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Teoría
Las válvulas de vacío II

Una vez que hemos visto la manera en que podemos desarrollar por medios eléctricos el efecto termoiónico, entramos de lleno ahora en la descripción de las válvulas de vacío, las cuales fueron en su tiempo el máximo exponente del citado fenómeno físico en lo que toca a la recepción y emisión de señales de radio entre otras aplicaciones.

Comenzaremos hablando del llamado diodo termoiónico, componente muy usado en los tiempos de los receptores a válvulas como rectificador en fuentes de alimentación y demodulador de señales de R.F. entre otros aspectos, aunque aquí no acaban todas sus aplicaciones.

El diodo termoiónico, también conocido como diodo de vacío, puede considerarse la válvula más elemental y sencilla de todas las que han existido. Fundamentalmente se trata de una ampolla de vidrio completamente cerrada, dentro de la cual se ha practicado el vacío, o sea, que se le ha extraído todo el aire de su interior.

Dispone de dos electrodos, como puede deducirse de su nombre ("di-odo" del griego "dos caminos"), uno llamado ánodo y el otro llamado cátodo, tal y como ocurre en el caso del diodo semiconductor.

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Noticias
Completo curso de electrónica y radio

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Radioaficionados
Como modificar un receptor de FM para oir la VHF

"¡Aaaaaaarrrrrrgggggg!... ¡Este niño es un manazas!... ¡Se ha cargado el receptor de radio que compré ayer!.. ¡El hijo de .... lo ha "fundido" al intentar modificarlo para escuchar a la N.A.S.A.! ¿Será penco el muy ca....?"

Estas fueron las "cariñosas palabras" que me dedicó mi padre cuando, con 7 años de edad, intenté "mejorar" (por llamarlo de alguna manera) el flamante receptor de OM y OC que acababa de comprar en una famosa tienda de electrónica de mi ciudad.

La verdad es que por aquel entonces yo no tenía ni la mas remota idea de lo que hacía, como es fácil deducir. Sin embargo, hacerlo me encantaba, me atraía enormemente.

No os voy a contar las medidas que tomó mi padre para que aquello no volviera a repetirse, aunque os las podéis imaginar. Sin embargo, por muy duras que fueran, no me quitaron las ganas de continuar con mis "experimentos".

Y hablando de este tipo de "investigaciones técnicas", en este artículo os ofrecemos la posibilidad de "continuar", de forma entretenida y a la vez instructiva y segura, con la que yo inicié en su dia cuando tenía 7 años de edad. Por supuesto, ya sin peligro alguno para el artilugio que elijamos como conejillo de indias y de manera muy sencilla.

Se trata de modificar un receptor de radio, de los que con seguridad todos tenemos alguno en casa, para poder oir la banda aérea (torres de control de aeropuertos, pilotos, etc...), radioaficionados de "dos metros" (144-146 MHz) y toda la banda de VHF hasta llegar incluso a los 170 MHz. ¿Quieres conocer todos los detalles?. Clic en "Leer completo...", por favor.

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Miscelanea
Luneta térmica (antivaho) como antena AM-FM

Es probable que alguna vez te haya pasado lo que a mi.

Se activó la alarma del radio-reloj a las 8:00 de la mañana en punto. Todavía casi dormido me incorporé y corrí las cortinas oyendo las noticias en mi emisora favorita. Unos espléndidos rayos de sol penetraron de golpe en mi habitación y acabaron con la oscuridad que hasta entonces había en ella.

Acto seguido procedí al correspondiente aseo matutino para, justo después, sentarme a desayunar. El café estaba exquisito y la tostada, regada con aceite de oliva virgen extra, me supo a gloria bendita.

Aquel dia me levanté contento, muy contento. Tenía muy buenas espectativas. Como soy un enamorado de la radio, me gusta escuchar las tertulias matinales en el coche de camino al trabajo, lo primero que hago al subir al vehículo es conectarla.

He de aclarar que mi coche duerme en plena calle. No soy el afortunado conductor que dispone de garaje. ¡Que raro!... No logro sintonizar ninguna emisora... ¿Que está pasando?.

Paro el coche y me apeo para comprobar la antena... ¡LA ANTENA!... ¡Coñ.!... ¡Que me han robado la antena!.

Esto me estropeó completamente el dia. El cabreo que pillé fue monumental, de campeonato. Entonces tomé una decisión.

Para que esto no me ocurriera más, a partir de entonces decidí usar la luneta térmica, también conocida por el término "antivaho", como antena para mi receptor de radio AM/FM. Si alguien tenía la intención de dejarme sin escuchar la radio tendría que llevarse la luna trasera, y ya eso le iba a resultar más complicado que robar una simple antena... ¿no crees?.

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Práctica
Cálculo de circuitos con diodos LED

Casi todo el mundo sabe de que se trata cuando se habla de diodos LED, esos pequeños componentes electrónicos que tienen la facultad de iluminarse cuando son atravesados por una corriente eléctrica. Además de que algunos modelos pueden llegar a desarrollar un considerable nivel lumínico el gasto energético que ocasionan es muy pequeño, por lo que en la actualidad ya han aparecido infinidad de lámparas domésticas basadas en ellos para casi todo tipo de aplicaciones.

Sin embargo, y centrándonos en los diodos LED estándar de 3 y de 5 milímetros usados en electrónica, muchos son los que se preguntan como se conectan a una pila o a una fuente de alimentación, quizás para usarlo como testigo de funcionamiento de algún equipo, o para hacer algún trabajo manual del colegio.

Hemos oido comentarios de todo tipo al respecto. Algunos dicen que el LED se conecta a la pila sin más, ya que piensan que funcionan con un determinado voltaje, algo parecido a las lamparitas de las linternas. Otros piensan que hay que poner dos o tres diodos más en serie, porque de lo contrario pueden "fundirse". Algunos no concretan y dicen que además del diodo LED y la pila o batería, el circuito debe de incorporar algún otro componente que lo proteja. ¿Que crees tu?.

El presente artículo tratará de arrojar luz sobre este tema, el cual en muchas ocasiones no está claro en la mente de algunos.

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Teoría
Electromagnetismo (I)

En nuestro artículo teórico anterior en el que hablábamos del magnetismo y de los imanes, dijimos que la electricidad produce magnetismo y que el magnetismo produce electricidad. En realidad una cosa y la otra están íntimamente unidas. Como ya hemos comentado, la electricidad y el magnetismo son dos aspectos diferentes de un mismo fenómeno físico llamado electromagnetismo y es precisamente ese fenómeno lo que en este artículo vamos a comenzar a tratar. Este conocimiento es de absoluta necesidad para seguir nuestro estudio.

Para bién o para mal, el electromagnetismo está muy presente en nuestras vidas; en cada electrodoméstico que tenemos en casa, en todos los sistemas de comunicaciones actuales (las señales de humo utilizadas por los indios norteamericanos no es un sistema de comunicación actual), en los automóviles y motocicletas, en los sistemas de posicionamiento global o GPS, en los sistemas de telemetría, en el registro y reproducción del sonido, en los equipos medicos y quirúrgicos utilizados en los hospitales, etc... Es tan vasto el campo de aplicación del electromagnetismo en la vida real que nos faltaría espacio en este artículo para nombrar cada una de estas posibilidades. Por la importancia que tiene, es vital que conozcas mas profundamente este fenómeno. Por lo tanto, estás obligado a seguir leyendo.

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Noticias
Amplificadores de potencia de audio Philips

Extenso manual de 55 páginas en alta calidad con datos, características y esquemas de aplicación suministrados por el autor, de una amplia variedad de circuitos integrados e hibridos fabricados por Philips.

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Construir un watímetro de radiofrecuencia (RF)

Es normal que al radioaficionado, como ya hemos apuntado en otro lugar de este blog, le guste construirse sus propios aparatos. A aquellos que disponen de los suficientes conocimientos teórico-prácticos, el instrumento que traemos a la palestra en este artículo les resultará quizás excesivamente simple y fácil de construir.

Sin embargo, nuestra idea no es hacer llegar esta información únicamente a personas versadas en electrónica, sino también a aquellas que no lo están tanto, y por supuesto a todas aquellas que están ávidas por realizar experimentos de este tipo, tengan o no tengan conocimientos técnicos.

La herramienta que vamos a describir a continuación, además, les resultará de muchísima ayuda a todos ellos. Les servirá no solo para símplemente saber con que potencia sale un determinado transceptor de radio, sino también para ajustar sus propios emisores, exprimiendo al máximo las capacidades de cada uno de sus equipos.

Una vez construido, el watímetro de RF que tenemos entre manos se convertirá en un instrumento imprescindible e insustituible en nuestro rincón de radio. Pongamos pues manos a la obra.

Comenzaremos describiendo desde el principio el circuito básico que constituye un watímetro de RF. Una vez que entendamos que es exactamente lo que queremos hacer, desarrollaremos paso a paso el circuito final de nuestro watímetro a partir de los conocimientos adquiridos.

UN WATIMETRO BASICO
Ya sabemos, por la lectura de artículos anteriores, que entre el paso final de RF del transmisor y la antena, ambos incluidos, debe existir una adaptación de impedancias perfecta si queremos que el sistema funcione a pleno rendimiento.

En el caso que nos ocupa, vamos a sustituir la antena por un watímetro, por lo que debemos diseñar el circuito de este último de manera que tenga exactamente la misma impedancia que dicha antena. ¿Como conseguirlo?.

Podemos comenzar sustituyendo la antena por un componente que presente una impedancia idéntica, componente sobre el que podamos efectuar una medida y evaluar la energía que se le ha aplicado.

De esta manera "cargaremos" correctamente el transmisor, no tendremos problemas de reflexiones indeseadas y dejaremos el equipo preparado para efectuar la medida.

La impedancia característica de la mayoría de las antenas, lineas de transmisión y emisores de radioaficionados es de 52Ω. Por lo tanto, en un principio necesitamos una resistencia no inductiva de ese valor.

Puede servir perfectamente una resistencia de carbón (no bobinada) de las habitualmente usadas en electrónica. A partir de aquí, podemos conectar un instrumento que sea capaz de medir la potencia disipada en ella. Pero... ¿Como podemos configurar la circuitería necesaria para ese instrumento?. ¿Que tipo de instrumento usar en este caso?.

Como instrumento, un simple galvanómetro de bobina móvil puede servir perfectamente. Quizás el mayor problema sea configurar un circuito apropiado, de manera que cuando conectemos el emisor de radio, éste siga "viendo" una impedancia de 52Ω.

En un principio y de forma muy condensada, el esquema de nuestro watímetro podría ser el que puedes ver en la ilustración superior, siempre que su circuito no influya, al menos excesivamente, en el valor de la resistencia de 52Ω que estamos usando como "carga", simulando la antena. ¿Que circuito electrónico vamos a usar entre la resistencia y el galvanómetro para respetar esto último?. Comencemos a desarrollarlo.

EL CIRCUITO ELECTRÓNICO
Basicamente podemos decir que, si un galvanómetro se excita con corriente continua, antes que nada deberemos convertir la señal de RF que tenemos en la resistencia de 52Ω, en una corriente continua capaz de mover la aguja de nuestro instrumento.

Para conseguirlo, vamos a hacer uso de un diodo y un condensador de una capacidad adecuada conectados según representamos en la ilustración adjunta.

El diodo rectifica la señal de RF y el condensador se encarga de "aplanar los pulsos". De esta manera obtenemos en la salida una tensión continua proporcional a la potencia de la señal que suministra el transmisor. Cuanta más potencia genere la emisora tanto mayor será la tensión continua en bornes del condensador.

Hasta aquí todo parece ir sobre ruedas. Tenemos el transmisor correctamente cargado mediante una resistencia no inductiva del mismo valor que su impedancia de salida, de manera que el acoplamiento sea óptimo. Después hemos puesto una célula diodo-condensador en paralelo con la resistencia anterior para obtener una tensión continua proporcional a la potencia de salida del transmisor. Por último, en bornes del condensador hemos colocado un galvanómetro, el cual nos indicará la potencia que desarrolla el transmisor.

Si ahora juntamos todas las piezas de que disponemos, obtendremos el conjunto que hemos representado en el dibujo siguiente. Parece que hemos logrado diseñar un circuito que podría funcionar a la perfección. ¿Piensas así?.

Lamentablemente hemos de decirte que, aunque hemos puesto todas nuestras ganas, este circuito no funcionará correctamente. ¿Sabrias explicar porqué sin seguir leyendo el artículo?.

La respuesta ya la insinuamos al principio. Resulta que al colocar en paralelo con la resistencia de 52Ω el conjunto formado por el diodo más el condensador y el galvanómetro, hemos bajado excesivamente la impedancia del circuito.

Efectivamente, la impedancia que "vería" el transmisor al conectarle este circuito sería mucho mas baja que los 52Ω de la resistencia ya que el galvanómetro apenas se opone al paso de la corriente. Para que el circuito funcione a la perfección, tenemos que conseguir que la impedancia que "vea" la emisora sean justo esos 52Ω, ni más ni menos.

Además, si usáramos el montaje anterior tal cual lo representamos, con una emisora de por ejemplo 10 watios,  la aguja del galvanómetro se desplazaría con tanta violencia que seguramente tendríamos que irla a buscar a casa de nuestro vecino.

¿Como vamos a lograr arreglar estos problemas, teniendo muy presente que nuestra idea es usar componentes sencillos y fáciles de obtener?.

EL ACOPLAMIENTO PERFECTO
Lo primero que se nos ocurre para mantener la impedancia en torno a los 52Ω, y de paso hacer que al galvanómetro no le llegue una intensidad de corriente excesiva, es colocar una resistencia de elevado valor en serie con el diodo. Puedes ver la idea esbozada en la siguiente ilustración.

El esquema anterior podemos mejorarlo si en vez de solo añadir una resistencia fija, añadimos además una resistencia variable. Esto nos iba a permitir poder ajustar el watímetro a fondo de escala para una potencia determinada y tener la posibilidad de calibrar nuestro instrumento. La cosa quedaría de la siguiente manera.

Esto ya es otra cosa ¿eeeehh?. Ahora parece que nuestro invento si que puede funcionar. Y de hecho funcionaría, pero sigue teniendo algunas limitaciones que tenemos que subsanar. Por ejemplo, necesitamos que nuestro watímetro pueda medir potencias de al menos 15 o 20 watios para que tenga verdadera utilidad.

Nos resultará muy complicado encontrar en el mercado una resistencia de 52Ω con una potencia de disipación adecuada. Primero porque no es un valor estandar, y segundo porque, a partir de una determinada potencia, no se fabrican resistencias de carbón no inductivas, que son las que necesitamos. Tenemos que inventar algo para salir del atolladero.

LA RESISTENCIA IDEAL
Como la resistencia que necesitamos no existe, no tenemos más remedio que "fabricarla". Y ahora probablemente te preguntes: "¿Comoooooo? ¿Fabricar nosotros una resistencia?". ¡Bueno! ¡Tranquilízate! ¡No te salgas del pellejo!. Observa que hemos colocado la expresión anterior entre comillas.

Lo que queremos decir es que, mediante una combinación de varias resistencias vamos a obtener el valor adecuado para alcanzar nuestras pretensiones. Si cogemos 20 resistencias de 1KΩ, cada una de ellas con una potencia de disipación de 1 Watio, y las ponemos en paralelo, nos vamos a llevar una agradable sorpresa. Mira un momento la siguiente ilustración.

Efectivamente, hemos obtenido una resistencia total de 50Ω, un valor muy próximo al que necesitamos. Con solo una pequeña modificación veremos como podemos aproximarnos más aún, hasta practicamente conseguir los 52Ω. Además, la potencia que el conjunto de resistencias en paralelo puede disipar será de 20 Watios (20 x 1), con lo que hemos conseguido matar dos pájaros de un tiro.

En este punto, pensamos que ya es hora de presentarte el esquema completo de nuestro watímetro ¿no crees?. Aunque al primer vistazo quizás te parezca algo complejo, pero verás como no lo es en absoluto.

EL ESQUEMA COMPLETO
En el esquema final hemos añadido algunos extras, los cuales van a hacer mucho más preciso nuestro instrumento. Después de dedicar unos instantes a observarlo, y a tratar de adivinar para que sirve cada componente, sigue leyendo. Posiblemente se te despejen algunas dudas que pudieras tener.

Como seguro que te has percatado, no hemos puesto 20 resistencias de 1K en paralelo, sino 19. ¿Por qué?. Si haces los cálculos (ver nuestro artículo dedicado a las resistencias en serie y en paralelo) verás que incluyendo en el circuito las dos resistencias en serie de 3K6 y de 750Ω (en total 4.350Ω), obtenemos los 52Ω casi justos que necesitamos para acoplar nuestro watímetro a la perfección con la mayoría de los equipos de radio.

Hemos optado por esta solución por dos motivos. El primero ya lo hemos dicho, la impedancia que verá la emisora será de 52Ω casi clavados. El segundo es que, gracias al divisor de tensión formado por R20 y R21 y a que esta última es casi cinco veces más pequeña que la primera, conseguimos minimizar la influencia que el resto del circuito pudiera tener en el total del valor de la red de resistencias en paralelo.

La señal de radiofrecuencia presente en R21 se rectifica con el diodo D1 y se le aplica un primer filtrado con el condensador C1, con lo que en este punto ya tenemos una tensión continua casi pura. Posteriormente hemos colocado el trimmer potenciométrico RV1, gracias al cual, vamos a poder calibrar nuestro instrumento a fondo de escala. Después de RV1 tenemos otro condensador (C2), el cual refuerza el filtrado de la señal, de manera que ahora la tensión que tiene en sus bornes puede considerarse libre de rizado.

Si el conmutador SW1 se encuentra en la posición "LOW", la tensión de C2 se aplica directamente al galvanómetro, que por cierto deberá ser de 100µA a fondo de escala. En esta posición de SW1, calibraremos el watímetro con RV1 para que mida una potencia de 2W a fondo de escala.

Después de calibrar el watímetro con RV1, colocaremos el conmutador SW1 en la posición "HI" y con la ayuda de RV2 calibraremos nuestro instrumento de manera que mida 20W a fondo de escala.

Observa que para conseguir dos escalas de medida distintas hemos introducido en nuestro circuito el conmutador SW1 y un trimmer potenciométrico adicional, el RV2 de 470K, siendo su valor diez veces superior al del primer trimmer, por lo que podremos medir una potencia también diez veces superior, respetando siempre los 20W máximos que puede soportar la red de resistencias en paralelo. Gracias a esta doble escala ganaremos en precisión al medir potencias bajas, del orden de 2 watios o menos.

Un detalle importante es que al principio hemos representado la escala del watímetro de forma lineal, es decir, con los espacios entre divisiones idénticos. Sin embargo esto no es así. ¿Por qué?.

Deberías tener en cuenta que lo que estamos midiendo en realidad no es una potencia, sino la tensión que corresponde a esa potencia para una impedancia dada. Por lo tanto, dicha escala ha de ser logarítmica y no lineal.

Quizás lo entiendas mejor mediante un ejemplo. Recordemos que la fórmula que nos da la potencia disipada en una resistencia es

como resulta que

sustituyendo en la primera ecuación tenemos que

o lo que es lo mismo

si despejamos V tenemos

supongamos, para redondear, que la impedancia del sistema es de 50Ω. Si estamos midiendo una potencia de 2 Watios, la tensión que medirá el galvanómetro será

si medimos una potencia de 10 Watios la tensión medida será

y por último, si medimos una potencia de 20 Watios la tensión a medir será

Está claro que ante un aumento de cinco veces la potencia (de 2 a 10 Watios), la tensión no aumenta 5 veces sino solo algo más del doble (de 10 a 22,36 Voltios). Y si la potencia aumenta diez veces (de 2 a 20 Watios), la tensión solo aumenta algo más del triple (de 10 a 31,62 Voltios). Como vemos, los aumentos que nos medirá el galvanómetro no son lineales con respecto a los aumentos de potencia. Por lo tanto, la escala del watímetro no podrá ser lineal, sino logarítmica.

Aquí damos por terminado este artículo. Solo recordarles a los suscriptores del blog que disponen de toda la información necesaria para la construcción de este equipo en la zona de descargas. En un solo PDF pueden bajarse la distribución de componentes y una copia a tamaño natural del diseño de pistas del circuito impreso necesario. Esperamos les sea de utilidad. ¡Hasta pronto!.

 
C O M E N T A R I O S   
RE: Construir un watímetro de radiofrecuencia (RF)

#13 Harry Haller » 24-06-2020 03:21

Más claro...ni echándole agua.
Una joya de docencia técnica.
Seriedad y exactitud, puesta al nivel de mis modestos conocimientos.
Muchas gracias por su tarea. Sigan adelante. Son un ejemplo para el sector radioeléctrico.

RE: Construir un watímetro de radiofrecuencia (RF)

#12 Roberto Antonio Salinardi » 30-03-2020 07:10

Muchas gracias por este tema tan bien explicado con terminos al alcance de todos. LU1DKX 73s.

RE: Construir un watímetro de radiofrecuencia (RF)

#11 Mardey » 06-09-2019 20:58

Então não podemos usar essa escala para o watimetro ?

RE: Construir un watímetro de radiofrecuencia (RF)

#10 Óscar González » 29-06-2019 17:51

Excelente artículo.

Atentamente

Óscar González

RE: Construir un watímetro de radiofrecuencia (RF)

#9 jose carlos azevedo cruz » 11-11-2018 15:40

´muito bom muito construtivo :plup:

buena info.

#8 jorge henao » 03-10-2017 19:24

cordial saludo, los felicito por el articulo detallado y de suma importancia.
la verdad es que al diseñar equipos de RF y no conocer estos datos se nos vuelve un mundo todo lo que esperamos de nuestro transmisor.. ese dato de las medidas que son logarítmicas debido a la impedancia me cojio desprevenido; cuanto me hubiese servido este dato años atrás , pero aun puedo aplicarlo.

Por ultimo, una consulta.
noto que al hacer un pequeño transmisor 30 mw apx. con un trozo de antena de 10 centímetros me funciona bien sin sonido de fondo al quitar la modulación, pero al aumentar la potencia a unos 100 mw se empieza a acoplar la RF al circuito creando un sonido horrible aun con el tx blindado es esto normal, o como puedo corregirlo.
millll gracias.

vatimetro casero

#7 juan Carlos Marin » 29-08-2017 17:07

GRACIAS AMIGOS ESO NECESITABA!

vatimetro casero

#6 juan Carlos Marin » 29-08-2017 17:05

Mil gracias amigos por ayudar a los que menos sabemos pero que queremos aprender '¿se puede suscribir al foro ? me seria de agrado la verdad este tipo de sitios son los que realmente ayudan a construir con el aporte mil y mil gracias.
:-)

Construir un watímetro de radiofrecuencia (RF)

#5 BHW » 15-04-2017 08:18

Way cool! Some very valid points! I appreciate you writing this write-up and the rest of the site is extremely good.

RE: Construir un watímetro de radiofrecuencia (RF)

#4 Luiz Fernando Vieira » 24-03-2016 02:16

Como montar um Watimetro Para Tx UHF 800W com 50Ω
Ficarei muito Grato se pudesse enviar Diagrama para mim Montar Um para meu Uso..
Atenciosamente:
Luiz Fernando Vieira Maceió Brasil..

RE: Construir un watímetro de radiofrecuencia (RF)

#3 hermógenes condori » 21-01-2015 21:57

Señores
Radioelectronica
Buena y bastante ilustrativo. voy a armar un watimetro.
Gracias. Hermógenes :roll:

quisiera saber si puedo medir vhf y hf con este tipo de wattimetro

#2 cesaraugusto » 26-12-2014 20:53

puedo medir hf y vhf y hasta que potencia puedo medir con este wattimeto

RE: Construir un watímetro de radiofrecuencia (RF)

#1 luigi santos » 26-11-2012 05:25

excelente informacion muy agradecido por la publicacion.

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