САЙТ ХАРЬКОВСКИХ РАДИОЛЮБИТЕЛЕЙ

Т-тюнер RM4HM без трансформатора

Alex — Sun, 18 Feb 2018 16:53:01 GMT

Поскольку в мой радиолюбительский комплекс входят самодельные устройства, свои тюнеры я всегда строю по схеме из статьи А.Кузьменко. Несколько большая узкополосность этой схемы меня не пугает, а вот лучшая фильтрация гармоник - это, то чем привлекает. Схему КСВ-метра заимствовал из книги Б.Г.Степанова, Я.С.Лаповка, Г.Б.Ляпина «Любительская радиосвязь на КВ». Различные авторы много пишут негативного о подобной схеме. Неоднократные сравнения показаний такого КСВ-метра с приборами изготовленными промышленностью, утвердили меня во мнении, что «всяк кулик свое болото хвалит»! Схема работоспособна и дает погрешность не более ±0.2 от показаний промышленного КСВ-метра, да и то исключительно на частотах выше 20мгц. Такая точность измерений более чем достаточна для радиолюбительских измерений. Единственно на что следует обратить внимание – это, как и в случае со всеми элементами тюнера, на то, чтобы схема прибора была рассчитана на подводимую к тюнеру мощность от передатчика и на обязательную экранировку схемы прибора. В качестве КПЕ при мощностях до 600wt, в схеме КСВ-метра отлично работают КПЕ с слюдяным диэлектриком 1М-4/15. При использовании именно этих конденсаторов или вообще КПЕ с большим номиналом относительно авторской схемы, номиналы резисторов R2 и R3 следует увеличить минимально вдвое. В противном случае Вам не удастся добиться баланса при настройке прибора.

При монтаже настроечных элементов тюнера, следует обратить внимание на их изоляцию от корпуса и расположить на достаточном расстоянии друг от друга, избежав тем самым пробоя. В большинстве случаев расстояния 10...12мм вполне достаточно.

В моем согласующем устройстве отсутствует трансформатор 1:4, рекомендуемый некоторыми авторами для работы на симметричную 300-омную линию. Причина заключается в следующем: ферритовый трансформатор плохо работает с существенными реактивными нагрузками, при его использовании согласование будет неэффективным. Тюнер в таком случае будет «видеть» после трансформатора практически только активную составляющую сопротивления симметричной линии и, соответственно, согласовывать с ним сопротивление входного порта. Реактивная составляющая входного сопротивления не будет полностью компенсирована узлом настройки, что приведет к увеличению реактивной мощности в феррите и соответствующим последствиям – возможное насыщение, потери мощности на нагрев и т.д. Нескомпенсированные реактивные составляющие приведут к появлению мощных TVI, а как следствие этого к «благодарности» со стороны соседей….

RM4HM

Схема в прикреплениях:.

Анализатор характеристик антенн АА-330М

Alex — Sun, 01 Jan 2017 13:42:12 GMT

Анализатор характеристик антенн АА-330М

Анализатор характеристик антенн АА-330М (версия 1.0.8) предназначен для исследования характеристик антенно-фидерных устройств КВ диапазона. Этот портативный прибор в корпусе из ударопрочного пластика очень удобен в работе и предоставляет широкие возможности для любителей и профессионалов антенной техники. Анализатор имеет интерфейс для связи с компьютером и специальное программное обеспечение, что расширяет его возможности в исследовании характеристик антенн.

Анализатор антенный АА-330М АА-330М может работать как в режиме автоматического сканирования выбранного диапазона частот, так и в ручном режиме с помощью удобного шагового валкодера, имеющего дополнительную функцию кнопки для удобного и быстрого выбора параметров.

При измерениях на дисплее прибора отображается частота, КСВ, активная и реактивная составляющие сопротивления, знак реактивности, а на экране компьютера - все графики, которые можно сохранить, используя при дальнейших исследованиях антенн, имея уникальную возможность в любое время сравнить параметры своих новых и старых антенн, которые Вы давно демонтировали.

При сканировании выбранного диапазона прибор сам найдет Вам резонансную частоту, что очень удобно и сокращает время настройки антенн. Вращая ручку валкодера вручную, можно анализировать все параметры на любой частоте с шагом 1, 10, 100, 250 кГц.

Очень удобна функция звуковой сигнализации с изменением тона при приближении к минимуму КСВ, что пользователи должны оценить по достоинству в условиях проведения измерений на мачтах и в других стесненных условиях. Наверняка окажется полезной и функция измерения реальной длины коаксиального кабеля по заданному коэффициенту укорочения (от 3,5 до 95 м при Ку=0,66 и от 4,5 до 125 м при Ку=0,85).

Фильтр помех AF-30 Точность измерения параметров реальных антенн зависит от наличия наведённого внешнего ВЧ напряжения (местные передатчики или сильные сигналы радиостанций при хорошем прохождении радиоволн в диапазоне КВ и СВ). Это особенно сказывается в условиях города или при измерении параметров длинных антенн диапазонов 40, 80 и особенно 160 м. Перестраиваемый фильтр помех AF-30, входящий в набор дополнительных принадлежностей АА-330М, позволяет значительно снизить такие наводки и увеличить точность измерений.

Антенный анализатор может также использоваться как генератор синусоидального сигнала, с уровнем сигнала на выходе 1.4 вольта (эфек.) с выбираемым в меню шагом перестройки 1, 10, 100 и 250 кГц.

Прибор позволяет с высокой точностью работать с фидерными линиями 50 и 75 Ом, для чего используются переключаемые в меню два различных измерительных моста.

Анализатор АА-330М неприхотлив к напряжению питания и работает с напряжением источника от 9 до 15 В. Имется встроенная защита от переполюсовки питания, что дополнительно увеличивает надежность прибора и позволяет использовать для его питания широкий спектр источников питания, имеющихся в распоряжении радиолюбителя на его радиостанции.

Функция отключения подсветки дисплея позволит на 30% увеличить время работы от автономного источника питания в "полевых" условиях.

В приборе имеется функция записи результатов сканирования в энергонезависимую память прибора с последующим выводом данных на монитор компьютера (данные сохраняются при выключении анализатора), что повышает удобство при измерениях вне помещения.

Высокая точность и надежность прибора подтверждена многочисленными измерениями при испытаниях антенн R-QUAD. Резюме специалистов R-QUAD - прибор выгодно отличается от своих импортных аналогов не только более низкой ценой, но и более широкими возможностями.

Характеристики АА-330М:
- Диапазон измерений - 1 - 30 МГц;
- Фидерные линии 50 и 75 Ом;
- Напряжение питания - 9-15 вольт (от внешнего источника);
- Макс. потребляемый ток - 250 мА или 180 мА при отключенной подсветке дисплея;
- Предельное измеряемое активное сопротивление - до 500 Ом;
- Предельное измеряемое реактивное сопротивление - до 500 Ом;
- Предельный КСВ - 10;
- Шаг сканирования - 1, 10, 100, 250 кГц;
- Измерение ёмкости до 1000 пф;
- Измерение индуктивности до 20 мкГн;
- Диапазон измерения длины фидера - 3,5 - 95 метров при Ку=0.66, 4,5 - 125 метров при Ку=0.85;
- Измерение характеристик фильтров (при работе с компьютером);
- Определение элементов резонансного контура на заданной частоте;
- Размеры - 195х110х60 мм;
- Вес - 330 гр.

Фотография в прикреплениях:

П-образное согласующее

Alex — Fri, 16 Dec 2016 17:08:44 GMT

Описание согласующего устройства.

Как итог различных опытов и экспериментов по этой теме привели автора к схеме П-образного «согласователя».

Конечно, сложно избавиться от «комплекса схемы буржуинских тюнеров» (Рис.2) - эта схема имеет важное преимущество – антенна (по крайней мере, центральная жила кабеля) гальванически развязана от входа трансивера через зазоры между пластинами КПЕ. Но безрезультатные поиски подходящих КПЕ для этой схемы вынудили отказаться от неё. Кстати, схему П-контура используют и некоторые фирмы, выпускающие автоматические тюнеры – та же американская KAT1 Elekraft или голландская Z-11 Zelfboum.
Помимо согласования П-контур выполняет ещё и роль фильтра нижних частот, что весьма неплохо для перегруженных радиолюбительских диапазонов, наверное, вряд ли кто-то откажется от дополнительной фильтрации ненужных гармоник. Главный недостаток схемы П-контура – это потребность в КПЕ с достаточно большой максимальной ёмкостью, что меня наводит на мысль, почему и не применяются такие схемы в автоматических тюнерах импортных трансиверов. В Т-образных схемах чаще всего используются два КПЕ перестраиваемые моторчиками и понятно, что КПЕ на 300пф будет намного меньше размером, дешевле и проще, нежели КПЕ на 1000пф. В СУ применены КПЕ от ламповых приёмников с воздушным зазором 0,3мм, обе секции включены параллельно. В качестве индуктивности применена катушка с отводами, переключаемыми керамическим галетным переключателем. Катушка бескаркасная 35 витков провода 0,9-1,1мм намотана на оправке диаметром 21-22мм, свёрнута в кольцо и своими короткими отводами припаяна к выводам галетного переключателя. Отводы сделаны от 2,4,7,10,14,18,22, 26,31 витков. КСВ-метр изготовлен на ферритовом кольце. Для КВ решающего значения проницаемость кольца в общем-то не имеет – применено кольцо К10 проницаемостью 1000НН. Оно обмотано тонкой лакотканью и на неё намотано 14 витков в два провода без скрутки ПЭЛ 0,3, начало одной обмотки, соединённое с концом второй образуют средний вывод. В зависимости от требуемой задачи, точнее от того какую мощность предполагается пропускать через это СУ и качества излучающих светодиодов, детектирующие диоды D2,D3 можно использовать кремниевые или германиевые.
От германиевых диодов можно получить бОльшие амплитуды и чувствительность. Наилучшие – ГД507. Но так как автор применяет трансивер с выходной мощностью не менее 50Вт, достаточно и обычных кремниевых КД522. Как «ноу хау» в этом СУ применена светодиодная индикация настройки помимо обычной на стрелочном приборе. Для индикации «прямой волны» применён зелёного цвета светодиод AL1, а для визуального контроля за «обратной волной» - красного цвета AL2. Как показала практика – это решение очень удачно – всегда можно оперативно отреагировать на аварийную ситуацию – если что-то случается во время работы с нагрузкой красный светодиод начинает ярко вспыхивать в такт с передатчиком, что не всегда так заметно по стрелке КСВ-метра. Не будешь же постоянно пялиться на стрелку КСВ-метра во время передачи, а вот яркое свечение красного света хорошо видно даже боковым зрением.
Это положительно оценил RU6CK когда у него появилось такое СУ (к тому же у Юрия плохое зрение). Уже более года и сам автор использует в основном только «светодиодную настройку» СУ – т.е. настройка сводится к тому, чтобы погас красный светодиод и ярко полыхал зелёный. Если уж и захочется более точной настройки – можно по стрелке микроамперметра её «выловить». Настройка прибора выполняется с использованием эквивалента нагрузки на который рассчитан выходной каскад передатчика. Присоединяем СУ к TRX минимальной (насколько это возможно – т.к. этот кусок в дальнейшем и будет задействован для их соединения) длины коаксиалом с требуемым волновым сопротивлением, на выход СУ без всяких длинных шнурков и коаксиальных кабелей эквивалент, выкручиваем все ручки СУ на минимум и выставляем при помощи С1 минимальные показания КСВ-метра при «отражёнке».
Следует заметить – выходной сигнал для настройки не должен содержать гармоник (т.е. должен быть фильтрованный), в противном случае минимума не найдётся. Если конструкция будет выполнена правильно – минимум получается в районе минимальной ёмкости С1. Меняем местами вход-выход прибора и снова проверяем «баланс». Проверяем настройку на нескольких диапазонах – если всё ОК, тогда настройка на минимум совпадёт в различных положениях. Если не совпадает или не «балансируется» - ищите более качественное «масло» в голову изобретателя… Только слёзно прошу – не задавайте автору вопросов по теме как делать или настраивать такое СУ – можете заказать готовое, если не получается сделать самостоятельно. Светодиоды нужно выбрать из современных с максимальной яркостью свечения при максимальном сопротивлении. Мне удалось найти красные светодиоды сопротивлением 1,2кОм и зелёные 2кОм. Обычно зелёные светятся слабо – но это и неплохо – ёлочную гирлянду не делаем. Главная задача, чтобы он достаточно отчётливо светился в штатном режиме на передачу трансивера. А вот красный в зависимости от целей и предпочтений пользователя можно выбрать от ядовито-малинового до алого. Как правило – это светодиоды диаметром 3-3,5мм. Для более яркого свечения красного применено удвоение напряжения – введён диод D1. Из-за этого точным измерительным прибором наш КСВ-метр уже не назовёшь – он завышает «отражёнку» и если захочется вычислить точное значение КСВ – придётся это учитывать. Если есть потребность именно в измерении точных значений КСВ – нужно применить светодиоды с одинаковым сопротивлением и сделать два плеча КСВ-метра абсолютно одинаковыми – или с удвоением напряжения оба или без него оба. Только в этом случае получим одинаковое значение напряжений, поступающее от плеч Тр до МА. Но скорее нас более волнует не какой именно имеем КСВ, а то, чтобы цепь TRX-антенна была согласована. Для этого вполне достаточно показаний светодиодов. Это СУ эффективно при применении с антеннами несимметричного питания через коаксиальный кабель. Автором проведены испытания на «стандартные» распространённые антенны «ленивых» радиолюбителей – рамку периметром 80м, Инвертед-V совмещённые 80 и 40м, треугольник периметром 40м, пирамиду на 80м. Константин RN3ZF такое СУ применяет со штырём, Инвертед-V в том числе и на WARC диапазонах, у него FT-840. UR4GG применяет с треугольником на 80м и трансиверами «Волна» и «Дунай». UY5ID согласовывает ШПУ на КТ956 с многосторонней рамкой периметром 80м с симметричным питанием, использует дополнительный «переход» на симметричную нагрузку. Если при настройке не удаётся погасить красный светодиод (достичь минимальных показаний прибора) это может говорить о том, что помимо основного сигнала в излучаемом спектре есть ещё составляющие и СУ не в состоянии пропустить их и согласовать одновременно на всех излучаемых частотах. И те гармоники, которые лежат выше основного сигнала по частоте, не проходят через ФНЧ, образуемый элементами СУ отражаются и на обратном пути «поджигают» красный светодиод. О том, что СУ не «справляется» с нагрузкой может говорить лишь только тот факт, что согласование происходит при крайних значениях (не минимальных) параметров КПЕ и катушки – т.е. не хватает ёмкости или индуктивности. Ни у кого из пользователей на перечисленные антенны ни на одном из диапазонов таких случаев не отмечено. Испытано применение СУ с «верёвкой» - проводом длиной 41м. Не следует забывать, что КСВ-метр является измерительным прибором только в случае обеспечения с обеих его сторон нагрузки при которой он балансировался. При настройке на «верёвку» светятся оба светодиода и за точку отсчёта можно взять максимально яркое свечение зелёного при минимально возможном красного. Можно предположить, что это будет наиболее верная настройка – на максимум отдачи в нагрузку. Ещё хотелось бы отметить – ни в коем случае нельзя переключать отводы катушки при излучении максимальной мощности. В момент переключения происходит разрывание цепи (хотя и на доли секунды) – резко меняется индуктивность – соответственно подгорают контакты галетного переключателя и резко меняется нагрузка трансиверу. Переключение галетного переключателя нужно производить при переводе трансивера на RX. В качестве микроамперметра применён прибор М68501 с током полного отклонения 200мка. Можно применить и М4762 - их применяли в магнитофонах «Нота», «Юпитер». Понятно, что С1 должен выдерживать напряжение выдаваемое трансивером в нагрузке. Информация для дотошных и «требовательных» читателей – автор осознаёт, что такого типа КСВ-метр не является прецизионным высокоточным измерительным прибором. Но изготовления такого устройства и не ставилось. Основная задача была – обеспечить трансиверу с широкополосными транзисторными каскадами оптимальную согласованную нагрузку, ещё раз повторю – как передатчику, так и приёмнику. Приёмник в той же полной мере нуждается в качественном согласовании с антенной, как и мощный ШПУ! Кстати, если в вашем «радиве» оптимальные настройки для приёмника и передатчика не совпадают – это говорит о том, что настройка или вообще толком не производилась, а если и производилась – то, скорее всего только передатчика и полосовые фильтры приёмника имеют оптимальные параметры при других значениях нагрузок, нежели это было отлажено на передатчике. Задача нашего КСВ-метра – показать, что кручением ручек СУ мы добились тех параметров нагрузки, которую присоединяли к выходу ANTENNA во время настройки. И можем спокойно работать в эфире, зная, что теперь трансивер не «пыжится и молит о пощаде», а имеет почти ту же нагрузку, на которую его и настраивали. Это, конечно, не говорит о том, что ваша антенна от этого СУ стала работать лучше, не нужно забывать об этом! Для страждущих о прецизионном КСВ-метре могу рекомендовать его изготовить по схемам, приведённым во многих зарубежных серьёзных изданиях или купить готовый прибор. Но придётся раскошелиться – действительно приборы от известных фирм стоят от 50$ и выше, СВ-ишные польско-турецко-итальянские не беру во внимание.

Схема и схема и картинка:

Простой антенный тюнер

Alex — Fri, 16 Dec 2016 17:00:44 GMT

Простой антенный тюнер

Прислать эту заметку меня побудила статья в [1]. В ней описывалась конструкция антенного тюнера, собранного по Т-образной схеме обладающая хорошей широкополосностью и исключающая подстройку при изменении частоты в пределах одного диапазона. Такая схема в зависимости от типа антенны и рабочей частоты может подавлять гармоники на 10-15 дБ [2]. Так как конденсаторов переменной емкости от радиоприемника «ВЭФ», как это рекомедовано в [1], у меня не оказалось, я собрал тюнер по другой схеме и с другими, более распространенными КПЕ. Кроме того, этот тюнер может работать как простейший коммутатор антенн, имеющий еще и эквивалент нагрузки.

Для согласования трансивера с различными антеннами можно с успехом применить простейший ручной тюнер, схема которого показана на рисунке. Он перекрывает диапазон частот от 1,8 до 29 мГц. Мощность, подводимая к тюнеру, зависит от от зазора между пластинами применяемого конденсатора переменной емкости С1 – чем он больше, тем лучше. С зазором 1,5-2 мм тюнер выдерживал мощность до 200 Вт (может и больше – для дальнейших экспериментов мощности моего TRX не хватило). На входе тюнера для измерения КСВ можно включить один из КСВ-метров, хотя при совместной работе тюнера с импортными трансиверами это не обязательно - все они имеют встроенную функцию измерения КСВ (SVR). Два (или больше) ВЧ разъема типа PL259 позволяют подключить антенну, выбранную с помощью галетного переключателя S2 «Коммутатор антенн» для работы с трансивером. Этот же переключатель имеет положение «Эквивалент», при котором трансивер может быть подключен к эквиваленту нагрузки сопротивлением 50 Ом. С помощью релейной коммутации можно включить режим «Обход» и антенна или эквивалент (в зависимости от положения коммутатора антенн S2) будут напрямую подсоединены к трансиверу.

В качестве С1 и С2 применяются стандартные КПЕ-2 своздушным диэлектриком 2х495 пФ от промышленных бытовых приемников. Их секции продернуты через одну пластину. В С1 задействованы две секции, соединенные параллельно. Он установлен на пластине из оргстекла толщиной 5 мм. В С2 – задействована одна секция.

S1 – галетный ВЧ переключатель на 6 положений (2Н6П галеты из керамики, их контакты соединены параллельно). S2 - такой же, но на три положения (2Н3П, или на большее число положений в зависимости от количества антенных разъемов).

Катушка L2 — намотана голым медным проводом d=1мм (лучше посеребренный), всего 31 виток, намотка с небольшим шагом, внешний диаметр 18 мм, отводы от 9 + 9 + 9 + 4 витка. Катушка L1 —тоже, но 10 витков. Катушки установлены взаимно-перпендикулярно. L2 можно припаять выводами к контактам галетного переключателя, изогнув катушку полукольцом. Монтаж тюнера проводится короткими толстыми (d=1,5-2 мм) отрезками голого медного провода.

Реле типа ТКЕ52ПД от радиостанции Р-130М. Естественно, оптимальным вариантом является применение более высокочастотных реле, например, типа РЭН33. Напряжение для питания реле получено от простейшего выпрямителя, собранного на трансформаторе ТВК-110Л2 и диодном мосту КЦ402 (КЦ405) или им подобным. Коммутация реле осуществляется тумблером S3 "Обход" типа МТ-1, установленном на лицевой панели тюнера. Лампа La (не обязательна) служит индикатором включения.

Может оказаться, что на низкочастотных диапазонах не хватает емкости С2. Тогда параллельно С2 можно с помощью реле Р3 и тумблера S4 подключать или его вторую секцию или дополнительные конденсаторы (подобрать 50 – 120 пФ - на схеме показано пунктиром).

От ред. - В интернете встречаются подобные схемы, в которых емкость аналога С2 на диапазоне 3,5 мГц достигает 600 пФ. При этом C1 отсутствует, а катушки L1 и L2 - прямые или шаровые вариомы индуктивностью 10 мкГ.

По рекомендации, взятой из публикации [1], оси КПЕ соединены с ручками управления через отрезки дюритового бензошланга, служащие изоляторами. Для их фиксации использованы водопроводные хомутики d=6 мм.

Тюнер был изготовлен в корпусе от набора «Электроника-Контур-80». Несколько бОльшие размеры корпуса, чем у тюнера, описанного в [1], оставляют достаточный простор для доработок и модификаций данной схемы. Например, ФНЧ на входе, согласующий симметрирующий трансформатор 1:4 на выходе, вмонтированный КСВ-метр и другие.

Для эффективной работы тюнера не следует забывать о хорошем его заземлении.

Схема в прикреплениях:

Простой тюнер "Т" типа, на диапазоны 1,8-50 МГц.

Alex — Fri, 16 Dec 2016 16:55:36 GMT

Простой тюнер "Т" типа, на диапазоны 1,8-50 МГц.

Получив заказ на изготовление простого антенного тюнера для портативного импортного трансивера, пробежался по сайтам с целью быстро найти готовую конструкцию. Но, увы, как всегда, пришлось заглянуть в "животик" IC-746 и скопировать контура его тюнера… Схема традиционно проста:

Данные контурных катушек тюнера и комплектующих:

L-1 2,5 витка, провод AgCu 2 мм, наружный диаметр катушки 18 мм.
L-2 4,5 витка, провод AgCu 2 мм, наружный диаметр катушки 18 мм.
L-3 3,5 витка, провод AgCu 2 мм, наружный диаметр катушки 18 мм.
L-4 4,5 витка, провод AgCu 2 мм, наружный диаметр катушки 18 мм.
L-5 3,5 витка, провод AgCu 2 мм, наружный диаметр катушки 18 мм.
L-6 4,5 витка, провод AgCu 2 мм, наружный диаметр катушки 18 мм.
L-7 5,5 витка, провод ПЭВ 2,2 мм, наружный диаметр катушки 30 мм.
L-8 8,5 витка, провод ПЭВ 2,2 мм, наружный диаметр катушки 30 мм.
L-9 14,5 витка, провод ПЭВ 2,2 мм, наружный диаметр катушки 30 мм.
L-10 14,5 витка, провод ПЭВ 2,2 мм, наружный диаметр катушки 30 мм.

Переменные конденсаторы и галетный переключатель от Р-104 (блок БСН). При отсутствии указанных конденсаторов, можно применить 2-секционные, от вещательных радиоприемников, включив секции последовательно и изолировав корпус и ось конденсатора от шасси. Так-же можно применить обычный галетный переключатель, заменив ось вращения на диэлектрическую (стеклотекстолит).

Конструкция тюнера в прикреплениях:

Проверку и испытания готовой конструкции желательно производить при 10-20 ваттах мощности, на эквивалентных резисторах 15 ом и 200 ом. Указанные эквиваленты можно изготовить самому из набора резисторов МЛТ-2w. Для контроля согласования используется встроенный КСВ метр трансивера.

73! Василий Бекетов (UU2JJ ex UB5JIN) E-mail: mailto:uu2jj@ukr.net

Конструкция в прикреплениях:

КСВ-метр для УКВ диапазона

Alex — Fri, 02 Dec 2016 19:36:24 GMT

Увеличение частоты сигнала приводит к увеличению потерь в фидерной линии. Поэтому очень важно добиться наилучшего согласования между передатчиком и антенной системой, а именно, минимального коэффициента стоячей волны (КСВ). Предлагаемым КСВ-метром можно проводить измерения вплоть до сантиметрового диапазона в линиях с волновым сопротивлением 50 Ом. Описанный в [1] КСВ-метр на полосковых линиях имеет ограничение частотного диапазона сверху в силу особенностей своего конструктивного исполнения, хотя схемное решение такого ограничения не накладывает.

Принципиальная электрическая схема предлагаемого КСВ-метра аналогична описанной в [1] и показана на рис. 1 (отличия в типономиналах отдельных деталей). Особенностью предлагаемого прибора является конструктивное исполнение детекторной части КСВ-метра, что позволило расширить диапазон измерений вплоть до 1 ГГц. Автор опускает описание физики образования стоячих волн в соединительных линиях, математические расчеты величин падающей и отраженной мощностей при согласованной и не согласованной линии, принцип измерения КСВ, основанный на измерении определенных величин падающей и отраженной волн, основы конструирования приборов СВЧ-диапазона и технологических требований, предъявляемых к ним, и отсылает заинтересованных читателей к известной литературе [2,...6]. Конструкция Корпус детекторной головки КСВ-метра состоит из двух частей (рис.2): П-образно-го основания 1 и крышки 2 (материал - бронза).

Конструкция направленных ответвителей 3 (L1 и L2) показана на рис.З. Центральный проводник 4 (L2) припаян непосредственно к разъемам XS1 и XS2. В тело крышки 2 впаяны стаканы 5 (4шт.) и четыре стеклобусы 6. Диоды (VD1; VD2), конденсаторы (С1; С2) и резисторы (R1; R2) помещены в цилиндрические стаканы 5. Выводы диодов пропущены через канал стеклобусы и припаяны непосредственно к ответвителям. Корпус детекторной головки КСВ-метра, направленные ответвители, центральный проводник перед сборкой полируют (в корпусе - только внутреннюю поверхность диаметром 15 мм; наружная поверхность чистотой Rz 20) и покрывают серебром.
Порядок сборки Сначала устанавливают все детали, относящиеся к крышке детекторной головки. Затем, в основании головки закрепляют один из разъемов XS с припаянным центральным проводником, потом второй разъем и проводят пайку. После сборки основания и крышки их соединяют с помощью 6 винтов М3 и в крышке фиксируют разъемы XS1 и XS2. Перед сборкой детекторную головку промыть спиртом и просушить. Работать в хлопчатобумажных перчатках, предварительно обезжирив кожу рук.

Детали Требования к радиоэлементам стандартные для СВЧ-техники. Конденсаторы С1 и С2 - проходные. В авторском варианте использованы бескорпусные диоды АА113А. Возможна замена на другие типы диодов в зависимости от требуемой верхней граничной частоты. В этом случае возможно применение иного способа их крепления. Разъемы XS1 и XS2 конструктивного исполнения с серебряным покрытием; их тип определяется наружным диаметром кабеля.

Примечания 1. При использовании кабеля с волновым сопротивлением отличным от 50 Ом, диаметр центрального проводника расчитывают по формуле: Zo=138 IgD/d, где: Zo - волновое сопротивление линии, D - внутренний диаметр экрана коаксиальной линии детекторной головки, d - диаметр центрального проводника. Значения резисторов R1 и R2 приводят в соответствие с волновым сопротивлением кабеля. Упростить конструкцию предлагаемого КСВ-метра можно применив коаксиальную линию с квадратным сечением экрана и круглым центральным проводником. Расчет размеров линии можно выполнить исходя из формулы: Zo-138 lg1,08D/d, где: Zo - волновое сопротивление линии, D - внутренняя сторона квадратного экрана коаксиальной линии, d-диаметр центрального проводника. 2. Необходимо точно выдерживать размеры деталей, тип соединения, а также посадочные размеры. 3. Для удобства детекторную головку можно конструктивно объединить с индикаторной частью в общем корпусе. 4. Если в распоряжении радиолюбителя нет готовых стеклобус, то можно воспользоваться подходящими по размерам, демонтировав их из металлобумажных конденсаторов.

Иван Милованов, UYOYI, г. Черновцы

Литература 1. И.Я.Милованов, КСВ-метр на полосковых линиях. Радиохобби, № 6, 1998г. с. 16. 2. Радио, телевизия, электроника, № 1,1985г.( НРБ). 3. С. Г. Бунин, Л.П.Яйленко, Справочник радиолюбителя коротковолновика, изд.2, пер. и доп., Киев, Техника, с.221,243. 4. С. М. Алексеев, Радиолюбительская УКВ аппаратура, Гос. энергетическое издательство, М., -Ленинград, 1958, с. 131. 5. М.Левит, Прибор для определения КСВ, Радио, 1978, №6, с. 20. 6. Техническое описание и схема электрическая принципиальная радиостанции «Лен».

Радиохобби 4/2000

Мостовой измеритель КСВ.

Alex — Fri, 02 Dec 2016 19:28:04 GMT

Мостовой измеритель КСВ.

    Измеритель коэффициента стоячей волны (КСВ) является одним из самых необходимых приборов на любительской радиостанции. Однако наиболее распространенные измерители КСВ имеют ограниченную полосу рабочих частот, этот широкополосный прибор имеет верхнюю рабочую частоту 2,5 ГГц. Прибор имеет небольшие габариты и удобен в эксплуатации.

    Рис.1.ниже в прикреплениях:

    КСВ-метры значительно облегчают настройку, эксплуатацию и контроль состояния антенно-фидерного тракта. Изготавливают их либо на основе направленных ответвителей, либо мостов переменного тока. Направленные ответвители обладают заметной частотной зависимостью и не позволяют создать широкополосный КСВ-метр.

    Вниманию радиолюбителей предлагается описание конструкции измерителя КСВ, выполненного на основе небалансируемого моста. Прибор позволяет также измерить выходную мощность передатчика или трансивера. Работает измеритель в диапазоне частот от 1,5 до 1300 МГц, а с пониженной точностью даже до 2500 МГц,

    Устройство состоит из двух узлов: высокочастотного и индикаторного. Каждый из них выполнен в виде отдельного блока. Они соединяются между собой экранированным проводом.

    Благодаря такому решению высокочастотный блок можно разместить непосредственно на объекте измерения, например, на антенне, а индикаторный установить в удобном для наблюдения месте. В качестве источника сигнала используется генератор стандартных сигналов, передатчик или трансивер.

    Схема высокочастотного блока показана на рис. 1. В его состав входят резистивный аттенюатор с затуханием около 2 дБ, собранный на резисторах R1 — R6, и резистивный мост на элементах R9 — R14. Одним плечом моста является нагрузка, КСВ которой измеряется. Нагрузка подключается к гнезду XW2.

    Рис.2.ниже в прикреплениях:

    Для уменьшения индуктивной составляющей полного сопротивления и увеличения рассеиваемой мощности в плечах моста включены параллельно по два резистора.

    Диод VD1 выпрямляет ВЧ напряжение, выделяющееся на резисторах R10, R12, и оно используется как опорное для калибровки прибора и измерения мощности передатчика. Диод VD2 выпрямляет напряжение в измерительной диагонали моста, которое зависит от КСВ подключенной к устройству нагрузки.

    Наличие аттенюатора приводит к тому, что на прибор необходимо подавать повышенную мощность, но в то же время это обеспечивает удовлетворительное согласование входа устройства с источником сигнала высокой частоты, чаще всего самой радиостанцией.

    Так, например, без аттенюатора в (зависимости от КСВ нагрузки) КСВ устройства по входу может достигать 2, что не всегда приемлемо для трансивера. С аттенюатором КСВ по входу устройства в любом случае не превысит 1,5...1,6.

    Схема индикаторного узла устройства показана на рис. 2. В нем применен малогабаритный стрелочный прибор — микроамперметр М4247 с током полного отклонения 100 мкА. Диоды VD1 и VD2 защищают прибор от перегрузки.

    Рис.3.ниже в прикреплениях:

    Работают с устройством следующим образом. К гнезду XW2 “Нагрузка” подключают нагрузку, КСВ которой требуется измерить, а на гнездо XW1 “Вход” подают ВЧ сигнал мощностью не менее 0,08...0,1 Вт.

    В положении переключателя SA2 “КСВ” и SA1 “Калибровка” резистором R3 “Калибровка” устанавливают стрелку прибора на последнее деление шкалы. После этого переключатель SA1 переводят в положение “Измерение” и считывают показания со шкалы стрелочного индикатора.

    Для измерения выходной мощности переключатель SA2 переводят в положение “Мощность”, а к гнезду XS3 “Нагрузка” подключают согласованную нагрузку с КСВ, близким к 1, мощностью рассеивания не менее 0,5... 1 Вт, и считывают показания со шкалы индикатора.

    В устройстве можно применить следующие детали: резисторы — РН1 -12 типоразмера 1206, они могут работать при температуре до 125 °С. При мощности рассеивания резисторов 0,25 Вт на устройство длительное время можно подавать мощность до 3 Вт, а кратковременно в несколько раз больше.

    Если применить резисторы мощностью 0,5 Вт, мощность входного сигнала можно увеличить в два раза. Подстроечные резисторы — СПЗ-19, переменный — СП4 или СПО, конденсаторы — К10-17в или аналогичные импортные.

    Рис.4.ниже в прикреплениях:

    Диоды VD1, VD2 высокочастотного блока — СВЧ детекторные, желательно с барьером Шотки. Можно применить также КД922, 2А201, 2А202, а для частот до 500 МГц — КД419 с любым буквенным индексом.

    Диоды в индикаторном блоке — любые маломощные импульсные кремниевые. ВЧ разъемы XW1, XW2 могут быть любого типа, но они должны быть рассчитаны для совместного монтажа непосредственно с микрополосковой линией.

    В качестве НЧ гнезд XS1 можно применить трехконтактные (стерео) разъемы для головных телефонов (диаметром 3,5 мм) или микрофонов (диаметром 2,5 мм), кроме того, понадобятся две соответствующие вилки и экранированный кабель длиной несколько метров для соединения высокочастотного и индикаторного блоков.

    Микроамперметр можно применить и другой, в том числе и большого размера, с током полного отклонения 50—100 мкА и сопротивлением рамки несколько кОм. Переключатели — любые низкочастотные на два положения и два направления.

    Рис.5.ниже в прикреплениях:

    Конструктивно устройство также выполнено из двух блоков. Большинство деталей высокочастотного блока размещают на печатной плате из двусторонне фольгированного стеклотекстолита, эскиз которой показан на рис. 3. Вторая сторона платы оставлена полностью металлизированной.

    Через отверстия, обозначенные на эскизе светлыми кружками, металлизацию на обеих сторонах платы соединяют короткими отрезками провода.

    Плату методом пайки по краю с двух сторон устанавливают в металлический залуженный корпус подходящего размера, а на его стенках размещают гнезда (рис. 4). Все элементы индикаторной части размещают также в металлическом корпусе подходящего размера (рис. 5).

    Для налаживания устройства необходимы трансивер диапазона 144 МГц или 432 МГц с выходной мощностью до 3 Вт, которую можно регулировать, и нагрузочные резисторы с известными КСВ.

    Проводят настройку в следующей последовательности. Установив переключатель SA2 в положение “КСВ”, на вход измерителя подают сигнал мощностью 0,3...0,5 Вт, а выход оставляют ненагруженным.

    Рис.6.ниже в прикреплениях:

    В положении переключателя SA1 “Измерение” резистором R3 индикаторного блока устройства устанавливают стрелку прибора на последнее деление шкалы. Затем в положении “Калибровка” резистором R8 высокочастотного блока устанавливают стрелку также на последнее деление шкалы.

    Уменьшая мощность сигнала, находят его значение, при котором показания прибора в положениях “Калибровка” и “Измерение” будут заметно отличаться друг от друга. Это будет нижнее значение мощности, при которой можно проводить измерения.

    Затем проводят калибровку шкалы измерителя мощности. Для этого на выход устройства (XW2) подключают нагрузку с КСВ, близким к 1. В положении переключателя SA2 “Мощность” на вход подают сигнал мощностью 2.5...3 Вт и резисторами R1 (плавно) и R2 (грубо) индикаторного блока устанавливают стрелку прибора на последнее деление шкалы.

    Рис.7.ниже в прикреплениях:

    Уменьшая мощность и контролируя ее с помощью какого-либо измерительного прибора, например, ВЧ вольтметра, калибруют шкалу прибора в единицах мощности. Для примера на рис. 6 показан экспериментально снятый график зависимости измеряемой мощности от показаний индикатора.

    В последнюю очередь калибруют шкалу КСВ-метра, для этого подают сигнал, превышающий минимальное значение в 1,5...2 раза. Подключая нагрузочные резисторы с известным КСВ, проводят калибровку шкалы прибора и проверку его работы во всем диапазоне частот, а также определяют диапазон входных уровней сигналов, при которых устройство обеспечивает необходимую точность.

    На рис. 7 показана экспериментально снятая зависимость КСВ от показаний индикатора. Для оперативной проверки исправности устройства в комплекте прибора надо иметь два-три нагрузочных резистора с известным КСВ.

    И. Нечаев (UA3WIA)

Цифровой КСВ метр на микроконтроллере (Atmega8)

Alex — Sun, 26 Jun 2016 15:54:37 GMT

Представленное ниже устройство обеспечивает быстрый пересчет Коэффициента
Стоячей Волны в автоматическом режиме. Принцип работы устройства заключается в том, что микроконтроллер, с помощью встроенного аналогово-цифрового преобразователя измеряет уровни сигналов прямой и
отраженной волны в фидере, и затем осуществляет автоматический пересчет коэффициентов по известной формуле. Полученный результат отображается на семисегментном светодиодном индикаторе. Устройство обеспечивает точность показаний до одной десятой коэффициента. Кроме этого в данном КСВ метре предусмотрена индикация аварийных ситуаций, таких как: "Неверно подключен Вход/Выход" и "КСВ слишком велик".
На передней панели устройства располагается цифровой светодиодный индикатор, обеспечивающий хорошую видимость показаний даже при использовании прибора в слабоосвещенных местах или в темное время суток. Кроме разъема для подключения внешнего источника питания в устройстве предусмотрено и автономное питание от батареи 9В типа "Крона". На задней панели устройства расположен выключатель питания и разъем для подключения источника питания. Диапазон рабочих частот зависит от примененной схемы высокочастотной части. Напряжение на выходах ВЧ части, в частности прямой и отраженной волны, не должны превышать 4000мВ.
Схема в прикреплениях:

Собираем автоматический антенный тюнер UA3GDW

Alex — Tue, 12 Jan 2016 15:35:43 GMT

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:

Автоматический антенный тюнер КВ-трансивера

Alex — Tue, 12 Jan 2016 14:52:54 GMT

Автоматический антенный тюнер КВ-трансивера
Имея в своем вооружении КВ-трансивер или передатчик, выходной каскад в котором построен с применением мощных высокочастотных транзисторов, радиолюбители зачастую не задумываются о самом главном для такой техники – о согласовании выходного каскада с нагрузкой, в случае для радиолюбителей КВ радиосвязи – антенной. При работе передатчика на несогласованную нагрузку КСВ имеет неизвестную величину, в зависимости от КСВ и запаса «прочности» выходных транзисторов есть шанс не выпалить выходной каскад. Хорошо если транзисторы недорогие, а если это импортный трансивер? Сразу напрашивается ответ на мой вопрос – надо приобретать импортную технику с автоматическим антенным тюнером, а если вам попался аппарат без тюнера, приходится приобретать его отдельно либо мудрить какое то согласование вашего трансивера с антенной или усилителем мощности. Как правило, автоматические антенные тюнеры импортного производства имеют цену, на которую простой радиолюбитель не рассчитывает вообще при приобретении трансивера. Но после выпаленного выходного каскада трансивера при применении «неизвестной» нагрузки горе-радиолюбитель начинает понимать насколько важно согласование трансивер-антенна или трансивер-усилитель мощности. Можно, конечно же, изготовить согласующее устройство с ручной настройкой, как правило, это индуктивность, переключаемая керамическим переключателем галетного типа и переменная емкость. Сам процесс ручной настройки таким согласующим устройством имеет сложный алгоритм и занимает немало времени, за которое выходной каскад трансивера успевает выгореть при высоких значениях КСВ. Контроль КСВ большинство радиолюбителей осуществляют примитивными ручными КСВ метрами. Такие КСВ метры для вычисления КСВ требуют измерения падающей, а затем отраженной волны, только после этого по формуле (Uпад+Uотр)/(Uпад-Uотр) можно получить значение КСВ. Это вносит неудобства при настройке простыми СУ. Можно применять автоматические КСВ метры, построенные на микроконтроллере с цифровой индикацией - этим мы автоматизируем измерение КСВ, тем самым сокращается время процесса настройки СУ.
Разработке автоматического антенного тюнера меня побудила конструкция RA3DNQ "Почти автоматический антенный тюнер", но алгоритм работы данного ААТ такой, что при любом минимуме КСВ он останавливает настройку. Это, конечно же, неправильно и такой тюнер малоэффективен при работе передатчика, так как идеальное согласование достигается при КСВ=1. При разработке данного тюнера была поставлена задача, заложить в конструкцию многофункциональность и относительную доступность при повторении радиолюбителями. На этапе разработки ААТ я имел понятие о разработке устройств на микроконтроллерах на уровне «зажигания светодиодов», но, изучив литературу по разработке таких устройств, было принято решение разработать ААТ с алгоритмом работы учитывающим недостатки подобных конструкций. Самая первая задача состояла о выборе микроконтроллера для ААТ, чтобы был достаточно мощным с необходимыми аппаратными средствами на борту, доступность и цена. Выбор пал на МК ATmega8 как недорогой с хорошими характеристиками и достаточно большим объемом FLASH-памяти (8 кбайт). Шаг за шагом, изучая курс С.М.Рюмика «Микроконтроллеры AVR», были выполнены все практические задания данного курса. Вначале простые, затем с ЖКИ, а далее работа с АЦП микроконтроллера, так при выполнении задачи по цифровому вольтметру у меня проскочила идея задействовать еще один канал АЦП и сделать двухканальный вольтметр с одновременной индикацией измеряемого напряжения на двух входах с выводом значений на ЖКИ. Вольтметр заработал и я подумал, если я могу измерять одновременно два независимых напряжения, то почему бы из их значений не вычислить значение КСВ? Немного дописав программу, мое устройство уже могло в автоматическом режиме измерять КСВ. Напряжение падающей (Uпад) и отраженной (Uотр) волн были сымитированы переменными резисторами. КСВ метр мог измерять КСВ от 1 до 99, если значение Uотр превышало значение Uпад или значение КСВ было выше 99,99, то на индикаторе отображалось “ERROR”. КСВ метр был опробован с ответвителем примененным в схеме ААТ приведенной ниже по тексту. КСВ метр измерял значение КСВ между трансивером и антенной, выходная мощность трансивера порядка 50-ти Ватт. На основе измеренных значений КСВ была составлена программа автоматического антенного тюнера КВ трансивера.
Автоматический антенный тюнер предназначен для согласования выходного каскада передатчика с волновым сопротивлением 50 или 75 Ом с нагрузкой от 25 до 1500 Ом в диапазоне частот от 1,5 до 30 МГц. Максимальная пропускная ВЧ мощность тюнера не более 100 Ватт, минимальная необходимая для работы мощность порядка 5 Ватт. Значение КСВ после выполнения тюнером автоматической настройки равно 1. Запоминание значений емкости и индуктивности при минимальном КСВ на 9-ти КВ диапазонах, сохранение этих данных в EEPROM при отключении питания. Максимальное время автоматической настройки около 30 сек. На ЖКИ отображаются значения емкости в пФ, индуктивности в мкГн, диапазона и КСВ.

Принципиальная электрическая схема блока согласователя и цифровой части приведена на

рис.1 в прикреплениях:

рис.2 в прикреплениях:

Блок согласователя состоит из ВЧ-ответвителя, переменной индуктивности и емкости, переключаемых с помощью реле, которыми управляет цифровая часть тюнера. Согласующий элемент Г-образного типа, индуктивность, включенная последовательно между трансивером и антенной и емкость подключаемая либо на входе, либо на выходе индуктивности. Такой вариант построения блока согласователя применяется в большинстве конструкций подобного типа и в импортных трансиверах. Ответвитель выполнен по общеизвестной схеме и от качества его работы зависит правильность работы всей системы.

При мощности около 100вт можно использовать индуктивности выполненные на ферритовых кольцах марки 50ВЧ , диаметром 30мм . Намотка ведется проводом ПЭВ диаметром 0.8мм.

L2 - 28 вит, L5 - 18 вит, L8 - 12 вит, L11 - 11 вит, L14 - 5 вит, L17 - 4 вит, L20 - 3 вит, L23 - 2 вит

Витки катушек L20,L23 расположены внизу , витки на остальных катушках нужно равномерно распределить по длине кольца . Катушки L1, L3, L4, L6, L7, L9, L10, L12, L13, L15, L16, L18, L20, L21, L22, L24, L25 - любые дроссели на 100мкГн.Конденсаторы С16, C19, C22, C25, C28, C31, C34, C37 подбираются с точностью 10 % , при необходимости можно использовать параллельное соединение для получения нужной емкости . Рабочее напряжение конденсаторов желательно не менее 500в.

Схемы электрические и печатные в прикреплениях:

Автоматическое согласующее устройство КВ трансивера

Alex — Tue, 12 Jan 2016 14:40:54 GMT

Автоматическое согласующее устройство КВ трансивера
При построении антенн для работы на КВ стараются получить резонанс в центре одного или нескольких любительских диапазонов. При этом желательным условием является значение сопротивления антенны на этих частотах близкое к волновому сопротивлению кабеля, питающего антенну. При смещении рабочей частоты относительно расчетной, сопротивление антенны изменяется, вызывая рассогласование выходного каскада передатчика. Работа с несогласованной нагрузкой приводит к различным неприятным эффектам от паразитных излучений до выхода из строя выходного каскада.

Для согласования с нагрузкой применяют различные согласующие устройства на базе П-образных или Г-образных LC цепей. При этом все элементы согласующего устройства имеют возможность изменять номинальное значение. При правильном выборе значений элементов происходит трансформация сопротивления нагрузки в сопротивление выходного каскада. Однако вручную настроить согласующее устройство бывает довольно трудно т.к. обычно КВ трансивер имеет на выходе измеритель КСВ с одновременным отображением только одной величины (например падающей волны). Для отображения отраженной волны нужно переключать измерительный прибор. Процедура настройки превращается в сложную головоломку со множеством манипуляций.

Описываемое ниже устройство полностью автоматизирует процесс согласования выходного каскада передатчика с нагрузкой. Время настройки составляет 8 сек.

Высокочастотная часть устройства представляет собой измеритель падающей и отраженной волны, Г-образное LC звено и элементы коммутации.

Измеритель падающей и отраженной волны не имеет особенностей и может быть выполнен по любой схеме, применяемой для измерения КСВ.

Элементы коммутации представляют собой транзисторные каскады, управляющие включением высокочастотных реле К1-К17.

Согласование сопротивления происходит при помощи Г-образного LC звена состоящего из переменной индуктивности, включенной последовательно с выходом передатчика и переменной емкости, которая при помощи реле К9 может быть включена параллельно выходу либо до индуктивности, либо после. В первом случае такое звено можно применять для согласования с низким сопротивлением, во втором случае для согласования с высоким сопротивлением нагрузки. Номиналы соседних элементов LC звена отличаются в 2 раза. Это позволяет при использовании 16 реле получить 256 значений индуктивности в диапазоне 0-20мкГ и 256 значений емкости в диапазоне 0-1280 пф. Если питание на устройство не подано, все реле обесточены, ВЧ сигнал без изменения проходит на выход (функция "обход").
Управляющая часть устройства выполнена на базе однокристального контроллера АТ89с2051. В процессе согласования, контроллер измеряет напряжение падающей и отраженной волны, вычисляет КСВ, производит перебор значений индуктивности и емкости по специальному алгоритму, отображает значение КСВ на светодиодных индикаторах в диапазоне 1.1-3.0 в процессе и по окончении согласования.

На микросхеме D3 выполнен коммутатор падающей и отраженной волны. В регистры D1,D2 записывается двоичный код, пропорциональный значению емкости и индуктивности. Управление согласующим устройством осуществляется при помощи 5-ти кнопок. Кнопка "LOAD" запускает процесс согласования. При этом передатчик должен быть включен в режиме излучения несущей. Кнопки "CU" и "CD" позволяют увеличивать или уменьшать значение емкости. Кнопки "LU" и "LD" позволяют увеличивать или уменьшать значение индуктивности.

Светодиодные индикаторы отражают процесс согласования. Светодиод "1.1" будет светиться, если значение КСВ превышает величину 1.1. Светодиод "1.5" будет светиться, если значение КСВ превышает величину 1.5, и так далее до значения КСВ, превышающего величину 3.0. Светодиод "HI/LO" отражает состояние реле К9. Если светодиод светится, значит емкость подключена до индуктивности. Это соответствует схеме согласования низкого сопротивления нагрузки. Конструкция согласующего устройства определяется проходящей мощностью. При мощности меньше 50 вт, можно ограничиться разделением корпуса устройства на отсеки при помощи перегородок. При мощности 100вт и более, необходимо обеспечить полное экранирование отсеков. Плату управления нужно поместить дополнительно в металлический экран. Провода управления от транзисторных ключей к реле нужно подводить при помощи проходных конденсаторов . То же касается напряжения прямой и отраженной волны снимаемого с диодов V1,V2 и подаваемого из отсека А1 в отсек А2. Сигналы UF,UB, подаваемые на одноименные входы платы управления должны быть проложены экранированным проводом. Напряжение +12в, для питания реле должно подаваться через проходной конденсатор и последовательно включенный дроссель. Управляющие сигналы от платы управления подключаются к соответствующим транзисторным ключам V20...V36. Индуктивности и емкости на схеме имеют обозначение соответствующее управляющим сигналам (0С-7С,0L-7L). Сигнал HI/LO используется для переключения реле К9. Трансформатор Т1 измерителя намотан на ферритовом кольце марки 400НН диаметром 10-12мм и содержит 20 витков парой скрученного провода ПЭЛШО 0.15. Первичная обмотка представляет собой проводник от входного разъема, пропущенный сквозь центральное отверстие трансформатора. В случае необходимости количество витков вторичной обмотки подбирается таким образом, чтобы при прохождении максимальной мощности, напряжение падающей или отраженной волны не превышало значения 5в. Для коммутации элементов можно применить подходящие по мощности ВЧ реле, например РПВ 2/7.

При мощности около 100вт можно использовать индуктивности выполненные на ферритовых кольцах марки 50ВЧ, диаметром 30мм. Намотка ведется проводом ПЭВ диаметром 0.8мм.

L1 - 28 вит L2 - 18вит
L3 - 12 вит L4 - 8 вит
L5 - 5 вит L6 - 4 вит
L7 - 3 вит L8 - 2 вит

Витки катушек L7,L8 расположены внизу, витки на остальных катушках нужно равномерно распределить по длине кольца. Конденсаторы С5-С12 подбираются с точностью 10 %, при необходимости можно использовать параллельное соединение для получения нужной емкости. Рабочее напряжение конденсаторов желательно не менее 500в. Весь монтаж нужно выполнить с учетом минимально возможной длины всех соединений.

Настройка согласующего устройства начинается с измерителя падающей и отраженной волны. Для этого активную нагрузку 50 ом нужно подключить на выход устройства. Подавая на вход ВЧ сигнал, нужно при помощи конденсатора С1 добиться минимального значения напряжения на выходе UB. Затем поменяв местами нагрузку и источник сигнала, подстройкой С1 нужно добиться минимального напряжения на выходе UF.

Настройка платы управления заключается в калибровке измерителя напряжения. Для этого нужно удерживая нажатой кнопку "LU", включить питание. Запускается режим калибровки. На вход "UF" подается напряжение 2.5в измеренное точным прибором. Резистор R2 должен быть заменен подстроечным резистором на 220кОм. Резистор R1 устанавливается в среднее положение. Регулировкой R2 нужно добиться погасания всех светодиодов. Желательно проконтролировать длительность положительных импульсов в этот момент на выв.14 D4. Она должна составлять 256 мКс. Измерив сопротивление R2, нужно заменить его на постоянный резистор ближайшего номинала и повторить настройку, регулируя R1. От качества элементов С1,R1-R3 во многом зависит точность измерения напряжения. В качестве С1 желательно применить конденсатор марки КМ5 номиналом 1800-2000 пф или параллельное соединение конденсаторов с разным ТКЕ.

Для проверки реле используется специальный тестовый режим. Для его запуска нужно удерживая нажатой кнопку "LOAD", включить питание. Последующие нажатия этой кнопки будут вызывать последовательное срабатывание всех реле.

Аналогичная процедура включения с кнопкой "LD" обесточивает все реле и запускает циклическое измерение КСВ и отображение его на светодиодах.

Источник питания для данной схемы может быть выполнен по любой схеме. По цепи +5в потребление составляет около 30 ма, без светодиодов 5-10ма. По цепи +12в потребление зависит от применяемых реле и может составлять 200-300мА.

Данное устройство можно применить для дистанционного согласования нагрузки, например разместить его непосредственно в точке питания антенны. В этом случае светодиоды и кнопки не используются. Вместо них на вход "CD" (вывод 3 D4) устанавливается перемычка на корпус. Процедура согласования в этом случае запускается подачей питания на схему. Контроллер выполняет согласование и блокируется. Очередное согласование выполняется путем кратковременного (2-4 сек.) отключения питания. Питание на согласующее устройство можно подать по антенному кабелю, применив соответствующие развязывающие цепи.

Евгений Александрович Попов (RW6HRY)
356350 Ставропольский кр.
с.Новоселицкое
ул Степная 3
техническая поддержка:http://rw6hry.qrz.ru
e373 (at) aport.ru
rw6hry (at) qrz.ru
Схемы в прикреплениях:

Антенный тюнер

Alex — Tue, 12 Jan 2016 14:32:18 GMT

Ниже описан тюнер и методика его настройки из статьи W1FB. Приведенная схема обеспечивает согласование Rвх=50 ом с нагрузкой R=25-1000 ом, обеспечивая подавление 2-й гармоники на 14 дБ больше, чем Ultimate в диапазонах 1,8-30 МГц.

Детали - переменные конденсаторы имеют емкость 200 пф, для мощности 2 кВт в пике, зазор между пластинами должен быть порядка 2 мм. L1 - катушка с ползунком, максимальная индуктивность 25 мГн. L2 - 3 витка голого провода 3,3 мм на оправке 25мм, длина намотки 38 мм. Методика настройки:
- для ламповых передатчиков перевести переключатель в положение D (эквивалент нагрузки), настроить передатчик на максимальную мощность
- уменьшить мощность до нескольких ватт, перевести переключатель в положение Т(тюнер)
- поставить оба конденсатора в среднее положение и подстройкой L1 добиться минимума КСВ, затем подстроить конденсаторы добиваясь опять таки минимального КСВ - подстроить L1, затем С1, С2, каждый раз добиваясь минимального КСВ до тех пор, пока не будут достигнуты наилучшие результаты
- подать полную мощность с передатчика и еще раз подстроить все элементы в небольших пределах. Для небольших мощностей порядка 100 Вт хорошо подходит 3-х секционный переменный конденсатор от старого ГСС Г4-18А, там есть изолированная секция. Очень удобно будет использовать автоматический измеритель КСВ.

Ниже приведены возможные конфигурации антенных тюнеров, желающие подробнее ознакомиться со статьей, где обсуждаются их достоинства и недостатки могут почитать журнал QST Aug 81. Если таковых наберется много, могу прислать ее, но разумеется на языке оригинала.

Схема в прикреплениях:

Антенный тюнер с КСВ- и Р-метром

Alex — Tue, 12 Jan 2016 14:22:48 GMT

Антенный тюнер с КСВ- и Р-метром
Юрий Зиборов RZ3GI
rz3gi (аt) mail.ru

Предлагаю вариант антенного тюнера с КСВ- и Р-метром, собранного по Т-образной схеме.

Опробованы совместно с FT-897D и антенной IV-80,40m.
Строится на всех КВ диапазонах.

Схема и картинки в прикреплениях:

Автоматический антенный тюнер КВ - трансивера

Alex — Tue, 12 Jan 2016 12:43:46 GMT

Автоматический антенный тюнер КВ - трансивера

После того, как я обзавёлся фирменным трансивером ICOM встал вопрос о согласовании его со своим несимметричным диполем у которого КСВ по диапазонам получился от 1.5 до 3.0. Собирать и использовать ручной антенный тюнер в век повальной компьютеризации (Hi) решил не целесообразным, а так как у трансивера имеется разъём для подключения автоматического антенного тюнера AH-4, то было решено сконструировать именно автоматический тюнер. Сразу же хотелось иметь возможность управлять антенным тюнером при помощи компьютера. Посмотрев несколько конструкций найденных в Интернете и не найдя ничего для себя подходящего принялся за разработку антенного тюнера собственной конструкции. В результате чего, получилось довольно простая конструкция с большой функциональностью (за счёт использования компьютера).

Данный антенный тюнер имеет несимметричный вход и выход и позволяет согласовывать нагрузки в широком диапазоне сопротивлений как в автоматическом так и в ручном режимах. Например, мою антенну (несимметричный 4-х диапазонный (80, 40, 20, 10М) диполь) тюнер в автоматическом режиме согласовывает на всех КВ-диапазонах с КСВ не хуже 1.3 (на 160М с КСВ 1.8). В ручном режиме тюнер можно настроить с КСВ = 1.0. Максимальное время настройки тюнера в автоматическом режиме составляет не более 8 сек. Максимально подводимая мощность 100 Вт, но может быть увеличена путём применения более качественных компонентов. Входное сопротивление тюнера (со стороны трансивера) 50 Ом. Система управления тюнером аналогична тюнеру AH-4 и др. для трансиверов ICOM. Данный тюнер может также использоваться с трансиверами других фирм и с самодельными трансиверами. Тюнер не имеет каких либо органов управления, всё управление осуществляется при помощи компьютера и специально написанной мной программы. Впрочем, наличие компьютера не обязательно, так как по умолчанию антенный тюнер работает только в автоматическом режиме. Тюнер питается напряжением 13.8 В непосредственно от трансивера через специальный разъём подключения антенного тюнера. Если у вас такого разъёма в трансивере нет, то запитать тюнер можно любым другим способом.

Согласующей частью тюнера является Г-образный контур, в котором индуктивность и ёмкость изменяется по двоичному закону, тем самым обеспечивается 256 значений индуктивности и 256 значений ёмкости. В зависимости от сопротивления антенны ёмкость подключается к "холодному" или к "горячему" концу контура. Схема ВЧ-блока показана на рис. 1. Она довольно стандартная, используется во многих конструкциях и не имеет каких либо особенностей. От качества КСВ-метра зависит точность настройки тюнера в автоматическом режиме. Реле любые высокочастотные на напряжение срабатывания 12 В.

Рис.1 Блок ВЧ

Основой тюнера является разработанный мной микроконтроллерный блок управления. Схема блока показана на рис. 2., рисунок печатной платы на рис. 3. Блок собран на микроконтроллере PIC16F874 фирмы Microchip. Допускается замена этого микроконтроллера на PIC16F877(A) без каких либо изменений в схеме. Микросхема ADM202JN предназначена для преобразования сигналов стандарта RS-232 и может быть заменена на аналогичную (например, MAX232 с изменением схемы включения). Микросхемы DD2 - DD5 выполняют роли ключей управления реле блока ВЧ. Тактовый генератор BQ1 микроконтроллера может быть любым на рабочее напряжение 5 В и частоту 16 МГц, я использовал COTC - 50.

Рис. 2 Блок микроконтроллера

Рис. 3 Печатная плата блока микроконтроллера

Устройство работает следующим образом. При подаче питания все реле обесточены, две секунды мигают оба светодиода сигнализируя об исправности микроконтроллера. В автоматическом режиме (установлен по умолчанию) при подаче нулевого импульса на вход TSTR контроллер устанавливает логический 0 на выходе TKEY тем самым переводя трансивер в режим настройки с пониженной выходной мощностью. Далее определяется наличие ВЧ-сигнала на выходе трансивера и уровень КСВ. Если ВЧ-сигнал присутствует и уровень КСВ более 1.1, то тюнер переходит в режим настройки. Настройка тюнера прекращается если достигнут уровень КСВ = 1.0. В процессе настройки тюнера микроконтроллер запоминает минимально-достигнутый уровень КСВ и если в процессе настройки не удаётся добиться КСВ = 1.0, то микроконтроллер установит такую настройку контура, при которой КСВ был минимальный. Если в процессе настройки тюнера повторно подать ноль на вход TSTR, то настройка прекращается и трансивер переходит на приём. По окончании настройки (в автоматическом режиме) загорается зелёный светодиод VD1 - "ОК". Если тюнер перевести в режим настройки при КСВ <= 1.1, то трансивер просто кратковременно перейдёт на передачу, при этом зелёный светодиод замигает. Так как сопротивление антенны не определяется автоматически, то реле К9 переключает конденсатор в противоположный конец Г-образного контура каждый раз при переводе тюнера в режим настройки (подачей нуля на вход TSTR). Поэтому может понадобиться повторная настройка тюнера, если с первого раза это ему не удалось сделать. Светодиод VD2 - "К" красного цвета свечения сигнализирует о положении реле К9 и соответственно о положении конденсатора контура. Если включён ручной режим настройки, то при подаче нуля на вход TSTR трансивер также будет переведён на передачу с пониженной мощностью, но тюнер автоматически не будет настроен. Повторная подача нуля на этот вход переведёт трансивер на приём.

Конструктивно тюнер собран в металлическом корпусе разделённым на два отсека. В одном отсеке расположен ВЧ-блок, в другом блок микроконтроллера. Цепи от ВЧ-блока до блока микроконтроллера желательно развязать проходными конденсаторами. На задней панели корпуса расположены коаксиальные разъёмы и разъём подключения к трансиверу, на передней панели разъём COM-порта и два светодиода. Узел КСВ-метра у меня расположен на одной печатной плате с Г-образным контуром, однако крайне желательно выполнить его в виде отдельного экранированного блока. Трансформатор КСВ-метра намотан на ферритовом кольце с внешним диаметром 8 мм и проницаемостью 400 НН и имеет 2х10 витков провода диаметром 0.3 мм. Первичная обмотка выполнена в виде отрезка провода продетого сквозь кольцо. Если вы будете делать КСВ-метр в виде отдельного блока, то первичную обмотку следует выполнить из тонкого 50-омного коаксиального кабеля, у которого посередине часть оплётки удалена и именно сюда следует "посадить" кольцо. Качественные конструкции КСВ-метров можно поискать в Интернете. Катушки L1 - L8 бескаркасные, намотаны проводом диаметром 1.2 мм на оправке диаметром 15 мм. Число витков приведены в таблице 1. Рабочее напряжение конденсаторов С1 - С8 контура должно быть не менее 250В. Можно применить конденсаторы типа КСО. Диоды подключённые параллельно реле могут быть любые кремниевые или германиевые.

Таблица 1
Катушка Кол-во витков
L1 2
L2 3
L3 4
L4 5
L5 11
L6 12
L7 18
L8 28

Если у вас самодельный трансивер или в трансивере отсутствует разъём для подключения антенного тюнера, то данный антенный тюнер следует немного доработать. Доработка сводится к установке дополнительной кнопки переключения тюнера в режим настройки. Кнопка одним контактом подключается к выводу TSTR, а другим к цепи общего провода. Выход TKEY, при этом, следует использовать для перевода трансивера в режим передачи с подачей несущей.

Обмен информацией между тюнером и компьютером производится через COM-порт (или переходник USB-COM) по специально разработанному мной протоколу на скорости 9600 Бод. В режиме автоматической настройки связь с COM-портом прерывается (на время самой настройки). Переключение режимов настройки и ручная настройка тюнера осуществляется специальной программой. Эта программа распространяется мной в виде плагина к аппаратному журналу "Лоцман". Сам журнал можно скачать здесь, плагин для управления данным тюнером и инструкция по установке плагинов здесь.

Для настройки тюнера желательно иметь отдельный поверенный (эталонный) КСВ-метр (например, КСВ-метр встроенный в трансивер). Настройка тюнера сводится к балансировке КСВ-метра, установке уровня смещения АЦП подстроечным резистором R9 и установке уровней прямого и отражённого сигнала соответственно подстроечными резисторами R6 и R7. Соедините вход тюнера с трансивером, а его выход с эквивалентом антенны (резистор 50 Ом достаточной мощности). Снизьте мощность вашего трансивера до 10-20 Вт и переведите его на передачу с подачей несущей (например, RTTY или CW). Подключите вольтметр или микроамперметр к контакту SWR2 (Uотр.) ВЧ-блока или блока контроллера и подстроечным конденсатором С25 добейтесь нулевых показаний. Далее настройку удобно производить при помощи программы "Tuning.exe". Эту программу можно скачать здесь, она не требует установки, достаточно запустить её на выполнение. В окне программы следует указать COM-порт компьютера, к которому подключён антенный тюнер. Если связь с тюнером установлена, то вы увидите значения прямой и отражённой волны (в квантах), и уровень КСВ. Подстроечным резистором R9 установите напряжение смещения АЦП в пределах 3.0 - 4.0 В (измеряется на ножке 5 микроконтроллера). Подстроечным резистором R6 установите уровень сигнала прямой волны 80 - 100 квантов. Переведите трансивер на приём. Эквивалент антенны 50 Ом замените, например на 100 - 200 Ом (чтобы повысить уровень КСВ) или, что ещё лучше, на реальную антенну с повышенным КСВ. Вновь переведите трансивер на передачу (при пониженной мощности!). Подстроечным резистором R7 следует добиться показания КСВ в окне программе равному показанию эталонного КСВ-метра. Эту операцию рекомендуется провести на всех КВ-диапазонах. Если разница между показаниями по диапазонам будет различаться (что свидетельствует о некачественном выполнении КСВ-метра тюнера или конструкции ВЧ-блока), то установите среднее значение КСВ по всем диапазонам. На этом настройку можно считать оконченной.

Рисунки схем в формате WMF, проект тюнера в формате P-CAD и файлы прошивки микроконтроллера PIC16F874 (PIC16F877) можно скачать по ссылке внизу этой страницы.

ГИР для настройки проволочных антенн

Alex — Tue, 09 Jun 2015 15:03:36 GMT

ГИР для настройки проволочных антенн

Радио 2008 №12

Простые в изготовлении и эксплуатации гетеродинные индикаторы резонанса широко используются радиолюбителями. Применяют их, в частности, и при настройке антенн. Однако классические варианты ГИР ориентированы на индуктивную связь с измеряемым колебательным контуром. Их небольшие по размерам катушки индуктивности в большинстве случаев не позволяют обеспечить достаточную связь с элементами антенны, например, с проволочной рамкой. В результате индикация резонансной частоты элемента становится нечёткой, что приводит к значительным погрешностям измерений.

Английский коротковолновик Питер Додд (G3LDO) решил эту проблему просто, изготовив для настройки элементов своего "двойного квадрата" несложный специализированный ГИР. Он отличается от классических вариантов этого прибора лишь его конструктивным исполнением (Peter Dodd. Antennas. — RadCom, 2008, March, p. 66,67).

ГИР

Рис. 1 в прикреплениях:

Схемотехническое решение гетеродинного индикатора резонанса может быть любым — великое множество их было опубликовано в радиолюбительской литературе. Питер Додд использовал один из простейших вариантов ГИР Схема его показана на рис. 1. Индикация резонанса осуществляется в нём по изменению тока истока транзистора VT1, а чтобы эти изменения были более ярко выражены, на измерительный прибор РА1 подается напряжение смещения. Его можно регулировать переменным резистором R4, устанавливая перед началом измерений стрелку прибора близко к конечной отметке его шкалы. Частоту резонанса регистрируют цифровым частотомером. Из отечественных транзисторов в этом ГИР можно применить, например, транзисторы КП303В. Частотомер подключают к разъёму XW1.

ГИР

Рис. 2 в прикреплениях:

Конструктивное отличие от традиционных вариантов исполнения ГИР состоит в том, что автор применил катушку больших размеров, которая позволила обеспечить заметную связь с элементом антенны, резонансную частоту которого надо измерить (рамкой или линейным вибратором). Внешний вид его прибора приведен на рис. 2. Его основанием служит диэлектрическая пластина шириной 150 и толщиной 15 мм. Длина её некритична — зависит от размеров коробки, в которой размещаются элементы ГИР, и от размеров частотомера. Автор использовал частотомер заводского изготовления.

В верхней части этой пластины намотана катушка, которая содержит пять витков провода диаметром 1 мм в изоляции. Её индуктивность получилась около 3 мкГн, что обеспечило перекрытие ГИР при использованном КПЕ от 12 до 22 МГц. Изменяя число витков, можно получить и другое, требуемое для настройки конкретной антенны, перекрытие по частоте.

В верхней части пластины размещены два диэлектрических крючка (из тех, что используют для крепления электропроводки), которыми прибор подвешивают на проволочный элемент антенны. Это позволяет зафиксировать взаимное положение катушки ГИР и этого элемента, что также повышает точность измерений. Часть проволочного элемента антенны будет параллельна длинной стороне прямоугольных витков катушки. Это, как показала проверка, обеспечивает достаточно сильную связь катушки ГИР с элементом антенны и надёжную регистрацию его резонансной частоты. Так, при работе с рамками "двойного квадрата" изменение показаний измерительного прибора при резонансе составляло примерно 40% от всей шкалы.

Схема в прикреплениях:

КСВ-метр для усилителя мощности

Alex — Sun, 22 Mar 2015 16:49:22 GMT

КСВ-метр для усилителя мощности

При разработке КСВ-метра (SWR-meter), предназначенного для работы внутри коротковолнового PA с большой выходной мощностью, наиболее сложными являются следующие две проблемы:

равномерности и корректности показаний в очень широком диапазоне частот (1,8...30 MHz) и мощностей, т.е. в создании измерительного устройства, а не измерителя скорости ветра;

обеспечении нечувствительности к мощным электрическим и магнитным полям, которых предостаточно внутри усилителя мощности.

Первое условие исключает приборы, изготовленные на основе направленных разветвителей в виде провода, под оплеткой выходного коаксиального кабеля, или печатных полосок-проводников.

Чувствительность подобных устройств пропорциональна частоте, поэтому если на высокочастотных диапазонах для нормальной работы такому КСВ-метру достаточно нескольких ватт, то при работе на диапазоне 1,8 MHz мощность в сотни ватт (даже если используются германиевые (Ge) диоды) едва отклоняет стрелку.
О линейности детектирования и точности измерений при таких условиях говорить просто смешно. Поэтому в дальнейшем будет идти речь о измерителях КСВ с датчиком тока на ферритовом кольце, которые при рациональном монтаже почти не зависят от частоты. Кстати, именно на основе таких датчиков изготавливается большинство профессиональных приборов.

Обеспечить нечувствительность КСВ-метра к мощным электрическим и магнитным полям важно прежде всего для точного измерения малых значений КСВ.
В самом деле, при КСВ=1 на выходе датчика отраженной волны должен быть ноль, в случае же наводок на этот датчик появляется ошибка измерения, тем большая, чем меньшую величину КСВ мы измеряем. При малых значениях КСВ полезный сигнал на диоде детектора отраженной волны составляет десятки милливольт. Для корректной работы прибора паразитный сигнал наводки должен быть хотя бы на порядок меньше — несколько mV. А места в усилителе мало, рядом - анод лампы где более более одного kV, а в магнитном поле катушки П-контура "гуляет" реактивная мощность в Q раз больше выходной, т.е. несколько kWt.

Вот почему среди радиолюбителей бытует мнение, что самодельный точный измеритель КСВ можно изготовить только в виде отдельной от PA экранированной конструкции.
С другой стороны, в большинстве "фирменных" PA имеется встроенный (и при этом достаточно точный) измеритель КСВ, следовательно, при грамотном подходе изготовить его вполне возможно.

В радиолюбительской практике КСВ-метры с датчиком тока на ферритовом кольце достаточно распространены [1...4]. При всем разнообразии, их схемы сводится к двум основным вариантам. Первый [1, 2] несколько упрощенно показан на рисунке 1.
На резисторах R1, R2 с обмотки трансформатора тока T1 выделяется напряжение, пропорциональное току в кабеле, которое подается на аноды детекторных диодов VD1, VD2. На катоды диодов подается напряжение с емкостных делителей C1, C2 и C3, C4 соответственно.

При КСВ=1 эти напряжения равны по амплитуде, на диоде падающей волны они складываются в фазе, а на диоде отраженной они имеют фазовый сдвиг 180 градусов и взаимно компенсируются, обеспечивая нулевое значение на выходе сигнала отраженной волны Uотр.
Деталей в схеме много (так, в [2] для их размещения потребовалась плата с размерами 95х80 мм), так что есть чему "ловить" наводки. При размещении такого прибора в PA, сбалансировать прибор (т.е. добиться величины Uотр=0 при КСВ=1) зачастую не удается даже при очень хорошем экранировании.

Не улучшают схему и два дросселя (их наличие необходимо, чтобы не замкнуть по высокой частоте сигналы с емкостных делителей C1, C2 и C3, C4), которые должны иметь высокий импеданс при отсутствии резонансов в рабочем диапазоне.

Это не так просто, как может показаться. Большинство промышленных дросселей этим условиям не удовлетворяют. Кроме того, дроссель любого типа является антенной, улавливающей магнитное поле, которое в PA создает катушка П-контура. Если же на рисунке 1 дроссели заменить резисторами, они сильно уменьшают выходные сигналы и, соответственно, чувствительность прибора.

Дополнительным конструктивным неудобством является подключение к линии двух конденсаторов (С1 и С3).

Чтобы исключить дроссель и второй емкостной делитель, используется схема, приведенная на рисунке 2 [3, 4].
Здесь применен симметричный трансформатор тока и только один емкостной делитель С1, С2.
К сожалению, использованный тип простейших детекторов требует протекания через источник сигнала постоянной составляющей тока детектора. Поэтому приходится устанавливать резистор R2 или высокочастотный дроссель, который обеспечивает соединение анодов диодов с общим проводом по постоянному току.

Но дроссель (как уже упомянуто) неплохая антенна для наводок, и нам не подходит. Наличие же резистора, во-первых, уменьшает выходные сигналы прибора, а во-вторых, приводит к частотной погрешности прибора.

Остановимся на этом подробнее. Баланс прибора на всех частотах достигается, когда напряжение от трансформатора тока в точности равно напряжению с делителя С1, С2. При условии качественного изготовления Т1, сигнал, пропорциональный току в кабеле, от частоты практически не зависит. Если бы у делителя напряжения не было R2, сигналы, пропорциональные напряжению, тоже не зависели бы от частоты.

Однако наличие R2 делает делитель С1, С2, R2 зависимым от частоты (хотя и в небольшой степени, из-за большого сопротивления R2). Поэтому точный баланс прибора, изготовленного по схеме рисунка 2 возможен на одном-двух смежных диапазонах. На других частотах при измерении малых значений КСВ будет возникать погрешность.

Решает эту проблему прибор, схема которого показана на рисунке 3.

Она отличается от схемы рисунка 2 только тем, что использованы детекторы с удвоением напряжения. Собственно, удвоение в данном случае не требуется, но то обстоятельство, что такие детекторы не требуют замыкания источника сигнала по постоянному току на корпус, в данном случае оказывается решающим. Из-за него удается исключить резистор в емкостном делителе (R2 на рисунке 2) и все связанные с ним проблемы.

Частотный диапазон и погрешность прибора, изготовленного по по схеме рис.3, определяются только качеством изготовления трансформатора T1 и рациональностью конструкции. Которой мы сейчас и займемся.
Конструкция

Традиционное исполнение в виде отдельного трансформатора тока и отдельной платы с деталями совершенно непригодно для работы внутри PA — наводок избежать не удастся. Проверено. Тем не менее, отказавшись от традиционной конструкции, вполне реально получить очень хорошо защищенный от наводок прибор.

Ниже описано конструктивное исполнение прибора по схеме рисунке 3, которое позволяет обойтись без дополнительного экранирования даже при работе в непосредственной близости от П-контура. Почти весь монтаж выполнен непосредственно на коаксиальном кабеле, идущем от выходного конденсатора П-контура к выходному разъему. Эскиз конструкции показан на рисунке 4.
1-2-4.gif (19208 bytes)

Трансформатор тока T1 намотан на кольце M20BЧ K20х10х5 в два провода и содержит 2х10 витков провода МГТФ 0,25. Обмотка распределяется равномерно на 3/4 периметра кольца. Потребуется изготовить две одинаковые круглые шайбы из двустороннего фольгированного стеклотекстолита толщиной 1... 1,5 мм. Внутренний диаметр шайб должен быть равен диаметру коаксиального кабеля, идущего к выходному разъему PA, внешний — на 7...10 мм больше диаметра кольца T1.
Технология изготовления

Берется отрезок коаксиального кабеля (лучше фторопластового, полиэтиленовый "поплывет" при неаккуратной пайке), которым будет соединяться выходной конденсатор П-контура с выходным разъемом.

В 4...5 см от конца кабеля на длине около 20 мм аккуратно снимается внешняя изоляция. Посередине оголенного участка оплетки делается кольцевой разрез шириной 2...3 мм. Разрезанные концы оплетки лучше опаять — для фиксации и предохранения их от замыкания между собой (важно, иначе трансформатор тока не будет работать - образуется короткозамкнутый виток).

Затем на один из разрезанных и опаянных кусков оплетки одевается (отступив от разреза оплетки на 6...8 мм) и припаивается с обеих сторон к оплетке первая стеклотекстолитовая шайба.

Потом точно на середину разреза одевается ферритовое кольцо T1. Для его надежной фиксации место разреза обматывается несколькими слоями пластиковой ленты (на рисунке 4 условно не показана), так, чтобы кольцо T1 своим внутренним отверстием плотно оделось на эту ленту.

В уже припаянной стеклотекстолитовой шайбе по месту, напротив выводов T1, сверлится отверстие диаметром 1,2...1,5 мм, через которое пропускаются наружу начала обмоток T1. Такое же отверстие сверлится и во второй шайбе. Затем вторая шайба одевается на кабель, концы обмоток T1 пропускаются через отверстие в ней наружу, после чего шайба паяется с обеих сторон аналогично первой. Расстояние между шайбами должно быть на 10...12 мм больше толщины ферритового кольца, с тем чтобы вторую шайбу можно было паять изнутри (потребуется паяльник с плоским и узким жалом).

Из тонкой жести или латуни вырезается полоска шириной, равной расстоянию между внутренними поверхностями шайб, и длиной, равной периметру шайб. Эта полоска-перемычка паяется по периметру между внутренними поверхностями шайб, образуя замкнутый кольцевой экран.

На этот экран снаружи припаивается конденсатор C1. В качестве C1 лучше использовать опорный конденсатор с отпиленным болтом крепления. В крайнем случае, можно использовать изолированную монтажную стойку с металлическим основанием, параллельно которой припаивают обычный конденсатор типа КМ и т. п., или даже припаять конденсатор без вывода (прямо тем торцом к которому был припаян вывод) к полоске. В любом случае надо позаботится о предельно коротких выводах.

Начало одной обмотки Т1 и конец другой припаиваются к верхнему выводу С1, образуя средний вывод Т1.

Теперь на обеих стеклотекстолитовых шайбах, на их внешних сторонах, резаком вырезаются по три контактные площадки, как показано на рис.5.

Оставшиеся свободными выводы T1 припаиваются к ближайшей контактной площадке на первой и второй шайбах соответственно. Между этими площадками устанавливается резистор R1, как показано на рис.4.

Оставшиеся детали паяют навесным монтажом (выводы укорачивают до минимальной длины) на контактных площадках обеих шайб, как показано на рис.5.

В качестве С3...С6 использованы малогабаритные конденсаторы типа КМ. При возможности лучше использовать безвыводные конденсаторы, или те же КМ с предварительно отпаянными выводами.

Выходные сигналы прибора парой проводов (уже без экрана, тут только постоянный ток, наводки не страшны) подаются на любое индикаторное устройство.

Теперь коаксиальный кабель с практически полностью смонтированным на нем КСВ-метром (пока отсутствует только С2) устанавливается в требуемом месте PA ( либо вблизи выходного конденсатора П-контура, либо вблизи выходного разъема PA), и навесным монтажом устанавливается подстроечный конденсатор С2, который должен иметь воздушный зазор, выдерживающий выходные напряжения PA. Можно использовать любой воздушный конденсатор предварительно продернув его пластины (для ротора совершенно достаточно одной пластины, размером с полкруга диаметром мм 10), можно и что-то самодельное придумать.

Место установки трансформатора тока (который теперь уже почти законченный прибор) надо выбрать так, чтобы С2 имел бы выводы минимальной длины. У меня С2 установлен изолированном кронштейне около выходного конденсатора П-контура.
Настройка

Подключив к PA эквивалент нагрузки, подстройкой С2 (диэлектрической отверткой, рука и металлические отвертки сильно влияют, и поэтому не годятся) добиваются нулевого значения Uотр.

Если минимум Uoтp достигается при минимальной емкости С2, надо увеличить емкость C1 (устанавливая параллельно дополнительные конденсаторы); если же минимум Uoтp получается при максимальной емкости C2, то емкость C1 надо уменьшать. Необходимо добиться, чтобы нулевые значения Uотр достигались при введенных на 1/4...1/3 пластинах C2.

При изготовлении прибора необходимо учитывать следующие особенности:

резистор R1 должен быть мощным; так при выходной мощности усилителя 300 Wt мощность R1 должна составлять не менее 1 Wt. При больших мощностях имеет смысл набирать R1 из нескольких параллельно включенных резисторов, расположив их по окружности шайб и соответственно увеличив ширину контактных площадок для припаивания R1;

не следует применять первые попавшиеся под руку диоды в качестве VD1...VD4. При проходящей мощности в кабеле 5...10 Wt (прибор уверенно работает и с такими мощностями) необходимо использовать германиевые (Ge) диоды. Если же мощность в кабеле составляет несколько сотен ватт, то обратное напряжение на диодах может достигать 20...30 В, поэтому надо использовать кремниевые диоды с максимальным Uoбp. Из распространенных это КД522Б, КД510А. Выходное напряжение прибора при такой мощности составляет 10... 15 В, что позволяет, с одной стороны, использовать практически любые индикаторные устройства, с другой — простейшим образом организовать защитную автоматику при высоком уровне отраженной волны. Для этого достаточно через подстроечный резистор ("Порог защиты") подать сигнал с выхода Uотр на вход логической микросхемы, выходной уровень которой использовать либо для индикации перегрузки, либо для аварийного отключения.

Неоднородности вносимые в кабель минимальны. Емкость C2 в настроенном состоянии составляет 2...3 pF, других подключений к центральной жиле кабеля нет. Ток в оплетке протекает по следующей цепи: оплетка кабеля — внутренняя металлизация первой шайбы — кольцевая перемычка — внутренняя металлизация второй шайбы — оплетка кабеля. Физические размеры прибора составляют менее 0.002 длины волны верхнего рабочего диапазона, поэтому он практически не вноситнеоднородностей в измерительную линию.
Результаты

Показания прибора не зависят от частоты в диапазоне 1,8...30 MHz. Балансировка сохраняется неизменной во всем рабочем диапазоне частот. Конструкция прибора позволяет без дополнительного экранирования устранить влияние наводок. Например, в PA с выходной мощностью более 500 Wt прибор располагается в нескольких сантиметрах от катушки П-контура и, тем не менее, не отмечалось влияния наводок на балансировку прибора.

Схемы в прикреплениях:

КСВ метр от RV4HV

Alex — Sun, 22 Mar 2015 16:43:13 GMT

Данное схемное решение скопировано с промышленного КСВ метра ROGER RSM-200 имеющего следующие хар-ки:

Полоса частот от 1.6 мГц до 200мГц
Проходная мощность не более 200 ватт

Принципиальная схема:

Прибор не реверсивный, поэтому надо соблюдать правильность включения входа и выхода. Трансформаторы L1 L2 намотаны на ферритовых кольцах типоразмер 12x7x6 мм проводом пэв-0.4мм 22 витка, мотается равномерно по всей окружности кольца. Затем в оба намотанных кольца вставляется латунная трубка диаметром 3,5мм и длинной 40 мм (я использовал элемент антенны от карманных приёмников) и распаивается на разъемах PL. Образец приведён на фотографии.

Дроссели L3 L4 мотаются на аналогичных кольцах и имеют по 19 витков ПЭВ 0.4мм. Обратите внимание, что через отверстия колец L3 L4 в кембрике пропущены перемычки, которые соединяют диоды и дроссели L1 L2 (как показано на схеме и видно на фото). Печатная плата двухсторонняя, на стороне показанной на фото, расположены два пятачка для пропайки разъемов PL. На второй стороне расположены остальные элементы схемы:

Выводы элементов должны быть предельно короткие.

Печатная плата выполнена утюжно-лазерной технологией её размеры 60мм Х 33мм. Плата помещается в жестяной экран 60 Х 33 Х 33мм

Получившийся блок располагают в любом удобном корпусе из алюминия или текстолита с измерительной головкой и переключателями. Все переменные и подстроечные резисторы располагаются на отдельной плате около изм. головки. Настройка КСВ метра сводится к калибровке обратной волны резистором R3. Калибровка мощметра производится резисторами R4, R5 в поддиапазоне 200 и 20 ватт.

КСВ-метры UT1МА

Alex — Sun, 22 Mar 2015 16:28:03 GMT

КСВ-метры UT1МА

Две конструкции КСВ-метра UT1MA, о которых пойдет речь ниже, имеют практически одинаковую схему, но разное исполнение. В первом варианте (КМА - 01) высокочастотный датчик и индикаторная часть раздельные. Датчик имеет входной и выходной коаксиальные разъемы и может быть установлен в любом месте фидерного тракта. Он соединен с индикатором трехпроводным кабелем любой длины. Во втором варианте (КМА - 02) оба узла размещены в одном корпусе.

Схема КСВ - метра приведена на рис. 1
В конструкции предусмотрена возможность измерения мощности падающей и отраженной волн. Для этого переключателем SA2 в цепь индикатора вместо переменного калибровочного резистора R4 вводится подстроечный резистор R5, которым устанавливается нужный предел измеряемой мощности.

Применение оптимальной коррекции и рациональная конструкция прибора позволили получить коэффициент направленности D в пределах 35...45 дБ в полосе частот 1,8...30 МГц.

В КСВ - метрах применены следующие детали.

Вторичная обмотка трансформатора Т1 содержит 2 x 10 витков (намотка в 2 провода) проводом 0,35 ПЭВ, размещенных равномерно на феррито-вом кольце К12 x 6 x 4 проницаемостью около 400 (измеренная индуктивность ~ 90 мкГн).

Резистор R1 — 68 Ом МЛТ, желательно без винтовой канавки на теле резистора. При проходящей мощности менее 250 Вт достаточно установить резистор с мощностью рассеивания 1 Вт, при мощности 500 Вт — 2 Вт. При мощности 1 кВт резистор R1 можно составить из двух параллельно включенных резисторов сопротивлением 130 Ом и мощностью 2 Вт каждый. Впрочем, если КСВ - метр проектируется под высокий уровень мощности, есть смысл увеличить в два раза число витков вторичной обмотки Т1 (до 2 x 20 витков). Это позволит в 4 раза уменьшить требуемую мощность рассеивания резистора R1 (при этом конденсатор С2 должен иметь вдвое большую емкость).
Емкость каждого из конденсаторов С Г и С1" может быть в пределах 2,4...3 пФ (КТ, КТК, КД на рабочее напряжение 500 В при Р ≥ 1 кВт и 200...250 В при меньшей мощности). Конденсаторы С2 — на любое напряжение (КТК или другие безындуктивные, один или 2 — 3 параллельно), конденсатор СЗ - малогабаритный подстроечный с пределами изменения емкости 3...20 пФ (КПК - М, КТ - 4). Требуемая емкость конденсатора С2 зависит от суммарной величины емкости верхнего плеча емкостного делителя, в которую входит помимо конденсаторов С' + С1" еще и емкость С0 ~ 1 пФ между вторичной обмоткой трансформатора Т1 и центральным проводником. Общая емкость нижнего плеча — С2 плюс СЗ при R1 = 68 Ом должна быть примерно в 30 раз больше емкости верхнего. Диоды VD1 и VD2 — Д311, конденсаторы С4, С5 и С6 — емкостью 0,0033... 0,01 мкФ (КМ или другие высокочастотные), индикатор РА1 — М2003 с током полного отклонения 100 мкА, переменный резистор R4 — 150 кОм СП - 4 - 2м, подстроечный резистор R4 — 150 кОм. Резистор R3 имеет сопротивление 10 кОм — он предохраняет индикатор от возможной перегрузки.

Величину корректирующей индуктивности L1 можно определить так. При балансировке прибора (без L1 ) надо отметить положения ротора подстроеч-ного конденсатора СЗ на частотах 14 и 29 МГц, затем выпаять его и измерить емкость в обоих отмеченных положениях. Допустим, для верхней частоты емкость оказалась меньше на 5 пФ, а общая емкость нижнего плеча делителя — около 130 пФ, т. е. разница составляет 5/130 или около 4 %. Следовательно, для частотного выравнивания нужно на частоте 29 МГц уменьшить сопротивление верхнего плеча также на ~ 4 %. К примеру, при С1 + С0 = 5 пФ емкостное сопротивление Хс = 1/2πfС ≈ j1100 Ом, соответственно, Xc ≈ j44 Ом и L1 = XL1 / 2πf = = 0,24мкГн

В авторских приборах катушка L1 имела 8...9 витков проводом ПЭЛШО 0,29. Внутренний диаметр катушки — 5 мм, намотка плотная с последующей пропиткой клеем БФ - 2. Окончательное число витков уточняется после ее установки на место. Первоначально производят балансировку на частоте 14 МГц, затем устанавливают частоту 29 МГц и подбирают такое число витков катушки L1, при котором схема балансируется на обеих частотах при одном и том же положении подстроечника СЗ.

После достижения хорошей балансировки на средних и верхних частотах устанавливают частоту 1,8 МГц, на место резистора R2 временно впаивают переменный резистор сопротивлением 15...20 кОм и находят значение, при котором UOCT минимально. Значение сопротивления резистора R2 зависит от индуктивности вторичной обмотки Т1 и лежит в пределах 5...20 кОм для ее индуктивности 40...200 мкГн (большие значения сопротивления для большей индуктивности).

В радиолюбительских условиях наиболее часто в индикаторе КСВ-метра используют микроамперметр с линейной шкалой и отсчет ведут по формуле КСВ = (Iпад + Iотр) / (Iпад -Iотр), где I в микроамперах — показания индикатора в режимах "падающая" и "отраженная" соответственно. При этом не учитывается ошибка из-за нелинейности начального участка ВАХ диодов. Проверка с помощью нагрузок разной величины на частоте 7 МГц показала, что при мощности около 100 Вт показания индикатора были в среднем на одно деление (1 мкА) меньше реальных значений, при 25 Вт — меньше на 2,5...3 мкА, а при 10 Вт — на 4 мкА. Отсюда простая рекомендация: для 100-ваттного варианта — заранее сместить начальное (нулевое) положение стрелки прибора на одно деление вверх, а при использовании 10 Вт (например, при настройке антенны) прибавлять к отсчету по шкале е положении "отраженная" еще 4 мкА. Пример — отсчеты "падающая/отраженная" соответственно 100/16 мкА, а правильный КСВ будет (100 + 20) / (100 - 20) = 1,5. При значительной мощности — 500 Вт и более — в указанной коррекции нет необходимости.

Следует заметить, что все типы любительских КСВ-метров (на токовом трансформаторе, мостовые, на направленных ответвителях) дают значения коэффициента отражения r, а величину КСВ затем приходится вычислять. Между тем именно r является основным показателем степени согласования, а КСВ — это показатель производный. Подтверждением сказанного может быть тот факт, что в электросвязи степень согласования характеризуется затуханием несогласованности (тот же r, только в децибелах). В дорогих фирменных приборах также предусмотрен отсчет r под названием return loss (обратные потери).

Это замечание сделано для того, чтобы подчеркнуть следующий факт. В любительских условиях достаточно сложно изготовить шкалу индикатора в величинах КСВ, а вот r можно отсчитывать непосредственно по линейной шкале.

Что будет, если в качестве детекторов применить кремниевые диоды? Если у германиевого диода при комнатной температуре напряжение отсечки, при котором ток через диод всего 0,2...0,3 мкА, составляет около 0,045 В, то у кремниевого уже 0,3 В. Следовательно, чтобы сохранить точность отсчета при переходе на кремниевые диоды, необходимо более чем в 6 раз поднять уровни напряжений Uc и UT (!). В эксперименте, при замене диодов Д311 на КД522 при Р = 100 Вт, нагрузке Zн = 75 Ом и тех же Uc и UT, получились цифры: до замены— 100/19 и КСВ=1,48, после замены — 100/12 и расчетный КСВ=1,27. Применение схемы удвоения на диодах КД522 дало еще худший результат — 100/11 и расчетный КСВ = 1,25.

Корпус датчика в раздельном варианте может быть изготовлен из меди, алюминия или спаян из пластинок двусторонне фольгированного стеклотекстолита толщиной 1,5...2 мм. Эскиз такой конструкции приведен на рис. 2,а. Корпус состоит из двух отсеков, в одном друг напротив друга расположены ВЧ разъемы (СР - 50 или SO - 239 с фланцами размерами 25x25 мм ), перемычка из провода диаметром 1,4 мм в полиэтиленовой изоляции диаметром 4,8 мм (от кабеля РК50 - 4), токовый трансформатор Т1, конденсаторы емкостного делителя и компенсационная катушка L1, в другом — резисторы R1, R2, диоды, подстроечный и блокировочные конденсаторы и малогабаритный НЧ разъем. Выводы Т1 минимальной длины. Точка соединения конденсаторов С1' и С1" с катушкой L1 "висит в воздухе", а точка соединения конденсаторов С4 и С5 среднего вывода разъема ХЗ соединена с корпусом прибора.

Рис. 2

Перегородки 2, 3 и 5 имеют одинаковые размеры. В перегородке 2 отверстий нет, а в перегородке 5 отверстие делают под конкретный НЧ разъем, через который будет подключаться индикаторный блок. В средней перемычке 3 (рис. 8,б) вокруг трех отверстий с обеих сторон выбирают фольгу, а в отверстия устанавливают три проходных проводника (например, латунные винты М2 и МЗ). Эскизы боковин 1 и 4 приведены на рис. 8,в. Пунктирными линиями показаны места соединения перед пайкой, которая для большей прочности и обеспечения электрического контакта производится с обеих сторон.

Конструкция индикаторного блока без особенностей и здесь не рассматривается.

ВЧ датчик второго варианта КСВ - метра монтируется на съемной задней стенке (медь, алюминий, латунь) металлического корпуса КСВ-метра (рис. 3). В отличие от первого варианта все детали (кроме Т1 и разъемов XW1 и XW2) смонтированы на печатной плате (рис. 4), туда же припаян НЧ разъем типа межблочных телевизионных. Конденсаторы С1' и С1" одним выводом припаяны к контактной площадке на печатной плате, а другими концами — к ВЧ разъемам. Элементы С2, СЗ и L1 расположены со стороны фольги. Ограничивающий резистор R3 перенесен на плату (R3' и R3" показаны на схеме пунктиром). Диоды VD1 и VD2 установлены вертикально. Плата крепится к панели между ВЧ разъемами с помощью небольших напаяных уголков из меди толщиной 0,5...1 мм (место пайки показано на рис. 10 пунктиром). Датчик желательно накрыть экраном. Конструкция индикатора — без особенностей.

Рис. 3

Для настройки и проверки КСВ - мет-ра необходим образцовый нагрузочный резистор 50 Ом (эквивалент антенны) мощностью 50...100 Вт. Одна из возможных радиолюбительских конструкций показана на рис. 5. В ней используется распространенный резистор ТВО сопротивлением 51 Ом и мощностью рассеивания 60 Вт (прямоугольник размерами 45 x 25 x 180 мм).

Внутри керамического корпуса резистора находится длинный цилиндрический канал, заполненный резистивным веществом. Резистор должен быть плотно прижат к днищу алюминиевого кожуха. Это улучшает отвод тепла и создает распределенную емкость, улучшающую широко-полосность. С помощью дополнительных резисторов с мощностью рассеивания 2 Вт входное сопротивление нагрузки устанавливают в пределах 49,9...50,1 Ом. С небольшим корректирующим конденсатором на входе (~ 10 пФ) удается на базе этого резистора получить нагрузку с КСВ не хуже 1,05 в полосе частот до 30 МГц. Отличные нагрузки получаются из специальных малогабаритных резисторов типа Р1 - 3 номиналом 49,9 Ом, выдерживающих значительную мощность при использовании внешнего радиатора.

Были проведены сравнительные испытания КСВ-метров разных фирм и приборов, описанных в этой статье. Проверка заключалась в том, что к передатчику с выходной мощностью около 100 Вт через испытуемый 50-омный КСВ - метр подключалась несогласованная нагрузка 75 Ом (эквивалент антенны на мощность 100 Вт заводского изготовления) и производилось два измерения. Одно — при подключении коротким кабелем РК50 длиной 10 см, другое — через кабель РК50 длиной ~ 0,25λ. Чем меньше разброс показаний, тем достовернее прибор.

При частоте 29 МГц получены следующие значения КСВ:

DRAKE WH - 7.................1,46/1,54
DIAMOND SX - 100..........1,3/1,7
ALAN KW - 220.............1,3/1,7
ROGER RSM-600.........1,35/1,65
UT1MA..........................1,44/1,5

С нагрузкой 50 Ом при любой длине кабелей все приборы "дружно" показывали КСВ < 1,1.

Причину большого разброса показаний RSM - 600 удалось выяснить при его исследовании. В этом приборе в качестве датчика напряжения используется не емкостный делитель, а понижающий трансформатор напряжения с фиксированным коэффициентом трансформации. Это снимает "проблемы" емкостного делителя, но снижает надежность прибора при измерении больших мощностей (предельная мощность RSM - 600 — всего 200/400 Вт). В его схеме нет подстроечного элемента, поэтому резистор нагрузки токового трансформатора должен быть высокой точности (хотя бы 50±0,5 Ом), а реально был использован резистор сопротивлением 47,4 Ом. После его замены на резистор 49,9 Ом результаты измерений стали значительно лучше — 1,48/1,58. Возможно, с этой же причиной связан большой разброс показаний приборов SX - 100 и KW - 220.

Измерение при несогласованной нагрузке с помощью дополнительного четвертьволнового 50 - омного кабеля — надежный способ проверки качества КСВ - метра. Отметим три момента:

1. Для такой проверки можно использовать и нагрузку 50 Ом, если включить параллельно ее входу конденсатор, например, в виде небольшого отрезка разомкнутого на конце коаксиального кабеля. Подключение удобно произвести через коаксиальный тройниковый переход. Опытные данные — с отрезком РК50 длиной 28 см на частоте 29 МГц, такая комбинированная нагрузка имела КСВ ≈ 1,3, а при длине 79 см — КСВ ≈ ≈ 2,5 (любую нагрузку подключать к КСВ - метру только 50 - омным кабелем).
2. Реальный КСВ в линии примерно соответствует среднему от двух отсчитанных значений (с добавочным четвертьволновым кабелем и без него).
3. При измерении реального антенно-фидерного устройства могут возникнуть трудности, связанные с затеканием тока на внешнюю поверхность оплетки кабеля. При наличии такого тока изменение длины фидера снизу может привести к изменению этого тока, что приведет к изменению нагрузки фидера и реального КСВ. Уменьшить влияние внешнего тока можно, свернув входящий в помещение фидер в виде бухты из 15...20 витков диаметром 15...20 см (защитный дроссель).
Вернуться к содержанию журнала "Радио" 6 номер 2003 год

Схемы в прикреплениях:

Измеритель КСВ

Alex — Mon, 23 Sep 2013 16:32:11 GMT

Измеритель КСВ

Непосредственно подключить антенну можно лишь к портативной радиостанции. Во всех остальных случаях антенна подключается к приемопередатчику с помощью высокочастотного фидера. Назначение фидера — передать с минимально возможными потерями сигнал от передатчика в антенну при передаче и от антенны к приемнику при приеме. Для того, чтобы максимум мощности сигнала был передан от передатчика в антенну, необходимо согласование выходного сопротивления передатчика, волнового сопротивления фидера и сопротивления антенны. Вся Си-Би аппаратура разрабатывается и выпускается с выходным сопротивлением 50 Ом. Поэтому, для обеспечения согласования, в Си-Би технике в качестве фидера используется коаксиальный кабель с волновым сопротивлением 50 Ом. Если в качестве фидера используется не стандартный коаксиальный кабель, а какой-либо суррогат или кабель с другим волновым сопротивлением, то эффективность работы Си-Би аппаратуры упадет. В отдельных случаях применение нестандартного кабеля может даже привести к выходу аппаратуры из строя. Конструктивно коаксиальный кабель состоит из центральной жилы, внутреннего изолятора, внешней оплетки и внешнего изолирующего слоя. Часто при покупке кабеля неизвестна ни его марка, ни его волновое сопротивление. Тем не менее с помощью простых измерений можно установить волновое сопротивление. Для этого нужно удалить защитную изоляцию и оплетку и измерить диаметр центральной жилы и внешний диаметр внутренней изоляции. Значение волнового сопротивления коаксиального кабеля со сплошной полиэтиленовой изоляцией можно вычислить по формуле:

W=91*Lg(D/d), где W — волновое сопротивление кабеля, Ом;

D —диаметр внутренней изоляции, мм;

d — диаметр центральной жилы, мм.

Практически, наиболее широко распространены кабели с волновым сопротивлением 50 Ом (у которых отношение D/d находится в пределах от 3,3 до 3,7) и кабели с волновым сопротивлением 75 Ом (у которых отношение D/d находится в пределах от 6,5 до 6,9). Кабели с волновым сопротивлением 75 Ом обычно применяются в телевизионной и видео технике. Волновое сопротивление коаксиальных кабелей не изменяется при прокладке его вблизи других кабелей, по металлическим крышам и т. д. Однако при прокладке кабеля необходимо обеспечить целостность его внешней защитной оболочки и не допускать изгибов с малым радиусом. Конец кабеля, подключенный к антенне, должен быть защищен от попадания влаги внутрь кабеля.

Степень согласования оценивают с помощью коэффициента стоячей волны (КСВ). Если линия и нагрузка согласованы, то КСВ=1, если волновое сопротивление линии и сопротивление нагрузки различаются, то КСВ>1. При этом в линии образуются максимумы и минимумы тока и напряжения. Коэффициент стоячей волны определяется как отношение максимального значения тока или напряжения к минимальному:

KCB=Umax/Umin или KCB=lmax/lmin

Если сопротивление нагрузки больше сопротивления линии (Zн>Zл), KCB=Zн/Zл. Если сопротивление нагрузки меньше сопротивления линии (Zн

Основу измерителя составляет измерительная линия L1. Для ее изготовления необходимо использовать кусок 50-омного коаксиального кабеля длиной около 150 мм. С кабеля удаляется внешняя защитная оболочка. Затем оплетка сдвигается с концов к середине. Между оплеткой кабеля и полиэтиленовой изоляцией центральной жилы протягивается провод МГТФ 0,15. После этого следует снова надеть оплетку и растянуть ее на изоляции центральной жилы. Затем оплетка фиксируется на концах нитками. Длина внешних отрезков провода МГТФ до переключателя должна быть минимальной.

Принцип действия измерителя КСВ очень прост. Он включается в разрыв линии передачи, причем расположение коаксиальных разъемов Х1, Х2 не имеет значения, так как прибор электрически симметричен. Резистор R1 устанавливают в среднее положение. При работающем передатчике потенциометр R2 регулируют так, чтобы в положении переключателя "падающая волна" индикатор давал полное отклонение. Затем переключатель устанавливают в положение "отраженная волна" и производят измерение напряжения отраженной волны Uo. По полученному результату определяют значение КСВ по формуле:

KCB=(100+Uo)/(100-Uo)

Можно проградуировать шкалу прибора непосредственно в единицах КСВ. При отношении напряжений прямой и отраженной волны 100:0; 100:20: 100:40; 100:60; 100:80 КСВ составляет соответственно 1,0; 1,5; 2.3; 3,0; 5,7. Коэффициент полезного действия линии передачи связан с КСВ. На многих приборах имеется шкала, показывающая потери в зависимости от КСВ. Если такой шкалы нет- то можно воспользоваться следующей таблицей:
КСВ
1,0
1,2
1,5
1,9
2,3
3,0
4,0
5,7
9,0

Мощность потерь,%
о
1
4
9
16
25
36
49
64

Даже при идеальном согласовании фидера с обеих сторон мощность сигнала в антенне меньше мощности сигнала, вырабатываемого передатчиком. Это связано с тем, что при прохождении сигнала по кабелю уменьшается его уровень, происходит затухание сигнала. Для характеристики кабелей разных марок используется удельное затухание. Удельным затуханием принято называть такое затухание, которое испытывает сигнал заданной частоты, проходя по кабелю длиной 1 м. Удельное затухание измеряется в децибелах на метр (дБ/м) и приводится в справочных данных на каждый тип кабеля. Для уменьшения затухания используется внутренний изолятор с минимальными потерями. Наименьшими потерями обладает воздух, поэтому в наиболее высококачественных коаксиальных кабелях в качестве изолятора центральной жилы используется пористый полиэтилен или другой изолятор с несплошным заполнением. В кабелях с такой изоляцией центральной жилы уменьшается (становится ближе к 1) и коэффициент укорочения.

Дополнительное уменьшение потерь достигается серебрением проводников коаксиального кабеля. Параметры некоторых типов коаксиальных кабелей приведены в Приложении. Затухание сигнала в линии заданной длины определяется по формуле:

К=В*L, где К — коэффициент ослабления;

В — удельное затухание;

L — длина линии.

При проведении измерений КСВ необходимо учитывать, что затухание сигнала в кабеле приводит к погрешности измерений. Это объясняется тем, что и падающая и отраженная волны испытывают затухание. В этом случае КСВ можно рассчитать по формуле:

КСВ=(Uпрям+Uотр.К)/(Uпря-Uотр.К), где КСВ — коэффициент стоячей волны;

Uпрям — измеренное напряжение падающей волны;

Uoтp — измеренное напряжение отраженной волны;

К — коэффициент ослабления отраженной волны.

Коэффициент ослабления рассчитывается по формуле:

K=B*2*L

В этой формуле коэффициент 2 учитывает тот факт, что сигнал испытывает ослабление при передаче от трансивера к антенне и на обратном пути. Так как при использовании кабеля РК50-7-15 удельное затухание на частотах Си-Би составляет 0,04 дБ/м, то при длине кабеля 40 м отраженный сигнал будет испытывать затухание 40*2*0,04=3,2 дБ. Это приведет к тому, что при реальном значении КСВ, равном 2,0, прибор покажет только 1,5; при реальном значении 3,0 прибор покажет около 2,0. В

Схема в прикреплениях:

Промышленный КСВ-метр ROGER RSM-200

Alex — Fri, 19 Jul 2013 16:50:55 GMT

Промышленный КСВ-метр ROGER RSM-200
Характеристики КСВ-метра ROGER RSM-200:
Полоса частот от 1.6 мГц до 200мГц
Проходная мощность не более 200 ватт
Принципиальная схема КСВ-метра ROGER RSM-200: в прикреплениях:

Трансформаторы L1 L2 намотаны на ферритовых кольцах типоразмер 12x7x6 мм проводом пэв-0.4мм 22 витка, мотается равномерно по всей окружности кольца. Затем в оба намотанных кольца вставляется латунная трубка диаметром 3,5мм и длинной 40 мм (я использовал элемент антенны от карманных приёмников) и распаивается на разъемах PL. Образец приведён на фотографии.
Дроссели L3 L4 мотаются на аналогичных кольцах и имеют по 19 витков ПЭВ 0.4мм. Обратите внимание, что через отверстия колец L3 L4 в кембрике пропущены перемычки, которые соединяют диоды и дроссели L1 L2 (как показано на схеме и видно на фото). Печатная плата двухсторонняя, на стороне показанной на фото, расположены два пятачка для пропайки разъемов PL. На второй стороне расположены остальные элементы схемы:
Плата КСВ-метра помещается в жестяной экран 60 Х 33 Х 33мм
Рисунки и схема в прикреплениях:

Простой мостовой КСВ-метр.

Alex — Fri, 19 Jul 2013 16:44:27 GMT

Простой мостовой КСВ-метр.
В мостовом КСВ-метре используется ферритовое кольцо марки Т37-43.
25 витков. Отвод от 5-го витка.
Провод #28.
Схемка в прикреплениях:

Балун на ферритовом кольце.

Alex — Thu, 23 Feb 2012 13:19:14 GMT

Балун на ферритовом кольце.

По сути этот балун не трансформирует сопротивление и является дросселем.
Служит для отсечки токов асимметрии, которые протекают по внешнему слою оплетки кабеля.
Ферритовое кольцо Амидон, красного цвета.
Количество витков: 4+4.
Коэффициент трансформации: 1:1.
Балун выполнен на ферритовом кольце марки FT-114-43.
10 витков кабеля RG-174.
3 рисунок еще один вариант балуна 1:1 для QRP.
Рисунки в прикреплениях:

КАК НАСТРОИТЬ АНТЕННУ

Alex — Mon, 07 Nov 2011 09:12:22 GMT

КАК НАСТРОИТЬ АНТЕННУ

Среди антенн, в том числе и заводского изготовления, практически нет не требующих уточняющей настройки "по месту". Настоящий раздел посвящен радиолюбительским приборам, с помощью которых можно настроить антенну на диапазон рабочих частот и согласовать ее с приемо-передающей аппаратурой.

Виноградов Ю. КСВ-метр с согласующим устройством. Радио, 1996, 11, с. XIV-XV.

На рис. 1 приведена принципиальная схема прибора, включающего в себя КСВ-метр, с помощью которого можно настроить Си-Би антенну, и согласующее устройство, позволяющее привести сопротивление настроенной антенны к Ra = 50 Ом.

Элементы КСВ-метра: Т1 - трансформатор антенного тока, намотанный на ферритовом кольце М50ВЧ2-24 12х5х4 мм. Его обмотка I - продетый в кольцо

проводник с антенным током, обмотка II - 20 витков провода в пластиковой изоляции, ее наматывают равномерно по всему кольцу. Конденсаторы С1 и С2 - типа КПК-МН, SA1 - любой тумблер, РА1 - микроамперметр на 100 мкА, например, М4248.

Элементы согласующего устройства: катушка L1 - 12 витков ПЭВ-2 0,8, внутренний диаметр - 6, длина - 18 мм. Конденсатор С7 - типа КПК-МН, С8 -любой керамический или слюдяной, рабочее напряжение не менее 50 В (для передатчиков мощностью не более 10 вт). Переключатель SA2 - ПГ2-5-12П1НВ.

Устройство монтируют, минимизируя паразитные индуктивности и емкости ВЧ проводников.

Для настройки КСВ-метра его выход отключают от согласующего контура (в т. А) и соединяют с 50-омным резистором (два параллельно включенных резистора МЛТ-2 100 Ом), а ко входу подключают Си-Би радиостанцию, работающую на передачу. В режиме измерения прямой волны - в указанном на рис. 12.39 положении SA1 - прибор должен показать 70...100 мкА. (Это для передатчика мощностью 4 Вт. Если он мощнее , то "100" на шкале РА1 выставляют иначе: подбором резистора, шунтирующего РА1 при закороченном резисторе R5.)

Переключив SA1 в другое положение (контроль отраженной волны), регулировкой С2 добиваются нулевых показаний РА1.

Затем вход и выход КСВ-метра меняют местами (КСВ-метр симметричен) и эту процедуру повторяют, устанавливая в "нулевое" положение С1.

На этом настройку КСВ-метра заканчивают, его выход подключают к седьмому витку катушки L1.

КСВ антенного тракта определяют по формуле: КСВ=(А1+А2)/(А1-А2), где А1 - показания РА1 в режиме измерения прямой волны, а А2 - обратной. Хотя вернее было бы говорить здесь не о КСВ, как таковом, а о величине и характере антенного импеданса, приведенного к антенному разъему станции, о его отличии от активного Ra = 50 Ом.

Антенный тракт будет настроен, если изменениями длины вибратора, противовесов, иногда - длины фидера, индуктивности удлиняющей катушки (если она есть) и др. будет получен минимально возможный КСВ.

Некоторая неточность настройки антенны может быть компенсирована расстройкой контура L1C7C8. Это можно сделать конденсатором С7 или изменением индуктивности контура - например, введением в L1 небольшого карбонильного сердечника.

Как показывает опыт настройки и согласования Си-Би антенн самых разных конфигураций и размеров (0,1...3L), под контролем и с помощью этого прибора нетрудно получить КСВ = 1... 1,2 в любом участке этого диапазона.

Ротхаммель К. Антенны. "Бояныч", С-П., 1998, с. 567-570. Антенноскоп предназначен для измерения входного сопротивления антенно-фидерного тракта. Он представляет собой высокочастотный мост, в одно плечо которого включают исследуемый двухполюсник, а в другое - переменный безиндукционный резистор (рис. 12.40). Если сопротивление двухполюсника активно и равно Rx, то мост будет полностью сбалансирован при R3 = Rx и величина Rx может быть считана со шкалы проградуированного в омах резистора R3.

Номиналы резисторов R1=R2 (точность 1%) могут быть и другими, например, 150 или 240 Ом Нужную пару подбирают из 10- или 20%-ных резисторов по цифровому омметру.

Элементы антенноскопа разме щают в трех экранированных отсеках (экран показан штриховой). Все они должны иметь минимальную емкость (собственную и по отношению к экра ну) и индуктивность. Резистор R3=470 Ом устанавливают на опо рах-изоляторах. Его ось вводят в удлинитель, изготовленный из доста точно прочного диэлектрика, напри мер, стеклотекстолита, на конце кото рого крепят ручку-указатель.

Градуируют резистор R3 по циф ровому омметру. На его шкале реко мендуется отметить точки "50" и "75" - волновое сопротивление коаксиаль ных кабелей, с которыми обычно имеют дело. Если измерения предпо лагают вести лишь в низкоомных цепях, то сопротивление резистора R3 можно уменьшить до 100... 150 Ом. Это увеличит точность отсчета.

Микроамперметр М - типа М4248. Или какой-либо другой с током полного отклонения 50...200 мкА.

Антенноскоп питается от ВЧ генератора мощностью ~ 0,2 Вт. Это может

быть генератор стандартных сигналов, гетеродинный индикатор резонанса (ГИР) или радиостанция, работающая в режиме пониженной мощности. Диапазон частот - до 150...250 МГц.

Если антенноскоп не удается сбалансировать "под нуль", это значит, что в контролируемой цепи есть реактивная составляющая, т.е. - антенна расстроена. В таком случае, изменяя частоту ВЧ генератора, ищут ее действительный резонанс. Затем тем или иным способом (удлинением-укорочением вибратора, противовесов и др.) антенну приводят в диапазон рабочих частот. И лишь тогда измеряют ее входное сопротивление. Если оно отличается от принятого в связной технике стандарта (обычно - 50 Ом), его приводят к этому нормативу тем или иным согласующим устройством - широкополосным трасформатором, П-контуром и др.

Настройку и согласование антенны ведут, как правило, методом последовательных приближений: после настройки и согласования уточняют настройку и согласование и так до точной настройки антенны в диапазон с достижением равных и возможно меньших значений КСВ на его краях.

Виноградов Ю. Проект "Незабудка". Радио, 1997, 10, с. 6-7. Описанный здесь микромощный Си-Би передатчик после перевода его в

режим непрерывного излучения Рис 3 может стать довольно удобным инструментом для сквозной настройки антенно-фидерного тракта (а при желании - и ВЧ каскадов приемника) и оценки "фигуры излучения" антенны - ее чувствительности к сигналам, приходящим с разных направлений.

Частоту кварцевого резонатора ZQ1 выбирают в середине диапазона рабочих частот. Важно, чтобы это была частота основного его резонанса (на корпусе такого резонатора частота будет указана в "кГц", на гармониковом - в "МГц").

Излучателем микропередатчика, его "магнитной" антенной, является дроссель L1 - 30...50 витков провода ПЭВШО 0,25...0,4, намотанные виток к витку или с шагом на пластине стеклотекстолита 40х10х2 мм. Если "дальнобойность" передатчика окажется недостаточной, дроссель можно намотать на пластине большего размера или подключить к коллектору транзистора VT1 15...30-сантиметровый отрезок монтажного провода.

Передатчик может работать и с гармониковым кварцем. Но в этом случае дроссель потребуется заменить настроенным на середину частотного диапазона колебательным контуром. Его включают автотрасфороматорно (1/2...1/4 по виткам катушки) в коллекторную цепь транзистора.

Для сохранения с настраиваемой антенной лишь "эфирной" связи, микропередатчик нужно отнести от нее не менее, чем на 10...15 длин волн.

1. Виноградов Ю. Антенный аттенюатор. Радио, 11, 1997, с. 80.

2. Рэд Э. Справочное пособие по высокочастотной схемотехнике. - "Мир", М.,1990, с. 229.

При наладке антенно-фидерного тракта нередко возникает необходимость внести в него дозированное ослабление сигнала. Принципиальная схема высокочастотного аттенюатора, которым можно выставить любое ослабление в пределах 1...47 дб с шагом 1 дб, показана на рис. 12.42. Его входное и выходное сопротивление - 50 Ом, диапазон рабочих частот - О...30 МГц.

Аттенюатор монтируют на полоске одностороннего фольгированного стеклотекстолита. Со стороны фольги устанавливают в ряд шесть сдвоенных тумблеров типа П2Т-1-18. Резисторы отбирают с помощью цифрового омметра. Монтаж навесной - выводы резисторов укорачивают до 3...4 мм и подпаивают непосредственно к выводам тумблеров и к фольге.

Аттенюатор можно поместить в металлическую коробку-экран или накрыть согнутой по месту жестяной накладкой. Хотя металлические "щеки" тумблеров выполняют здесь и функции межсекционных экранов, их, при необходимости, можно усилить, уложив между тумблерами зигзагообразную полоску из жести.

Конечно, ослабление, вносимое каждой Т-секцией рис. 4 может быть и другим. Руководствуясь таблицей 12.3 [2], можно выбрать нужные для этого резисторы. Но не следует стремиться к большому ослаблению в одной секции - влияние паразитных емкостей может повести к потере заявленной точности.

С. Румянцев. Коаксиальный элемент нагрузки. Радио, 1983, 3, с. 17.

При настройке радиопередающей аппаратуры вместо антенны используют, как правило, антенный эквивалент - резистор, активное сопротивление

Таблица 12.3

которого равно активному сопротивлению антенно-фидерного тракта -обычно 50 Ом, а реактивное сведено к пренебрежимо малой величине.

Антенный эквивалент можно изготовить самому, составив его из резисторов типа МЛТ-2 100 Ом. Например, в виде трех последовательно включенных секций, каждая из которых состоит из шести параллельно

включенных резисторов. Общее сопротивления такого эквивалента составит Ra=R 3/6= 100 3/6 =50 Ом. Рассеиваемая им мощность достигает номинальных 2 18=36 Вт лишь при принудительной вентиляции - плотный монтаж и экранировка резисторов заметно ухудшают их теплоотдачу.

Выполненный в виде коаксиальной конструкции, антенный эквивалент может работать на частотах до 600 Мгц (КСВ <= 1,2).

В качестве антенного эквивалента мощностью до 50 Вт, способного работать в полосе частот до 4 ГГц, можно использовать резистор типа Р 1-3-50.

Для относительно низких частот антенный эквивалент может быть выполнен планарно, например, на пластине фольгированного стеклотекстолита. Другими в нем могут быть число секций, число резистров в секции, сопротивление каждого резистора. Но при соблюдении обязательного условия: проводящий слой резистора, входящего в эквивалент, не должен иметь вид спирали. Такой резистор внесет в общее сопротивление индуктивную составляющую и может ухудшить КСВ эквивалента до совершенно неприемлемой величины.

В Си-Би в планарной технике могут быть выполнены не только антенные эквиваленты, но и 600...800-омные антенные нагрузки - те же "поглотители обратных лепестков" в антеннах бегущей волны (см. рис. 5.)

Мешковец А. Высокочастотный амперметр. Радио, 1980, 5, с. 23. На рис. 12.43 приведена принципиальная схема амперметра для измерения токов высокой частоты. В его основе мост, измеряющий элемент которого -терморезистор R4 - изменяет свое сопротивление под действием тока высокой частоты. Степень разбалансировки моста, показанная включенным в его диагональ микроамперметром РА1, позволяет оценить величину этого тока.

Терморезистор R4 представляет собой железную проволоку диаметром 0,15 мм и длиной ~ 5 см, натянутую по центру стеклянной трубки - так, как это делают в плавких предохранителях.

Если измеряемый ток может содержать постоянную составляющую, вход амперметра шунтируют дросселем L2.

РА1 - микроамперметр с током полного отклонения 100 мкА и сопротивлением рамки 1 кОм. При использовании другого прибора потребуется подобрать резистор R2.

Если последовательно с амперметром (между ним и "землей") включить резистор сопротивлением 0,1 Ом с пренебрежимо малой реактивной составляющей, то его можно проградуировать по осциллографу, имеющему достаточную полосу пропускания и калиброванную шкалу.

Амперметр способен измерять токи до 1 А в полосе частот 2...30 Мгц.

Резонансные системы из коаксиального кабеля. Радио, 1981 5-6, с.25.

Высокодобротный контур, подключенный к антенному входу радиоприемника, способен существенно ослабить воздействие на него мощных радиостанций, работающих на близких частотах, снизить и даже полностью устранить интермодуляционные помехи.

Такой контур можно изготовить из двух отрезков коаксиального кабеля. Их включение и эквивалентная схема такого преселектора показаны на рис. 12.44. Добротность Q контура, выполненного из коаксиального кабеля типа РК-50-2-11, составит: на частоте 144 МГц -150, на частоте 432 МГц - около 400.

Подстроечные конденсаторы С1 и С2 - типа КПК-МН; их емкость на частоте 144 МГц - 5...25 пФ, на частоте 432 МГц - 2...7 пФ.

Суммарная длина кабеля, имеющего сплошную полиэтиленовую изоляцию, должна быть:

Измерители напряженности поля. KB журнал, 1996, 3, с. 31. Безразмерная, индикаторная оценка напряженности поля, создаваемого излучателем, дает возможность настроить и согласовать ВЧ тракт передающего устройства, выбрать лучшую линию передачи, выяснить способность антенны концентрировать излучение в нужном направлении и многое другое.

Принципиальная схема индикатора напряженности поля с диапазонной селекцией сигналов показана на рис. 12.45.

Катушки индуктивности индикатора наматывают проводом ПЭВ-2 диаметром 0,2 мм на каркасах диаметром 5 мм, имеющих отверстия с резьбой под подстроенные сердечники из карбонильного железа или высокочастотного феррита (n=100). Их данные для различных частотных диапазонов приведены в таблице 12.4.

Транзистор VT1 - практически любой не слишком низкочастотный n-р-n-транзистор. Если это будет кремниевый транзистор, например, КТ325, КТ3102,

Таблица 12.4

КТ315 (буквы любые) и др., то сопротивление резистора R2 следует уменьшить до ~150 кОм. Чувствительность индикатора увеличивается с увеличением ¦h21э¦ транзистора.

Диод VD1 - обязательно германиевый - Д9Б, Д20 и др.

Дроссель L11 - типа Д0,1 и др. индуктивностью 100...200 мкГн.

Антенна - штырь длиной 1 м.

Настройку индикатора на середину каждого частотного диапазона (их может быть и меньше) производят в режиме максимальной его чувствительности (движок R1 - в крайнем правом положении, R6 - в верхнем).
Схемы и таблицы смотри в прикреплениях:

Светодиодный КСВ-метр со светодиодной шкалой

Alex — Mon, 07 Nov 2011 08:59:30 GMT

Схема светодиодного КСВ-метра в прикреплениях:

Автоматические измерители КСВ приобрели заслуженную популярность благодаря тому, что не требуют постоянной калибровки, что существенно упрощает сам процесс измерений и обеспечивают возможность непосредственного оперативного контроля качества согласования антенно-фидерного тракта при работе в эфире. Большое количество удачных схемных решений , предложенных радиолюбителями, можно условно разделить на две группы. К первой можно отнести решения на основе ШИМ[1,2,3,4 ], относительно сложные схемотехнически и состоящие как правило из двух блоков – собственно узла автокалибровки на 3-4х ОУ и блока индикации ( аналогового на стрелочном приборе-вольтметре или светодиодного цифрового со своим довольно сложным преобразователем). Ко второй группе, отличительной чертой которой является простота исполнения, можно отнести устройства на основе резистивных делителей[5,8,9 ]. Принципы построения и методика расчета КСВ-метра на основе резистивных делителей достаточно просто и доступно изложены в статье И.Гончаренко[5]. Очень привлекательны с точки зрения эргономики и дизайна, удобства визуального контроля КВС-метры со светодиодными индикаторами. Стоит отметить две важных особенности этих устройств:

Операция калибровки или автокалибровки как таковая отсутствует за ненадобностью. Точность измерения определяется только точностью подбора значений резисторов и чувствительностью компараторов.
Хорошее быстродействие позволяет рекомендовать их применение для оперативного контроля рабочего и аварийного состояний антенно-фидерного тракта. В этом случае достаточно производить отсчет 2-3х пороговых уровней, например, как в [8],но для комфортного применения в качестве основного измерителя КСВ число индицируемых уровней желательно увеличить до 5-7, лучше больше.

Предлагаемый вашему вниманию вариант автоматического светодиодного КСВ- метра с однополярным питанием имеет 10 уровней отсчета и отличается исключительной простотой благодаря применению доступной и недорогой микросхемы LM3914[6]. В этой микросхеме — специализированном контролере для управления линейными светодиодными шкалами, есть все, что нам необходимо – прецизионный десятиступенчатый делитель напряжения с линейным шагом деления 0,1, десять компараторов и схема управления светодиодами.

Принципиальная схема устройства приведена на рис.1 Напряжения прямой Uпрям и отраженной Uотр волны от высокочастотного датчика КСВ подается на соответствующие входы. Допустимая величина напряжения прямой волны Uпрям +1…+11В и выставляется во время настройки датчиков при подаче номинальной мощности передатчика на согласованную нагрузку. Но, чтобы нелинейность германиевых диодов датчика КСВ заметно не сказывалась на точности измерений, нижний предел желательно ограничить величиной порядка 2В. В качестве датчика КСВ можно применять любые известные устройства – на направленных ответвителях, на токовых трансформаторах или мостовые, многократно описанные в радиолюбительской литературе. Хочется порекомендовать для изготовления хорошую конструкцию Э.Гуткина , доступно и подробно описанную в [7].

Напряжение прямой волны через резистор R1 поступает на вывод 6 DA2 – верхнее плечо внутреннего резистивного делителя, представляющий собой 10 последовательно включенных одинаковых резисторов сопротивлением 1 кОм. Применение дополнительного внешнего резистора R1 позволило получить определенную гибкость в настройке порогов срабатывания компараторов и, соответственно, в выборе значений КСВ, индицируемых светодиодами. Для примера в таблицах 1-3 показаны варианты индикации значений КСВ при трех значениях резистора — 0, 2и 4кОм (см.таблицы в архиве).

Эти цифры справедливы в том случае, если суммарное сопротивление внутреннего делителя равно 10кОм, но реально из-за технологического разброса может быть от 8 до 17кОм. Поэтому, для обеспечения высокой точности КСВ метра, предварительно необходимо измерить суммарное сопротивление внутреннего делителя, подключив омметр к выводам 4 и 6 DA2.

Лучше всего воспользоваться «китайским» цифровиком – у него в режиме омметра на выход подается малое напряжение ( не более 0,2В), что ниже напряжения открывания кремниевых p-n переходов и это обеспечивает высокую точность измерений. Измеренное значение Rвнутр надо подставить в таблицу в соответствующую ячейку и тогда вы сможете подобрать конкретную величину R1 под желаемую характеристику индикации. В авторском варианте Rвнутр=9,92кОм и выбранному алгоритму фактически соответствует табл.2

О назначении других элементов схемы. Резистор R2 выравнивает сопротивление нагрузки выпрямителей датчика КСВ, поэтому его величина равна сумме сопротивлений R1+ Rвнутр. Резистор R3 определяет ток через каждый светодиод Iсветодиода=12,5/ R3, в данном случае примерно 10мА. Конденсаторы С1,С2 защищают входы от ВЧ наводок. Перемычка между выводами 3 и 9 DA2 определяет режим работы шкалы – если замкнута, как на схеме — светящийся столбик, если разомкнута – светящаяся точка, т.е. горит только один значащий светодиод. Последний режим естественно экономнее, что важно при автономном питании. Если планируется только этот режим, то схему можно еще больше упростить, исключив стабилизатор DA1 и конденсаторы С5,С6, а аноды светодиодов подключить к общему питанию +12В. Как оказалось, часто встречаются экземпляры LM3914, у которых собственное смещение по входу 5 бывает достаточно большое, что приводит к срабатыванию индикации без входных сигналов.
Чтобы это устранить, надо на вывод 4 подать небольшое запирающее положительное напряжение, для чего между выводом 4 и общим проводом подключён подстроечный резистор 220-330 ом. Включаем питания и подстройкой этого переменника убираем фоновое (без сигналов) свечение индикаторов.

Светодиоды можно применять любые доступные. Удобно применять импортные моноблоки из 10 независимых диодов в одном корпусе. В авторском варианте используется блок KingBright DC-763BWA, в котором 7 диодов зеленого цвета, а 3, соответствующие уровням КСВ >4 – красные.

При желании КСВ-метр может быть дополнен устройством звуковой индикации превышения порога и автоматической релейной защиты от высокого КСВ, схема которого разработана по просьбе Владимира UR5VFT и представлена на рис.2Принципиальная схема защиты от высокого КСВ US5MSQ

В данном случае реализован следующий алгоритм работы (его легко можно пересмотреть на свой вкус) — при достижении КСВ уровня 3 загорается светодиод HL6 (на схеме рис.1), падение напряжения на нём открывает транзисторный ключ VT1 и BOOSTER ( его можно заменить на любой генератор- пищалку, достаточно громко работающую при подаче на неё питания + 5в) предупреждающий звуковой сигнал. Если КСВ продолжает расти и достигает 7, то открываются транзисторные ключи VT2,VT3 и срабатывает реле, контакты которого по вашему усмотрению могут выполнять следующие функции:

— принудительное переключение в режим приёма

— отключение антенной цепи с переключением на внутреннюю нагрузку
— обесточивание УМа
— снятие сигнала возбуждения.

Через цепь VD1R7, реализующую ПОС, открывающий ток поступает на базу VT2 и фиксирует (защёлкивает) ключи VT2,VT3 в открытом состоянии, вывести из которого можно только замыканием кнопки сброса SA1 или полным обесточиванием схемы защиты. Конденсатор обеспечивает небольшую задержку (порядка секунды) срабатывания релейной защиты и его номинал может быть изменён исходя из ваших собственных предпочтений.

О деталях. Транзисторы можно применить любые кремниевые соответствующей структуры: VT1,VT2 — КТ209, КТ361, КТ3107, 2N3906 и т.п., а VT3 — КТ315, КТ3102, 2N3904, BC547 и т.п. Диоды любые кремниевые маломощные — КД522, КД102, 1N4148 и т.п. Реле с рабочим напряжением 5-6в.

КСВ два простеньких решения

Alex — Mon, 07 Nov 2011 08:56:23 GMT

Подойдет любое кольцо подходящего диаметра и чтобы индуктивность обмотки была в пределах 60-200 мкГн. Это для лучшей равномерности по частотам. Кол-во витков зависит от мощности- чем выше мощность - тем больше витков требуется. Например, для 3 квт нужно примерно 35 витков двойным проводом. Чтобы получить такую индуктивность нужно ферритовой кольцо с большой проницаемостью.
Смотреть в прикреплениях:

Индикатор КСВ-метра

Alex — Mon, 07 Nov 2011 08:48:41 GMT

Индикатор КСВ-метра

При всем разнообразии конструкций КСВ-метров, структура у них одинакова: имеются датчики прямой и отраженной волн (на направленных ответвителях, на трансформаторах тока или мостовые - у кого как) с детекторами на выходе. А уж полученные с детекторов постоянные напряжения Uпад и Uотр подаются на индикаторное устройство.

Это гордое имя в простейшем (и самом распространенном) случае носит переключатель Uпад/Uотр и стрелочный прибор-вольтметр с регулятором чувствительности, как показано на следующем рисунке (VD1 VD2 и С1 С2 - это просто выходные детекторы Uпад и Uотр, показаны на рисунке, лишь для пояснения).

Как пользоваться таким КСВ-метров знают все. Три нехитрых операции надо сделать:

1. Поставить S1 в положение "Uпад".

2. Потенциометром R1 установить стрелку на последнее деление шкалы прибора Р1.

3. Переключить S1 в положение "Uотр", и по шкале S1 считать значение КСВ.

Градируется P1 на основе известной формулы:
КСВ= (Uпад+Uотр)/(Uпад-Uотр), (1)

которая при Uпад=1 приобретает вид:
КСВ= (1+Uотр)/(1- Uотр). (2)

Но пользование таким индикатором не очень удобно. Сомневаетесь? Попробуйте снять зависимость КСВ от частоты антенны (да еще на передатчике, который снижает мощность за пределами любительских диапазонов). С десяток точек надо на один график. А если учесть, что при настройке антенны такие графики надо снимать не один раз, то выходит несколько десятков точек измерения. Да в каждой по три операции. Однако... Переключателем щелкать замучаешься.

Другим недостатком приведенной выше схемы является то, что требуется стрелочный измерительный прибор со шкалой. Что по нынешним временам удовольствие недешевое. Да и разбирать потом этот прибор надо, чтобы шкалу КСВ нанести...

Попробуем задачку индикации решить по-иному. Для чего в формуле (1) разделим числитель и знаменатель на Uпад. В результате получим:
КСВ= (1+Uотр/Uпад)/(1- Uотр/Uпад). (3)

То есть для измерения КСВ достаточно знать лишь отношение Uотр/Uпад, а не абсолютные величины этих напряжений.

Так, что у нас напряжения делит? Правильно - резистивный делитель. Вот и включим потенциометр делителем, как показано ниже:

С первого взгляда схема мало изменилась. Исчез переключатель (но и это немало - не придется им щёлкать туда-сюда при каждом измерении). Но посмотрим глубже. Для чего разберемся как пользоваться таким индикатором. Инструкция не отличается чрезмерной сложностью:

1. Вращать потенциометр R1 пока стрелочный прибор не покажет ноль, и в этот момент считать значение КСВ со шкалы резистора.

Осталась лишь одна операция вместо трёх. И удобнее, и проще, и быстрее.

К деталям схемы есть два требования (они же удобства):

- Стрелочный прибор должен быть не измерительным (со шкалой), а индикаторным (с нулём посредине шкалы и единственной отметкой там). То есть не дорогая измерительная головка, а простой дешевый индикатор (например от уровня записи старого магнитофона, только там придется подвернуть крепления, чтобы сдвинуть стрелку в середину шкалы).

- R1 должен быть со шкалой. Можно с самой простой, например, штрихи, нанесенные несмываемым маркером на панели, на которой закреплена ручка R1 с "клювиком".

Как работает индикатор? Ток через P1 равен нулю в единственном случае - когда на обоих его выводах одинаковые напряжения. То есть Uотр. Почему слева Uотр - понятно. А справа напряжение, равное Uотр, потому что мы установили стрелку прибора на ноль. То есть потенциометром поделили Uпад так, чтобы получилась величина, равная Uотр. Очевидно, что при этом угол поворота R1 (он группы "А") пропорционален отношению Uотр/Uпад, и, в соответствии с формулой (3), шкала резистора может проградуирована непосредственно в КСВ.

В описываемом индикаторе линейность детектирования малых сигналов лучше, чем в обычном. Дело в том, что в традиционной схеме (верхний рисунок), при малой мощности приходится уменьшать сопротивление потенциометра почти до нуля. В результате при малом сигнале сопротивление нагрузки детекторов получается низким, что ухудшает линейность детектирования. В описываемом же индикаторе сопротивление нагрузки детекторов фиксировано и велико.

Также, в отличие от обычной схемы, в данном случае прибор P1 не вносит никаких дополнительных погрешностей, поскольку в момент измерения ток через него равен нулю, и поэтому прибор виртуально отсутствует в схеме (ноль тока это и есть отсутствие влияния на остальную схему- как в изоляторе).

При больших мощностях в кабеле имеет смысл защитить Р1 от перегрузки парой встречно-параллельно включенных диодов.

Для разметки шкалы R1 (полагая, что датчики Uотр и Uпад линейные) достаточно простого омметра. Измеряя сопротивления между нижним и средним выводом R1 (предварительно отключив их от схемы), размечают шкалу резистора. Разметить можно двумя способами:

1. Традиционная линейная шкала, как у большинства КСВ-метров. Тогда, при потенциометре в 10 кОм шкала будет иметь вид:
R (кОм) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
КСВ 1 1,22 1,5 1,85 2,33 3 4 5,66 9 19 oo

2. Нетрадиционная (но более удобная в практике) нелинейная шкала:
R (кОм) 0 1,11 2 3,33 5 6 6,66 7,5 8,18 9,5 10
КСВ 1 1,25 1,5 2 3 4 5 7 10 20 oo

В зависимости от группы потенциометра вид шкалы соответственно меняется. Для линейности при измерении больших КСВ лучше резистор группы "B", а для привычной шкалы - группы "А".

Если у вас потенциометр не 10 ком, то надо соответственно изменить R2 (чтобы детекторы имели равную нагрузку) и перечитать разметку шкалы по формуле:
Rтек=R1(КСВ-1)/(КСВ+1)(4),

где:

Rтек - текущее значение сопротивления от движка до земли;

R1 - номинал потенциометра;

КСВ - величина КСВ, соответствующая Rтек.

Для измерений малых значений КСВ можно сделать растянутую шкалу, включая последовательно с верхним выводом R1, дополнительный резистор R3 (закорачиваемый при измерениях больших КСВ). Значения КСВ можно будет получить по формуле (4), подставляя в неё вместо R1 сумму (R1+R3). Так при R3=R1=10 кОм шкала R1 будет от 1 до 3, а растянутая шкала будет иметь вид:
R (кОм) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
КСВ 1 1,1 1,22 1,35 1,5 1,66 1,85 2,07 2,33 2,63 3

Пользоваться таким прибором при настройке антенн намного удобнее, чем традиционным. Причин две:

- проще процесс измерения (одна операция против трёх);

- направление движение стрелки P1 однозначно указывает направление изменения КСВ.

Поясню последнее примером. Пусть КСВ-метр включен у антенны и я копаюсь с СУ, установленным тут же, в точке питания. КСВ большой (потому и копаюсь) и равен, допустим 3. Стрелка P1 на нуле (установил я при измерении КСВ так, на шкале R1 при этом 3 и будет). Что-то там в СУ я покрутил - стрелка P1 пошла влево. А это в данном приборе однозначно свидетельствует о снижении КСВ (то есть что я кручу СУ в нужную сторону).

Возразят - в обычном индикаторе (первый рисунок) тоже можно ориентироваться на снижение Uотр. Увы, далеко не всегда. Uотр может конечно и снизиться, но что при этом происходит с Uпад мы не знаем. А Uпад может уменьшится еще резче, чем Uотр (нагрузка для TX совсем несогласованная и он не отдает на неё мощность), а это значит что КСВ возрос, несмотря на уменьшение Uотр.

Фокус в том, что просто снижение Uотр еще ни о чем не говорит. Надо сравнивать с Uпад. В обычном индикаторе это сравнение надо делать вручную - каждый раз щелкая переключателем и заново калибруя индикатор. В описываемой же схеме сравнение Uотр и Uпад идёт автоматически. От изменения амплитуд Uпад и Uотр меняется лишь величина отклонения стрелки P1, но не знак.

Поэтому поставив стрелку Р1 в ноль (при КСВ>1) можно спокойно (и вообще ничего с КСВ-метром не делая) производить настройку антенны или СУ. Все предельно ясно: стрелка уходит влево - КСВ снижается, стрелка уходит вправо - КСВ повышается.

Непосредственно в TRX или PA такой индикатор удобен не очень. Но в отдельном КСВ-метре, предназначенном именно для антенных измерений он намного удобнее традиционного.

ВЧ мост - панорамный КСВ-метр

Alex — Mon, 07 Nov 2011 08:44:00 GMT

Высокочастотный мост, изображенный на рис.1, собирается по классической схеме и каких-либо особенностей не имеет. При подключении к нему генератора стандартных сигналов (ГСС) и "0"-индикатора получается обычный "АНТЕННОСКОП", весьма полезный в радиолюбительской практике прибор. Но, если к ВЧ-мосту подключить измеритель амплитудно-частотных характеристик (АЧХ), например, Х1-47 или ему подобный - восторг любителей возиться с согласованием антенн гарантирован.
Схема в прикреплениях:

КСВ в пятидесятиомных коаксиальных линиях.

Alex — Mon, 07 Nov 2011 08:37:21 GMT

Предлагаемая схема (рис. 1) предназначена для измерения КСВ в пятидесятиомных коаксиальных линиях. Отдельные элементы схемы хорошо известны [1].

Детали устройства.

Т1 - токовый трансформатор, изготовлен на ферритовои кольце размером К20х10х5 мм с проницаемостью 20...30. Первичная обмотка представляет собой короткий отрезок (до 10 см) коаксиального кабеля с волновым сопротивлением 50 Ом, продетого через кольцо. Оплетка соединяется с корпусом как показано на рис. 2.

Вторичная обмотка содержит 2x24 витка провода ПЭЛШО 0,15 мм, намотанных в два провода равномерно по всей окружности кольца. Начало одной половины обмотки соединено с концом второй. Трансформатор Т1 отделяют экраном от других деталей устройства, С1 должен быть с воздушным зазором между пластинами, величина которого соответствует проходящей через кабель ВЧ мощности. С2...С5 - типа КМ, КСО. Переменный резистор R5 — с линейной характеристикой, его ось выводится на переднюю панель.

Нежелательно применение в качестве прибора Р) микроамперметра с током полного отклонения 50 мкА, т.к. чрезмерная чувствительность головки прибора не позволяет легко откалибровать КСВ метр. Применение же головки на 500 мкА или на 1 мА снижает чувствительность и увеличивает погрешность измерения при малых мощностях.

S1 - сдвоенный галетный переключатель. XI, Х2 - СР-50 - ВЧ разъемы. Диоды желательно подобрать по идентичности вольтамперных характеристик. Для этого собирается схема (рис.З).

При идеальной паре диодов стрелка Р1 остается на нуле при любом положении движка R2. Следует подобрать пару, дающую минимальное отклонение стрелки Р1.

Приступая к калибровке устройства, необходимо быть уверенным, что выходное сопротивление передатчика действительно составляет 50 Ом. Если последний выполнен в виде ШПУ, эти данные заложены в конструкции. При использовании в выходном каскаде П-контура необходимо откалибровать его на эквиваленте антенны сопротивлением 50 Ом по максимуму ВЧ напряжения на нем.
Калибровка КСВ метра.

Калибровка осуществляется в диапазоне 14 или 21 МГц при максимальной мощности трансивера. Выход трансивера подключают к разъему XI. Эквивалент антенны (безиндукционный резистор или их группа) сопротивлением 50 Ом подключают к разъему Х2. Соединения выполняют с помощью 50-омного кабеля.

Переключатель S1 устанавливают в положение "прямая волна". Включают трансивер на передачу, и с помощью переменного резистора R5 устанавливают стрелку прибора Р1 в максимальное положение.

Затем переключатель S1 переводят в положение "отраженная волна" и с помощью диэлектрической отвертки, изменяя емкость С1, добиваются нулевых показаний прибора Р1. Если не удастся добиться показаний, близких к нулевым, надо поменять местами выводы трансформатора Т1 на S1.1.

Возможно, придется незначительно изменить номинал конденсатора С2. Следующий шаг - это нанесение

на шкалу прибора Р1 значений в единицах КСВ, пользуясь формулой КСВ=(1+Uотр)/(1-Uотр). Таким образом получают шкалу КСВ. Затем проверяют работу КСВ метра, нагружая его на различные эквиваленты антенны, отличающиеся по сопротивлению от 50 Ом в 2,3,4, 5 раз как в сторону увеличения, так и в сторону уменьшения. Так. при подключении эквивалента сопротивлением 25 Ом или 100 Ом КСВ метр должен регистрировать это в виде значения КСВ=2. При рассогласовании нагрузки в 3. 4 или 5 раз получают соответственно значения КСВ=3, 4, 5.

Такой метод калибровки позволяет считать, что КСВ метр действительно является контрольно-измерительным прибором, а не "показометром".
Калибровка ваттметра.

Необходим передатчик, имеющий плавную регулировку мощности. Калибровка производится в диапазоне 14 или 21 М Гц. Вывод ТХ или РА соединяют с разъемом X]. Эквивалент антенны сопротивлением 50 Ом подключают к разъему Х2.

Переключатель S1 устанавливают в положение "Мощность". Включают на передачу передатчик. С помощью ВЧ вольтметра измеряют напряжение РЧ на эквиваленте, определяя мощность, отдаваемую в на-грузку, по формуле

P=U2/R, где U - действующее напряжение РЧ;

R - сопротивление эквивалента.

Резистор R4 - 470 к - определяет чувствительность схемы. Им устанавливают полное отклонение стрелки прибора PL контролируя напряжение РЧ при максимальной мощности передатчика. При каждом контрольном замере полученные значения в ваттах наносят на шкалу Р1.

Другой метод калибровки ваттметра заключается в измерении тока РЧ. Для этого применяют измеритель РЧ тока (термопару) от р/станции Р-140. Прибор включается последовательно между КСВ метром- ваттметром. Мощность отдаваемая в нагрузку, определяется

P=I2xR , где I — измеряемый ток РЧ

R - сопротивление эквивалента

Исключается применение подобного измерителя от Р-118 из-за его ограничения в работе на частотах выше 12 МГц. Такое определение мощности окажется наиболее подходящим для любителей QRO.

При работе на реальную антенну точность показаний ваттметра зависит от степени согласования выходного каскада ТХ или РА с антенной системой, т.е. чем ближе КСВ к 1, тем меньше погрешность измерения.

При использовании антенного тюнера КСВ метр-ваттметр устанавливается на его входе, т.е. между передатчиком и тюнером. Точность показаний ваттметра в этом случае зависит от качества согласования на участке ТХ -тюнер, т.е. от правильности выбора положений регулирующих элементов антенного тюнера.

Описанное устройство было изготовлено 5 дет назад и по прежнему постоянно находится в работе.
РИС-1,РИС-2,РИС-3 в прикреплениях:

Автоматический КСВ-МЕТР

Alex — Sun, 06 Nov 2011 20:01:42 GMT

Автоматический КСВ-МЕТР
Обычно в любительских конструкциях используется измеритель КСВ на базе направленного ответвителя, имеющий переключатель падающей и отраженной волны и регулятор чувствительности. При настройке передатчика приходится производить большое количество манипуляций не только с органами регулировки П-контура но еще и КСВ-метра.

Описываемое ниже устройство позволяет упростить процедуру согласования передатчика и нагрузки. На светодиодной панели непосредственно отображается результат измерения КСВ. Кроме того устройство имеет автоматическую регулировку чувствительности.

Измеритель КСВ выполнен на базе однокристального микроконтроллера ATTINY13. Программа, записанная в микроконтроллер непрерывно измеряет уровень падающей и отраженной волны, вычисляет КСВ и отображает на светодиодном табло в следующем виде. Если уровень КСВ менее 1.1, все светодиоды погашены. Если уровень КСВ превышает 1.1, 1.5, 2, 3, последовательно зажигаются соответствующие светодиоды. Таким образом достаточно регулировкой П-контура добиться погашения всех светодиодов.

Уровень напряжения, подаваемого на вход схемы не должен превышать 5в. Превышение уровня сигнала для схемы безопасно, однако приведет к погрешности измерения КСВ.

Печатная плата размером 50х30мм выполнена из одностороннего фольгировнного текстолита.

Рисунок дорожек выполнен зеркально , для ЛУТ[size=14]