Por asterion, hace 4 meses y 26 días

BITX20 – Seleccionando cristales de cuarzo

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filtro-ssb

En el BITX20 existe una zona que tiene 4 cristales de cuarzo de 10 Mhz. A pesar de lo que yo creía, no todos los cristales tienen exactamente el valor que indican. Existen muy pequeñas variaciones, pero que son importantes para el caso que nos ocupa.

filtro
Imagen de la porción del esquema del BITX20 en la cual se ubica el filtro. Nótese la presencia de 4 cristales de cuarzo.

Como pueden observar en la primera imagen, los cristales del filtro son 4, pero para el BITX vamos a seleccionar 5 (el quinto ya veremos para donde irá). Para lo cual el diseñador recomienda comprar como mínimo 10 cristales de 10Mhz para hacer las pruebas.
Este filtro de SSB de 10Mhz, debe su buen funcionamiento al cuidado que tengamos en escoger los cristales que en el situaremos. Pero, ¿como lo hacemos?, para nuestra fortuna, el creador del BITX, ha creado un circuito que no es mas que un oscilador Hartley que permite incluir en su circuito el cristal que queramos medir. Luego encendemos el oscilador y apuntamos la lectura que nos de nuestro frecuencímetro.

Si, lamentablemente se necesita un frecuencímetro. O por lo menos un receptor con gran selectividad. Afortunadamente tengo uno que yo mismo fabrique y cuyas instrucciones están en este link.

testosc
Oscilador Hartley, para los transistores se puede utilizar cualquier NPN de propósito general (yo use el BF199)

En el circuito del oscilador podemos observar hacia el lado izquierdo un condensador que se lee como 33pF, deben poner en su lugar un condensador de 330pF. Existe un error en el diagrama. La razón por la cual digo que es un error es porque en otra pagina de la web del creador, hace el cálculo de capacitancia de este oscilador y utiliza 330pF para este condensador.

El circuito tiene además una conexión a masa desde el lado «caliente» de ese condensador (330pF) y que no debe ser un interruptor de ningún tipo sino una patita de algún componente que podamos doblar y hacer contacto con masa cuando sea necesario.

Elaboración del oscilador

Este por ser un circuito pequeño no tiene gran ciencia en su construcción. Sin embargo, les recomendaría como siempre en lo que respecta a circuitos de Radio Frecuencia que mantengan las patitas de los componentes lo mas cortas posibles. Sino podrían oscilar y desestabilizarían el circuito.
Yo he utilizado para la construcción un método que copié de unos brasileños. La pcb donde lo elabore la pueden ver en la siguiente imagen:

pcb
PCB, con surcos realizados con la parte posterior de una cuchilla. Nótese al fondo, el diagrama del circuito (los circulos en cada «nudo» son para marcar cuantas «islas» necesitare en mi PCB) y mis esquemas para la PCB.

Funcionamiento

En el diagrama sobre el condensador de 330pF esta ya esquematizado el cristal de cuarzo. Para hacer la lectura debemos soldar sus patitas. No basta con conectarlo con cocodrilos ni nada. Recuerden que podríamos aumentarle inducción parasita y no tener precisión.

detalle-oscilador
Oscilador con el cristal ya soldado. Nótese que puse un condensador de 33pF porque aun no había descubierto que era en realidad de 330pF. En honor a la verdad declaro que funciono así tambien

Una vez soldado el cristal, el cual deberemos marcar para no confundirlo con los otros 9 (con plumón indeleble o una cinta), procederemos a darle energía al oscilador, para después apuntar la frecuencia que muestre el frecuencímetro conectando a masa la patita que colocamos entre el condensador de 330pF y el cristal. Luego anotar también la frecuencia sin la conexión a masa.

lecturacristal
Lectura de la frecuencia de uno de los cristales probados

Así deberemos elaborar un cuadro con las frecuencias medidas de los cristales.

cuadrocristales
Ejemplo de cuadro a elaborarse para ordenar las lecturas tomadas de los cristales de 10Mhz en prueba, yo tuve que comprar 15 para que pudiera seleccionar 4 con frecuencia cercana

Ahora deberemos seleccionar 4 cristales, Como lo hacemos? pues primero tome una de las columnas, por ejemplo en la cual no se conectaba a masa la patita del condensador de 330pF, y debemos observar cuales frecuencias no difieren entre ellas mas de 50Hz.
Tomen en cuenta que las lecturas son hechas con un frecuencímetro que tiene resolución de 10hz eso significa que a la lectura que sale, por ejemplo: 9.99760 si quisiéramos su valor en Hz tendríamos que añadirle un cero. Por lo tanto cuando les digo que no difiera entre ellas más de 50hz en nuestro caso práctico tendremos que cuidar que el último número de nuestra lectura no exceda en 5 a los otros. Ejemplo: entre la frecuencias (auméntenle un 0 si la quieren en Hz): 9.99561 y la 9.99558 hay una diferencia de 3, que vendrían a ser 30Hz. También seleccionaremos un quinto cristal, el cual será para la portadora del BFO, para el bastara con que la diferencia entre los otros 4 no sea mas de 100Hz.

Pero volviendo, como puede observar en el cuadro, luego separamos los 4 cristales y promediamos el valor de cada columna (la que tiene la lectura con la patita del condensador de 330pF cortocircuitada a masa y la que no). Luego hacemos una resta entre ambos promedios. El resultado lo convertiremos y usaremos como se vera en la siguiente imagen:

cuadrofiltro

Algo más descriptivo se ve en la siguiente imagen tomada de la pagina web del autor del BITX:

ladderfltr

Los valores de estos cálculos deberían ser respetados. En el peor de los casos con una variación de hasta 10%. Sino encuentra estos valores, trate de «sumar» capacitares, ayudándonos de esa propiedad que tienen los condensadores en paralelo.

Bueno eso es todo por ahora. Espero que les sea de utilidad.

Nota:
- El valor que muestra el frecuencímetro en una de las imágenes no esta registrado en el cuadro de frecuencias, por haber sido hecho como primera prueba con otro cristal.
- La imagen del inicio del post, ha sido tomada de un usuario del Bitx Group de Yahoo. Los valores marcados en la mencionada imagen no son validos para ser tomados en cuenta.

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