Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Гражданская радиосвязь

 Комментарии к статье

Бывают случаи, когда трансиверы выходят из строя из-за не-правильного подключения к источнику питания или внезапного повышения напряжения. Защитить аппаратуру в этих случаях поможет предлагаемое устройство.

Статистика ремонтов приемопередающей аппаратуры показывает, что до 30 % отказов вызваны авариями по питанию. К числу типичных аварийных ситуаций относятся превышение питающего напряжения (перенапряжение) и несоблюдение его полярности (переполюсовка). Некоторые пользователи умудряются каким-то загадочно-непонятным способом сотворить еще и сочетание этих ситуаций. Следует особо подчеркнуть, что уязвимость радиостанции резко возрастает, если применяется нетиповой (в том числе самодельный) предохранитель и источник питания с неоправданно большим запасом по току.

В таких случаях внутренняя защита трансивера оказывается неэффективной и последствия аварий принимают весьма серьезный, а порой и катастрофический характер. Неизбежный массовый отказ дорогостоящих и дефицитных компонентов делает восстановление "убитого" трансивера нерентабельным. При авариях прежде всего повреждаются различные полупроводниковые приборы - диоды, транзисторы, интегральные микросхемы. У них могут измениться характеристики, произойти пробой или обрыв переходов, термомеханическое разрушение корпуса. Выходят из строя резисторы, моточные изделия, лампы подсветки. Может происходить вспучивание или взрыв оксидных конденсаторов, отслоение и выгорание печатных проводников, обугливание участков платы, деформация деталей из термопластов. Вся коллекция отказов взята из практики.

Аварийные ситуации возникают при следующих обстоятельствах: неумелые действия начинающего пользователя, случайная ошибка или небрежность подготовленного оператора, умышленное причинение вреда посторонним лицом, техническая неисправность системы электропитания. К сожалению, от подобных рисков не застрахован ни один владелец радиостанции. Поэтому возникла идея разработать устройство для надежной защиты трансивера при аварийных ситуациях.

Устройство блокирует подачу питания радиостанции при поступлении аномального напряжения в интервале от -50 до +50 В. Оно обладает и другими полезными свойствами, например, не создает падения напряжения в цепи питания трансивера, а также не требует обязательного применения плавкого предохранителя. Что касается быстродействия защиты, то оно не хуже 2 мс и зависит от характера аварийной ситуации.

Схема устройства защиты показана на рис. 1.

При поступлении на вход устройства напряжения положительной полярности с уровнем менее 10 В по цепи VD1R1K1VT1 протекает ток, однако его недостаточно для срабатывания реле К1. При входном напряжении 10... 15 В реле срабатывает и подает питание на трансивер.

Если в процессе работы напряжение превысит 15 В, то стабилитрон VD2 начнет проводить ток, который откроет тиристор VS1. Напряжение на аноде тиристора упадет, транзистор VT1 закроется и обмотка реле К1 обесточится. Поскольку она ничем не зашунтирована, то отпускание контактов реле произойдет за минимальное время (реально 0,5...2 мс). В результате трансивер будет отключен от источника повышенного напряжения. Стабилитрон VD3, применение которого не обязательно, срезает короткий выброс, возможный при очень большой скорости нарастания напряжения.

В случае, если аварийно высокое напряжение поступит на вход устройства скачком от нулевого уровня, то оно вообще не попадет на трансивер, так как электронная "защелка" VD2VS1VT1 среагирует на несколько порядков быстрее, чем успеет сработать реле К1. В случае переполюсовки напряжение отрицательной полярности также не поступит на трансивер, поскольку реле не сработает благодаря диоду VD1, который будет закрыт обратным напряжением.

После аварийного срабатывания защиты возвращение в исходное состояние осуществляется путем кратковременного снятия входного напряжения.

Было изготовлено два варианта конструктивного исполнения устройства. В первом - детали устройства смонтированы внутри корпуса реле К1, в качестве которого использовано реле КУЦ-1 (паспорт РА.362.900) от цветных телевизоров отечественного производства. Оно имеет сопротивление обмотки 560 Ом и срабатывает при напряжении около 5 В. Габаритные размеры устройства (45x45x15мм) позволяют разместить его внутри трансивера либо снаружи на крышке.

Очень удобен и другой вариант - в пластиковом цилиндрическом контейнере от фотопленки. Контейнер имеет диаметр 30 и длину 50 мм. Готовое изделие заливается эпоксидным компаундом и устанавливается в разрыв шнура питания трансивера (аналогично фильтру от импульсных помех). Здесь использовано более компактное реле РЭС47 (паспорт РФ4.500.409) с сопротивлением обмотки 175 Ом. При этом резистор R1 должен иметь сопротивление 110 Ом. Подойдут также любые другие реле, срабатывающие при напряжении 5...6 В и способные коммутировать ток не менее 3 А (например, реле серии TRC фирмы TTI).

Транзистор VT1 можно заменить токовыми ключами серий КР1014, КР1064 с индексами А, В или их аналогами ZVN2120, VN2410. Вместо диода VD1 подойдет любой другой с прямым током не менее 0,3 А и обратным напряжением не менее 400 В, например, КД209А. Стабилитрон VD2 можно заменить на Д814 или КС515А. Тиристор VS1 может быть с индексами Е-И, причем желательно использовать экземпляры, отобранные по максимальной чувствительности.

Налаживание устройства начинают с подбора резистора R1, добиваясь срабатывания реле при напряжении на входе 9,5...10 В. Затем, медленно и плавно повышая напряжение, убеждаются, что реле отпускает при 14,5...15 В. Если потребуется, то напряжение отсечки можно изменить подбором стабилитрона VD2.

Автор провел испытания Си-Би трансивера ALAN-78 PLUS, оснащенного предлагаемым устройством защиты. Процедура испытаний имитировала серию наиболее опасных аварийных ситуаций, а именно, комбинацию переполюсовки и перенапряжения. Кроме этого, намеренно вводился фактор усугубления аварии - вместо штатного плавкого предохранителя номиналом 2 А была установлена перемычка из толстого провода. В обычных условиях такой, можно сказать, "беспредел" гарантирует обширное и необратимое разрушение электронных элементов любого трансивера.

В ходе испытаний аппарат многократно подключался к источникам тока (блоки питания PS-30, Б5-48, Б5-71, трансформатор ОСМ-220/36 В), которые имели следующие параметры: -13,8 В (32 А);+16 В (10 А);-16 В (10 А); + 30 В (10 А); -30 В (10 А); -36 В (50 Гц, 5 А); +50 В (2 А); -50 В (2 А). Подача на трансивер каждого испытательного напряжения осуществлялась автоматически с помощью программного устройства, работающего по циклограмме, отображенной в таблице.

Расширенный режим испытаний позволил моделировать аварийные ситуации различной продолжительности и попутно проверить устойчивость защиты к переходным процессам. Если каждый факт подачи на трансивер аномального напряжения рассматривать как аварийную ситуацию, то нетрудно подсчитать, что их суммарное число составило 688. Тем не менее столь сокрушающее воздействие не причинило радиостанции никакого вреда. При контрольной подаче номинального напряжения (+13,2 В) аппарат включился и показал полную работоспособность. Такой результат испытаний свидетельствует о надежности устройства и позволяет отнести его к категории "защиты от дурака".

Если несколько усложнить устройство, оно может обеспечить дополнительно защиту по току потребления и от аварийного повышения ВЧ напряжения на коллекторе выходного транзистора передатчика. Такое повышение возможно при рассогласовании антенно-фидерного тракта или возбуждении выходного каскада.

Схема этого варианта изображена на рис. 2.

Защита по току (перегрузка и короткое замыкание) осуществляется с помощью геркона SF1 с расположенной на нем катушкой L1. При увеличении тока, потребляемого трансивером, выше установленного значения, электромагнитное поле катушки становится достаточным для замыкания магнитоуправляемого контакта.

Поскольку геркон включен параллельно стабилитрону VD2, то происходит аварийное отключение устройства аналогично ситуации с перенапряжением. Элементы VT2, С1, R4, VD4 формируют зону временной нечувствительности защиты к броску тока, возникающему в момент включения трансивера. Для радиостанции ALAN-78PLUS это время равно 22 мс и может корректироваться подбором конденсатора С1.

При работе с устройством (рис. 2) необходимо сначала включить трансивер, а затем тумблер SA1.

Настройка токовой защиты на уровень 2...3 А сводится к подбору числа витков катушки L1, состоящей из 4-8 витков провода ПЭЛ 0,5 (грубо) и перемещению ее по геркону (точно) с последующим фиксированием термоплавким клеем.

При рассогласованной нагрузке (например, обрыв в антенно-фидерном тракте) ВЧ напряжение на коллекторе выходного транзистора передатчика увеличивается, что чревато пробоем его переходов. Однако в этом случае стабилитрон VD5 начинает проводить ток, который открывает транзистор VT3. Положительное напряжение с коллектора транзистора поступает на управляющий электрод тиристора VS1. Затем устройство отключается аналогично другим аварийным ситуациям.

Резистор R7 подбирают таким образом, чтобы трансивер отключался при работе передатчика на эквивалент антенны 150 Ом, что соответствует КСВ-3.

Эмиттерный переход транзистора VT2 (см. рис. 2) необходимо зашунтировать резистором сопротивлением около 10 кОм.

Автор: А.Соколов, г.Москва

Смотрите другие статьи раздела Гражданская радиосвязь.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Кислотность океана разрушает зубы акул 03.10.2025

Мировые океаны выполняют важнейшую функцию - они поглощают около трети углекислого газа, выбрасываемого в атмосферу. Это помогает замедлять темпы глобального потепления, но имеет и обратную сторону. Растворяясь в воде, CO2 образует угольную кислоту, которая повышает концентрацию водородных ионов и приводит к снижению pH. Вода становится более кислой, а последствия этого процесса уже заметны для морских экосистем. Средний показатель кислотности океана сейчас равен примерно 8,1, тогда как еще недавно за условную норму брали значение 8,2. По прогнозам, к 2300 году уровень может упасть до 7,3 - это сделает океан почти в десять раз кислее нынешнего состояния. Для обитателей морей подобные изменения означают не просто сдвиг химического равновесия, а реальную угрозу физиологическим процессам, начиная от формирования раковин у моллюсков и заканчивая охотничьим поведением акул. Чтобы выяснить, как именно кислотная среда отражается на зубах акул, группа немецких исследователей провела эксп ...>>

Почтовый космический корабль Arc 03.10.2025

Космические технологии становятся частью инфраструктуры, способной повлиять на логистику, медицину и даже военную сферу. Идея использовать орбиту как глобальный склад для срочных поставок звучала еще недавно как научная фантастика, но стартап Inversion пытается превратить ее в практическое решение. Компания Inversion появилась в начале 2021 года благодаря Джастину Фиаскетти и Остину Бриггсу, которые на тот момент были студентами Бостонского университета. Их замысел состоял в том, чтобы сделать возможной доставку грузов не только через спутниковые сети данных, но и в буквальном смысле - физических предметов. В основе лежит простая мысль: если космос обеспечивает доступ к любой точке Земли, то и грузы должны перемещаться тем же маршрутом. Уже за три года работы команда из 25 специалистов успела построить демонстрационный аппарат "Ray". Его запуск состоялся в рамках миссии SpaceX Transporter-12. Устройство весом 90 килограммов проверяло ключевые технологии Inversion, включая двухком ...>>

Лазерное обогащение урана 02.10.2025

Ядерная энергия остается одним из ключевых источников стабильного электричества, особенно для стран с растущими потребностями в энергоснабжении. Однако обеспечение бесперебойных поставок топлива для атомных станций требует современных технологий обогащения урана, которые одновременно эффективны и безопасны. Американская компания Global Laser Enrichment (GLE) делает значительный шаг в этом направлении, завершив масштабное тестирование лазерной технологии обогащения урана. Демонстрационная программа была проведена на объекте в Уилмингтоне, Северная Каролина. Тестирование технологии SILEX (Separation of Isotopes by Laser EXcitation), разработанной австралийской Silex Systems, стартовало в мае 2025 года и продлится до конца года. В ходе экспериментов компания планирует получить сотни фунтов низкообогащенного урана (LEU), который может быть использован в качестве топлива для атомных электростанций. GLE была создана в 2007 году для коммерциализации лазерных методов обогащения урана в С ...>>

Случайная новость из Архива Система безопасности программно-определяемых сетей от Fortinet 22.09.2015 Компания Fortinet представила новую систему безопасности программно-определяемых сетей (Software-Defined Network Security-SDNS). Система подразумевает продвинутую защиту от угроз в современной гибкой среде ЦОД. "Это четкая концепция о всеобъемлющем подходе к ИТ-безопасности в ЦОД, которая предоставляет расширенную платформу интеграции с такими партнерами, как HP, Ixia, PLUMgrid, Pluribus Networks, Extreme Networks и NTT", - отметили в Fortinet. Безопасность в среде SDN устанавливает новые стандарты сетевой безопасности на современном предприятии, где ЦОДы были полностью модифицированы благодаря использованию технологий виртуализации, облачных вычислений и программно-определяемых сетей. "Зачастую инфраструктура информационной безопасности слишком статична, что мешает ей отвечать на быстроменяющиеся нужды цифровой экономики и эффективно предотвращать постоянно изменяющиеся угрозы, - отметил Нил МакДональд (Neil MacDonald), вице-президент и известный аналитик Gartner Research. - Все чаще поставщики сетевой безопасности заменяют отдельные элементы аппаратного оборудования на управляющее программное обеспечение для достижения гибкости в политиках безопасности, независимо от местоположения". По словам разработчиков, новая система SDN безопасности от Fortinet вносит инновации во все основные слои сетевой архитектуры: Data plane - объединение сервисов безопасности из аппаратных модулей в логические сущности, предоставляющее дополнительные возможности по масштабируемости и тесной интеграции в коммутационную фабрику и сетевые потоки; Control plane - управление и автоматизация обработки политик безопасности с адаптивным распределением нагрузки для исключения задержек при обеспечении безопасности и соответствия требованиям в динамичных окружениях; Management plane - централизованное управление политиками безопасности и событиями физических и виртуальных приложений, частных и общедоступных "облаков" по всей инфраструктуре для обеспечения комплексной безопасности. "Мы не думаем, что будет существовать единая стандартная платформа SDN, которую будут использовать все предприятия и поставщики услуг, - заявил Джон Мэдисон, вице-президент по маркетингу компании Fortinet. - Именно поэтому мы развиваем партнерскую экосистему для поддержки различных платформ SDN через наши собственные и открытые интерфейсы прикладного программирования (API-х). Важно предоставить масштабируемые модули безопасности, которые могут быть использованы и преобразованы по требованию". Усилия Fortinet в области безопасности программно-определяемых сетей начались более пяти лет назад с первых виртуальных устройств FortiGate-VM, предназначенных для защиты виртуализованных и консолидированных центров обработки данных. Эти усилия продолжились одновременно с продолжающейся трансформацией ЦОДов. В рамках своей стратегии для ЦОД компания тесно сотрудничает с многочисленными партнерами (их число не перестает расти), чтобы предоставить должную защиту в их ключевых инфраструктурах. Эти платформы включают SDN-контроллеры, базы оркестровки, гипервизоры, управление облачными средами, управление безопасностью и аналитику. Fortinet в настоящее время работает с двумя десятками поставщиков, чтобы обеспечить защиту от киберугроз с помощью продвинутой платформы по безопасности SDN.

Другие интересные новости:

▪ Аксессуар Biostar для добычи криптовалют

▪ Лазерную космическую связь проверят с Луны

▪ Графеновый лазер для фотонных микросхем

▪ Атлантида в Гватемале

▪ Стабильный кубит, работающий при комнатной температуре

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Строителю, домашнему мастеру. Подборка статей

▪ статья Что делаешь, делай скорее. Крылатое выражение

▪ статья На чем держалась дисциплина в наполеоновской армии? Подробный ответ

▪ статья Фасовщик муки и крупы. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Простой телефонный аппарат. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Двухполосный громкоговоритель с лабиринтом. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025