Los Demás Componentes
www.qsl.net/lw1ecp  Ing. Daniel Pérez LW1ECP danyperez1 {arrroba} yahoo.com.ar

 

En general


¿Quiere una frase bien gastada?. Sí, cómo no: "En Argentina no se consigue". Lo que pasa es que los distribuidores ofrecen sólo lo que pide el mercado; y como la producción local de equipos de RF está entre las industrias menos activas, es lógico que los componentes de RF sean avis rara. Para prototipos o pequeñas series lo más saludable es preguntarle al comerciante qué cosas ya se están importando para los siguientes fines:
- Para service. Ejemplo: gracias a que los transistores de transmisión se pinchan, es que se consiguen bastante fácilmente (lástima que los toroides correspondientes sean duros de quemarse...). Eso sí, como la mayoría de los service son de equipos móviles, oriente su diseño para alimentación de 12V; ignore las AN (notas de aplicación) de amplificadores que demanden 28V.
- Para grandes consumidores ya existentes. Ejemplo: Ud. necesita un chip sintetizador para usar con determinado prescaler fijo, pero lo que hay en stock normal es el MC145152 para módulo variable (que "casualmente" se importa en las mismas cantidades que el prescaler MC12017); entonces tal vez convenga rehacer algunas cuentas, desperdiciar algunas patas, y encargar un cristal distinto. Otra: los trimmers miniatura comenzaron a conseguirse gracias a la TV color.
¿Y si lo que necesita no existe por ningún motivo?. Antes de pensar en su tío que está por volver de Miami o en la azafata de Australíneas, veamos si podemos zafar airosamente con lo siguiente.

* Algunas AN (notas de aplicación) especifican circuitos impresos de teflón aun para circuitos de frecuencia relativamente baja tal como 500MHz. Muy probablemente los diseñadores usaron ese material de lujo porque ya lo tenían en su cajón, o para exprimirle un cacho más de performance. Pensándolo bien, el epoxy + fibra de vidrio (FR4 ó G10) es adecuado para 1GHz y algo más, especialmente si es para circuitos de banda ancha (sin cosas sintonizadas). La permitividad (constante dieléctrica) es de aproximadamente 4,5 a 4,8 contra 2,55 del teflón + fibra de vidrio lo que significa que para igual espesor de plaqueta las líneas de microstrip serán más delgadas y más cortas. Eso sí: los fabricantes no garantizan el valor exacto de la permitividad, y varía algo con la frecuencia.

* Hace años, no podía seguir adelante con un detector de producto para SSB del Handbook pues precisaba un CA3028. Es un par diferencial más una fuente de corriente (izquierda de la figura {Sim3028}).

Se podría reemplazar con 3 transistores discretos, pero para los del diferencial se debería además realizar la engorrosa tarea de aparearlos, o bien incluir un preset para compensar la diferencia de Vbe. Para evitarlo, se rediseñó de modo de incorporar una fuerte realimentación de CC que garantiza la igualdad de las corrientes en ambas ramas del par (ver derecha).
 

Capacitores variables


* Trate de diseñar el filtro como para que los ajustes sean sólo para prever las TOLERANCIAS en los circuitos resonantes; algunos diseños tienen tanto margen de ajustabilidad que da la impresión de que se está prototipeando en vez de ajustar, lo cual aumenta mucho el tiempo requerido. Y que no haga falta variar acoplamientos: éstos se deben fijar en el diseño de una vez y para siempre. P. ej. no dependa de la cercanía física entre dos bobinas para acoplarlas, y menos aún si esa cercanía varía al ajustar las inductancias. En un caso así, cambiar el mecanismo de acoplamiento, y evitar el acoplamiento intencional por aire.

* Si se necesita trimmers tipo pistón, tenga en cuenta un detalle importante: el paso de la rosca. Si los filetes son muy espaciados, resultará difícil el ajuste fino de circuitos críticos, no sólo por el paso grueso sino porque algunos de éstos tienen una variación no monotónica. Es decir, la variación de capacitancia presenta pequeños retrocesos, que pueden engañar haciendo creer que se encontró el verdadero máximo. Esto se puede dar en los modelos en que también el pistón gira junto con el tornillo, en vez de simplemente ser empujado. Otro fenómeno irritante es el juego muerto: cuando el operador invierte el sentido de giro, el trimmer no obedece sino tras retroceder algunos grados.

* No olvide que los trimmers también tienen coeficiente de temperatura, aunque no es seguro que se lo pueda proporcionar el vendedor.

* ¿Pensó en reemplazar un trimmer por un varicap y variar su tensión con un trimpot?

* Los trimmers de compresión de mica, aunque aparezcan en las fotos de las AN de transistores de transmisión, son buenos sólo para los circuitos de prueba de banda angosta. La inductancia relativamente alta de sus conexiones los convierte en inadecuados para banda ancha.

* Analicemos un típico trimmer como el a) de la figura {trimmer}. El corazón es un disco cerámico d) metalizado en 180° del lado inferior. Sobre él gira un disco metálico c) con un rebaje que abarca la mitad de la cara: cuando su zona no rebajada apoya totalmente sobre la zona abajo metalizada del disco cerámico, la capacitancia es máxima. Los contactos b) y e) conectan con el mundo exterior.

Con el paso del tiempo, se va formando una película de óxido en los contactos. La generada entre b) y c) produce una variación de la resistencia de contacto entre ellos al girar, lo que torna totalmente errática la respuesta frente al giro. Si se lo rota mientras se monitorea la curva de respuesta, se llega a visualizar "ruido" (desgarros) en ella, ver f). También parece que se vuelven erráticos tras ajustarlos muchas veces.
Supuestamente son marca Murata, modelo TZ03_F, capacitancia determinada por el color del cuerpo.
Recientemente, dos décadas después, volví a tener el mismo problema con un aparato distinto pero que emplea el mismo formato de trimmer. Son una basura!. Quiero pensar que son una falsificación, no puedo creer que esta empresa prestigiosa fabrique esto.
Si es impráctico su reemplazo, puede intentar salvarlo dándole muchos giros a ver si se logra limpiar el contacto, o incluso aplicar limpia contactos lubricante (Tunjet). Desconozco el posible efecto adverso al depositarse sobre el disco cerámico. Un colega utiliza WD40; otro, alcohol isopropílico.
En la hoja de datos www.murata.com/products/catalog/pdf/t13e.pdf se menciona unas frases preocupantes:
- Utilizar dentro de los 6 meses de entregado.
- Abrir el envase justo antes de usarlo.
- Antes de almacenar paquetes que fueron abiertos, deben sellarse térmicamente. No use bandas elásticas para reenvasarlos.
Sin comentarios!!!.

Murata discontinuó los TZ03 en 2014, y los reemplazó por la serie TC03, poco tiempo para tener experiencia.


* En la electrónica de consumo, los tándems ya pueden considerarse un recuerdo del siglo 20. Especialmente los "buenos" con dieléctrico de aire, marco metálico, y horquilla de bronce para hacer contacto con el rotor. Los de aire son los únicos que podrían llegar a servir para aplicaciones de transmisión de moderada potencia, o bien para instrumentos donde se requiera alta estabilidad y repetibilidad como puentes de Wien. La totalidad de los que se ven en las radios de hoy, hasta que los varicap de AM conquisten también las portátiles, son con dieléctrico de plástico y no son tan fieles en mantener el valor en que se los deja.
Como el único modo de aprovisionarse de un tándem tradicional es por el desguace, tenga en cuenta que probablemente tendrá que:
- Darle una sopleteada de aire comprimido entre las chapas para remover el polvo.
- Regular el tornillo donde apoya el extremo del eje si las chapas rozan por haber recibido un golpe.
- Lubricar la bolilla de este tornillo, y los rodamientos del lado opuesto. Si hay mucha basura pegoteada en la grasa vieja, eliminarla con solvente, etc., y volver a lubricar.
- Recuerde mantenerlo cerrado al manipularlo.
Recuerde que como conexión de masa no es confiable el marco, sino que debe usarse la horquilla de bronce que contacta al rotor.

* En el tiempo de las válvulas, ambas secciones de los capacitores variables en tándem ("tándem" a secas para los amigos) para AM eran idénticas, y a la usada para el oscilador había que conectarle un capacitor en serie (el "padder") para conseguir el "arrastre" (tracking) entre los sintonizados de antena y oscilador. Los actuales (o sea desde hace 30 o 40 años) ya no necesitan padder pues cada sección tiene chapas con la geometría correcta para cada sección. El problema es que muchas aplicaciones de aficionados requieren tándems con secciones idénticas.
Pruebe entonces esta idea: ya que la sección oscilador de un tándem moderno se porta aproximadamente como si fuese igual a la de antena más un capacitor fijo en serie, entonces ponga un capacitor fijo en serie a la de antena y listo. Ejemplo: si un tándem tiene de máximas 180pF y 80pF en antena y oscilador respectivamente, pruebe con poner 150 o 180pF en serie con antena y obtendrá un tándem de 80+80, y rediseñe el circuito concordantemente. Eso sí, la variación de capacitancia con la rotación se hace bastante alineal.

* Ahora todo se hace en SMD por razones de miniaturización. Esto beneficia la facilidad de obtener componentes para RF que también deben ser pequeños pero por razones de inductancia parásita. Lamentablemente, hay lugares donde se necesitan capacitores de muy buena calidad (alto Q; alta capacidad de manejo de potencia) y no es aceptable cualquier SMD. Concretamente es el caso de las etapas de potencia de banda ancha. Si la lista exige chips de "porcelana" y se ponen los mismos que se usarían alrededor de un cristal de microprocesador, es probable que se quemen, o que fallen por fatiga térmica. Véase la sección de escarbadientes capacitivos.

* Si se usa un protoboard con fondo de chapa, no olvidar conectarla a masa, para evitar que se convierta en un medio de acoplamiento indeseado entre puntos del circuito. No es un método constructivo recomendable para RF, salvo para pruebas sencillas como un oscilador a cristal.

* Pese a que en algunos artículos se hace hincapié en usar resistores de composición para minimizar la inductancia parásita, el principal culpable aun en los resistores de película (carbón o metal) sigue siendo las patas, no la espiral resistiva. Resistores tan bajos como 22 ohm pueden ser aceptables (según la exigencia del circuito), p. ej. para confeccionar atenuadores, hasta pocos cientos de MHz cortando las patas al ras, y limando el esmalte que rodea a los casquillos para poder estañarlos y así soldarlos directamente. Así son los componentes MELF. Una cierta disminución adicional de inductancia se logró envolviendo el cuerpo en una hoja de cobre conectada al terminal frío. También sirve usar dos resistores en paralelo de valor doble al necesario, y retornados a dos masas distintas, especialmente para esos valores de 10 a 15 ohm en emisor de etapas de banda ancha.
Si se consulta un viejo manual Philips de resistores, se hallará una especificación bastante pesimista para la respuesta en frecuencia de los CR25, ya que según las ilustraciones se les dejaba las patas demasiado largas en la conexión al medidor.

* Si se necesita hacer un atenuador de baja atenuación, y no se sabe si emplear la configuración T ó la PI, tener en cuenta que con la PI el resistor serie será de un valor mayor que cada uno de los dos serie de la T, con un mejor comportamiento en alta frecuencia.



Diodos PIN


* Es sabida la distorsión que se genera en una señal al pasar por un diodo común (como el 1N4148): la resistencia del diodo varía con el valor instantáneo de la corriente que lo atraviesa ya que la relación V/I es logarítmica en vez de lineal. En cambio, los diodos "PIN" presentan la mágica propiedad de independizar el comportamiento de RF del de CC. En sintonizadores de TV podemos encontrar dos tipos de PIN:
- Como resistores controladas por tensión. Forman un atenuador de baja distorsión a la entrada de algunos modelos antiguos de sintonizadores, manejado por el AGC. Ejemplo: BA379.
- Para conmutación de bobinas (para que en VHF se seleccione la banda baja o alta) tales como BA244, MPN3401 o 3402. Son diodos que con algunos mA tienen una R dinámica mucho menor que la que tendría una juntura convencional. También los pude usar como resistores controlados.
Sin embargo, esto vale por encima de algunas decenas de MHz: no son buenos en pocos MHz; tienden a comportarse como diodos comunes.
De todos modos, cuando se intentó usar un atenuador con diodos PIN como modulador de video no dio buen resultado: aparentemente, las frecuencias de modulación más altas ya comenzaban a inducir el "efecto PIN" y deterioraban la imagen.

{Mayo 2015} Desde hace años me vienen extrañando ciertos comportamientos del 1N4148, ya sea distorsionando la curva de un LC (ver en el sitio la sección "Los Instrumentos") o introduciendo una oscilación (ver "Malditas Oscilaciones). Hoy agarré un Spice y me saqué la duda: el 1N4148 se porta como diodo PIN!:



En este circuito de prueba se aplica 1 y 10mA para probar al diodo en conducción, y 0 y -10V (1mA pasando por 10k) para el corte. En realidad, al generar 1mA, al diodo le llegan 0,92 debido a R (me di cuenta cuando tenía todo el gráfico armado...). Con 0,92mA, una juntura teórica a temperatura ambiente debería tener unos 26/0,92 = 28,3 ohm de resistencia dinámica, lo que en este circuito implicaría una ganancia de inserción de 0,78 veces (-2,2dB).
Las curvas en azul corresponden al 1N4148. En baja frecuencia, la inserción es de 0,69 veces. PERO... por encima de algunos MHz comienza a atenuar cada vez menos. Termina por atenuar tan poco como aplicándole 10mA. Esto en los PIN no se explica por la capacitancia en paralelo, sino por el tiempo de vida de los portadores. No se agregó mediciones con un PIN para no recargar. En cambio sí se probó con un Schottky BAT81 (curvas en rojo) que muestra un comportamiento más civilizado.

Capacitores


* "NPO" se lee "ene pe cero" y no "ene pe o".

* Una causa de corrimiento de frecuencia en un oscilador LC tras el encendido, es el auto calentamiento de los capacitores, aunque sean NP0 (su coeficiente nunca es exactamente cero). Para disminuir este efecto, una opción es diseñar el oscilador como para acoplar poca potencia al LC, pero esto puede afectar al ruido de fase. También puede colocar no uno sino varios NP0 en serie y/o paralelo, para repartir la potencia disipada entre varios.

* Cuidado con eso de poner dos capacitores distintos en paralelo. Se hace con la intención de extender el rango de frecuencia útil. Si uno de los capacitores es un electrolítico, y el otro un cerámico o mylar, vamos bien: el electrolítico tiene más inductancia y comienza a dejar de ser un cortocircuito al superar una cierta frecuencia, pasándole el trabajo al chiquito.
Pero si los capacitores son, p. ej. un cerámico de 10n con otro cerámico de 1n, cuando el grande comienza a comportarse como inductor, lamentablemente es un inductor de bastante Q a diferencia de un electrolítico, y si se le coloca otro capacitor en paralelo se corre el peligro de hacer una resonancia paralelo (alta Z) en alguna frecuencia. La mejor solución es dejar sólo el de 10n, con las conexiones bien directas, o usar un modelo chip.
 

FETs de juntura para baja señal comunes


Pide un FET y le ofrecen otro?

 

Idss

Vcorte

Ciss

Crss

gm @ Idss

cutoff

visto de

 

 

mA

V

pF

pF

mS (mA/V)

MHz

abajo

 

MPF102

2…20

...-8

<7 @ Vgs=0

<3 @ Vds=15

2…7,5

 

GSD

VHF ampl, curvas hasta 1GHz en S y G común

2N3819

2…20

...-8

típ 3 @ Vgs=0

típ0,7 @ Vds=20

3…6,5

700

DGS

VHF/UHF ampl, curvas hasta 1GHz en S y G común

2N4416

5...15

-2,5...-6

<4 @ Vgs=0

<0,8 @ Vds=15

4,5...7,5

SDGc

TO72, High frequency amplifier

BF244A

2…6,5

-0,4...-2,2

típ 3 @ Vgs=-1

típ0,7 @ Vds=20

3…6,5

700

SGD

Ampl & mixer up to 450MHz

BF244B

6...15

-1,6...-3,8

típ 3 @ Vgs=-1

típ0,7 @ Vds=20

3…6,5

700

SGD

Ampl & mixer up to 450MHz

BF244C

12...25

-3,2...-7,5

típ 3 @ Vgs=-1

típ0,7 @ Vds=20

3…6,5

700

SGD

Ampl & mixer up to 450MHz

2A243

2...6,5

-0,5...-8

típ 4 @ Vgs=-1

típ1,2 @ Vds=20

2,5...3...6,5

700

SDG

 

2A244

6...15

-0,5...-8

típ 4 @ Vgs=-1

típ1 @ Vds=20

2,5...4,5...6,5

700

SDG

 

2A245

12...25

-0,5...-8

típ 4 @ Vgs=-1

típ1 @ Vds=20

2,5...5,5...6,5

700

SDG

 

BC548

 

 

 

 

 

 

EBC

(sólo para comparar ubicación de patas)

Mirando bien, están todos cocinados más o menos en la misma cacerola. Esta tablita incluye los 2A de Texas Argentina, para los nostálgicos.
No dejo de asustarme por la enorme dispersión en la tensión de corte y la Idss (I de drenaje con Vgs=0), pero así es la vida. Al menos el BF244 lo seleccionan con la letra.
Los que sí eran bichos algo distintos eran los J310 o U310, que ya eran de corrientes más elevaditas, en QST/Handbook los proponían para etapas de alto rango dinámico.


Destripando sintonizadores de TV
03/2015
Es evidente y comprensible que el mercado de componentes electrónicos no fue creado pensando en la minoría de experimentadores. Se consiguen con mayor probabilidad los componentes para hacer reparaciones. Por ejemplo, un transistor de potencia de RF es más fácil de conseguir que el núcleo de ferrite usado en su etapa... porque el ferrite nunca se descompone. Esta situación se da incluso en países del Primer Mundo. Recuerdo un artículo en una QST de los 80: "Transmission Variables: Who Needs 'Em?", que sugería un método para prescindir de los variables de alta tensión, difíciles de conseguir. Más recientemente, con la desaparición de Heathkit y recientemente la quiebra de Radio Shack, es obvio que los DIY debemos buscar métodos alternativos de aprovisionamiento, y uno de ellos es... la basura! Y qué cosas hay en la basura con más componentes de RF? Los sintonizadores de TV.

Analizaremos los bloques de algunos modelos para tener una idea de con qué nos podemos encontrar. En América (Sur y Norte) las bandas de TV analógica en el aire y en videocable cubren en forma continua desde 54MHz (canal 2 aire) hasta 806MHz (canal 69 aire, aproximadamente 121 cable). Los sintonizadores dividen este rango de 1:15 en tres rangos de aproximadamente 1:2,5 llamados VHF Low 54-132, VHF High 132-366, y UHF 366-806 (estas frecuencias varían un poco según el modelo).
- La sección de UHF siempre tiene sus propios transistores y varicaps (varactores).
- En sintonizadores relativamente modernos, las bandas VHF Low y High también, pero en los más viejos ambas bandas de VHF comparten transistores y varicaps, y unos diodos PIN para conmutación se encargan de cortocircuitar o no parte de la inductancia de sintonía, según se esté en High o Low respectivamente.



La figura ilustra lo dicho, en forma muy simplificada, y sin cubrir todas las combinaciones. Por ejemplo:
- Es posible que haya sintonizadores antiguos con circuito integrado,
- Que la salida del transistor conversor de UHF pase por el conversor de VHF que en ese modo funciona como simple amplificador.
- Los modelos sin integrado pueden incorporar un preamplificador de FI para compensar la pérdida del filtro SAW.
- También es posible que haya varicaps adicionales en los osciladores, dedicados exclusivamente al AFT.
- Y por supuesto, puede que el sintonizador incorpore las etapas de FI video y sonido.

Pero para tener una idea aproximada, podemos encontrar:
- 2 o 3 MOSFET de doble compuerta, aunque algunos sintonizadores usan únicamente bipolares. Se reconocen fácilmente porque siempre son de 4 patas. Se emplean en las etapas de RF, no es tan común que se vean como conversores.
- Un total de 4+4 varicaps y algunos diodos de conmutación de bobinas en los viejos; y 4+4+4 varicaps en los no tan viejos. No se descarta que los varicaps de UHF sean de otro tipo. Casi siempre son componentes epoxy de 2 patas, aunque en los SMD no descartemos que sean de 3 con una sin usar. Otra ayuda para reconocerlos es por la cantidad de veces que se repiten, y por su ubicación respecto de las bobinas. Siempre se polarizan en inversa, con la tensión de sintonía aplicada al cátodo, directamente o en serie con alguna bobina, siempre en serie con un resistor de decenas de kiloohm. Si se puede localizar el bus de tensión de sintonía (gracias Carlos LU2ADW), puede aplicársele algunos volts y rastrear pacientemente a qué cátodos llega la tensión.
- Algunos bipolares en los modelos viejos, con ft superior a 1 o 2GHz, como conversores, osciladores, y pre de FI.
- De los modelos que emplean sintetizador de frecuencia, unos pocos poseen prescaler y la frecuencia dividida sale al exterior de la unidad. Pero la mayoría incorpora el prescaler dentro de un circuito integrado PLL a bordo del sinto, menos interesante para el experimentador, a menos que se anime a manejar el bus I2C.
- Unos pocos modelos con transistor bipolar en la etapa de RF tenían un atenuador en base a diodos PIN usados como R variable controlada por el AGC.

Una vez localizadas las víctimas:
- Necesitará una tabla para traducir las crípticas inscripciones de los SMD, y paciencia para determinar el número de parte correcto porque un mismo código puede estar repetido en diferentes dispositivos. Sugerencias pasadas por Fabián ex LU5FHP:
 www.sos.sk/pdf/SMD_Catalog.pdf
 https://www.digikey.com/Web%20Export/Supplier%20Content/MCC_353/PDF/MCC_SMD_Marking_Codes.pdf
 www.marsport.org.uk/smd/mainframe.htm
 www.smdcode.com/en/
 www.dl7avf.info/charts/smdcode/ca.html
 http://chip.tomsk.ru
Y para las hojas de datos, mi favorito es www.datasheetarchive.com
- Si Ud. llegó a leer hasta aquí, es porque no teme meter las manos en los SMD. En lo personal, tengo 58 años @ 2015 y necesito anteojos con mucho aumento para poder leerlos, pero me las arreglo. El desoldado está ampliamente tratado en la web.
- Otra posible utilidad de los sintonizadores es usarlos sin destruirlos totalmente. Puede usarse la sección de UHF como conversor de 70cm a 6m, si se lo precede con una cavidad para mejorar el rechazo de frecuencia imagen. Y con un poco de maña, imagino que se pueden enlazar los tres osciladores para hacer un generador de RF de 100-850MHz. Estoy haciendo un dip meter de hasta 1GHz con el oscilador de un Zenith President, tan viejo que estaba armado en chassis metálico:



Es común que una vez ajustadas, a las bobinas se las asegure con cera fundida para evitar que se desajusten. En esta foto se ve un caso en que se les fue la mano y taparon todo lo que había sobre la plaqueta. Un rato de aplicar la pistola de aire caliente reveló un mundo underground oculto!




Me interesaría encontrar más esquemáticos de sintonizadores para mejorar la utilidad de este artículo. Agradeceré a quienes me indiquen dónde encontrarlos, son muy escasos en la web.
Apúrese a rescatar sintonizadores y otros componentes de la basura! Una vez que un país cierra la TV analógica, los sintonizadores para canales digitales son sólo de UHF, y por lo tanto tienen menos cosas interesantes para nosotros! ;-)

P.D. Los sintonizadores usados en los conversores de sólo videocable, creo que tienen un único varicap, el del oscilador, no vale la pena desguazarlos, sí pueden convertirse en analizadores de espectro. Por ser de doble conversión, tienen mucho mayor rechazo de frecuencia imagen que los usados en TV y videocaseteras.

Quise hacer una prueba de concepto para este artículo. Como conejillo de Indias usé el sintonizador de estas otras fotos, la vista superior está invertida a espejo para facilitar la correlación con la parte inferior. La sección de UHF se identifica fácilmente por las tiras planas de cobre en lugar de bobinas.

Y saltó una sorpresa: la sección de UHF tiene 4 varicaps idénticos, código T2, el más a la izquierda obviamente es el oscilador; pero la sección de VHF tiene mezclados varicaps distintos! Dos T2 y seis T9, y según las hojas de datos son muy diferentes. Todos los varicaps fueron detectados por el método de aplicar alguna tensión al cátodo de alguno que se está seguro es un varicap. Inserté un resistor de 10k en serie por si acaso. Las otras golosinas son dos MOSFETs UM.

Una versión anterior de esta nota fue publicada en http://www.hamradio.construction/  ( http://jomac.asia/index.php/topic,235.0.html )
Otro que se puso a pensar qué hacer con los sintos: http://users.monash.edu.au/~ralphk/tuner.html

<eof>