САЙТ ХАРЬКОВСКИХ РАДИОЛЮБИТЕЛЕЙ

ФОРУМ


[ Новые сообщения · Участники · Правила форума · Поиск · RSS ]
Страница 1 из 11
Форум радиолюбителей » Форум любителей передающей и приемной радиоаппаратуры » КСВ метры,тюнера » Собираем автоматический антенный тюнер UA3GDW (Собираем автоматический антенный тюнер UA3GDW)
Собираем автоматический антенный тюнер UA3GDW
AlexДата: Вторник, 12 Янв 2016, 18:35 | Сообщение # 1
Генерал-полковник
Группа: Администраторы
Сообщений: 1122
Награды: 0
Репутация: 5
Статус: Offline
Собираем автоматический антенный тюнер UA3GDW
По публикациям в интернете и в журналах Радио Nr.2,3 за 2010 год, с описанием автоматического антенного тюнера от автора UA3GDW, разработана печатная плата процессорного блока этого тюнера.
В схему внесены небольшие изменения касающиеся выходных буферных микросхем, управляющих реле высокочастотного блока. К155ЛА8 заменены на импортные восьмиканальные ULN2803, работающие с нагрузкой до 500 мА и напряжением до 50 Вольт.
Одновременно, в схеме использован внешний кварц на 16 мГц, вместо, зачастую трудно доставаемого, интегрального генератора на эту же частоту и заменена экзотическая микросхема интерфейса ADM202 на более распостранённую MAX232.
На плате применены SMD конденсаторы и резисторы типоразмера 1206 или 0805, кроме электролитических. Микросхемы - в DIP корпусах.
Вид снизу на плату (окончательный вариант):

Для ЛУТ рисунок печатки нужно отзеркалить. Рисунок печатной платы в *.lay формате можно найти по ссылке:

Размер платы 100 х 66 мм.

Для упрощения поиска распиновки контроллера 16F874 для программирования, ниже приведён его рисунок:

Прошивку контроллера можно выполнить любым программатором, например - программатором PICkit 2 или простейшим JDM программатором.
Информация об этих программаторах есть в интернете.
Для правильного подключения контроллера к программатору можно ориентироваться по распайке универсальной панельки для программирования PIC в программаторе PICkit2, в случае 40 pin панельки (DIP40):

Программируем PIC:
Итак, контроллер запрограммирован.
Вставляем запрограммированный PIC в панельку на плате, собираем небольшой проверочный стендик из светодиодов и токоограничивающих резисторов - это позволит проверить работоспособность блока управления в целом (если у вас собран согласующий блок с реле, то эту операцию можно не делать, а подключить выходы непосредственно к ВЧ блоку). На входы падающей и отражённой волны нужно подключить напряжение +5В, имитирующее напряжение с выхода КСВ метра:

При включении питания и нажатии кнопки "Настройка" - начинают загораться контрольные светодиоды, перебирая варианты включения реле.
При уменьшении напряжения Uотр. до нуля (КСВ=1) настройка тюнера автоматически останавливается.
Программа, предложенная автором для контроля КСВ через порт COM1 компьютера - Tunings.exe, работает без проблем. Максимальное значение отображаемого ею КСВ - 25.5.
Автор пишет, что при повторном нажатии на кнопку "Настройка", настройка тюнера должна останавливаться. Но этого не происходит. Видимо, что это изменённая версия программы. После переписки с автором этой интересной конструкции, Роман прислал доработанную версию программного обеспечения с выполнением остановки при повторном нажатии кнопки "Настройка" (за что ему огромное спасибо за проделанную работу!) - программу необходимо протестировать.
Но, в общем, процессорный блок работает!

Далее, нужно собрать ВЧ блок по схеме:

А вот так можно запитать антенный тюнер по коаксиальному кабелю, установив тюнер, в герметичном боксе, непосредственно у антенны:

Особое внимание нужно уделить качественному выполнению дросселей, они не должны иметь паразитных резонансов во всём рабочем диапазоне частот. DL2KQ рекомендует их выполнить на каркасах диаметром 30мм, намотав 200 витков провода ПЭВ 0.35, причём первые 40 витков (подключённые к коаксиальному кабелю) нужно намотать с шагом 1 мм, остальные - виток к витку.

Дистанционное управление запуском автоматической настройки тюнера, по коаксиальному кабелю, можно реализовать путём кратковременной подачи, в коаксиальный кабель, развязанный дросселями, напряжения на несколько вольт больше, чем номинальное питание тюнера. В тюнере должен быть собран простейший компаратор, различающий уровни напряжения. Выход этого компаратора включает режим настройки, имитируя кратковременное нажатие кнопки "Настройка". В простейшем случае, роль компаратора может выполнять обычное реле, напряжение срабатывания которого немного больше напряжения питания тюнера.

Рисунок печатной платы высокочастотного блока на импортных реле с двумя переключающими контактами, включёнными в параллель (окончательный вариант):

Плата выполнена с большим запасом, при желании, её размер можно немного уменьшить.
Фото готовой платы (тестовый вариант):

Схема КСВ метра заменена на Tandem Mach, как не требующая настройки:

В нём используется импортный двухдырочный сердечник BN43-202.
В детекторе КСВ метра используюся SMD диоды Шотки 1N5711, BAT-43 или подобные.

Размер платы высокочастотного блока тюнера - 162 х 120 мм, применён двухсторонний (лучше односторонний с корректировкой рисунка печатной платы - будет меньше ёмкость монтажа) фольгированный текстолит.
Плата рассчитана на установку развязывающих SMD индуктивностей, конденсаторов и резисторов типаразмера 1206 или 0805.
В *.lay формате рисунок печатной платы ВЧ блока можно найти здесь:

=====================

Ну, и немного информации по комплектующим:

По ниже приведённой ссылке, у итальянцев на e-bay, можно заказать комплект из 10 Амидоновскич колец Т80-2, диаметром 20.2 мм, для этого тюнера, за 15.9 USD c пересылкой (на 3.5 USD переплата за десяток, по сравнению с покупкой у американцев):

Причём, для конструкции этого тюнера хватит и четырёх колец, так как первые четыре катушки можно сделать безкаркасные - из-за малого количества витков (2, 3, 4, 5).

Уж не знаю, какую максимальную мощность сможет пропустить через себя этот тюнер с подобными кольцами, но, по информации, в ФНЧ передатчиков до 100 Вт, коллеги применяют кольца и Т50 (12 мм), и Т68 (17.5 мм)...
По крайней мере, в тюнере LDG-100 (125 Вт) используются кольца, очень похожие, по размеру, на T80-2 (на фото можно ориентироваться по размерам DIP микросхемы, с стандартным расстоянием между её выводами 2.54 мм или по длине реле FRT3-SL2 - 20.2 мм):

Реле, для ВЧ блока согласования, можно купить на e-bay у китайцев (4 комплекта по 5 штук - 31.96 USD, с пересылкой):

Три реле останутся в запасе.
(Кстати, цена только одного реле, используемого в тюнере LDG-100 - FRT3-SL2, на e-bay, вместе с пересылкой, составляет более 20 USD!)

На e-bay легко можно купить и кварцы на 16 мГц, причём стоят они очень дёшево: 10 шт. - 1.61 USD (пересылка бесплатно):

Все микросхемы для процессорного блока есть в наличии в фирме farnell.com - её филиалы есть во многих странах, обойдутся они в районе 15 USD + пересылка:

Общая стоимость покупных деталей для тюнера
получается в районе 70 USD.

======================

Приближаемся к финишу:

Использован ряд индуктивностей (кольца Т80-2,
провод 0.9 мм, в мкГн):
0.08
0.16
0.32
0.64
1.25
2.5
5.0
10.0 (два сложенных вместе кольца Т80-2).

Ряд ёмкостей (в пФ):
10
20
40
80
160
320
640
1280

Ёмкости подпаиваются к шпилькам, поэтому
могут быть легко заменены, при необходимости.

Проверил работу тюнера с эквивалентами и реальными антеннами - всё работает. Есть небольшие пожелания по совершенствованию схемотехники, железа и программы, но работать можно и в таком варианте этой конструкции:

В чём удобство в использовании этого варианта тюнера - если он не может выполнить 100% согласование с нагрузкой в течении 8 секунд, то он останавливается на минимальном значении КСВ, полученном при согласовании.

* Несколько позже, программой MMANA просчитал возможные величины согласуемых сопротивлений Г-образной цепью, с выходным сопротивлением выходного каскада передатчика 50 Ом и выше приведёнными номиналами индуктивности и ёмкости, на разных частотах.
В результате получено:

Частота 1825 кГц Z = 16.....1097 Ом
Частота 3550 кГц Z = 5.6.....4015 Ом
Частота 7050 кГц Z = 1.5.......15700 Ом
Частота 14150 кГц Z = 0.4.......63100 Ом
..........................
Частота 28500 кГц Z = 0.1......бесконечность Ом

При рассчётах пришёл к выводу, что ставить столь большое значение суммарной индуктивности (19.95 мкГн) нет смысла. Её значение определяет верхнее значение сопротивления согласования. Достаточно ограничиться максимальной суммарной индуктивностью 10 мкГн. А это, ряд индуктивностей с максимальным значением последней катушки - 5 мкГн.
Поскольку при реальном согласовании присутствует реактивная составляющая монтажа самого тюнера, то пределы согласования могут существенно отличаться (в меньшую сторону).
О общем, же, случае Z=R+jX, где jX=j(wL-1/wC).

К компьютеру подключать тюнер нет необходимости - на фото подключение к COM порту выполнено для контроля КСВ при проверке работы тюнера. Вместо компьютера, КСВ можно контролировать и по встроенному КСВ метру самого трансивера или внешнему КСВ метру, включённого между трансивером и тюнером. Или, используя КСВ датчик тюнера, подключить к нему плату КВС метра на PIC контроллере или измерительный стрелочный прибор с переключателем "Прямая-Обратная" волна.

Весь тюнер неплохо размещается в герметичном корпусе пластмассовой распределительной коробки IP65 размерами 180 х 180 х 80 мм. серого цвета. Платы, в этом случае, располагаются "этажеркой". Фото выложу позже, после завершения компановки плат в корпусе.

Для перехода от нессиметричного выхода тюнера к симметричной антенне, можно установить дополнительный трансформатор на выходе тюнера:

Необходимо помнить, что подобный трансформатор трансформирует сопротивление 1 : 4 для симметричных антенн и 1 : 9 для LW.
Вот так, трансформатор выполнен у фирмы LDG для мощности до 200 Вт (цена у производителя около 30 USD):

Колечко, видимо, FT125-43. Цена около 5 USD за 2 шт. у американских коллег.

Либо, может быть такой вариант, без трансформации сопротивлений:

А вот и более дешёвый вариант симметрирующего трансформатора 1:4, выполненного на трубках от мониторного компьютерного видеокабеля.
Трансформатор содержит 2 + 2 + 2 витков провода ПЭВ 1.0
Чем, кроме цены, ещё хорош подобный трансформатор, по сравнению с вышеприведёнными конструкциями - полное симметрирование нагрузки + точка заземления полотна антенны, для стекания наведённой статики!
По замерам, максимальная асимметрия трансформатора на частоте 51 мГц составила 100 мВ и 118 мВ. при намотке трансформатора тремя проводами одновременно, можно улучшить этот параметр.

Схема в прикреплениях:
Прикрепления: 1312174.jpg(116Kb) · 6877980.gif(73Kb) · 9261951.gif(97Kb) · 5950545.jpg(42Kb) · 7700119.png(38Kb) · 0538003.gif(18Kb) · 3479675.gif(91Kb) · 8661955.jpg(53Kb) · 0861826.jpg(238Kb) · 9551466.jpg(81Kb)
 
Форум радиолюбителей » Форум любителей передающей и приемной радиоаппаратуры » КСВ метры,тюнера » Собираем автоматический антенный тюнер UA3GDW (Собираем автоматический антенный тюнер UA3GDW)
Страница 1 из 11
Поиск:


Рейтинг@Mail.ru Яндекс цитирования