Objetivo.... la transformación de impedancias.
El objetivo principal en sistemas de radio es emitir la máxima energía hacia el exterior a través de la antena. Esta antena ademas, presenta una resistencia, que puede ser igual o diferente al generador de nuestra emisora.
Cuando generador y antena, tienen la misma resistencia/impedancia, podemos decir que la transferencia de energía será máxima, ya que ambas impedancias están igualadas. Pero cuando esa relación no es tal, por ejemplo nuestra antena presenta una z=100 ohm, y nuestra emisora es de 50 ohm, entonces necesitamos un dispositivo adaptador de impedancias, que nos haga la función de transformación, pero a la vez, tenga las mínimas perdidas posibles.
Para ello, primero debemos determinar la relación de transformación, es decir, si necesitamos un transformador elevador (de 25 a 50 ohm) o un transformador reductor (de 100 a 50 ohm).
Por lo tanto, la relación de transformación nos indicará que tipo de transformador debemos utilizar. En radio, utilizamos muy frecuentemente el autotransformador, también conocido como Transformador de Linea de Transmisión o TLT.
En el autotransformador, la transformación primario/secundario se produce en un mismo bobinado, seleccionando el conjunto de espiras necesarias de entre el bobinado total necesario, segun sea como primario o secundario. Como bobinado primario, se calcula en función de la inductancia necesaria para adaptar nuestra antena. A mayor numero de vueltas, mayor impedancia, y a menor numero de vueltas menor impedancia, todo ello entendido según el tipo de ferrita que seleccionemos para nuestro autotransformador.
Si dividimos Zantena, entre Zlinea, nos dará un valor de relación, por ejemplo, si Zantena=200, y Zlinea=50, el resultado será 4, es decir, necesitaremos un TLT que reduzca de 200 a 50, es decir, de 4 veces la impedancia de la linea que es 1 (50 ohm), el conocido 4:1 .
Tomemos como ejemplo sencillo un TLT unun 9:1. El generador debe "ver" 50 ohm, y la antena 450 ohm.
Esquema típico de un dispositivo transformador TLT unun 9:1
Tras el calculo de la inductancia necesaria, y la elección del tipo de toroide y su AL, resultará un numero de vueltas sobre ese toroide para conseguir la inductancia necesaria.
Por ejemplo, si una vez calculada la adaptación de la antena, nos da un resultado de 24 vueltas de primario para 450 Ohm, entonces para autotransformar a 50 ohm en el secundario será:
Por ejemplo, si una vez calculada la adaptación de la antena, nos da un resultado de 24 vueltas de primario para 450 Ohm, entonces para autotransformar a 50 ohm en el secundario será:
Es decir el numero de vueltas del secundario (Ns) sera igual a 24 (Np-Numero de vueltas del primario) dividido entre la Raiz Cuadrada de 450 Ohm (Zantena) entre 50 Ohm (ZLinea). El resultado será 8 vueltas de secundario para 50 Ohm.
Pero no siempre es tan exacto. En la practica, es necesario un trabajo de ensayo/error para lograr un buen resultado, pues hay otros factores que influyen en la construcción del dispositivo, como el tipo de material, la inductancia necesaria, el aislamiento de los conductores, la distancia entre conductores, etc.
No obstante, hay que recordar que un TLT es reversible, es decir, un TLT 4:1 (200 a 50) es igual que un 1:4 (12,5 a 50), ya que no cambia la relación, pero si las impedancias a adaptar, y por tanto, también deberemos tener en cuenta su impedancia característica.