Индикатор напряженности поля 433 мгц своими руками
Когда начал делать направленную антенну на 433,1 МГц для поисковой системы с маяком, встал вопрос — а как оценить готовую антенну? Как понять, какая из сделанных антенн более эффективна? Выручил этот индикатор. Конечно, он не дал возможности понять, насколько антенна близка к идеалу, но помог выявить, какая из сделанных антенн лучше.
Казалось бы, результат оценки антенны таким устройством весьма неопределенный. Однако по факту выяснилось, что плохие антенны вообще не в силах отклонить стрелку индикатора. Если индикатор среагировал, то антенна уже не плохая. А если выбрать из не плохих лучшую по показаниям стрелки, это уже антенна выше среднего. Для любительских целей вполне удачное решение, не требующее особых затрат.
Материалы
Основа индикатора — миллиамперметр. Подойдет почти любой. Обычно берут указатели уровня записи от старых магнитофонов. От чувствительности миллиамперметра будет зависеть чувствительность индикатора. Большая чувствительность позволяет получать реакцию с больших расстояний. Если проводить испытания в условиях квартиры, то можно взять даже амперметр, поскольку мощность излучения хорошей антенны очень немаленькая. Скажу только, что при испытаниях у меня начинала дурить вся электроника и даже начинал вращаться патрон токарного станка, причем с немалой скоростью. Поэтому я взял амперметр без шунта типа М2001, тем более что у него приличных размеров экран, позволяющий без спецоптики наблюдать за стрелкой с расстояния 3-4 м.
Для сборки несложной схемы нужны еще два конденсатора на 0,01мкф и 1000пф, два высокочастотных диода, у меня были только Д503А и еще нужен кусок медной проволоки длинной 170 мм в качестве приемной антенны индикатора.
Все это не дефицит и не дорого.
Изготовление
Использование
Собственно, об использовании я уже рассказал. Если слегка подразжевать, то процедура следующая. Ставим индикатор на ровную поверхность шкалой к себе, отмеряем расстояние 2-4м. Берем антенну, подключаем к рации и, включив режим передачи, направляем антенну на индикатор. Если стрелка индикатора отклонилась — уже хорошо. Засекаем величину отклонения стрелки. Берем другую антенну и проделываем все то же самое с того же расстояния. Сравниваем показания индикатора и делаем вывод, какая антенна лучше.
Можно проделать и более изощренное испытание — проверку направленности антенны. Если отклонение стрелки при прямом направлении на индикатор достаточно велико, то можно снять диаграмму направленности. Т.е. меняем угол отклонения направления антенны от нулевого и записываем показания стрелки в зависимости от угла. Потом строим график-диаграмму. Так можно сравнить остроту направленности двух антенн. Я этим заниматься не стал, поскольку степень направленности моих антенн была очевидна, т.к. уже при небольшом уводе антенны показания индикатора резко падали. Этого мне было вполне достаточно.
Полевые испытания антенн показали, что индикатор дает очень хорошее представление о возможностях антенны. Устройство простое, но полезное. /15.08.2016 kia-soft/ ***
Источник
Записки программиста
Собираем индикатор напряженности поля
2 сентября 2019
Антенный моделировщик позволяет получить ответы на многие вопросы. Он способен предсказывать диаграмму направленности и поляризацию будущей антенны, распределение токов в ней, сравнивать несколько антенн (например, какая из них имеет больше усиление), и так далее. Но можем ли мы проделать нечто подобное для настоящих антенн, изготовленных нами в физическом мире? Оказывается, что можем, воспользовавшись индикатором напряженности поля. Это довольно незамысловатое устройство, и его легко сделать самостоятельно.
Схема была подсмотренна в видео Build a Simple Passive Field Strength Meter, снятом Kevin Loughin, KB9RLW:
Диоды D1 и D2 представляют собой выпрямитель, конденсатор C1 играет роль сглаживающего фильтра. На выходе получаем постоянное напряжение, которое зависит от того, насколько сильный сигнал принимает антенна. Чем больше это напряжение, тем больший ток пойдет через микроамперметр, и тем сильнее отклонится его стрелка. Потенциометр R1 работает как делитель напряжения и позволяет регулировать чувствительность индикатора. Устройство полностью пассивное и не требует источника питания.
В качестве D1 и D2 лучше использовать германиевые диоды. Поскольку они обладают напряжением смещения (voltage drop) около 0.3 В, при их использовании прибор будет более чувствительным. Для сравнения, напряжение смещения обычных кремниевых диодов составляет 0.7 В.
Чем меньше номинал микроамперметра, тем лучше. Мной была использована измерительная головка на 30 мкА. Микроамперметр на 50 или 100 мкА тоже подойдет, просто с ним прибор будет чуть менее чувствительным.
Полный список использованных мной компонентов, их стоимость и где они были приобретены:
- Германиевые диоды 1N34 или эквивалентные — 0.32$ за пару;
- Керамический конденсатор 680 пФ — 0.02$;
- Потенциометр 10 кОм — 0.61$;
- Микроамперметр на 30 мкА — 3.58$;
- Красное и черное «банановое» гнездо — 0.74$ за пару;
- Подходящий пластиковый корпус — 9.19$;
- Немного проводов, припоя и прочей мелочевки — эффективно 0$;
Важно! Некоторые продавцы на AliExpress и eBay продают под видом германиевых диодов обычные кремниевые диоды. Отличить оригинал от подделки можно, измерив напряжение смещения при помощи мультиметра. Если сомневаетесь, покупайте диоды в проверенных магазинах, или используйте отечественные аналоги, например, Д9Б, Д310 или Д311А.
Окончательный вид индикатора:
Внутри компоненты были соединены таким образом:
Устройство было проверено с куском провода длиной около одного метра в качестве антенны. Все работает как на КВ, так и на УКВ. Чем дальше прибор находится от антенны, тем слабее отклоняется стрелка. При вращении ручки потенциометра чувствительность прибора изменяется. При передаче трансивером несущей в интервале частот максимальное отклонение стрелки приходится на минимум КСВ. Отклонение стрелки изменяется в соответствии с изменением поляризации принимающей антенны. Направленная УКВ-антенна имеет существенно большее усиление, чем ненаправленная, а путем ее вращения можно оценить вид диаграммы направленности. В дельте можно найти места, на которые приходятся максимумы тока. А еще с помощью индикатора можно определить наличие синфазного тока в коаксиальном кабеле, а значит и эффективность используемого балуна.
Общая стоимость устройства составила 14.46$. Цены на готовые измерители напряженности поля начинаются где-то от 23$. Таким образом, проект вышел экономически выгодным.
Дополнение: В продолжение темы сопоставления реальных антенн с моделью вас может заинтересовать статья Как измерить диаграмму направленности антенны. Если же вас интересует настройка антенн, обратите внимание на пост Самодельный КСВ/ваттметр по схеме Брюне.
Источник
Чувствительный индикатор поля диапазона 433 МГц
Различные беспроводные устройства с дистанционным управлением, например, радиобрелоки, радиозвонки и т. д., работают в диапазоне 433 МГц. Для проверки их работоспособности и служит предлагаемый вниманию читателей индикатор напряжённости поля этого диапазона. Он позволяет определить наличие сигнала в диапазоне 433 МГц и оценить его относительную мощность.
Рис. 1. Схема индикатора
Схема индикатора показана на рис. 1. Для приёма сигналов диапазона 433 МГц использована антенна, предназначенная именно для этого диапазона [1]. Она представляет собой отрезок коаксиального кабеля, замкнутого как на конце, так и на некотором расстоянии от него. Её особенность заключается в том, что по постоянному току она короткозамкнута, поэтомуэффективно подавляет низкочастотные сигналы и помехи. Выходное сопротивление этой антенны на частоте 433 МГц — менее 50 Ом, поэтому для её согласования с последующим усилительным каскадом, имеющим входное сопротивление 50 Ом, применена согласующая LC-цепь L1C1. Одновременно эта цепь выполняет функции ФНЧ, подавляя более высокочастотные сигналы. Для повышения чувствительности в устройстве применён усилитель ВЧ на специализированной микросхеме INA-03184 [2]. Основные параметры этой микросхемы: коэффициент усиления до частоты 2 ГГц — 25 дБ; номинальный/максимальный потребляемый ток — 10/25 мА; коэффициент шума — 2,6 дБ, номинальное напряжение — 4 В. Выходная мощность при компрессии коэффициента усиления на 1 дБ — -2 дБмВт.
Особенность микросхемы — возможность регулировки коэффициента усиления за счёт изменения потребляемого ею тока с помощью одного резистора в цепи питания. Например, при токе 20 мА коэффициент усиления — 27 дБ, а при токе 6. 7 мА — 15 дБ. При меньшем токе коэффициент усиления резко снижается, и усилитель превращается в аттенюатор. Регулируют коэффициент усиления переменным резистором R4, который совмещён с выключателем питания SA1.
На высокочастотном диоде VD1 собран АМ-детектор, на ОУ DA2.1 и элементах VD2 и С9 — пиковый детектор. На ОУ DA2.2 собран усилитель постоянного тока (УПТ), который нагружен на индикаторный прибор — стрелочный микроамперметр PA1. Диод VD3 и резистор R7 защищают микроамперметр от перегрузки по току.
Для прослушивания сигналов диапазона 433 МГц в устройство можно ввести УЗЧ с динамической головкой. Схема такого УЗЧ показана на рис. 2, он собран на одной специализированной микросхеме маломощного УЗЧ — TDA7052A.
Рис. 2. Схема УЗЧ
Работает устройство так. Сигнал с антенны через согласующее устройство поступает на усилитель на микросхеме DA1. После усиления он детектируется, и импульсы поступают на пиковый детектор, на выходе которого формируется постоянное напряжение, равное амплитуде импульсов. После усиления в УПТ постоянное напряжение, пропорциональное уровню входного сигнала, поступает на стрелочный индикатор. При большом уровне сигнала с помощью переменного резистора R4 можно установить такое усиление, чтобы стрелка индикатора не зашкаливала.
Вход УЗЧ подключают к резистору R3, в этом случае через динамик можно прослушать радиообстановку на этом диапазоне, а также принимаемый сигнал, если его модуляция попадает в диапазон ЗЧ.
Рис. 3. Чертёж платы и размещение элементов индикатора на ней
Элементы индикатора размещены на печатной плате из фольгированного с двух сторон стеклотекстолита толщиной 2 мм. Чертёж платы показан на рис. 3. Почти вся обратная сторона платы оставлена металлизированной и использована как экран и общий провод. Только часть металлизации удалена там, где припаяны антенна и согласующая LC-цепь. По левому и нижнему краям платы обе стороны металлизации соединены между собой с помощью тонкой медной лужёной фольги. Через отверстия в плате металлизированные площадки соединены отрезками лужёного провода. В индикаторе применены постоянные резисторы для поверхностного монтажа типоразмера 1206, подстроечный — серии PVA3A (RVG3A), переменный — СП3-3в, подстроечный конденсатор — КТ4-25 или КТ4-27 (для поверхностного монтажа), оксидный конденсатор — танталовый типоразмера С или D, керамические конденсаторы ёмкостью 10 нФ и менее — типоразмера 0805, остальные — типоразмера 1206. Микроамперметр можно применить любой, подходящий по габаритам, с током полного отклонения 100. 200 мкА.
Антенна изготовлена из тонкого коаксиального кабеля РК50-1-21, РК50-1-22, её конструкция и размеры показаны на рис. 1. Места разрезов и паек на кабеле защищены термоусаживаемой трубкой. Правый конец антенны зачищают от внешней изоляции примерно на 5 мм и припаивают его к контактной площадке.
Центральную жилу кабеля припаивают к общему проводу.
Катушки намотаны проводом ПЭВ-2 0,4 на оправке диаметром 3 мм и содержат L1 — 1,5 витка, L2 — 4,5 витка. Источник питания — батарея гальванических элементов или аккумуляторов типоразмера 6F22.
Внешний вид собранной платы показан на рис. 4.
Рис. 4. Внешний вид собранной платы
Рис. 5. Чертёж печатной платы и размещение элементов УЗЧ на ней
Элементы УЗЧ размещены на печатной плате из фольгированного с одной стороны стеклотекстолита толщиной 1 мм (рис. 5). Здесь применены такие же элементы для поверхностного монтажа, динамическая головка — малогабаритная от сотового телефона. Плата УЗЧ вместе с динамической головкой размещена на крышке корпуса.
Внешний вид устройства с микроамперметром М4761-М1 от магнитофона показан на рис. 6. Габаритные размеры корпуса — 100x65x25 мм.
Рис. 6. Внешний вид устройства с микроамперметром М4761-М1
Налаживание сводится к установке требуемого усиления УПТ с помощью подстроечного резистора R6. При слишком большом усилении (движок резистора R6 перемещают вниз по схеме) в отсутствие сигнала стрелка прибора может находиться в середине шкалы. При малом усилении (движок резистора R6 перемещают вверх по схеме) чувствительность индикатора снижается. Согласующую цепь L1C1 подстраивают по максимуму сигнала. Для этого надо принять слабый сигнал (например, от тестового генератора) и подстроечным конденсатором установить максимальное отклонение стрелки. Желаемую громкость сигнала ЗЧ можно установить подборкой резистора R1 (см. рис. 2).
Чертежи печатных плат в формате Sprint LayOut имеются здесь.
1. Нечаев И. Поиск радиомаяка в диапазоне 433 МГц. — Радио, 2005, № 8, с. 44-46.
2. Low Noise, Cascadable Silicon Bipolar MMIC Amplifier. — URL: https://www. alldatasheet.com/datasheet-pdf/pdf/ 64739/HP/INA-03184.html (25.08.20).
Автор: И. Нечаев, г. Москва
Мнения читателей
Нет комментариев. Ваш комментарий будет первый.
Вы можете оставить свой комментарий, мнение или вопрос по приведенному выше материалу:
Источник
Индикатор ВЧ поля
Хочу представить схему устройства, которое имеет чувствительность к высокочастотному электромагнитному излучению. В частности, его можно применить для индикации входящих и исходящих вызовов мобильного телефона. Например, если телефон находится на беззвучном режиме, то это устройство позволит быстрее заметить входящий звонок или SMS.
Все это помещается на монтажную плату длиной 7 см.
Большую часть платы занимает схема индикации.
Также здесь присутствует антенна.
Антенной может служить отрезок любого провода длиной не менее 15 см. Я сделал ее в виде спирали, похожую на катушку. Ее свободный конец просто припаян к плате, чтобы он не болтался. Было испробовано много разных форм антенны, но я пришел к выводу, что важнее не форма, а её длина, с которой вы можете поэксперементировать.
Давайте рассмотрим схему.
Здесь собран усилитель на транзисторах.
В качестве транзистора VT1 использован КТ3102ЕМ. Решил выбрать именно его, потому что он имеет очень хорошую чувствительность.
Все остальные транзисторы (VT2-VT10) это 2N3904.
Рассмотрим схему индикации: транзисторы VT4-VT10 здесь являются ключевыми элементами, каждый из которых включает соответствующий светодиод при поступлении сигнала. В роли транзисторов этой шкалы могут быть использованы любые, можно даже КТ315, но при пайке удобнее использовать транзисторы в корпусе ТО-92 из-за удобного расположения выводов.
Здесь использованы пороговые диоды (VD3-VD8), и поэтому в каждый момент времени светится только один светодиод, показывая уровень сигнала. Правда этого не происходит по отношению к излучению мобильного телефона, так как сигнал постоянно пульсирует с большой частотой, вызывая свечение почти всех светодиодов.
Количество, «светодиодно-транзисторных» ячеек не следует делать больше восьми. Номиналы базовых резисторов здесь одинаковые и составляет 1 кОм. Номинал будет зависеть от коэффициента усиления транзисторов, при использовании КТ315 следует тоже использовать резисторы на 1 кОм.
В качестве диодов VD1, VD2 желательно использовать диоды Шоттки, так как они имеют меньшее падение напряжения, однако все работает даже при использовании распространенного 1N4001. Один из них (VD1 или VD2) можно исключить, если индикация будет слишком зашкаливать.
Все остальные диоды (VD3 — VD8) это те же самые 1N4001, но можно попробовать использовать любые имеющиеся под рукой.
Конденсатор С2 — электролитический, его оптимальная емкость от 10 до 22 мкФ, он на доли секунды задерживает погасание светодиодов.
Номинал резисторов R13 И R14 зависит от потребляемого светодиодами тока, и будет лежать в пределе от 300 до 680 Ом, но номинал резистора R13 может быть изменен в зависимости от питающего напряжения или при недостаточной яркости светодиодной шкалы. Вместо него можно припаять подстроечный резистор и добиться желаемой яркости.
На плате имеется переключатель, который включает некий «турбо режим» и пропускает ток в обход резистора R13, вследствие чего увеличивается яркость шкалы. Я его использую при питании от батарейки типа крона, когда она подсаживается и шкала светодиодов тускнеет. На схеме переключатель не указан, т.к. он не обязателен.
После подачи питания светодиод HL8 начинает гореть сразу и просто указывает на то, что устройство включено.
Питается схема напряжением от 5 до 9 Вольт.
Далее можно изготовить для него корпус, например из прозрачного пластика, а в качестве основания можно использовать фольгированный текстолит. Подключив антенну к металлизации платы, возможно удастся повысить чувствительность этого индикатора высокочастотных излучений.
Кстати, на излучение микроволновки он тоже реагирует.
Источник