Il Bird modello 43 è uno strumento di misura molto noto e diffuso utilizzato soprattutto da quei radioamatori e sperimentatori che si dilettano nella costruzione di antenne e amplificatori. In queste righe illustrerò, ai neofiti e a coloro che non ne conoscono a pieno le caratteristiche, il funzionamento e l’utilizzo di questo strumento e dei modelli similari.
Il Bird 43 è in produzione dagli anni ’50 e ne sono stati ormai costruiti circa duecentomila esemplari subendo nel corso degli anni poche modifiche, sostanzialmente di carattere estetico. Si passa dall’utilizzo di viti con testa a taglio a quelle con testa a croce e dalla maniglia di cuoio a quella di plastica, dal borsello di cuoio marrone o nero alla valigetta di materiale antiurto.
Come è fatto e come funziona
Il Bird 43 è un wattmetro direzionale passante, ovvero uno strumento in grado di misurare la potenza diretta o riflessa su una linea di trasmissione. E’ composto da un breve tratto di linea coassiale in aria (sistema Thruline), d’impedenza caratteristica 50 ohm, che viene inserita sulla linea da monitorare. La linea è terminata con connettori di tipo N che all’occorrenza possono essere sostituiti con connettori di altro genere grazie al sistema QC (Quick-Change) che consente una rapida e facile sostituzione. All’interno della linea, attraverso un alloggiamento presente nella parte frontale del wattmetro, viene inserito un elemento sonda che consente l’esecuzione della misura. L’elemento, in gergo tappo o slug , deve essere scelto in funzione della frequenza e della potenza in transito. Poiché la sonda è direzionale, in base al modo in cui viene orientata, indicato da una freccia, misurerà l’onda diretta (da sorgente a carico) o riflessa (dal carico indietro verso la sorgente) con direttività maggiore di 25dB. Il segnale campionato viene condizionato e trasformato in una corrente DC che, attraverso un contatto presente nello zoccolo porta elemento, viene inviato ad un microamperometro da 30µA per la lettura della potenza. La connessione tra strumento di lettura e sonda avviene attraverso un cavetto schermato tipo RG-58 collegato con connettore PL sul lato sonda e con morsetti sullo strumento, è quindi possibile smontare il tratto di linea coassiale dal resto del wattmetro per effettuare misure remote. Il microamperometro non è fissato alla scatola del Bird 43, ma è tenuto elasticamente sospeso da una guarnizione di materiale espanso che ammortizza eventuali urti e scossoni che dovessero verificarsi durante il trasporto. Il microamperometro ha una scala abbastanza ampia con lettura diretta in watt e fondoscala tarato su 25, 50 e 100 per una facile lettura con tutti i tipi di sonda disponibili, purtroppo non è dotato di fondo a specchio che aiuterebbe ad evitare l’errore di parallasse. E’ molto delicato elettricamente, bisogna porre attenzione nel selezionare la giusta sonda in relazione alla potenza da misurare per evitare di mandare oltre il fondoscala la lancetta. Per lo stesso motivo il manuale consiglia, quando il wattmetro non è in uso, di adoperare l’apposito tappo parapolvere che, oltre ad impedire l’ingresso di corpi estranei nel tratto di linea coassiale, mette in corto l’avvolgimento dello strumento. In alternativa si può girare la sonda di misura in modo che la freccia sia orientata verso l’alto.
Caratteristiche
La costruzione è robusta e la linea arrotondata e un po’ retró lo rendono inconfondibile e piacevole alla vista. Il peso è tale da consentire il collegamento anche di cavi rigidi senza rischiarne il ribaltamento, è dotato di piedini antiscivolo sia nella parte inferiore che sul fondo. Lateralmente è dotato di alloggiamenti con un dispositivo di bloccaggio che consentono di riporvi due sonde di misura oltre a quella in uso. E’ dotato di una comoda maniglia per il trasporto ed è facilmente smontabile per le operazioni di manutenzione e controllo.
Le principali caratteristiche indicate dal costruttore sono le seguenti:
Impedenza nominale 50 ohm
VSWR massimo 1.05:1
Range di Frequenza 0.45 – 2700 MHz
Range di Potenza 100 mW – 10 kW
Accuratezza +/- 5% f.s.
Dimensioni 92 x 102 x 175 mm
Peso 1.36 kg
Sonde
Le sonde prodotte dalla Bird per questo strumento sono identificate da un numero seguito da una lettera, il primo indica la potenza di fondoscala della sonda, la seconda il range di frequenza. Ce sono alcune che non rientrano in questo tipo di codifica, sono perlopiù elementi per frequenze o potenze particolari ed hanno un codice numerico.
Le sonde standard e quindi più diffuse sono indicate nella tabella seguente:
| Fondoscala (W) | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| Frequenza (MHz) | 2-30 | 25-60 | 50-125 | 100-250 | 200-500 | 400-1000 |
| 5 | – | 5A | 5B | 5C | 5D | 5E |
| 10 | – | 10A | 10B | 10C | 10D | 10E |
| 25 | – | 25A | 25B | 25C | 25D | 25E |
| 50 | 50H | 50A | 50B | 50C | 50D | 50E |
| 100 | 100H | 100A | 100B | 100C | 100D | 100E |
| 250 | 250H | 250A | 250B | 250C | 250D | 250E |
| 500 | 500H | 500A | 500B | 500C | 500D | 500E |
| 1000 | 1000H | 1000A | 1000B | 1000C | 1000D | 1000E |
| 2500 | 2500H | – | – | – | – | – |
| 5000 | 5000H | – | – | – | – | – |
Utilizzo
Il Bird 43 può essere impiegato egregiamente in diversi tipi di misure che sfruttino la conoscenza del valore di potenza diretta o riflessa. La più banale è la misura della potenza emessa da un trasmettitore che va effettuata con l’ausilio di un carico fittizio. Misurando la potenza diretta all’ingresso e all’uscita di un cavo coassiale se ne ricava l’attenuazione. Collegando il trasmettitore ad un’antenna e partendo dalla misura della potenza diretta e riflessa, con semplici calcoli o utilizzando i normogrammi forniti dalla Bird sul manuale, si calcola il coefficiente di riflessione e il rapporto onde stazionarie. In quest’ultimo caso utilizzando la stessa sonda per la misura sia della potenza diretta sia riflessa, a causa dell’accuratezza dello strumento, si hanno misure significative per ROS superiore ad 1.5. Per misure più accurate in caso di ROS più basso il manuale consiglia di utilizzare, per la potenza riflessa, una sonda con fondo scala pari ad un decimo di quello della sonda per la potenza diretta.
Altre versioni
Negli anni sono state prodotte diverse varianti del modello base, ne segue un breve elenco con le caratteristiche principali:
– Bird 43P: fornito di un circuito elettronico (disponibile anche come optional per il modello standard) che consente la misura del valore della potenza di picco.
– Bird 4305A: la sezione di linea inserita ha un maggiore diametro per l’utilizzo con sonde con fondoscala elevato.
– Bird 4431: dotato di connettore BNC per il prelievo attenuato del segnale in transito.
– serie 4520: serie di strumenti dotati di pannello per montaggio in rack.
Consigli sull’acquisto dell’usato
Per concludere vorrei dare qualche piccolo cosiglio a chi intende acquistare questo strumento sul mercato dell’usato. Il Bird 43 è facilmente disponibile, soprattutto sul noto sito web di aste on-line, ma, a mio giudizio, è meglio rivolgersi presso le ditte di strumentazione ricondizionata che offrono una maggiore garanzia.
Le condizioni estetiche dell’apparecchio sono indice dello stato d’uso, uno strumento con molti graffi e verniciatura in cattivo stato è stato certamente utilizzato molto, fare caso anche al numero di serie riportato sulla targhetta identificativa posta nella parte superiore e all’usura dei connettori. Per la linea coassiale non vi sono problemi, ciò che può dare maggiori problemi di funzionamento è, per sua natura, il microamperometro. Anch’esso è dotato di un proprio numero di serie, leggibile se si smonta il coperchio posteriore del wattmetro, dal quale si può valutare se è stato eventualmente sostituito di recente. Visto che la linea coassiale e il microamperometro sono disponibili separatamente, non è esclusa la possibilità di reperire un wattmetro non funzionante o rovinato e sostituirne i pezzi.
Generalmente per una cifra che si aggira intorno alle 250 euro o poco superiore si acquista uno strumento in buone condizioni.
Per quel che riguarda le sonde, fondamentali nella precisione delle misure, diffidare da quelle molto rovinate o addirittura ammaccate, indice di cadute che potrebbero averne modificato la taratura. Preferire quelle quasi nuove, meglio se ancora conservate nel loro astuccio originale. Il costo delle sonde per frequenze e potenze standard si aggira intorno ai 70 euro, ma se si è disposti a spendere qualcosa in più si possono acquistare nuove. Le sonde per le frequenze HF e quelle per potenze inferiori ai 5 W sono di poco più costose. Le sonde per frequenze superiore al GHz sono generalmente di difficile reperibilità sul mercato dell’usato e molto costose se acquistate nuove.
Bibliografia
– Manuale d’istruzione Bird “RF directional Thruline wattmeter model 43”;
– Sito web Bird www.bird-electronic.com.
Autore: Gianfranco IZ8EWD
Pubblicato su: RadioRivista (ARI) n.1 del 2008
Data di pubblicazione: 02/2008
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