Filtros Pasabanda – 1ra parte

Elementos de una estación de concursos ”Filtros Pasabanda”

Articulo por EC2DX Imanol, publicado en Revista Radioaficionados (URE)

Lo primero de todo será explicar que son y para que se utilizan los filtros pasa banda.

Estos filtros que describiré a continuación son elementos cuasi indispensables para una estación de concursos sea cual sea la categoría en la que participe, son filtros que conseguirán que la señal que transmitamos sea mucho más “limpia” y se “mantenga” dentro de la banda que estamos utilizando ayudando así a evitar interferencias entre los diferentes equipos que compongan la estación de la distintas bandas. No debemos equivocarnos, estos filtros no reducirán el ruido de la propia banda. Son filtros diseñados para una potencia máxima de 200W por lo que irán alojados a la salida del equipo y NUNCA después del amplificador o someterlos a potencias superiores de 200w.

Mi primer intento de construcción fue sobre unas placas micro perforadas, utilizando condensadores con alto porcentaje de error tipo “doorknob” y sin tener muy claro el procedimiento del montaje y su ajuste, el resultado fue desastroso pero no por ello me desanimé y seguí buscando información. Navegando por la red me encontré con la página de 5B4AGN y su lista de correo, aquello fue todo un descubrimiento!

Un grupo de apoyo, placas PCB y lo más importante, información detallada de cómo construir un grupo de filtros pasa banda paso por paso! No lo dudé ni un instante, realicé el pedido de las placas PCB y los condensadores que recomendaban, en realidad este era todo el material que me faltaba y esperé a recibirlos con gran ilusión.

El kit de PCB´s consta de 1 placa base donde irán insertadas las 6 placas individuales, una por cada filtro, en esta placa base también irá alojada la placa del decodificador de bandas que es opcional en el montaje y otra placa PCB donde irá alojado el conmutador que utilizaremos en caso de controlarlo manualmente.

La construcción de estos filtros pasa banda no es complicada pero si requiere de ciertos conocimientos de electrónica e instrumental para poder ajustarlos. Ni mucho menos quisiera desalentar a nadie a llevar a cabo este proyecto, todo lo contrario, pero, si hay que tener en cuenta que necesitaremos como mínimo un analizador de antenas o bien un miniVNA o similar para conseguir un resultado perfecto. (O algún amigo que nos eche una mano como fue mi caso, gracias José Angel).

Antes de comenzar con la explicación del montaje si recomendaría que dispusiéramos de los siguientes elementos y estemos familiarizados con ellos; depende del procedimiento de ajuste necesitaremos utilizar unos u otros, se explicará en las siguientes partes:

Estañador que nos permita estañar componentes SMD
Estañador con una potencia de unos 30/40W
Lo anterior se puede sustituir por un equipo de soldadura normalito.
Una lupa
Unas pinzas
Polímetro o tester
Analizador de antenas y/o miniVNA o similar
Carga artificial 50ohm 5W
Medidor de estacionarias
Equipo de HF

Dependiendo de que equipos dispongamos utilizaremos unos u otros, por ejemplo, si disponemos del analizador de antenas o del miniVNA, no nos serán necesarios la carga artificial, medidor de estacionarias y el equipo de HF, si por el contrario no disponemos de los dos primeros, tendremos que utilizar el equipo de HF como transmisor y la carga como antena aunque no obtendremos los resultados que podríamos conseguir utilizando el miniVNA.

La intención de esta serie de artículos no será explicar como se calcula un filtro pasa banda con múltiples fórmulas matemáticas y algoritmos imposibles, intentaré utilizar un texto sencillo, coloquial y me esforzaré en explicar lo más claro posible como llevar a cabo este proyecto, de todos los que he realizado, es uno de los que más satisfacciones me ha dado.

Debo y tengo que agradecer una vez más a EA2ET, José Ángel, el préstamo indefinido del miniVNA y las horas pasadas en casa ajustando diferentes unidades, los cafés, los ponía yo…..

Para el comienzo del montaje prepararemos un sitio cómodo, lo más espacioso dentro de nuestras posibilidades y equipado de una buena luminaria, los condensadores SMD que colocaremos los tendremos que ver bien, la lupa y las pinzas de la lista están puestas por algo! Comenzaremos montando la placa base donde irán insertadas el resto de las placas PCB´s.

Material necesario para el montaje de la placa base:

73 Condensadores 100nF 50V 1206
1m de cablecillo aislado tipo UTP rígido o similar (para puentes bajo placa)
12 Diodos 1N4001, 1N4007 o similar
1 Fusible Poly-switch 0.75A (SMD o no)
1 Resistencia para leds (330 a 560 ohm 1/2W)
1 Conector hembra SIL de 22 pines (Una tira)
1 Conector macho SIL (1 tira)
1 Conector alimentación para PCB
1 Conector DB9 macho para PCB
1 Conector DIN 8 pines para PCB
1 Conector DIN 5 pines para PCB
2 Relés 12V SPCO

Primer paso:

Lo primero que haremos será colocar los 70 condensadores SMD de 100nF, están todas las isletas bien identificadas en la placa, no tendremos problemas para localizarlas, después de un tiempo soldando componentes SMD´s, la forma más sencilla que he encontrado para hacerlo es de la siguiente manera; aplico un poco de estaño en una de las isletas de la placa PCB, utilizando las pinzas, sujeto por el lado contrario el condensador SMD y lo acerco hasta colocarlo en su posición, aplico calor a la isleta que he pre-estañado y el condensador quedará fijado por uno de los lados, el siguiente paso es estañar el lado contrario, ahora que ya lo tenemos sujeto por uno de los lados, rematar la faena será mucho más fácil.

Deberemos colocar los puentes tal y como se ve en la fotografía, en este caso he utilizado los rabillos sobrantes de elementos colocados en otros montajes que he ido recuperando, podéis utilizar cualquier hilo fino, en ocasiones también he utilizado pequeños trozos de cable UTP, cables de los que se utilizan para cablear las redes entre ordenadores, si son de cablecillo rígido, mucho mejor. Con paciencia, lleva tarea pero no tiene mucha complicación, es más el tiempo que pasaremos preparando los puentes que la propia dificultad que representa colocarlos en la placa. Con esto dejaremos la parte baja de la placa base completada.

Segundo paso:

En la parte superior de la placa PCB colocaremos los 3 condensadores SMD marcados en la fotografía, no montar ningún condensador donde vienen marcado Cx. Aprovecharemos este paso para instalar los diodos 1N4001 tal y como vienen serigrafiados en la placa PCB, fijarse bien en la rayita que es la que nos indica la polaridad del diodo.

Tercer paso:

Si hemos optado por colocar un fusible poly swith tipo SMD, ahora es el momento de colocarlo, si hemos optado por otro tipo de fusible o porta fusible, lo podremos instalar más adelante.

Cuarto paso:

Estañaremos la resistencia que alimentará los leds en su ubicación, el valor no es muy crítico dentro de la tolerancia, dependerá del color de leds que utilicemos y de cuanto queramos que brillen, un valor entre 330 y 560ohm y 1/2W nos funcionará correctamente.

Quinto paso:

Si vamos a utilizar el decodificador de bandas automático, colocaremos el conector SIL de 22 pines, primero estañaremos una de las patas, verificaremos que esté correctamente instalado y una vez que nos hemos asegurado, remataremos estañando todos los pines. Por simplificar el proyecto, en este caso no lo utilizaré, aunque explicaré brevemente como y donde irán instalados los elementos necesarios, por esto me limitaré a realizar la selección del filtro correspondiente manualmente.

Sexto paso:

Localizamos en la placa base la ubicación donde irá colocado el conector de doble hilera macho de 8 pines (conector para el cable plano del conmutador) y procederemos al igual que en el anterior paso a estañar una de la patillas, comprobamos que todo sea correcto y rematamos estañando el resto.

Séptimo paso:

Colocar el conector de alimentación.

Octavo paso:

Colocar el conector DB9 macho, el DIN de 8 polos y el DIN de 5 polos, siempre que coloquéis un nuevo elemento, aseguraros de que esté correctamente estañado, en su posición final y sin soldaduras frías. Más vale perder treinta segundos repasando cada conector, que 30 minutos buscando el fallo a la hora de probar la unidad.

Noveno paso:

Colocar los dos relés de BY-PASS. Estos relés nos permitirán puentear los filtros si fuera necesario, por ejemplo para transmitir en una banda fuera de las cubiertas por los filtros.

Ahora es el momento de colocar el fusible en su posición y la placa base estaría terminada.

Décimo paso:

Llegados a este punto en el que tenemos colocados casi todos los elementos, veremos que la placa empieza a tomar algo de forma, conector de alimentación, conector de entrada BCD (opcional), conector de salida y zócalos donde posteriormente conectaremos el conmutador, placa BCD (opcional), nos quedará estañar los conectores que unirán las placas de cada filtro pasa banda a la placa base que estamos preparando. Para evitar desalineaciones entre los conectores, lo más sencillo es presentarlos en ambas placas PCB, y estañarlos según la posición que vayan a quedar, así nos aseguramos que el conector macho coincidirá con el hembra a la hora de realizar la conexión. Recomiendo colocar el conector hembra sobre la placa base para evitar que quede algún polo con tensión al aire. En al siguiente fotografía podemos observar el conector inferior ya colocado y el que debemos estañar en la placa del filtro insertado, colocaremos la placa sobre los pines y procederemos a soldarlos.