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ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Indicatore del misuratore SWR. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Radiocomunicazioni civili Con tutta la varietà di circuiti e design dei misuratori SWR, hanno la stessa struttura: ci sono sensori di onde dirette e riflesse con rilevatori in uscita. All'indicatore vengono inviate le tensioni costanti Uad e Uref ricevute dai rivelatori, proporzionali alle ampiezze delle onde incidente e riflessa. Nel caso più semplice (e più comune), l'indicatore ha un interruttore Upad, Uotr e un dispositivo di puntamento con regolatore, come mostrato in Fig.1. Diodi VD1, VD2 e condensatori C1, C2 formano rivelatori Upad e Uotr.
Tutti sanno come usare un tale misuratore SWR. Durante la misurazione, è necessario eseguire tre semplici operazioni:
La scala del misuratore P1 viene calibrata sulla base della nota formula:
Tuttavia, lavorare con un tale indicatore non è molto conveniente: è necessario eseguire molte operazioni con ogni misurazione. Inoltre, è necessario un dispositivo di misurazione del puntatore buono e non economico con una scala che deve ancora essere calibrata smontando il dispositivo. Proviamo a risolvere il problema dell'indicazione in modo diverso. Per fare ciò, nella formula (1) dividiamo sia il numeratore che il denominatore per Upad.Come risultato, otteniamo
Ora, per determinare l'SWR, è sufficiente conoscere solo il rapporto Uref/Upad, e non i loro valori assoluti. Come si può condividere lo stress? Divisore resistivo, ovviamente. Quindi accendiamo il resistore variabile con un divisore, come mostrato in Fig. 2.
Come utilizzare un tale indicatore? L'istruzione non è eccessivamente complicata: è necessario ruotare la manopola del resistore variabile R1 finché il dispositivo non mostra zero, e in questo momento leggere il valore SWR dalla scala del resistore. C'è stata una sola operazione invece di tre. E non c'è nessun interruttore. Più conveniente, più facile, più veloce. Ci sono due requisiti per i dettagli di un tale misuratore SWR (sono anche convenienza): 1. Il dispositivo indicatore non deve essere di misura (con una scala graduata), ma di indicatore (con uno zero al centro della scala e un segno singolo in questo punto). In altre parole, un indicatore economico, ad esempio un indicatore del livello di registrazione di un vecchio registratore, può fungere da dispositivo, basta girare gli elementi di fissaggio per spostare la freccia al centro della scala. 2. Il resistore variabile R1 deve essere con una scala, ad esempio, sono adatti i tratti applicati con un pennarello indelebile sul pannello su cui è fissato il resistore R1 con una maniglia a forma di "becco". Come funziona l'indicatore? La corrente attraverso il dispositivo P1 è uguale a zero nell'unico caso in cui le tensioni sono le stesse su entrambi i terminali del dispositivo. Sull'uscita di sinistra è sempre presente una tensione Uotr. E sull'uscita destra - la tensione rimossa dallo spostamento del resistore variabile e uguale a U0TP. perché impostiamo lo strumento a zero. In altre parole, abbiamo diviso Upad con un resistore variabile in modo da ottenere un valore pari a U0TP. Ovviamente, in questo caso, l'angolo di rotazione dell'asse del resistore variabile R1 (se è del gruppo "A") è proporzionale al rapporto U0TP / Upad, e secondo la formula (2), la scala del il resistore può essere calibrato direttamente in SWR. Nei misuratori SWR assemblati secondo lo schema tradizionale, a bassa potenza, è necessario ridurre quasi a zero la resistenza del potenziometro. In questo caso, la resistenza di carico dei rivelatori è bassa, il che peggiora la linearità. Nell'indicatore descritto, la resistenza di carico dei rilevatori è costante ed elevata, il che garantisce la migliore linearità di rilevamento. Inoltre, a differenza dei misuratori assemblati secondo lo schema usuale, il resistore variabile R1 non introduce errori aggiuntivi, poiché al momento della misurazione la corrente che lo attraversa è zero, e quindi il dispositivo P1 è praticamente assente nel circuito (la corrente zero è l'assenza di influenza sulla parte restante del dispositivo, come se al posto del dispositivo fosse incluso un isolante). Quando si lavora con potenze elevate, ha senso proteggere il dispositivo P1 dal sovraccarico mediante una coppia di diodi al silicio back-to-back. Un ohmmetro è sufficiente per calibrare la scala del resistore variabile R1 (assumendo che i rilevatori di tensione Uotr e Upad siano lineari). Misurando la resistenza tra l'uscita inferiore e media (a seconda del circuito) del resistore R1 (dopo averli precedentemente scollegati dal resto del dispositivo), segnare la scala del resistore. Questo può essere fatto in due modi: 1. Viene disegnata la solita scala lineare, come la maggior parte dei misuratori SWR. Con una resistenza del resistore R1 pari a 10 kOhm, vengono applicati i punti di taratura della bilancia secondo la Tabella. 1.
2. Viene applicata una scala non lineare non convenzionale, ma più conveniente nella pratica, secondo la tabella. 2.
A seconda del gruppo del resistore variabile, il tipo di scala cambia di conseguenza. Per una lettura più accurata quando si misura un SWR elevato, è preferibile utilizzare un resistore del gruppo "B" e per la consueta scala - gruppo "A". Se si dispone di un resistore variabile con una resistenza diversa da 10 kOhm, è necessario modificare di conseguenza la resistenza del resistore R2 in modo che i rilevatori abbiano un carico uguale e ricalcolare i contrassegni della scala utilizzando la formula
dove Rtek è il valore di resistenza attuale da terra al motore; R1 - resistenza nominale del resistore variabile; SWR - Valore SWR corrispondente a Rcurrent. Per misure di basso SWR è conveniente realizzare una scala estesa, includendo in serie al terminale superiore del resistore R1 un ulteriore resistore R3, chiuso da un interruttore quando si misurano valori di alto SWR. I valori SWR possono essere ottenuti con la formula (3) sostituendo la somma (R1+R1) invece di R3. Quindi, a R3 = R1 = 10 kOhm, la scala estesa R1 avrà una graduazione secondo la tabella. 3. Questa graduazione, oltre a quella principale, è utile anche da mettere sulla bilancia del dispositivo.
Il circuito del misuratore SWR può essere ulteriormente semplificato abbandonando completamente il dispositivo puntatore. Dopotutto, infatti, abbiamo solo bisogno di un indicatore di zero. E può essere fatto sul LED I moderni LED rossi si illuminano in modo abbastanza evidente già a una corrente di 20 ... 30 μA. La tensione diretta attraverso il diodo in questo caso è 1,58..1,62 V. Se una cella galvanica da 1,5 V è collegata in serie con il LED (nella direzione diretta), la tensione di accensione del LED sarà solo di poche decine di millivolt. Il fatto è che questo è solo un nome: "elemento da un volt e mezzo". Ma in realtà la tensione al minimo, quasi uguale all'EMF, per celle fresche è 1,58 .. 1,6 V. Pertanto, un LED con un elemento collegato in serie si accenderà a una tensione di diverse decine di mV e una corrente di 20..30 μA - perché non un indicatore zero? Sostituendo con esso il dispositivo puntatore, otteniamo un dispositivo, il cui schema è mostrato in fig. 3. Le istruzioni per l'uso del misuratore consistono ancora in un elemento: ruotando la manopola del resistore variabile R1, notare il momento in cui il LED si accende e leggere il valore SWR dalla scala del resistore.
Naturalmente, la precisione della misurazione quando si utilizza un LED (Fig. 3) è inferiore a quella di un misuratore con indicatore a lancetta (vedere Fig. 2), soprattutto a basse potenze, tuttavia un LED non è un dispositivo a puntatore. Ma l'estrema semplicità ed economicità del dispositivo attrae. Inoltre, nella maggior parte dei casi, quando si sintonizzano le antenne, non è richiesta un'elevata precisione della misurazione dell'SWR. Il progetto deve prevedere una visiera schermante la luce al di sopra del LED, perché quest'ultimo, sebbene si accenda con una corrente misurata in microampere, naturalmente non è luminoso. E in pieno sole, questo crea problemi. Non è necessario un staccabatteria separato - in assenza di segnali dalle uscite dei rivelatori, un elemento non è sufficiente, oltre al LED, anche per aprire il diodo VD2, quindi il dispositivo non consuma corrente. Utilizzare misuratori SWR assemblati secondo gli schemi di fig. 2 e fig. 3, la sintonizzazione dell'antenna è molto più conveniente di quelle tradizionali. I motivi sono due: il processo di misurazione è più semplice (un'operazione contro tre); la direzione del movimento della freccia P1 (per Fig. 2) o la direzione del cambiamento nella luminosità del bagliore (per Fig. 3) indica in modo inequivocabile la direzione del cambiamento in SWR. Obietteranno: in un indicatore convenzionale (vedi Fig. 1), puoi anche concentrarti su una diminuzione della tensione Uref. Ahimè, non sempre. Diciamo che Uref scende. Ma Ufall può diminuire anche più bruscamente di Uref (ad esempio, nel caso in cui il carico per il trasmettitore sia fortemente disadattato), il che significa che l'SWR è aumentato nonostante la diminuzione di Uref. Solo una diminuzione di Uop non significa ancora nulla. È necessario confrontare con Upad. In un indicatore convenzionale, questo confronto deve essere eseguito manualmente, attivando ogni volta l'interruttore e ricalibrando l'indicatore. Nel dispositivo descritto, il confronto tra Uotr e Upad avviene automaticamente - sul resistore variabile del divisore e sull'indicatore zero. Naturalmente, un tale indicatore non è molto adatto per l'integrazione diretta in un ricetrasmettitore o amplificatore di potenza. Ma in un misuratore SWR separato, progettato specificamente per le misurazioni dell'antenna, è notevolmente più conveniente di quello tradizionale. Autore: Igor Goncharenko (DL2KQ - EU1TT), Bonn, Germania
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