Bobinas de contra devanado

Large litz coil wound by Dave Schmarder

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Hola amigos. Bienvenidos a la página de bobinas de contra devanado. Las bobinas que muestro en esta página son utilizadas como tanque principal para las radios de cristal (y radios valvulares también). Yo creo que este mejorado tipo de tanque será lo que Ud incorporará en su próximo set de cristal.

Estas ideas se las debo a la página de Ben Tongue. Hace un tiempo él publicó este artículo muy interesante en su sitio Web. El artículo describe una radio que él construyó y que tiene una constante recepción del ancho de banda a través de la banda media (MW). La lectura de este artículo vale la pena.

Mi objetivo no es tener una constante amplitud del ancho de banda, pero si mejorar la performance donde es realmente necesario en la parte de arriba y final de la banda. Hay varias dificultades en lo que respecta a sintonizar la parte alta y final de la banda y creo que la bobina de contra devanado mejorará la recepción de su DX.

La bobina de contra devanado en su forma simple son dos bobinas iguales devanadas en la misma forma base, pero en direcciones opuestas. Las bobinas son conectadas en serie para sintonizar la parte baja y final de la banda y en paralelo para sintonizar la parte alta y final de la banda. Como la bobina es devanada y conectada es donde yace el secreto. Con las mismas vueltas tal cual son, las pérdidas son bajas y la Q es alta.

El capacitor variable también opera en el punto justo, lejos cortando las pérdidas. En la parte alta y final de la banda, los cabos del LITZ son dobles con la conexión en paralelo. Esto debe ser bueno!

Las bobinas de Ben tienen derivaciones extras para conexión del diodo. La derivación depende de la porción de la banda que se esté sintonizando, a lo largo de la conexión de las bobinas en serie o en paralelo. El divide la banda en 4 segmentos. Por ahora yo estoy quitando las derivaciones y estoy con el tipo de circuito Hobbydyne que permitirá carga y correspondencia variable al tanque.


Cylinder litz contra coil
Bobina tipo cilindro – Un buen punto para comenzar

La primera bobina que se muestra es el prototipo de mi bobina cilindro de prueba. Sentí que debía construir una bobina del tipo cilindro para ver como operaba. La forma de la bobina es de estireno hecho con un acople de tubería de desagüe. Lo compré en Home Depot. El diámetro exterior es de 4 pulgadas y media (11,5cms). Hay 22 vueltas de alambre Litz de 165/46 en cada vuelta. En cada bobina se calcula 27 pies de alambre (8,25 mts), incluyendo 6 pulgadas (15 cms) de los alambre principales. Las primeras vueltas (s) comienzan en el centro y las finales (f) hacia los bordes. Mientras devana la bobina comience por el centro. Devane la primera bobina. Entonces cuando devane la segunda bobina, comience nuevamente en el centro. Las vueltas iniciales se enrollarán en la misma dirección alrededor de la forma. Esto hace que sea una bobina de devane en contra, o se contra devane sobre la forma.

Para conectar las bobinas en serie, conecte el comienzo de una de las bobinas al extremo final de la otra. Los otros dos extremos libres se conectan al resto del circuito. Para operar en paralelo, los dos extremos de inicio se conectan juntos como así también los dos extremos finales serán conectados. Las conexiones al resto de la radio se realizarán desde estos puntos.

Cuando las bobinas están en serie, las inductancias se suman (aparte del acople mutuo). Esto es porque las bobinas están en fase. Esto es solo porque las conexiones del alambrado saltan a posiciones diferentes sobre las formas. Cuando las conexiones son en paralelo, las bobinas están en fase, solo que a ¼ del valor de inductancia original.

La inductancia es aproximadamente de 240 µH en serie y de 60 µH en paralelo.

El interruptor

Es probable que Ud quiera usar una especie de interruptor para ir de serie a paralelo. Trate de encontrar un interruptor de baja pérdida, como un interruptor rotativo de cerámica, o tuercas para conectores, con enlaces de bronce montados en material de baja pérdida. El circuito se muestra abajo. Es importante que la bobina y el interruptor se cableen exactamente como se muestra. Si su radio no funciona, cheque el alambrado primero. Yo incluí abajo la figura que muestra físicamente el alambrado. Es de mi radio de contra devanado # 64. La foto del interruptor es desde arriba, mientras que la figura es como está alambrado desde abajo.




Diseñe su propia bobina de contra devanado

Ahora, como diseña su propia bobina de contra devanado? Aquí esta el lugar para comenzar. Ud posiblemente quiera saltear esta parte para mirar más abajo las bobinas pre diseñadas. Si su capacitor de sintonía corresponde a una de las situaciones de abajo, Ud no necesita esta sección.

Ud necesitará algunas cosas antes de comenzar. Primero marque esta página crystalradio.net. Este enlace le envía a la calculadora de Profesor Coyle de Dan Petersen. Esto tiene casi todas las matemáticas necesarias para el diseño de su bobina. Usted quiere seleccionar la calculadora de bobina de cilindro como así también tiene la calculadora de resonancia.

Si Ud construye una bobina, deberá tener un medidor de L/C. Yo uso uno producido por AADE. Es importante poder medir el balance de inductancias de las dos bobinas. Si Ud no tiene uno Ud puede atinarle a algunos de mis diseños ya realizados.

Si Ud quiere chequear los rangos actuales de sintonía, Ud necesitará un girador de señal exacto, un capacímetro y un osciloscopio u otro indicador de rf. Si ud construye una bobina, Ud solo puede colocarla en su set a cristal y comprobar el rango de sintonía escuchando las estaciones.

Es lo mejor ahora ir a algunos de los criterios básicos de diseño, planear lo que tenemos y descubrir algunas verdades y especulaciones acerca de algunos supuestos. Así que allá vamos:

La bobina de contra devanado posee un radio de inductancia de 4:1 entre las de serie y las de paralelo 240:60 µH por ejemplo.

La parte baja y final del rango de sintonía debería ser de 530 khz, Mejor diseñar a 520 khz. Mas grande es el valor del capacitor variable, esto es probablemente lo mas bajo.

La parte alta final de las bobinas conectadas en serie debería alcanzar los 1000 khz. Esto puede no ser posible. Solo si se da con esta próxima condición, está todo bien.

La parte baja y final de la sintonía en paralelo debería superponer las de serie en la parte alta y final en los 30-50 khz.

Los rangos de sintonía deberían atravesar el disco del dial sobre un total de 240-300 grados.

El capacitor variable no debería estar por encima de los 500pF.

Cuente con una capacitancia de 25 pF agregada por el circuito detector de la radio y la capacitancia distribuida por la bobina.

Se recomienda un capacitor tipo trimmer de aire de 75 pF. Esto ayuda con la extensión del dial.

Si Ud construye la bobina muy grande, Ud perderá la extensión del dial pero sintonizará toda la banda.

Si Ud construye la bobina demasiado pequeña, Ud posiblemente no pueda tener la superposición de 30-50 khz de la parte media de la banda. (Esto supone que deberá incrementar el valor del trimmer mucho más).

Más alta es la capacitancia del total máximo o del total mínimo, más amplio será el rango de sintonía. Esto significa que la extensión del dial decrecería. Mire las figuras de abajo en la sección de Otros ajustes.

Siendo que la gama principal del condensador de sintonía y los valores fijos añadidos (la capacitancia distribuida del circuito de diodo y la bobina) es predeterminado, esto lleva a bajar los valores de la bobina y del trimmer para obtener la mejor extensión con el máximo rango de sintonía.


Contra coil circuit elements schematic.
Aquí hay un ejemplo:

Para comenzar, Ud debe medir y agregar las capacitancias para cuando el capacitor de sintonía está al mínimo y al máximo. Agregue 25 pF para la capacitancia extra de la radio. También incluye un valor inicial de 10 pF para el ajuste del trimmer. Los valores son alcanzados balanceando los valores hacia adelante y hacia atrás hasta que un valor adecuado para la bobina sea encontrado.

Comenzando con el nivel bajo y final, inserte un valor de 240 µH y 385 pF dentro del Profesor Coyle. Esto se acerca bellamente a los 524 khz. ¿Afortunado, eh? Bien, ahora use la bobina de 240 µH e inserte la capacitancia mínima total. Esto lleva a 1453 khz. Esto es demasiado amplio para la extensión de frecuencia. En vez de ir más lejos, cambiaremos el valor máximo y mínimo del condensador y comenzaremos nuevamente.

Ahora inserte un valor mas alto de cCPcitancia y ajuste el valor de la bobina dentro de una gama de 520-530 khz. Vamos a tratar con 415 pF. Esto lleva a bajar el valor a 504 khz con una bobina de 240 µH. Reduzcamos el valor de la bobina. Los 225 µH traen la frecuencia a 521 khz. Ahora vamos a tratar el valor mínimo de 80 pF con una bobina de 225 µH. Ese ajuste lleva a1186 khz.

Bien, es momento de probar en alto rango. A partir que el rango bajo es 225 µH, la bobina de alta será de 56 µH. El punto bajo y final con 415 pF ahora sintoniza en 1044 khz. Tenemos más que suficiente superposiciones, pero la bobina en paralelo de la porción baja y final de sintonía de la banda esta un poco alta.

Entonces volvamos y subamos el trimmer 20 pF más. Esto nos dará un rango de capacitancia de 100 pF a 435 pF. Los 225 µHcon esa capacitancia sintoniza de 1061 a 509 khz. La bobina de 56 µH y los 435 pF sintonizan a 1020 khz. Esto es una superposición de 41 khz. Esto se ve como un buen valor para vanzar, pero vamos a dar otro ajustecito.

Que hay de llevar la inductancia a 232 µH. El rango de sintonía es muy bueno, pero la separación entre banda baja y alta está un poquito alta para mi gusto. La capacitancia de 100 a 435 pF está bien. Recuerde que el trimmer cuidará la falta de presición.

Entonces los 230 µH y los 435 pF sintonizan a 501 khz y a 100 pF a 1045 khz. La bobina paralela está en58 µh. Esto sintoniza abajo a 1002 kilohercios. Es una superposición de 43 khz. El trimmer le permitirá a justar a 1041 a 998 o 5 en superposición.

Ahora un par de cosas: Primero, usted no tendrá la bobina tan cerca, pero si es más o menos 5 µh, está bien. El trimmer planchará las interferencias.

Figúrese que no hemos hablado de la configuración de bobina en paralelo respecto a la parte alta y final de la banda. Esto no es importante como siempre caerá por encima de los 1700 khz.

Ud tendrá una buena extensión del dial con estos valores. La extensión del dial real dependerá de la forma de las placas del condensador (la capacitancia de línea directa, o la frecuencia de línea directa). Usted tendrá la mejor extensión del dial que con la bobina devanada regularmente.

Si usted es inseguro, enrolla la bobina sobre el lado grande. Puede ser desmontado y ajustado si usted está muy alejado. Es mejor tener menos extensión del dial que ser incapaz de sintonizar la banda.

Esto trabaja con una bobina de cilindro o de tela de araña.

Entonces, recapitulando, encontramos que la bobina de 232/58 µH será buena con un capacitor de 15-350 pF con un trimmer de ajuste de 60pF (con los 25 pF fijos de la radio y la capacitancia de la bobina)

Recientemente Jeff Welty mostró esta página para calcular la bobina tipo de tela de araña de contra devanado. Es muy completa, para ingresar los datos y aún para imprimir la plantilla de la forma de bobina.

Aquí esta el calculador. Estoy seguro que esto quitará la tristeza y la duda en lo que respecta a la construcción de sus bobinas.

Les deseo el mejor de los éxitos con sus bobinas (y suerte también) :)

Extensión del dial

Hay un rasgo especial que acerca de las bobinas de contra devanado. Es decir, el rango de sintonía es bastante amplio. Esto quiere decir que un condensador con una gran proporción de capacitancia no es realmente necesario. Pero que pasa sila extensión del dial no tan buena como podría ser. Mire a los dos cuadros. Representan la misma radio, como si fuera una foto de un antes y de un después.

La foto de arriba muestra que el sintonizador cubre una parte del dial más estrecha que la foto de abajo. Usted tiene que mirar de cerca a los números y verá que las gamas son un poco diferentes. El lado izquierdo es la parte baja de la banda (530 - 1000) y el lado derecho es la parte alta de la banda (900 - 1700).

La diferencia es que coloqué un pequeño condensador tipo trimmer (aproximadamente de 75 máximo pF) a través del condensador variable principal. Ahora la proporción de capacitancia de mi variable es sobre 6:1 (90-550pF). Antes, la proporción era 23:1 sobre este condensador (20-475pF).

Realmente intenté un tipo más de ampliación de la banda más agresiva usando ambos un condensador tipo trimmer con uno tipo padder. Pero sabiendo que estoy pegado a un valor fijo de 4:1 de proporción en la bobina, yo tenía algunos problemas para que la extensión del dial trabajara correctamente en ambas gamas. Sin embargo en el camino logré la expansión del dial, logro un total de 2 vueltas de la perilla en cada gama. Un set con una bobina regular, como mi #63 está justo por debajo de las 3 vueltas de la perilla para cubrir la banda entera. Otra ventaja del contra devanado.

Su situación real será diferente, dependiendo de los componentes reales que usted use. Pero después de que usted construye su set con una bobina de contra devanado, investigue utilizando un trimmer para la ampliación de la extención del dial.


Narrow Dial Spread

Wide Dial Spread


Dave Schmarder's Dial Spread Examples Dave Schmarder's Dial Spread Examples

Mi primer contra set está terminado. Este es mi set #64. Es un set con una bobina de contra devanado dual, una para la sintonía de antena y otra para el detector. Estoy muy satisfecho con este set. Si no lo estuviera, no hubiera recibido el tan codiciado número. :)

Q

Tomé las medidas del Q del tanque LC descargado, esta vez con más cuidado. Más abajo están los números, y una imagen de mi montaje de la prueba. Las medias e Q no han sido de prioridad alta ni para mí, ni para este sitio. Una vez envié la misma bobina a varias personas y los resultados reportaron una gran variedad. Estas personas estaban en posesión de equipos profesionales.

Mis pruebas involucran la medida de Q de un circuito LC tanque descargado. Este tipo de medida no tiene otros factores en cuenta que ajustan la Q, como correcciones de capacitancia distribuidas. Incluso en mi sistema de prueba, encontré que los números podrían variar mucho, dependiendo de cómo la bobina fue probada. Una cosa que me fue indicada consiste en que una bobina tiene un valor de Q fijo y específico. Encontrar el valor verdadero no es siempre fácil.

Recuerde que la medida de Q del L/C descargado probablemente medirá de manera diferente para cada uno. Pero ya que usé las mismas técnicas para cada uno de estas bobinas bajo prueba, mis números pueden ser usados para comparar uno contra otro. Por otro lado, no hago ningún reclamo de exactitud de Q aquí o en ninguna parte de mi sitio web.

                       1600 khz        1000 khz        1000 khz        600 khz
                       paralelo        paralelo        en serie        en serie
     660/46 234/58 µH    670             910             625            750
     165/46 266/66 µH    484             588             384            428
     100/44 260/65 µH    347             476             344            400	
      40/44 340/85 µH    258             306             217            240
   bobina tipo cilindro
     165/16 260/65 µH    410             454             357            375	  
      	  
Contra coil Q test setup

Contra Coil Q Test Setup


Mis experiencias tortuosas ó hágalo Ud mismo con la aproximación del cortante para masitas !

Debajo hay un cuadro con algunas de mis experiencias tortuosas. Tengo en cuenta una superposición mínima de 50khz, con una extensión del dial razonable. Estos no son diseños de bobinas "agresivos". Es decir no corto los parámetros tan cerca como para que el éxito no esté asegurado si algo se escapa un poco. Los condensadores variables debajo de 280 pF pueden ser usados pero le recomiendo que usted intente el uso de 330 pF o uno de valor más alto. El diseño puede quedar muy ajustado para los valores inferiores.

L es la inductancia total de la conexión en serie (la conexión en paralelo es ¼ de ese valor)

OD es el diámetro exterior de la bobina de tela de araña plana en pulgadas.

L1 es el número de vueltas en la bobina interna.

L2 número de vueltas de la bobina exterior.

LITZ is la medida del alambre Litz, número de hilos y tamaño de los mismos.

CL is el valor mínimo del capacitor variable.

CH es el valor máximo del capaciotr variable.

CT es el valor del trimmer, (aproximadamente)

Una capacitancia del detector de 20 pF es permitida. El trimmer arreglará esta inexactitud.

El diámetro del centro es siempre de 2 pulgadas (50mm).

El material de la forma es de un espesor de .125 pulgadas (3mm) de HDPE (Polietileno de alta densidad)

      L   OD   L1  L2   LITZ    CL    CH   CT
     250   5   29  22  165/46   15   365   60
  
     204   6   27  20  330/46   15   420   80 
 
     187   7   26  18  660/46   15   475   85  
     218   7   28  19  660/46   15   400   75   
     240   7   30  20  660/46   15   350   75
     290   7   32  21  660/46   15   280   40
  

He notado después de hacer aproximadamente una docena de estas bobinas de contra devanado que la proporción del interior al exterior no es constante! Como Ud añade una vuelta suplementaria a la parte interior, sólo aproximadamente un cuarto de la vuelta es añadida el exterior. Creo que esto es debido a que el diámetro exterior se hace mucho más grande que el punto ruptura de la bobina. Cuando comencé todo esto, usé dos medidas iguales de litz. Se acerca bastante. Solo añada un poco más sobre el exterior para ajustar.

Hay algo más que noté. La inductancia de uno de las bobinas es aproximadamente igual a 1/3 de la inductancia total cuando las vueltas son en serie. Si encuentro esto como verdadero, entonces la vuelta interior podría ser enrollada un poco más alta y luego ajustada antes de la adición de la segunda vuelta. Pero de algún modo pienso que no será necesario.


Contra Coil Spider

Contra coil wire labeling
Bobina tela de araña de contra devanado de 165/46

Ustedes me conocen: nunca me encontré con una bobina de tela de arña que no me haya gustado.

Creo que los mejores sets de cristal son hechos con bobinas tipo tela de araña o cesta. Una vez probé la versión de contradevanado con una bobina de cilindro, y sabía que debía llevar el diseño hacia una bobina de tela de araña.

El problema era como iba a devanar la bobina sin tener que hacer tanto lío o derrochar un montón de Litz ? Las dos bobinas tienen que ser cercanas en la inductancia. Si la bobina interior fuera demasiado grande, esto significaría desenrollar la bobina y comenzar otra vez.. Si la inductancia es demasiado pequeña, entonces tengo que usar más litz para enrollar una nueva bobina. Ya que esta bobina de contra devanado se parece mucho a una de tela de araña regular, fuí con la cantidad de cable que yo habría usado si la bobina fuera común y corriente, más unos tramos extra para los cables de conexionado principales de la misma.

Aquí está donde hice el trabajo, Ud no. Decidí que los cabos principales de la bobina sean de 9 pulgadas. La cantidad total de cable necesario es de 46 pies de la medida 165/46 litz. La forma de la bobina tiene un centro de 2 pulgadas (51 mm). El diámetro exterior necesario es al menos 5 pulgadas (12,7 cm). Comience a enrollar la forma con la primer bobina. A las 29 vueltas, después de obtener el cable principal de conexionado cable, corte el litz.

Salte una ranura y comience la siguiente bobina. Enrolle otras 22 vueltas, pero en la dirección opuesta. Las 22 vueltas le darán un poco más inductancia que la primer bobina. Si usted no tiene un medidor de LC, entonces haga hasta la 21.5 vueltas. Si Ud realmente tiene algún modo de medir la inductancia, entonces Ud podrá ajustar la inductancia de la bobina exterior para emparejar la inductancia interior de manera exacta.

Una vez que usted ha devanado ambas bobinas, espacie los cables con un objeto de su elección. Hágalo de manera limpia y bonita antes de hacer el siguiente paso. Mida los dos inductores. Es probable que la bobina exterior tenga una inductancia más alta. Quite un poco del cable de la forma, tal vez media vuelta más o menos. Cuando las inductancias sean iguales, luego ajuste el cable y estañe el final.

Como en la bobina de cilindro de contra devanado, hacer bien las conexiones es importante. Las dos conexiones en medio de la bobina son los cables de inicio (s). Los cables interiores y exteriores son los cables finales (f). Pienso que lo mejor es tener el cable que cae de la vuelta del inicio de L1, siendo este el lado de tierra del condensador variable. Por favor refiérase al diagrama encima para las conexiones.

Tener un interruptor de baja pérdida es importante a fin de mantener la Q alta en este circuito. Un interruptor con aisladores de cerámica es excelente. Los aisladores fenólicos tiende a tener pérdidas. En mi ejemplo, yo construyo un interruptor con algunos enlaces de bronce y una pieza de estireno. La funcionalidad de este interruptor no es simple como en un tipo regular de interruptor, pero es suficientemente bueno para mi prototipo.

Contra coil switch


Este es un primer plano del interruptor. El interruptor es mostrado en la configuración en paralelo de la bobina. Los enlaces pivotean en los tornillos del centro. Para conectar con la configuración en serie , mueva el enlace de arriba a 180 grados y abra el enlace de abajo.

Contra coil set schematic

Bobina tela de araña de contra devanado de 40/44

No todo el mundo cuenta con dinero para el litz de 660. Aquí hay una bobina que utiliza el litz de 40/44 y con un pequeño giro. Mire que gran condensador variable de la imagen de arriba, en la sección Q ? Ud deja caer esto sobre sus dedos del pie e irá derecho al hospital.:) Además de pesar una tonelada, este tiene algunos rasgos dispares. Las secciones grandes del condensador son acopladas una a otra por las pequeñas variables entremedio. Esto era un capacitor de paso de banda. Las secciones entran en los 285 pf cada una (después de que arranqué algunas pequeñas secciones.) lo malo sobre este condensador, además no ser de 365 o más alto es la capacitancia mínima es más alta que 25 pF. En la mayoría de los casos esto es un desastre. Pero poseen placas con baño de plata de calidad premium, aisladores de cerámica y brazos de barrido superiores. ¡Tenemos que usar este cachorrito!

No pienso que Ud tendría que sacar los pequeños condensadores como para que este sea usado como un capacitor de una sola sección. Yo usé sólo la sección media.

Si Ud conecta este condensador a una bobina de contra devanado especial, usted será capaz de sintonizar toda la banda BC en dos secciones de banda. La porción baja y final comienza alrededor de 500 khz y va hasta los 1200. La parte alta y final comienza en 1000 y fácilmente va a 1700 khz.

Para hacer este trabajo, cambié los valores de inductancia de la bobina de contra devanado. Esta bobina tiene una inductancia de serie de 340µH y una inductancia en paralelo alambrada de 85 µH. La parte interior tiene 33 vueltas y la exterior es 27 vueltas. El litz que usé es 40/44. El diámetro de centro de la bobina es 2 pulgadas (5,1 cm) y el exterior es 4 pulgadas (10 cm). Enrolle sus bobinas como se describe arriba y Ud estará bien posicionado. Este arreglo trabajará en cualquier condensador que Ud tiene de 250 pF o más. Si usted tiene de 350 o un condensador más alto, use 29 vueltas sobre la parte interior y 23 sobre el exterior.

Si usted va a usar aquel condensador grande con litz más grande, talvés quiera armar una bobina con la inductancia regular de 240 - 260 y poner dos secciones del condensador en paralelo. Ud ampliará la gama de frecuencia que hace la sintonía más delicada. No importa que camino tome, añada una rueda de dial reductora vernier.

Traducido e interpretado por Carlos Lopérgolo – Argentina.