Измеритель мощности ксв своими руками

Измеритель мощности ксв своими руками

Известно, что успешная работа в эфире во многом зависит от эффективности антенны любительской радиостанции. Существует большое разнообразие коротковолновых антенн. Начинающие радиолюбители обычно используют наиболее простые, не требующие больших затрат. Более опытные устанавливают на высоких мачтах многоэлементные направленные антенны с дистанционным управлением положением главного лепестка диаграммы направленности. Но любая антенна будет давать хорошие результаты, лишь когда правильно настроена. Существенную помощь радиолюбителю в настройке антенны окажет предлагаемый прибор.

Антенну, как правило, запитывают тремя способами. На наиболее простые, например «длинный луч», питаются однопроводным фидером, являющимся частью антенны и поэтому интенсивно излучающим электромагнитные волны. При работе радиостанции на передачу такой фидер является источником помех для ближайших телевизоров. При приеме на него также наводится множество бытовых и индустриальных помех.

Некоторые антенны запитывают двухпроводным воздушным фидером или симметричным ленточным кабелем. Такой способ позволяет уменьшить излучение фидера, но широкого распространения у радиолюбителей не получил из-за необходимости использовать симметричные выходные цепи передатчика, относительно сложную воздушную двухпроводную фидерную линию или дефицитный ленточный кабель.

Наибольшее распространение получил коаксиальный фидер. При правильном согласовании и симметрировании он практически не излучает при передаче и помехозащитен при приеме. К тому же обычный телевизионный коаксиальный кабель доступен любому радиолюбителю. Описываемый ниже прибор предназначен для измерения коэффициента стоячей волны (КСВ) и мощности, передаваемой по коаксиальному кабелю в антенну. Известно, что коаксиальная линия передачи характеризуется «так называемым волновым сопротивлением q, которое в основном зависит от соотношения размеров внутреннего (у кабеля — жила) и внешнего (оплетка) проводников. Наиболее часто встречаются кабели с волновым сопротивлением 50 и 75 Ом. Для того чтобы мощность, подаваемая от передатчика в кабель (рис. 2.6,а), поступала в нагрузку (антенну), необходимо выполнить условие: сопротивление нагрузки должно быть равно волновому сопротивлению кабеля. В этом случае, если не принимать во внимание потери в кабеле, по всей длине между центральным проводником и оплеткой установится одинаковое напряжение и по ним потечет одинаковой силы ток (рис. 2.6,6). Конкретные значения этих величин зависят от мощности передатчика, параметров нагрузки и кабеля. Принято говорить, что при этом в кабеле устанавливается режим бегущей волны.

Но на практике чаще бывает так, что сопротивление нагрузки не равно волновому сопротивлению кабеля, т. е. между ними существует рассогласование. В этом случае в нагрузке выделяется только часть мощности (падающая волна), а появляющаяся так называемая реактивная мощность движется от нагрузки к передатчику (отраженная волна). Составляющие электромагнитного поля отраженной волны имеют начальную фазу, отличную от начальной фазы составляющих падающей волны. В результате сложения одноименных составляющих с разными фазами в кабеле образуются стоячие волны [15]. Уровень стоячих волн можно оценить коэффициентом стоячей волны — частным от деления суммы на разность напряжений или токов в кабеле, вызванных падающей и отраженной волнами.

Рассмотрим два крайних случая рассогласования: обрыв нагрузки (RH=oo) и короткое замыкание (RH=0). В первом случае (рис. 2.6,в) напряжение на конце кабеля максимально и больше, чем в случае согласованной нагрузки (R„= 0), а ток в этой точке равен нулю. По мере удаления от конца кабеля к передатчику напряжение уменьшается, а ток возрастает. На расстоянии четверти длины волны в кабеле напряжение упадет до нуля, а ток достигнет максимума. В таком случае говорят, что в этой точке располагается узел напряжения и пучность тока.

Рис. 2.6. Распределение тока I и напряжения U вдоль линии передачи высокочастотной энергии

Попутно следует заметить, что длина волны в кабеле λн связана с длиной волны в свободном пространстве λ следующим соотношением:

В этой формуле ε — это диэлектрическая постоянная (проницаемость) материала внутренней изоляции кабеля. Выражение К = 1 / ε называется коэффициентом укорочения волны в кабеле. Например, для кабелей с диэлектриком из полиэтилена К = 0,66 и λк = 0,66 λ.

Если продолжать двигаться от конца кабеля в сторону передатчика, то еще через λк /4 картина соотношения напряжения и тока будет такой же, как и на конце кабеля, т. е. узел тока и пучность напряжения.

При коротком замыкании в нагрузке (рис. 2.6,г) картина стоячих волн несколько иная — на конце кабеля ток максимален, а напряжение равно нулю.

Обычно обрыв или короткое замыкание нагрузки бывает при неисправности антенны и случается не так часто. При неравенстве сопротивления нагрузки и волнового сопротивления кабеля вдоль линии также образуются стоячие волны и только часть мощности отражается от нагрузки (рис. 2.6, д, е).

Фидер антенны может работать как в режиме бегущих, так т в режиме стоячих волн. В первом случае его длина может быть произвольной и определяться удаленностью антенны от передатчика. Во втором случае длина фидера должна быть связана с длиной волны в кабеле Кл. Так, если она кратна целому числу полуволн, то сопротивление нагрузки трансформируется К началу кабеля без изменения. Элементами настройки выходного контура передатчика может быть достигнуто согласование его выходного сопротивления и нагрузки.

Принципиальная схема прибора для измерения КСВ изображена на рис. 2.7. К одному из коаксиальных разъемов XS1 или $S2 отрезком кабеля подключается передатчик, а к другому — .фидер антенны. К каждому из диодов VD1 и VD2 приложено два напряжения: одно, пропорциональное напряжению между проводниками коаксиального кабеля, поступает с емкостного делителя С1С2 и С3С4. Второе напряжение выделяется на резисторах R1 и R2 — оно пропорционально току в центральном проводнике.

Напряжения, снимаемые с емкостных делителей, практически синфазны, так как расстояние между точками подключения С1 и С3 невелико по сравнению с λк и набегом фазы на этом участке можно пренебречь. В то же время напряжения, снимаемые с резисторов, противофазны. Поэтому на одном диоде результирующее напряжение будет равно сумме двух напряжений, а на другом — разности. На каком какое — это зависит от взаимного направления намотки обмоток трансформатора тока Т1

Ток того диода, к которому приложено суммарное напряжение, пропорционален падающей волне, а ток другого — отраженной. КСВ вычисляют по формуле КСВ = (Iпад + Iотр)/(Iпад- I отр), где Iпад и Iотр — ток диода для падающей и отраженной волны.

Рис. 2.7. Принципиальная схема измерителя КСВ и малой мощности

Для удобства вычислений стрелку индикатора РА1 при положении переключателя SA1, соответствующем падающей волне, устанавливают переменным резистором R4 на последнее деление шкалы. Затем переключатель переводят в положение отраженной волны и отсчитывают показания индикатора.

Если шкала индикатора содержит 100 делений (например, у микроамперметра с током полного отклонения стрелки 100 мкА), формула принимает вид:

Читайте также:  Восстановление посадочного места под подшипник своими руками

В этом случае для вычислений удобнее пользоваться табл. 2.2 в которой указано, какому значению КСВ соответствует то или иное отклонение стрелки индикатора

Когда переключатель SA2 устанавливают в положение «W», прибор с приемлемой погрешностью измеряет, мощность, проходящую по фидеру. Причем чем КСВ лучше (ближе к 1), тем выше достоверность измерения.

Теперь несколько слов о конструкции прибора и примененньх деталях. Диоды желательно использовать германиевые, поскольку они начинают открываться при меньшем приложенном напряжении по сравнению с кремниевыми. Кроме указанных на схеме, подойдут ГД507 или даже Д9. Подстроечиые конденсаторы С1 и С3 — типа КТ4-23 или КПК-МП, остальные — К10-7В или КМ Резисторы Rl — R3 типа МЛТ-0,25, причем R1 и R2 желательно подобрать одинаковыми по сопротивлению. Переменный резистор R4 может быть типа СПЗ-30, СПЗ-12, СПЗ-4аМ. Трансформатор тока Т1 выполнен на кольцевом сердечнике типоразмера К7Х4Х2 из феррита М50ВН-14. Обмотка I содержит 2 витка провода ПЭВ 2 0,51, обмотка II —48 витков провода ПЭЛШО 0,15. Дроссели L1 и L2 — типа ДПМ-0,1, но их можно заменить и самодельными. Для этого на кольца из феррита М1000НН типоразмера К7X4X2 следует намотать 45 витков провода ПЭЛШО 0,15.

Печатную плату (рис. 2.8) изготавливают из одностороннего фольгированного стеклотекстолита толщиной 1,5 мм. Ее укрепляют внутри корпуса размерами 60X80X60 мм, который выполнен из листового алюминия или латуни. На передней стенке корпуса установлены тумблеры МТ-1 и микроамперметр. Он может быть любого подходящего типа с током полного отклонения рамки до 500 мкА. Коаксиальные разъемы СР-50-73Ф укрепляют на боковых стенках корпуса. Без ущерба качеству работы прибора эти разъемы можно заменить телевизионными антенными гнездами САТ-Г.

Puc. 2.8. Печатная плата измерителя КСВ (а) и расположение деталей на плате (б)

Для налаживания прибора вместо антенны к разъему XS2 подключают резистор 50 или 75 Ом. Его номинал зависит от волнового сопротивления используемого коаксиального кабеля в фидере антенны. Для передатчика мощностью до 10 Вт это могут быть несколько резисторов МЛТ-2, включенные параллельно. Лучше в качестве нагрузки применить уже известный читателю поглощающий измеритель мощности.

Передатчик мощностью не более 10 Вт подключают к разъему XS1. Переключатель SA1 устанавливают в положение отраженной волны. Подстройкой емкости конденсатора С1 изменяют коэффициент деления емкостного делителя С1С2 так, чтобы амплитуды напряжений на конденсаторе С2 и резисторе R1 уравнялись. Поскольку эти напряжения по отношению к диоду VD1 включены встречно, то ток через диод должен быть равен нулю. Если все же, подстраивая С1, не удается установить стрелку индикатора на нулевое деление шкалы, то следует поменять местами выводы обмотки II трансформатора Т1. Затем подключают к XS1 нагрузку, а к XS2— передатчик. Изменяют положение переключателя SA1 и, подстраивая СЗ, стрелку вновь устанавливают на нулевое деление.

Калибровку шкалы мощности осуществляют подбором резистора R3. При этом мощность, выделяющаяся в нагрузке, должна быть равна 10 Вт. Для контроля вместо поглощающего измерителя мощности можно также использовать и высокочастотный вольтметр, например типа ВК7-9, подключенный параллельно нагрузке. Значению мощности 10 Вт соответствует напряжение 22,4 В для нагрузки 50 Ом и 27,4 В — для 75 Ом. Подбором резистора R3 стрелку индикатора устанавливают на последнее деление шкалы. Уменьшая мощность, шкалу градуируют через 1 Вт. Для этой цели можно использовать данные, приведенные в табл. 2.1 и в прил. 3.

По окончании налаживания и градуировки следует обратить внимание на соответствие стрелок, нанесенных на панели у тумблера SA1, направлению падающей волны. Если тумблер установлен в положение стрелки, указывающей направо, то прибор должен регистрировать падающую волну при подключении передатчика слева, а нагрузки — справа. В случае необходимости восстановить это соответствие можно, поменяв местами провода, подпаянные к неподвижным контактам тумблера.

Как видно, описанный прибор применим лишь совместно с маломощным (до 10 Вт) передатчиком. Благодаря этому он реагирует на сравнительно малые уровни мощности и может быть использован не только для контроля качества антенно-фидерного тракта радиостанции. Прибор можно применять для оценки качества согласования между возбудителем и линейным усилителем мощности. Это очень важно, поскольку при плохом межкаскадном согласовании сопротивлений увеличивается уровень нелинейных искажений в выходном сигнале, расширяется полоса излучаемых частот, возрастает интенсивность помех радиовещательному и телевизионному приему.

Рис. 2.9. Принципиальная схема второго варианта измерителя КСВ и проходящей мощности (до 1000 Вт)

На радиостанциях второй и первой категории, особенно коллективных, весьма желательно иметь измеритель КСВ, постоянно включенный в разрыв фидера. Это даст возможность своевременно обнаруживать повреждение в антенне или ошибочное включение антенны другого диапазона.

Принципиальная схема такого варианта измерителя КСВ и проходящей мощности изображена на рис. 2.9. Как видно, он отличается от предыдущего тем, что пределов измерения мощности не один, а два — 100 и 1000 Вт. Высокочастотная часть измерителя такая же. Выбор рода работы осуществляется переключателем. SA1 на три положения и три направления. Резисторы R3 и R5 служат для калибровки на пределе 100 Вт, a R4 и R6 — на пределе 1000 Вт. Калибровку и градуировку шкал удобнее всего производить с помощью поглощающего измерителя мощности.

В конструкции применен трансформатор тока, выполненный На кольцевом сердечнике типоразмера К12Х6Х4,5 из феррита Марки М50ВН-14. Первичная обмотка представляет собой отрезок Центрального проводника коаксиального кабеля длиной 15 мм, Который вместе с изоляцией продет сквозь кольцо. Предварительно по окружности кольца равномерно в один слой намотана Вторичная обмотка — 30 витков провода ПЭВ-2 0,25. Концы первичной обмотки запаяны на печатные проводники шириной ‘0 мм на плате, которая связывает коаксиальные разъемы XS1 и XS2.

Конденсаторы С1 и СЗ могут быть типа КПК, КПВМ, КТ2-19. Диоды могут быть как германиевые, так и кремниевые, например КД522А.

Налаживание этого измерителя КСВ по сравнению с первым вариантом особенностей не имеет. Отличие заключается лишь в уровнях мощности, с которыми придется работать. Следует соблюдать осторожность и во избежание ожога токами высокой частоты не прикасаться к токонесущим проводникам прибора.

В заключение необходимо напомнить, что при приближении грозы антенну от радиостанции следует отключать и заземлять. Были случаи, когда из-за наводок, вызванных близкими грозовыми разрядами, выходили из строя диоды в измерителе КСВ.

Автор: Скрыпник В. Приборы для контроля и налаживания радиолюбительской аппаратуры. М. Патриот. 1990 г.

Вас может заинтересовать:

Комментарии к статьям на сайте временно отключены по причине огромного количества спама.

Источник

Измеритель мощности ксв своими руками

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

Читайте также:  Инвертор чистого синуса своими руками

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.

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.

Читайте также:  Делаем тротуарную дорожку своими руками

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.

Литература

1. Рэд Э. Справочное пособие по ВЧ схемотехнике. — М.: Мир, 1990. С.131.

2. КСВ метр-ваттметр. — Радиолюбитель. KB и УКВ, 1996, №4, C.32-33.

3. КСВ метр-ваттметр. — Радиолюбитель. KB и УКВ. 1996, №11,C.32-33.

4. Ефремов В. Универсальный измеритель КСВ. — Радиолюбитель. 1994, N1, С.58-59.,

Автор: Гончаренко Игорь (DL2KQ и EU1TT)

Вас может заинтересовать:

Комментарии к статьям на сайте временно отключены по причине огромного количества спама.

При перепечатке материалов ссылка на первоисточник обязательна.

Источник

Оцените статью