RADIOAFICIONADO - PRUEBA RAPIDA DE LA IMPEDANCIA DE CABLES
   
  La impedancia característica ya sea de una línea de transmisiónc coaxil o balanceada es importante para el fabricante, pero también es importante para el usuario conocer la variación del valor nominal de la impedancia para longitudes individuales de cable. En esta nota indicaremos un método simple y eficaz para probar la impedancia de los cables.
   
  - INTRODUCCION
   
  Manipulando las ecuaciones comunes que dan las relaciones entre impedancia característica, capacidad total y frecuencia de resonancia nos permite técnicas de medición simplificadas para cualquier línea de bajas pérdidas.

La descripción siguiente se limitará a cables de bajas pérdidas de polietileno, teflón o aire.

De las relaciones normales surge que:
   
 
   
 
En donde Zo es la impedancia característica, F es la frecuencia en Hz para la cual la muestra de cable es de una langitud de onda y C es la capacidad total en faradios. Para propósitos prácticos, la ecuación anterior puede escribirse en la forma:
   
 
   
  En donde F es la frecuencia en MHz para la cual la muestra es de una longitud de onda y C es la capacidad total en pico faradios
   
  - MEDICION DE LA FRECUENCIA
  La frecuencia a la cual la muestra de prueba tiene "una longitud de onda" puede determinarse ya sea con un generador de RF o con un grid-dip. El método del generador de señales requiere un generador de frecuencia variable con una impedancia interna de 50ohm y una impedancia de terminación de 50ohm al final de su cable de salida. Una muestra de cable en circuito abierto en paralelo con un milivoltímetro sensible y de banda ancha se conecta sobre la salida de 50ohm. Los puntos de voltaje mínimo ocurren a frecuencias que son múltiplos impares de la frecuencia para la cual la muestra es un cuarto de onda. El número exacto de cuartos de onda pueden determinarse dividiendo por dos la diferencia en MHz entre dos puntos resonantes sucesivos en la frecuencia de resonancia (fr) a la cual se debe medir la impedancia característica. La efectiva onda de frecuencia completa (f) puede computarse como:
   
 
   
  Esta técnica es generalmente útil para probar longitudes de cable de 1,5 a 30 m a frecuencias desde 1MHz a 150MHz.

Para la prueba de longitudes menoes, 0.1m a 1.5m, la técnica del grid-dip ha demostrado ser la más satisfactora para la determinación de lospuntos de resonancia de media onda sin introducir errores de conexionado. En este caso N deviene un número par (2, 4, 6, 8). Los puntos de resonancia deben ser detectados con un acoplamiento capacitivo débil entre u nlado de la bobina del grid-dip y el conductor central del cable que se está probando, el que está baierto en ambos extremos. El cable conductor central se mantiene alrededor de 5-6mm de la bobina. No se recomienda, en este caso, acoplamiento inductivo para la prueba de longitudes cortas de cable coaxil ya que el lazo de acoplamiento introducirá un error de algunos por cientos en la frecuencia de resonancia. Para trabajo de precisión es aconsejable monitorear la frecuencia con un contador digital.

Una técnica algo diferente se necesita para medir la frecuencia de una longitud de onda (f) en líneas de transmisión ya sea blindadas o no. También aquí el grid-dip meter es ideal para detectar los modos de resonancia sin introducir errores de conexión.

Como no es posible acoplarse a una línea balanceada mediante la técnica capacitiva, se usa el método de acoplamiento inductivo. Un trozo de alabre derecho entre los conductores centrales servirá como lazo de captación. Como la inductancia de una línea balanceada es más alta que la de una línea coaxil de la misma longitud, el error en la frecuencia de resonancia introducido por este pequeño lazo es inteligible para líneas balanceadas de más de 50cm.
   
  - MEDIDA DE LA CAPACIDAD DEL CABLE
  La capacidad de la muestra de cable coaxil deberá ser medida con un puente de precisión a alguna frecuencia baja, normalmente desde 1kHz hasta 100kHz la frecuencia no tiene importancia en tanto la longitud del cable a probar sea menor que 1/40 de la longitud de onda.

Se deben tomar precauciones extra cuando se miden capacidades muy pequeñas para evitar errores resultantes de técnicas inadecuadas. Por ejemplo; si se emplea un conector en T para conectar el cable de muestra al generador de señales, la capacidad de una rama de la T se deberá agregar a la capacidad del cable. Se considera que la capacidad de una rama es un tercio de la capacidad total de la T.

La capacidad efectiva de una longitud de muestra de un cable balanceado es ligeramente más difícil de medir que la de un cable coaxil. La figura 1 meustra la red de capacidad equivalente para un cable balanceado, en donde C es la capacidad directa entre conductores, C2 y C3 representan la capacidad a masa o al blindaje. Suponiendo que C2 y C3 son aproximadamente iguales la capacidad efectiva del cable es:
   
 
   
 
   
  La suma de C2 y C3 puede medirse conectando los dos conductores centrales y midiendo la capacidad total a masa con un puente de precisión. La capacidad entre conductores C1 puede medirse en una sola operación por medio de un puente de capacidad de tres terminales.
   
  - RESULTADOS DE LAS PRUEBAS Y CONCLUSIONES
  Se han recopilado varias longitudes de cable RG-58/U del mismo carrete. Se hicieron medidas en varias frecuencias entre 2 y 1000MHz.

Se encontró un buen acuerdo entre mediciones cortas a frecuencias de UHF mediante el método del grid-dip, y mediciones hechas con el método del generador de señales sobre longitudes mayores a frecuencia desde 50 a 150MHz.

Como conclusión, tenemos aquí un método sencillo y eficaz para determinar los parámetros de un cable.
   
 
Autor: Ing. Arnoldo C. Galetto - e-mail: cargal@ciudad.com.ar