IV3ONZ's Ham Radio Blog: Quando i condensatori non sono adatti alla radiofrequenza

giovedì 23 giugno 2016

Quando i condensatori non sono adatti alla radiofrequenza

Il dielettrico dei condensatori ha particolari caratteristiche che dipendono anche dalla frequenza di lavoro. La ceramica, come isolante, è un buon materiale che lavora bene alle basse ed alte frequenze. Ma c'è un parametro, spesso sottovalutato, che è il fattore di merito Q.

Fattore di merito

Lavorando in frequenza, una capacità presenta una ben determinata reattanza capacitiva data da

Xc=1/(2*PI*f*C)

oltre ad avere una certa Resistenza serie Rs di perdita. Il fattore di merito di un condensatore è quindi dato da

Q=|Xc/Rs|

Ovvio che buoni condensatori, per non introdurre perdite nei circuiti, devono avere una Rs bassa e quindi un Q elevato. Ma non sempre è così, i componenti economici spesso hanno caratteristiche scadenti.

La modifica

Tornando al trasmettitore MEPT della volta scorsa, ho notato un particolare: 80mA di assorbimento sono tanti per 65mW di potenza.

Il MEPT con i ceramici poco adatti

Che cos'è allora che abbassa il rendimento dello stadio amplificatore? Esclusa la rete di polarizzazione ed il segnale modulante, l'unico colpevole allora è il filtro di uscita.

Tralasciando le bobine, rimangono i condensatori, posti in parallelo nel filtro. Indagando, ho trovato alcuni test fatti da Kevin ZL1UJG nel suo blog. Kevin ha misurato il Q dei ceramici presenti nel kit, ed ha notato che il Q a 10MHz è troppo basso. Componenti economici, validi in bassa frequenza ma scadenti a radiofrequenza.

Kevin ha provato a sostituire i componenti originali del kit con degli analoghi tipo C0G ed aventi un Q maggiore alla frequenza operativa. Il risultato è stato un significativo aumento della potenza di uscita.

Seguendo le sue indicazioni, sono andato alla ricerca di "buoni condensatori per alta frequenza" nel mio cassetto dei componenti. Ho trovato solo dei "condensatori a vetro", recuperati da vecchie radioline a transistor. Sono dei condensatori al Polistyrene, aventi ottime caratteristiche dielettriche a radiofrequenza.

Ho cominciato a sostituire uno ad uno i componenti, mentre li sostituivo provavo a misurare se avevo differenze sostanziali nella potenza di uscita. Solo con C6 e C7 ho ottenuto un incremento sostanziale: 135mW al posto dei 65 di prima. Ben 3,52dB!