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Circuito de Terra Artificial para RF – Aterramento Eletrônico – Artificial Ground

Um bom terra é essencial para muitos tipos de equipamentos, principalmente os de radiofrequência. Uma bancada também deve ter um bom aterramento, para evitar problemas elétricos graves. Na engenharia, o terra pode se referir ao ponto de referência em um circuito elétrico a partir do qual as tensões são medidos, um caminho de retorno comum para corrente elétrica, ou uma conexão física direta com a Terra.

O terra e a Eletrônica

Sistemas de telégrafo eletromagnético de longa distância de 1820 em diante, utilizavam dois ou mais fios para transportar o sinal . Foi  quando descobriu-se, provavelmente, pelo cientista alemão Carl August Steinheil em 1836 que o terreno pode ser usado como  percurso de retorno para completar o circuito, fazendo com que o fio de retorno  seja desnecessário.

No entanto, existe  pontos negativos, houve vários problemas com este sistema, exemplificado pela linha telegráfica transcontinental construído em 1861 pela Western Union Company entre Saint Joseph e Sacramento. Durante o tempo seco, a ligação à terra, desenvolvia uma alta resistência, exigindo que se jogasse água sobre a haste de aterramento para permitir que o sistema voltasse a funcionar.

Mais tarde, quando a telefonia começou a substituir a telegrafia, verificou-se que o uso do terra era  inaceitável para os sinais de áudio, devido as interferências de sistemas de energia, vias férreas,  interferências causadas por relâmpago e outras fontes naturais e humanas.

Alguns tipos de sistemas de  antena de transmissão, como as VLF, LF e MF  devem ter um  bom aterramento para operar de forma eficiente. Por exemplo, num plano vertical da antena monopolo requer um plano de terra , que muitas vezes consiste de uma rede interligada de fios correndo radialmente para fora a partir da base da antena para uma distância aproximada igual à altura da antena. Por vezes, um contrapeso é usado como um plano de terra, suportado acima do solo. [Wiki]

O Aterramento

Normalmente, a estação de rádio, bancada de RF ou radio amador, pode ter dois tipos de “terra”, um é uma conexão curta para uma terra “verdadeiro”, outra uma conexão longa para um terra do sistema elétrico (a partir da tomada elétrica) . Mas em alguns casos pode não ter nenhum dos dois tipos, ai é difícil!

Para evitar correntes dispersas devido à massa do aparelho que é um potencial que pode ser bastante elevado, há a necessidade de um sistema de transmissão ter uma conexão de baixa impedância para a terra, isso é conseguido através do aumento da ressonância para uma linha existente, possivelmente acrescentando a este, perto da estação, os blocos radiais.

Mas é possível fazer um aterramento eletrônico ou aterramento artificial

Ai entra o Terra Artificial para RF, o circuito mostrado aqui foi tirado da revista QST de 1987 de W1FB, é um circuito quase igual ao de alguns produtos comerciais. Na verdade ele é idêntico ao MFJ-931, veja sua foto abaixo.

 

Terra artificial MFJ-931
MFJ-931 Artificial Ground

 

O Terra Artificial

O MFJ-931 é um circuito que deve preencher as lacunas de uma terra de má qualidade, ele trabalha até uns 300 Watts e com uma faixa de frequência de 1 a 60 Mhz. Este dispositivo de “terra artificial” pode ser muito útil para quem vive em um ambiente urbano com aterramento deficiente, prédios ou baixa qualidade do solo, terra de baixa condutividade.

 

Terra artificial MFJ-931 circuito
Parte interna do terra artificial MFJ-931

Ele é indispensável para quem usa transceptor com um sintonizador interno ou externo e antenas tipo long wire ou antenas simétricas alimentadas por um cabo coaxial, ele elimina ruídos e melhora a transmissão e recepção, criando um terra artificial, que irá compensar a resistência de loop de terra reativa e minimiza o ruído e zumbido em seu transceptor.

Conectado entre o receptor / transmissor (com sintonizador interno) ou um sintonizador externo e um fio de comprimento aleatório  ou conectado ao sistema de aterramento ineficiente já existente.

O circuito do terra artificial

 

circuito do terra artificial
Circuito do terra artificial

 

Neste circuito nenhum componente é crítico ou insubstituível, veja a relação ou descrição abaixo:

C1 é um capacitor variável de 225pF com cerca de 1 mm de espaçamento (ar) para potências altas, para baixas potências (QRP) pode usar um variável comum de rádio antigo.

L1 é uma bobina enrolada em uma forma auto-sustentado com núcleo de ar, a forma pode ser um tubo de PVC de 40mm, Comprimento = 270 mm – 90 voltas – com um diâmetro de 40 mm = 44,291 uH.

S1  é uma chave, ela determina o número de partes que vai fazer o enrolamento, se você encontrar um de oito posições fazer oito ( tomadas no enrolamento  de L1), se você achar uma de 12 você vai fazer doze e assim por diante.

T1 é um transformador, um toroide pequeno qualquer um toroide, o principal é simplesmente os fios de ligação que passa por ele, pois há vinte voltas de fio isolado, altere se necessário.

D1 é um  diodo  detector de Germânio (qualquer um).

Observação sobre o circuito de Terra Artificial

O ajuste é intuitivo,você deve procurar a combinação de chaves / capacitor que permita que  uma boa indicação no  instrumento. Neste ponto,  o seu sistema de aterramento de RF funcionará melhor. Veja o artigo original aqui caso tenha dúvidas.

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