Dummy Loads

Versión Beta... a concluir

Las cargas fantasma tienen aplicaciones no muy conocidas para algunos aficionados, razón por la que a veces no es tenida en cuenta a la hora de adquirir o construir instrumentos para ajustar equipos y/o antenas. Tampoco es común ver cargas fantasma de 200 o 450 Ω , aunque son casi tan útiles y necesarias entre nuestro instrumental como las de 50 o 75 Ω .

En esta nota detallaré los usos y aplicaciones que suelo darle a las cargas fantasma, y los distintos valores valores para cada caso.

Tenga en cuenta que es absolutamante necesario contar al menos con un transmisor o tranceptor y un roímetro de la misma impedancia característica ( 50 o 75 Ω ) para poder realizar cualquier medición y/o prueba, y estar familiarizado con el uso de este instrumento. También se necesitarán dos secciones de cable coaxial, de 30 a 50 cm de longitud y con los conectores adecuados al equipo y roímetro.

A los efectos de simplificar las explicaciones, las mismas se centrarán en la utilización de tranceptor, roímetro y coaxiles de la impedancia más habitual = 50 Ω .

Comprobación de potencia de un transmisor

Este es uno de los usos más comunes de las cargas fantasma, cuando se necesita comprobar si un transmisor o tranceptor emite RF y/o con que potencia aproximadamente.

Como ya se anticipó, se necesitará el transmisor, un roímetro o wattímetro y para esta prueba en particular una carga fantasma de 50 Ω, con la capacidad de disipar la potencia teórica del transmisor.

El procedimiento, será de conectar la salida de RF del transmisor, a la entrada del roímetro o wattímetro y en el conector indicado como "ANT" o "Antenna" la carga fantasma de 50 Ω , directamente al instrumento, o utilizando un cable prolongador. En los casos de necesitar el uso de cables prolongadores o chicotes, éstos deben ser lo más cortos y de la mejor calidad posible para que no influyan en las mediciones.

En la configuración indicada, la carga fantasma reemplaza a la antena con una impedancia ideal para el transmisor, transformando toda la potencia de RF emitida en calor; y en el instrumento se podrá leer esta potencia, comprobando si es la esperada en magnitud y de hecho, si hay o no emisión de RF.


Tranceptor / Transmisor bajo prueba		Roímetro / Wattímetro		Carga Fantasma

NOTA :
Esta medición solo comprueba que el transmisor emite RF, pero no discrimina frecuencias. Sabiendo que todas las frecuencias y armónicos emitidos serán disipados en la carga fantasma y el instrumento medirá la suma de ellas, se deberá tener en cuenta esto, sobre todo al comprobar si emite un transmisor de realización casera; ya que es probable que parte de la potencia que lee el instrumento pertenezca a frecuencias no deseadas, armónicas o de batido que no se esperan en la salida del transmisor.

Comprobación de las pérdidas de una línea de transmisión, conectores PL y/o conector de antena

Las pérdidas de potencia en una línea de transmisión, por lo general se evidencian cuando el largo de la misma es excesivo, el tipo de cable inadecuado o de baja calidad, o bien cuando se ha deteriorado por el paso del tiempo. Esto es más tipico en los cables coaxiales que en las líneas abiertas, y en la mayoría de los casos , el factor de pérdida viene especificado por el fabricante en las tablas de características de cada cable. A nuestros fines prácticos, lo que nos interesa es saber cuántos watts se pierden en la línea sin llegar a ser irradiados por la antena.

La comprobación es sencilla, y consiste en medir primero la potencia del transmisor con dos chicotes cortos y confiables, tal como se describió en el punto anterior. Como se explicó, esa medición nos dará idea de la potencia que sale de nuestro transmisor. Luego hay que conectar ese a la línea de transmisión que deseamos probar y en el otro extremo de la misma, el instrumento y la carga fantasma. La medición en esas condiciones estará atenuada por las pérdidas del cable, y sabremos con certeza cuánto se está perdiendo en esa línea de transmisión.

Línea de transmisión

bajo prueba


Tranceptor / Transmisor		Roímetro / Wattímetro		Carga Fantasma

Comprobación del estado de una línea de transmisión, conectores PL y/o conector de antena

Una vez realizada la instalación de un soporte de antena en un móvil, la instalación de una línea de transmisión o la soldadura de los conectores del mismo; es sumamente importante comprobar el correcto funcionamiento de estos antes de colocar la antena; ya que si nos encontramos con fallos, mediciones insatisfactorias, problemas de transmisión y/o recepción, es bastante común abocarse a reajustar la antena, realizar modificaciones y hasta acudir al comercio donde se adquirió la misma, sin tener en cuenta que los conectores, cables, fichas, soportes, etc; pueden tener fallos o estar defectuosos, siendo los únicos responsables del problema.

Para la comprobación de una línea de transmisión, o prolongador coaxial, lo primero que debe realizarse es medir la continuidad de malla y vivo en los respectivos extremos, y/o los terminales y la ausencia de cortocircuitos entre malla y vivo a del cable coaxial, luego se puede probar su correcto funcionamiento utilizando el mismo esquema que en el caso anterior, colocando la línea de transmisión bajo prueba entre el roímetro y la carga resistiva.

Esto se realiza simplemente colocando la dummy load en el extremo de la línea de transmisión ya sea en el conector o soporte, reemplazando a la antena a utilizar; así, cualquier desperfecto o falla en el coaxial, conectores o fichas, se verá reflejado en el roímetro con la indicación de ROE > 1:1, o, en el caso de usar un wattímetro, con una disminución en la lectura de potencia.

Aún cuando se esté por realizar un simple ajuste de un irradiante para VHF en un móvil con la instalación existente y en funcionamiento, este tipo de comprobación no debería omitirse jamás, ya que nadie puede garantizar el momento en que un coaxial o parte de la línea de transmision se daña o comienza a deteriorarse. Siendo esta maniobra sumamente simple y rápida, la mayoría de las veces es omitida justamente por carecer de una carga fantasma para realizarla.

Si no se observa una lectura de 1:1 o levemente superior ( las dummy loads casi siempre varían su impedancia, y presentan algo de ROE ), estaremos en presencia de algún conector dañado, deficiente conexión de masa del soporte, malla del coaxial dañada, etc, lo cual NO podrá ser resuelto ajustando la antena, por lo que deberemos encontar y solucionar primero ese problema antes de continuar con el ajuste en cuestión.

Comprobación del Balunes

Una de las aplicaciones menos conocidas de las Dummy Loads es probar balunes. Recuerdo que esta nota se refiere a los posibles usos de las Dumy Loads, por ello que no pretendo analizar balunes en todas sus características, ya que para eso se necesita otro tipo de instrumental, pero sí es posible, considerándolos en su función de transformadores, determinar su relación de transformación eléctrica ( 1:1, 4:1, 9:1, etc) , su respuesta aproximada de acuerdo a las frecuencias utilizadas, y la transferencia de potencia de RF. Más allá de cumplir o nó en las espectativas del usuario o constructor, estas pruebas pueden delatar fallas de materiales, aislación u otros detalles que evitarán perder tiempo buscando fallos en otras partes del cuicuito, línea de transmisión o antena. Por poco que esto pudiera parecer, siempre es mejor que no hacer ninguna prueba y confiar a ciegas en un elemento de dudosas propiedades.

La forma de probar un balun (o transformador de banda ancha) para comprobar si cumple con la relación de transformación, es intercalarlo entre el roímetro y la carga fantasma, debiendo esta última adoptar el valor resistivo de acuerdo a la relación del balun.

Si el balun es de relación 1 : 1 , no debería cambiar la lectura del Instrumento si se coloca una carga resistiva de 50 Ω a la salida del transformador, ya que la misma impedancia es aplicada a la entrada del transformador.

Si en balun es de relación 1 : 4 , la carga resistiva deberá ser 4 veces la impedancia aplicada a su entrada, por lo tanto deberá usarse una carga de 200 Ω , para una salida de RF de 50 Ω , típica en los transceptores actuales.

Al aplicar RF, si el transformador responde satisfactoriamente, el roímetro deberá indicar una lectura muy cercana a 1:1 o bien poca RF reflejada . Esta lectura, variará de acuerdo a la frecuencia utilizada, siendo habitual que el transformador ofrezca mejor respuesta a determinadas frecuencias, ya que son varios los factores que influyen en esto: en especial el núcleo y sus propias características, la cantidad de espiras, dimesiones y forma del trasformador o balun.

Las pruebas indicadas pueden realizarse con los transformadores dentro o fuera de los encapsulados, pero si la construcción de propia, es aconsejable realizarlas en las dos oportunidades. Primero fuera, para evitar cerrar el mismo si el transformador ya muestra algún problema; y después de cerrar el encapsulado, para confirmar que no se ha cometido ningún error o falla al cerrarlo, soldar terminales, etc.

Las dummy loads, o cargas resistivas destinadas a este tipo de pruebas, por lo general no necesitan estar preparadas para disipar mucha potencia, ya que no es necesario emplearla para las comprobaciones de relación de transformación. En cambio, sí se deberá considerar la necesaria disipación, si se está comprobando, por ejemplo, si hay una transferencia eficaz de potencia de RF através del transformador, o si el núcleo se recalienta por efecto de dicha transferencia, cuando se emplean toroides o núcleos de ferrite.

A diferencia de las clásicas cargas fantasmas o dummy loads de 50 Ω, destinadas a operar directamente sobre la salida de RF de un tranceptor o el wattímetro, las que suelen tener un conector PL-259 o similar a su salida; a las cargas destinadas a probar tansformadores no es útil colocarle este tipo de conectores, ya que la forma en que deben ser conectadas a los transformadores, exije el uso de terminales y un par de cables cortos, provistos de ojales para conectar a los terminales de aquellos.

Una aplicación que suele necesitarse, es determinar la relación de un balún que encontramos en un cajón y no tiene indicada la misma en el encapsulado. Otras veces, también es mejor cerciorarse de lo que promete...

Para estos casos se necesitarán por lo menos dos dummy loads, una de 50 Ω y otra de 200 Ω. (Teniendo en cuenta que el 99% de los balunes comerciales son de relación 1:1 o 4:1). Realizando la prueba con una y otra dummy Load se obtendrá en el instrumento, una lectura de baja ROE para la carga correcta, en otras palabras : si la lectura de ROE es baja con la Dummy de 50 Ω, el balun es relación 1:1, si la lectura es baja con la dummy de 200 Ω, el balun es de relación 4:1. Si la lectura no se acerca al 1:1 con ninguna de las 2 cargas, y se dispone de otras cargas preparadas para testear balunes de relación 6:1, 9:1 u otras, se puede reiterar la prueba con ésas, pero lo más probable es que el balun sea de pésima calidad o esté dañado.

Para quienes quieran comenzar con la construcción y experimentacón de balunes y transformadores de banda ancha, les recomiendo la lectura de las páginas de dos amigos : Miguel LU6ETJ y Daniel LW1DCP.

http://ww.qsl.net/lw1dcp

http://www.qsl.net/lw1ecp/balunes/balunes.htm

http://www.qsl.net/lw1ecp/ROE/roe.htm

http://www.solred.com.ar/lu6etj/

http://www.solred.com.ar/lu6etj/tecnicos/ser-par/ser-par.htm

http://www.solred.com.ar/lu6etj/tecnicos/roe/roe.htm

En las fotos que se muestran a continuación, se pueden ver dos cargas resistivas de 50 y 200 Ω respectivamente, provistas de terminales y la forma en que son conectados dos transformadores, antes de encerrarlos en los gabinetes o encapsulados definitivos. (en estos dos casos se conectan directamente a los terminales de los transformadores)

La disposición de terminales, diferente en los dos cargas mostradas, no afecta en la práctica, ya que como se puede observar, las Dummy Loads deben conectarse reemplazando a la antena, directamente a los terminales destinados a ella.