Citirea automată la măsurarea SWR
Contoarele SWR simple, la verificarea potrivirii antenelor cu transmițătoare, trebuie să fie stabilite (calibrate) cu fiecare măsură nouă. (Amintiți-vă cum se face acest lucru: contorul SWR este inclus în ruperea circuitului antena este comutată la o măsurare directă a undei (incidente), prin intermediul unui ac de potențiometru contor de reglare este montat pe diviziunea finală a scalei, apoi, contorul SWR este comutat la măsurarea undelor reflectate (înapoi) , citirile instrumentului sunt citite pe o scară SWR separată sau calculate din raportul undelor directe și reflectate în conformitate cu formula cunoscută - UA9LAQ). Dispozitivul descris aici face posibilă efectuarea unei măsurători SWR fără a stabili mai întâi (înainte de fiecare nouă măsurare) valorile undei directe și pot completa funcția tradițională deja disponibilă. Contoare SWR.
Contorul SWR este de obicei construit conform schemei din Fig. 1. Componenta principală a acestuia este așa-numitul cuplaj direcțional. O parte din ea (lanțul) reacționează numai la trecerea directă a puterii RF la antena (unda de incident) - UBR, cealaltă - exact opusul (Reflectata) - Uobr. Valoarea acestuia din urmă este mai mare, cu atât este mai mare discrepanța dintre emițător și încărcătură (alimentatorul antenei, antena). Din raportul tulpinilor de undă înainte și înapoi, se poate obține raportul de undă în picioare (SWR):
Upr + Uob / Upr - Ubr
La măsurare, mai întâi setați abaterea săgeții contorului SW1 I1 la scala completă (măsurarea undelor directe) folosind un potențiometru dublu P. Deoarece potențiometru P funcționează în ambele instrumente circuite, săgeata SWR-metru I2 deviat la un anumit unghi, indicând raportul Uobr subliniază. Upr sau valoarea deviației acului dispozitivului I2 la valoarea deviației totale a săgeții dispozitivului Il. Dacă, de exemplu, SWR = 3, abaterea săgeții dispozitivului I2 este jumătate din scara dispozitivului I1. Cu calibrarea corespunzătoare, valoarea SWR poate fi citită direct de pe scara dispozitivului de măsurare I2.
Desigur, calibrarea contorului SWR nu trebuie încălcată, deci trebuie efectuată înainte de fiecare măsurare (prin stabilirea săgeții dispozitivului I1 până la diviziunea finală a scalei). Puterea de ieșire a SWR sau a emițătorului și poziția potențiometrului P se vor schimba, în majoritatea cazurilor va fi necesar să selectați din nou. Atunci când construiți antene, potrivndu-le cu emițătoare sau lucrați cu diferite puteri de ieșire, lucrul cu astfel de contoare SWR devine plictisitor. Se recomandă indicarea SWR constantă (adăugați: și corectă - UA9LAQ).
În acest caz, un metru special, cu două săgeți încrucișate, poate ajuta, pe scara comună a cărei valori ale undelor înainte și înapoi sunt arătate. La intersecția celor două săgeți de la o scară specială se poate citi raportul rezultat (SWR). Întregul farmec al dispozitivului îi strică prețul considerabil. O soluție mai eficientă din punct de vedere al costurilor este descrisă mai jos și poate fi retrofitată, pe care o aveți deja - contoare SWR convenționale.
Citirea SWR automată
citiri automate SWR sunt proiectate pentru a vă scuti de munca pe care le efectua înainte de fiecare măsurătoare SWR - instalarea indicatorul instrumentului pe diviziunea finală a scalei în modul de măsurare a undei directe de către instalația electronică „poziția cursorului“ potențiometru R.
Fig. 2. Blocați circuitul unui contor SWR automat. Rezistențele controlate electronic înlocuiesc potențiometrul dual P cu fig. 1
Inima circuitului constă din două comutatoare electronice, care, împreună cu "interfața" descrisă mai jos, acționează ca rezistențe variabile. Împreună cu Rpr și Robr ele formează două divizoare de tensiune de același tip, care înlocuiesc potențiometrul dublu de la contorul SWR cu "instalare manuală" (figura 2).
Cu ajutorul schemei de control al rezistenței, acești divizori se modifică în așa fel încât tensiunile la ieșirea lor să aibă o valoare stabilă constantă (Upor). Creșterea, presupunem valori directe de tensiune (UBR) și undele reflectate (Uobr), datorită modificărilor puterii de ieșire emițătorului, de exemplu, jumătate din valoarea precedentă, UBR reduse prin splitter de două ori, adică. E. La valoarea anterioară. În același mod, simultan și jumătate din valoarea valului reflectat va scădea -
Numai raportul dintre valul de tensiune înainte (Upr) și inversa (Uob) va rămâne important pentru dispozitiv, iar valorile absolute ale acestuia nu "joacă un rol".
Practica măsurătorilor
Precizia măsurătorilor SWR cu metoda propusă depinde în întregime de identitatea celor două divizoare de tensiune. De-a lungul intervalului intrarea SWR tensiuni separatoare de identitate trebuie să fie complet (adică, plus tot, mai multe și echivalente separatoare de rezistență ar trebui să varieze în funcție de aceeași lege - .. UA9LAQ), altfel poate cădea în eroare în măsurarea SWR, deoarece diferența de rezistența divizoarelor menționate mai sus va duce la o încălcare (modificare) a raportului Upr la Uobr. Dacă, de exemplu, (pentru separatoare gestionate) folosesc optocuploare, constând în fotografii și diode emițătoare de lumină, caracteristicile lor de exemplu, spre exemplu, pot varia foarte mult și de mare precizie la măsurarea SWR nu poate fi atins. Aveți nevoie de un sistem digital.
Fig. 3. Schema practică a contorului SWR care funcționează automat
Ca elemente de reglare în circuit (figura 3), tranzistorii T1 și T2 cu efect de câmp funcționează, strict vorbind, ei efectuează funcția de comutare. (își schimbă discret rezistența?). Rezistența lor la o tensiune sursă poarta de 3 V este de 50 Ohm, cu tranzistori închise (U3 = -3 V) - mai mult de 10 MΩ. Tranzistorii sunt comutați folosind impulsuri dreptunghiulare cu fronturi abrupte de formă stabilă, numai frecvența ceasului și relația de timp dintre stările de pornire și oprire variază. Când întrerupătorul este închis pentru cea mai mare parte a perioadei, tensiunea de intrare a separatoarelor R1T1 și R2T2 apare pe ieșiri numai ca impulsuri scurte. După integrarea cu LPF (R3, C3 și R4, C4), se obține o tensiune constantă, a cărei valoare este mai mică, cu cât comutatorul este mai lung în timpul ciclului de închidere. Astfel, înlocuiește rezistorul variabil. Coeficientul de divizare al unui astfel de divizor de tensiune digital este complet și unic dependent de ciclul de funcționare al impulsurilor de comutare. Răspândirea parametrilor tranzistorilor nu are niciun efect asupra identității celor două separatoare.
Amplificatoare diferențiale în circuitul de comandă
Prima parte a circuitului de comandă constă dintr-un amplificator diferențial A4 și o sursă de tensiune de referință R7 ... R9 și D1. Tensiunea la intrarea inversoare depășește valoarea acestei tensiuni de referință, nivelul de ieșire al amplificatorului scade. Un generator de tensiune din fierăstrău este asamblat pe A1, care, la rândul său, controlează comparatorul. Ieșirea comparatorului are un nivel ridicat când tensiunea "văzut" depășește valoarea de tensiune la intrarea inversoare (pinul 2). Aceasta produce un semnal de undă pătrată, cu un raport de tensiune controlat la tensiune (raportul de funcționare), care este utilizat pentru a controla comutatoarele în divizoare de tensiune. Pe măsură ce tensiunea de intrare Upr crește, amplificatorul diferențial scade imediat pragul de comutare al comparatorului. Pentru întrerupătoare se formează impulsuri pozitive de control cu o lățime mai mare și rămân mai mult timp închise. În acest caz, tensiunea Upr scade la o valoare atunci când circuitul este în echilibru, adică până la o tensiune de referință de 140 mV.
În vederea, în ciuda, din păcate, a rezistenței ridicate a comutatoarelor FET, pentru a asigura un domeniu de reglare suficient, separatoarele de tensiune sunt realizate din rezistență ridicată.
Fig. 5. Aranjarea pieselor pe placa de circuite a contorului SWR automat. Fiți atent, instalați corect microcipul și tranzistorii.
Înainte de a face placa, verificați instalarea cu circuitul, rețineți alimentarea bipolară.
Din acest motiv, contorul poate fi conectat la circuit doar prin amplificatorul A3, care funcționează ca un convertor de impedanță și un amplificator. Cu variabila rezistor P1 câștig amplificator poate fi setat între 1 și 10. Rezistențele R5 și R10 compensate amplificatoare de eroare curente A3 și A4, care altfel pot cauza erori semnificative în măsurătorile. C6 și C7 elimină emisiile false pe impulsuri și sunt reîncărcate din tensiunea de alimentare.
Fără probleme - în construcție, fără probleme - în configurație
Instalarea contorului SWR poate fi efectuată, conform Fig. 4, atât pe "zero" (placa finisată cu găuri), cât și pe placa de circuite imprimate, ale cărei legături sunt realizate prin gravare. La umplerea plăcii cu detaliile din Fig. 5, trebuie avut în vedere faptul că tranzistorii cu efect de câmp și microcircuitul sunt lipiți pe folie de sus. Pentru tranzistoare cu efect de câmp de tip BF900 din figura 3, este prezentat aranjamentul pinului.
Pentru presetare, intrările Upr și Uobp sunt conectate la polul pozitiv al sursei de alimentare. Cu ajutorul potențiometrului P1, setăm indicatorul contorului SWR la sfârșitul scării - aceasta este întreaga configurație. Etalonarea scalei în unitățile SWR nu diferă de cea a contoarelor SWR convenționale.
Funcționarea corectă a indicării automate a SWR este verificată prin conectarea intrărilor contorului SWR la circuitul de testare Fig. 6. Cu această schemă, SWR este simulat = 3, în timp ce ambele tensiuni "directe" și "inverse" pot varia în raportul corespunzător într-o gamă largă. Indiferent de poziția potențiometrului, acul gauge trebuie să fie în poziția de mijloc. Sunt totuși ajustări mici de +/- 5% (este posibil să aveți nevoie sau să fiți conștienți de eroarea aparatului în intervalul nivelurilor de intrare - UA9LAQ). Dacă testele au succes, intrările corespunzătoare sunt conectate la ieșirile cuplajelor direcționale corespunzătoare. Pentru a asigura funcționarea corectă a contorului SWR, acesta trebuie alimentat cu o tensiune de undă înainte de cel puțin 200 mV. Tensiunea maximă aplicată contorului SWR nu trebuie să depășească 15 V, astfel încât să nu se deterioreze tranzistoarele. Prototipul dispozitivului a lucrat tocmai în această gamă prin simularea diferitelor valori ale SWR și a prezentat o precizie de nu mai mică de +/- 1,5%. Această precizie este destul de simplă, cuplele direcționale simple, folosite în practica de radio amator, oferă o precizie mult mai mică.
Posibilități (variații) de performanță
Indicatorul SWR automat poate fi utilizat în transmițător, ca bază a automatizării antenei. Prin intermediul dispozitivelor de comandă adecvate cu dispozitive de acționare pe axa CPE de la motoare, este posibilă ajustarea automată a dispozitivelor de potrivire la minimul SWR. Acest lucru este util în special atunci când schimbați frecvențele sau antenele. Există un câmp mare pentru experimente aici!
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: