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1 AT 654

SWL I4-2979/BO

Gregorio, Lato e Tino

GREGORIO, LATO E TINO

INTRODUZIONE

Gregorio, Lato e Tino sono tre trasformatori d’impedenza RF (ciascuno con ingresso ed uscita sbilanciati – pertanto, detto “unun”, da “unbalanced-to-unbalanced”) che ho autocostruito nel tentativo di far risuonare una antenna filare che ho installato per poter ricetrasmetterein 80 metri. Avendo a disposizone poco più di 12 metri di spazio in diagonale (dalla sommità del palo delle antenne TV all’angolo, a terra, cui convergono due dei quattro limiti della proprietà su cui insiste il mio QTH), ho sfruttato 10.25 metri per installare l’antenna, che, in tal modo, ha lunghezza pari ad un ottavo d’onda in 80 metri. Una filare di tale lunghezza ed installata in tal modo è una sloper (sarebbe più corretto dire un “quarto” di sloper) che non può non avere impedenza inferiore a 50 Ω. Pertanto, prima delle prove di funzionamento, è stato necessario avere a disposizione i suddetti trasformatori d’impedenza, il cui progetto era – già – stato realizzato, sperimentato e pubblicato da Jerry Sevick W2FMI (SK). Purtroppo, non sono riuscito a far risuonare ed utilizzare l’antenna per la quale ho autocostruito i suddetti ununs. Poco male, visto che, in seguito, ho autocostruito ed installato Turi, il dipolo a mezza onda che utilizzo in 80 metri. Prima di ciò, avevo constatato il perfetto funzionamento di questi trasformatori.

Gregorio, unun HF 4:1

GREGORIO, UNUN HF 4:1

DESCRIZIONE

Gregorio è un unun con rapporto di trasformazione 4:1, con il quale è possibile accoppiare una linea di trasmissione sbilanciata (come un cavo coassiale) avente impedenza caratteristica pari a 50 Ω ad un carico sbilanciato con impedenza pari a 12.5 Ω. E’ il primo unun che ho autocostruito, basandomi sull’ipotesi che la sloper, con la sua lunghezza, potesse avere una impedenza pari ad un quarto di quella che avrebbe avuto se fosse stata lunga un quarto d’onda. La mia ipotesi si è rivelata errata.

SCHEMA ELETTRICO

Schema elettrico dell'unun
(i 50 Ω sbilanciati corrispondono alle connessioni individuate sul lato destro dello schema)
Schema elettrico dell'unun
Gregorio è un trasformatore d’impedenza RF a linea di trasmissione, realizzato, cioè, avvolgendo una linea di trasmissione avente impedenza caratteristica pari a Zlinea = radquadr(Zingresso*Zuscita) su un nucleo di materiale ferromagnetico. Quella utilizzata per Gregorio è una linea di trasmissione composta da 3 conduttori paralleli ed a contatto fisico tra loro per tutta la lunghezza della linea stessa. Ciascun conduttore è costituito da un monofilo in rame avente sezione pari ad AWG14 e rivestito in Thermaleze, un materiale isolante capace di sopportare un surriscaldamento del rame sottostante fino a 200 °C senza degradarsi, né danneggiarsi. Una linea di trasmissione realizzata con 2 conduttori del tipo suddetto  avrebbe impedenza caratteristica pari a 40 Ω, circa: l’introduzione di un terzo conduttore, avente una delle sue estremità isolata dal resto del circuito del trasformatore, provoca un aumento della componente capacitiva dell’impedenza caratteristica della linea, a  cui consegue una diminuzione della stessa da 40 ai 25 Ω richiesti. Detta linea è stata avvolta su un nucleo toroidale in ferrite FT140-61, attorno al quale sono state realizzate 7 spire. Realizzato in tal modo, Gregorio ha rapporto di trasformazione costante per tutte le HF e può sopportare una potenza RF massima pari ad 1 kW CW.

REALIZZAZIONE

Il punto di partenza nella autocostruzione di Gregorio è la realizzazione della linea di trasmissione trifilare che verrà avvolta sul nucleo toroidale in ferrite. Sono necessari 3 monofili in rame smaltato aventi le caratteristiche suddette (va altrettanto bene il filo in rame con smaltatura non Thermaleze e sezione pari a 2 mmq): i 3 conduttori vanno affiancati l'uno all'altro e tenuti in questa posizione per tutta la loro lunghezza con alcune striscie di nastro isolante avvolte intorno alla linea trifilare ed applicate su essa ad intervalli regolari tra loro. Ovviamente, più numerose (e serrate) sono le striscie e più costante sarà l'impedenza caratteristica della linea, ma senza esagerare. Una volta realizzata la linea, è possibile iniziare ad avvolgerla 7 volte intorno al nucleo toroidale facendo attenzione a coprire l’intera circonferenza dello stesso ed a mantenere (quanto più possibile) costante la distanza tra una spira,  la successiva e la precedente. A questo punto, va rimosso il rivestimento isolante (Thermaleze o smalto) dalle estremità dei 3 conduttori della linea di trasmissione, per saldarli tra loro, nonché al connettore coassiale SO239 d’ingresso ed al carico, rispettando lo schema elettrico di Gregorio.

FUNZIONAMENTO

La prova che ha consentito di verificare il corretto funzionamento di Gregorio è consistita nell’applicare un carico resistivo pari (nel caso di Gregorio) a 12.5 Ω all’uscita dello stesso. Per realizzare detto carico ho utilizzato 4 resistenze di valore pari a 50 Ω, ciascuna, collegate in parallelo tra loro e saldate, in gruppo, ai terminali d’uscita del trasformatore. Le prove di trasmissione in CW (ed in QRP) eseguite con il mio Kenwwod TS-140S mi hanno consentito di rilevare un R.O.S. pari a 1.1:1 da 1 a 30 MHz, confermando l’eccellente stabilità di Gregorio su carico resistivo, mentre le successive prove di trasmissione eseguite collegando la sloper corta all’uscita del trasformatore non hanno avuto esito altrettanto felice.  Ciò non è dovuto, in alcun modo, al trasformatore.

Lato, unun HF 2:1

LATO, UNUN HF 2:1

DESCRIZIONE

Lato (diminutivo di Consolato, nome molto diffuso in provincia di Reggio Calabria: Consolato > Lato) è il secondo unun che ho autocostruito, ha un rapporto di trasformazione pari a 2:1 in corrispondenza di tutte le HF ed è adatto per accoppiare una linea di trasmissione sbilanciata avente impedenza caratteristica pari a 50 Ω ad un carico sbilanciato con impedenza pari a 25 Ω. Dopo l’insuccesso avuto con Gregorio nel tentativo di far risuonare la mia sloper “corta” per gli 80 metri, ho pensato che l’impedenza dell’antenna fosse inferiore a 50 Ω, ma superiore a 12.5 Ω. Ho ipotizzato che gli Ohms fossero 25, ed ho avuto torto.

SCHEMA ELETTRICO

Schema elettrico dell'unun
(i 50 Ω sbilanciati corrispondono alle connessioni individuate sul lato destro dello schema)
Schema elettrico dell'unun
Come Gregorio, Lato è un trasformatore d’impedenza RF a linea di trasmissione realizzato con gli stessi componenti utilizzati per autocostruire Gregorio (stavolta, al posto del monofilo in rame AWG14 con rivestimento in Thermaleze, è stato utilizzato monofilo in rame avente sezione pari a 2 mmq e rivestito con smalto “normale”). Alla pari di quest’ultimo, Lato si basa sullo schema di trasformatore d’impedenza avvolto con linea trifilare sviluppato e pubblicato da C. J. Ruthroff. Nel caso di Lato, l’aver capovolto i primi due avvolgimenti dello schema originale ha fatto sì che l’avvolgimento nel quale scorre la maggiore quantità di corrente RF si trovi in mezzo agli altri due, con i quali è strettamente accoppiato. Ciò provoca una diminuzione dell’impedenza caratteristica della linea di trasmissione trifilare, da cui consegue una migliore efficienza del trasformatore nel trasportare un segnale RF da 50 Ω (sbilanciati) a 25 (o 22.22) Ω (sbilanciati).

REALIZZAZIONE

L’autocostruzione di Lato avviene nello stesso modo già descritto per Gregorio. Occorre stare attenti, ovviamente, a rispettare lo schema elettrico dell’unun 2:1 piuttosto che quello dell’unun 4:1.

FUNZIONAMENTO

Per testare il corretto funzionamento di Lato, ho recuperato 2 delle 4 resistenze da 50 Ω/1 W ciascuna già utilizzate per costruire il carico resistivo utilizzato per testare Gregorio, e le ho collegate, entrambe, all’uscita di Lato, in modo che, tra loro, risultassero in parallelo. Le prove eseguite hanno prodotto, come risultato, un R.O.S. inferiore a 1.05:1 a tutte le HF, confermando la straordinaria stabilità di Lato, la validità del suo schema elettrico (anche se non ve ne era alcun bisogno) e la bontà dell’autocostruzione. Purtroppo, la sloper corta, applicata come carico all’uscita di Lato, non ha dato prova di funzionare altrettanto bene, o, comunque, in modo accettabile: nuovamente, Lato (come Gregorio) è estraneo alla causa/alle cause di tutto ciò.

Tino, unun HF 9:1

TINO, UNUN HF 9:1

DESCRIZIONE

Tino (diminutivo di Fortunato e Annunziato: Fortunato, Annunziato > Fortunatino, Annunziatino > Tino) è il terzo unun che ho autocostruito, dopo Gregorio e Lato, nella convinzione che fosse necessario un rapporto di trasformazione più "spinto" per far risuonare la sloper corta che volevo installare ed utilizzare per ricetrasmettere in 80 metri. Ero convinto, infatti, che detta sloper, per le sue dimensioni e per come sarebbe stata installata (qualora avesse funzionato correttamente), poteva avere impedenza notevolmente inferiore a 50 ohm. Dopo aver constatato che l'impedenza dell'antenna non era pari nè a 12.5 ohm, nè a 25 ohm, ho deciso di autocostruire Tino, trasformatore d'impedenza RF con rapporto Zin/Zout pari a 9:1, utile per accoppiare una linea di trasmissione sbilanciata con impedenza caratteristica pari a 50 Ohm ad un carico sbilanciato con impedenza pari a 5.5 Ohm. Dalle prove di trasmissione è emerso che, stavolta, ho avuto nuovamente torto.

SCHEMA ELETTRICO

Schema elettrico dell'unun
(i 50 Ω sbilanciati corrispondono alle connessioni individuate sul lato destro dello schema)
Schema elettrico dell'unun
Tino è un trasformatore RF a linea di trasmissione, come Gregorio e Lato. E rappresenta, inoltre, una variante rispetto allo schema originale di unun 9:1. Infatti, nel caso di Tino, l'aver scambiato le connessioni tra gli avvolgimenti 1-2 e 3-4 ha consentito di ottenere una diminuzione dell'impedenza caratteristica della linea di trasmissione triflare, utilizza per gli avvolgimenti, fino a raggiungere un rapporto di trasformazione pari a 9:1, ed ottimizza l'efficienza del trasformatore nella parte alta delle HF, cosa non possibile con lo schema originale. Detta linea trifilare è costituita da due conduttori in monofilo di rame, del tipo AWG14, posti "ai lati" della linea ed un conduttore in monofilo di rame AWG12 sistemato al centro della stessa. Tutti i conduttori della linea di trasmissione utilizzata per Tino sono rivestiti in Thermaleze. Con questa linea trifilare sono state avvolte 4 spire su un nucleo toroidale in ferrite FT150-K, avente permeabilità pari a 250.

REALIZZAZIONE

La realizzazione di Tino è identica a quella di Gregorio e Lato. E’ necessario preparare, anzitutto, la linea di trasmissione trifilare che verrà avvolta sul nucleo toroidale in ferrite: sono necessari 20 cm, circa, per ciascuno dei tre conduttori che compongono la linea stessa, i quali verranno sistemati, tra loro, così come indicato nel paragrafo "Schema elettrico". E’ fortemente consigliato, inoltre, applicare alcuni giri di nastro adesivo in più punti della linea trifilare (in direzione ortogonale ad essa e mantenendo distanze, quanto più possibile, regolari tra i punti di applicazione scelti) in modo che i conduttori della linea mantengano la posizione reciproca per tutta la loro lunghezza. A questo punto è possibile avvolgere la linea trifilare, così realizzata, quattro volte intorno al nucleo toroidale (nel mio caso, le spire sono state disposte "a croce" sul nucleo medesimo). Dopodichè, vanno effettuate le connessioni del trasformatore al connettore d'ingresso ed al carico, così come previsto dallo schema elettrico di Tino.

FUNZIONAMENTO

Per certificare il corretto funzionamento di Tino, sono state utilizzate, come carico, quattro resistenze, ciascuna pari a 22 Ohm/1W, collegate in parallelo tra loro in modo da avere una resistenza risultante pari a 5.5 Ohm/4W. Detto parallelo è stato saldato ai terminali d'uscita del trasformatore. Le prova di trasmissione, effettuate con il mio Kenwood TS140-S, hanno verificato la perfetta stabilità del raporto di trasformazione di Tino lungo tutte le HF, con un R.O.S. (quasi) nullo a tutte le frequenze utilizzate per le prove. Dopo aver collegato la sloper corta per gli 80 metri all’uscita di Tino e la linea di alimentazione coassiale al suo ingresso, nemmeno un rapporto di trasformazione 9:1 è riuscito a far risuonare l’antenna. A parte ciò, il trasformatore, su carico adattato, si comporta – esattamente – come previsto.