Medidor de corrente RF

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Medidor de corrente RF com pinça

A ferramenta mais útil para solução de problemas de interferência de RF!

O artigo original de G0SNO foi publicado na RadCom (RSGB) de abril de 1993, página 74.
 

	Introdução Um amperímetro RF de fixação não é útil apenas para os experimentadores de antenas, mas também como uma ajuda para obter uma boa EMC em uma estação de amador. Se parte da corrente de RF de um transmissor flui para a fiação da rede elétrica, isso pode aumentar a chance de problemas de ruptura em equipamentos de TV, vídeo ou áudio próximos, etc. tomadas para minimizá-lo. Para investigações de RFI, você também pode prender este medidor em cabos coaxiais, cabos rotativos e outras fiações em sua cabana, para descobrir para onde as correntes de RF estão fluindo e qual o tamanho delas. Você também pode usar esta ferramenta para medir correntes em fios e radiais. Em vez de dividir um anel de ferrite ao meio, o membro do RSGB EMC Committee David Lauder, G0SNO, tem feito experiências com vários tipos de núcleo de ferrite que já estão divididos, como mostrado na Fig 1 (abaixo).   Este é um grande grânulo de ferrite dividido com um orifício de 13 mm de diâmetro e um suporte de plástico articulado que pode ser preso em um cabo. Embora destinado a ser preso e deixado, com cuidado, ele pode ser aberto e fechado repetidamente. Destina-se à supressão da interferência do computador, mas também pode ser usado como um transformador de corrente de banda larga. Este tipo de conta dividida oferece melhor acoplamento do que um núcleo em anel e pode ser usado de menos de 500 kHz a mais de 50 MHz. O que é necessário para um acoplamento razoável é um cordão dividido em que o comprimento do orifício é cerca de 2,5 vezes o diâmetro interno. Certifique-se de que o comprimento do orifício seja de pelo menos 30 mm / 1,25 pol. Para obter os melhores resultados. Como a maioria dos tipos de núcleo de ferrite de fixação são projetados para supressão de EMI, o grau de ferrite é geralmente OK para uso como um transformador de RF nas bandas de HF. Existem muitas fontes para esses núcleos. Quase qualquer grânulo de ferrite dividido de 'mercado de pulgas' genérico deve ser adequado, se a abertura central for grande o suficiente para receber o enrolamento secundário e o cabo que você deseja testar.
	Descrição do Circuito No circuito da Fig. 2 (acima), um secundário de 10 voltas é enrolado em uma metade do núcleo e terminado por uma carga de 50 ohms formada por R1 e R2 em paralelo. Quando o núcleo é preso a um cabo, o cabo em teste forma o enrolamento primário de uma volta de um transformador e, em teoria, 10% da corrente primária de RF flui no secundário e através da carga de 50 ohms. (Observe que mais voltas no secundário daria menoscorrente secundária.) Para correntes primárias de até 1A, a potência nominal da carga secundária de 50 ohms deve ser 1W. Na prática, com o núcleo no protótipo, a relação de corrente era inferior a 10%, sendo razoavelmente constante em 8% até 30MHz e caindo para 7,5% em 50MHz. A 14 MHz, por exemplo, 1A RMS no cabo em teste faz com que 80mA RMS flua através da carga de 50 ohms que cai 4 V RMS em 50 ohms. Prender o transformador de corrente em um cabo adiciona uma pequena impedância em série que em teoria é de 0,5 ohms (carga secundária dividida pela razão de espiras ao quadrado), mas na prática é cerca de 2 ohms a 14 MHz e 4 ohms a 28 MHz. A tensão em R1 / R2 é retificada por um retificador dobrador de tensão usando dois diodos Schottky BAT85. Isso dá uma saída CC de cerca de 2,8 vezes a tensão de entrada CA RMS menos a queda direta dos diodos. Com um medidor de bobina móvel de 100 microamp, a resistência total de (R3 + R4 + medidor) deve ser 104 kohms na faixa 1A. Na faixa de 100mA, R3 está em curto-circuito e a resistência de (R4 + metro) deve ser igual a 6,8 kohms. Na faixa de 100mA, a queda de tensão direta dos diodos é significativa, de modo que a corrente mínima que pode ser medida é 30mA e uma escala extra deve ser marcada no medidor como na Fig. 3(abaixo). A resposta do circuito do detector por si só deve ser bastante plana até 30 MHz, mas pode ser menos precisa em 50 MHz, dependendo da indutância do condutor, layout etc. [Para trabalho RFI, rastreando correntes parasitas indesejadas, você pode ver indicações úteis em todo o caminho até 432 MHz - G3SEK.]
	Construção 'A ratoeira' - grosseira, mas eficaz! Esta versão demo foi lançada em menos de meia hora, apenas para mostrar que não precisa ser bonita. Ele não precisa ser calibrado - você pode fazer um bom trabalho prático de RFI com um medidor não calibrado. Materiais: Pedaço de madeira (remova pregos velhos). Componentes conforme mostrado abaixo. D1 pode ser qualquer diodo detector Schottky pequeno. Cola termofusível. Pontos a serem observados acima: A construção física é feia, mas a construção de RF não é. A sucata de madeira não era inteiramente uma piada. A base precisa ser algum tipo de material isolante. Certifique-se de que o núcleo ainda se encaixe com o enrolamento secundário no lugar. O fio esmaltado fino pode ser melhor do que o fio envoltório que usei. Se necessário, corte ou derreta o interior da moldura de plástico para abrir espaço para o fio.  Torça os fios do núcleo ao resistor / detector de carga e mantenha os fios do componente muito curtos, conforme mostrado acima. Construção original de G0SNO O medidor pode ser montado em uma pequena caixa de plástico com o transformador de corrente montado na tampa, conforme mostrado na Fig 4 . A bobina de ferrite de fixação possui dois orifícios de fixação em seu suporte de plástico. Com cuidado, empurre para fora a metade do núcleo de ferrite e, em seguida, coloque dois parafusos escareados M2.5 ou 6BA [1/8 pol.] Através dos orifícios de dentro. Coloque um cartão com 0,5 mm de espessura (2 espessuras de cartão QSL!) Sob o núcleo de ferrite antes de prendê-lo de volta no suporte. Agora coloque um pedaço de fita isolante de PVC na ferrita para proteger o isolamento de esmalte do fio e enrole 10 voltas de fio esmaltado, cerca de 26-28SWG (24-26AWG ou 0,4 mm) em volta da metade do núcleo de ferrite. Isso irá puxá-lo para dentro do suporte, razão pela qual o cartão é necessário. Verifique se quando o núcleo é fechado com grampo, não há espaço entre as metades e se as saliências de mola de plástico na metade superior estão sendo empurradas para fora pelo núcleo. Cubra o enrolamento com epóxi ou um pedaço de fita de PVC para dar alguma proteção durante o uso. Construção de serviço mais pesado O problema com os núcleos de fixação é que eles não foram projetados para uso repetido, então a dobradiça de plástico acabará quebrando. Aqui estão algumas idéias para versões "pesadas". G3SEK: Como alternativa, experimentei uma versão "resistente" dos designs anteriores usando um prendedor de roupa de mola. As fotos abaixo mostram uma versão usando dois prendedores de roupa em paralelo. A parte móvel do núcleo de ferrite é colada em um orifício em um pedaço de folha de fibra de vidro de 1/8 pol. (3 mm), que é colada e aparafusada nos dois prendedores de roupa. A parte fixa do núcleo (a parte com o enrolamento) é colada em um orifício na base de uma caixa de plástico. As duas metades do núcleo devem ser presas juntas sem lacunas . Veja como: Cole com cola epóxi a parte fixa do núcleo (com o enrolamento já colocado) no orifício da caixa, certificando-se de que o núcleo esteja quadrado e nivelado. Insira um espaçador entre as mandíbulas de ambos os prendedores de roupa para abri-los, de forma que a folha de fibra de vidro fique paralela à base da caixa (ver foto acima). Localize a outra metade do núcleo exatamente no topo da peça com o enrolamento e coloque-a em epóxi na folha de fibra de vidro. Certifique-se absolutamente de que as duas partes do núcleo irão se fechar sem lacunas. Não permita pressão total da mola até que o epóxi esteja completamente curado. GI0XAC: Uma construção semelhante usando um clipe de papel gigante, com um pequeno medidor de plástico colado na lateral.
	Calibração e Uso Se necessário, a precisão do amperímetro clamp-on pode ser verificada em relação a um medidor de potência em várias bandas, usando a configuração de teste mostrada na Fig 5 (abaixo). Prenda o núcleo de ferrite somente ao redor do coaxial interno, com 50W na carga. O amperímetro deve mostrar 1.0A. Com 0,5 W na carga, o amperímetro deve indicar 100 mA. O arranjo coaxial dividido é usado apenas para testar o medidor em uso normal, o medidor deve, é claro, ser preso ao redor da parte externa da trança do cabo coaxial ininterrupto. Desta forma, ele não responde à corrente no interior, mas apenas mostra qualquer corrente no exterior da trança, que idealmente deveria ser zero. Na prática, qualquer corrente do lado de fora da trança coaxial formará ondas estacionárias, fazendo com que a leitura varie conforme o amperímetro é movido ao longo do cabo. Ele também pode ser preso em torno de um cabo de alimentação, particularmente um cabo de alimentação do transmissor para detectar qualquer corrente de RF sendo injetada na fiação de alimentação.