a unor noțiuni greșit întelese și prost utilizate de mulți radioamatori care nu s-au documentat suficient. Ca mostră sunt prezentate 2 articole și vor urma și altele dacă considerați că sunt utile. Articolele vor fi numerotate în continuare și va apare și numele autorului, ca cei interesați să îl poată contacta pentru explicații suplimentare sau – de ce nu – pentru păreri contrare sau adăugiri. Oricine are ceva de de spus pe tema asta, de corectare a unor noțiuni întelese și utilizate greșit, poate trimite un articol care va primi un număr în continuare. Cu timpul se poate strânge un material util pentru începatori (și nu numai), mai ales pentru cei care au prins greșit niște informații “după ureche”. Prietenii noștrii din YO sunt invitați să pună întrebările pentru care au nelămuriri pentru care vom încerca să aducem împreună precizările necesare. Postările se vor aduna și în pagina dedicată acestui demers din sit-ul nostru 3.5.14. “Q&A” – Să lămurim noțiunile!

Al doilea articol.

  1. BALUN

Liviu Soflete – YO2BCT

Denumirea vine de la cuvintele Balanced to Unbalanced, din ale căror silabe inițiale se formează combinația Balun. Numele semnifică o componentă electronică de radiofrecvență care face trecerea de la un circuit balansat (echilibrat față de masă) la un circuit nebalansat (cu una din borne legată la masă). In mod similar se pot defini circuite Balbal (intrare simetrică/ieșire simetrică) sau Unun (intrare asimetrică/ ieșire asimetrică).

Denumirea corectă este balun – cei care nu știu despre ce e vorba scriu uneori ballun sau baloon, crezând că e mai ”englezește” așa. Baloon înseamnă un balon – cu hidrogen, heliu sau aer cald – sau mingea de fotbal, deci e vorba despre obiecte de formă aproximativ sferică, umplut cu un gaz, fără nicio legătură cu componenta noastră electronică.

Cel mai simplu circuit balun pentru curent alternativ se poate construi cu ajutorul unui transformator cu priză mediană: dacă transformatorul conține două înfășurări identice, primarul (cu priza mediana la masa) se poate alimenta de la o sursă de semnal simetrică față de masă (balansată) iar secundarul la care se leagă sarcina, se poate conecta cu oricare din capete  la masă. In funcție de care capăt al secundarului se leagă la masă, tensiunea de ieșire poate fi în fază sau în antifază cu cea de intrare.

Dacă înfășurările au același număr de spire, impedanțele la intrare și la ieșire sunt egale; dacă numărul de spire diferă, se realizează și o transformare de impedanță (cu patratul raportului de transformare).

Care sunt utilizările posibile?

Continuă să citești

În categoria Uncategorized | Lasă un comentariu

“Q&A” – Să lămurim noțiunile!… articolul 1.

“Q&A” – Să lămurim noțiunile!… articolul 1.

Pagină susținută de Liviu – YO2BCT.

Liviu propune o rubrică permanentă „SĂ LĂMURIM NOȚIUNILE” care să conțina articole de clarificare a unor noțiuni greșit întelese și prost utilizate de mulți radioamatori care nu s-au documentat suficient. Ca mostră sunt prezentate 2 articole și vor urma și altele dacă considerați că sunt utile. Articolele vor fi numerotate în continuare și va apare și numele autorului, ca cei interesați să îl poată contacta pentru explicații suplimentare sau – de ce nu – pentru păreri contrare sau adăugiri. Oricine are ceva de de spus pe tema asta, de corectare a unor noțiuni întelese și utilizate greșit, poate trimite un articol care va primi un număr în continuare. Cu timpul se poate strânge un material util pentru începatori (și nu numai), mai ales pentru cei care au prins greșit niște informații „după ureche”. Prietenii noștrii din YO sunt invitați să pună întrebările pentru care au nelămuriri pentru care vom încerca să aducem împreună precizările necesare. Postările se vor aduna și în pagina dedicată acestui demers din sit-ul nostru 3.5.14. „Q&A” – Să lămurim noțiunile!

Primul articol.

1.     SINCRODINA

Liviu Soflete – YO2BCT

Sincrodina este un tip de receptor pentru semnale AM, bazat pe utilizarea unui detector comandat de un semnal produs local, sincronizat în fază cu purtătoarea semnalului AM recepționat.

Receptorul cu conversie directă (DC – direct conversion) pentru semnale SSB utilizează un detector comandat cu un semnal produs local, cu o toleranță de maxim 50 – 100Hz (pentru transmisii de voce) față de frecvența purtătoarei suprimate a semnalului SSB. Din cauza lipsei purtătoarei, nu pot apare fluierături de interferență, chiar dacă semnalul local (produs de BFO) nu este sincronizat perfect .

Sincrodina nu poate funcționa corect decât cu un sistem de sincronizare (oscilator local “târât” de purtatoarea semnalului AM selectată cu un circuit foarte selectiv), în caz contrar apărând fluierături de interferență foarte supărătoare.

Care ar putea fi avantajele sincrodinei (față de superheterodină)?

Continuă să citești

În categoria Uncategorized | Lasă un comentariu

Acordul de la distanță cu ajutorul unui condensator variabil cu vid.

Acordul de la distanță cu ajutorul unui condensator variabil cu vid.

YO4UQ – Cristian Colonati

O aplicație simplă însoțită de o realizare practică care poate constitui un bun exemplu pentru ”ce se mai poate face cu forțe proprii” pe lângă echipamentele industriale cumpărate, stația de radio și celelalte echipamente industriale anexă: tuner, SWR-metru, analizor de antenă, etc. Preocupările autorului acestor rânduri privind antenele magnetice – ML Magnetic LOOP, sunt îndeobște cunoscute. În SUA și nu numai, există o puternică emulație în rândul radioamatorilor pentru a dezvolta în construcție proprie astfel de antene adaptate pentru spații reduse. Discuțiile pot fi urmărite pe https://beta.groups.yahoo.com/neo/groups/MagLoop/info?referrer=vodovozfamily

Nici firmele nu stau degeaba. În publicațiile de specialitate ale radioamatorilor din SUA, Anglia, Italia sau Germania aproape în fiecare număr apar articole și referințe la ML precum și reclame ale firmelor, mai mari sau mai mici, cu oferte pentru multiple variante constructive ale acestui model de antenă. De asemeni și Internetul este plin de numeroase referințe cu privire la realizările practice proprii ale radioamatorilor. Deoarece programele de calcul pentru dimensioanrea antenelor magnetice, existente la un moment dat pe Internet, dădeau rezultate diferite cu privire la unii parametrii: constructivi, dimensionali și ai valorilor parametrilor de funcționare, a fost construit pe baze teoretice solide un program propriu pentru dimensionarea antenelor magnetice și evidențierea parametrilor de funcționare, care poate fi descărcat de la

http://tehnic.frr.org.ro/index.php/3-articole/3-2-hf/3-2-1-antene-hf/

inclusiv considerentele teoretice, sau la

http://www.radioamator.ro/articole/view.php?id=920

                Pentru expunerea practică din acest articol sunt prezentate mai sus două capturi de ecran cu parametrii dimensionali și de funcționare ai antenei magnetice proprii pentru benzile de la 7MHz, frecvența cea mai joasă și până la 21MHz cea mai înaltă frecvență acoperită de ML. Se referă la o antenă de țeavă de cupru de φ22mm cu D=1,1m pentru o putere de 100watt. Cu acestă antenă lucrez de mulți ani în special în modurile digitale: WSPR, PSK toate variantele, RTTY, CW, ș.a. Din cele două capturi de ecran anexate în continuare sunt prezentați (în coloana Cupru din dreapta) toți parametrii de funcționare rezultați în urma calculului.

Continuă să citești

În categoria Uncategorized | Un comentariu