|
ЭНЦИКЛОПЕДИЯ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ И ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ Индикатор КСВ-метра. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники
Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Гражданская радиосвязь При всем разнообразии схем и конструкций КСВ-метров структура у них одна: имеются датчики прямой и отраженной волн с детекторами на выходе. Полученные с детекторов постоянные напряжения Uпад и Uотр пропорциональные амплитудам падающей и отраженной волн, подаются на индикатор. В простейшем (и самом распространенном) случае в индикаторе имеется переключатель Uпад, Uотр и стрелочный прибор с регулятором, как показано на рис.1. Диоды VD1, VD2 и конденсаторы С1, С2 образуют детекторы Uпад и Uотр .
Как пользоваться таким КСВ-метром, знают все. При измерении надо сделать три нехитрые операции:
Шкала измерительного прибора Р1 градуируется на основе известной формулы:
Однако работа с таким индикатором не очень удобна - необходимо делать много операций при каждом измерении. Кроме того, нужен хороший и не дешевый стрелочный измерительный прибор со шкалой, которую нужно еще отградуировать, разобрав прибор. Попробуем задачу индикации решить по-иному. Для этого в формуле (1) разделим и числитель и знаменатель на Uпад- В результате получим
Теперь для определения КСВ достаточно знать лишь отношение Uотр/Uпад, а не абсолютные их величины. Чем можно поделить напряжение? Резистивным делителем, разумеется. Вот и давайте включим переменный резистор делителем, как показано на рис. 2.
Как пользоваться таким индикатором? Инструкция не отличается чрезмерной сложностью: надо вращать ручку переменного резистора R1 до тех пор, пока прибор не покажет нуль, и в этот момент считать значение КСВ со шкалы резистоpa. Осталась лишь одна операция вместо трех. И переключателя нет. Удобнее, проще, быстрее. К деталям такого измерителя КСВ предъявляются два требования (они же удобства): 1. Стрелочный прибор должен быть не измерительным (с градуированной шкалой), а индикаторным (с нулем посредине шкапы и единственной отметкой в этом месте). Другими словами, прибором может служить дешевый индикатор, например, индикатор уровня записи старого магнитофона, только придется подвернуть крепления, чтобы сдвинуть стрелку в середину шкалы. 2. Переменный резистор R1 должен быть со шкалой, годятся, например, штрихи, нанесенные несмываемым фломастером-маркером на панели, на которой закреплен резистор R1 с ручкой в виде "клювика". Как работает индикатор? Ток через прибор Р1 равен нулю в единственном случае - когда на обоих выводах прибора одинаковые напряжения. На левом выводе всегда присутствует напряжение Uотр. А на правом выводе - напряжение, снятое сдвижка переменного резистора и равное U0TP. потому что мы установили стрелку прибора на нуль. Иначе говоря, мы переменным резистором поделили Uпадтак, чтобы получилась величина, равная U0TP. Очевидно, что при этом угол поворота оси переменного резистора R1 (если он группы "А") пропорционален отношению U0TP/Uпад, и в соответствии с формулой (2) шкала резистора может быть проградуирована непосредственно в КСВ. В измерителях КСВ, собранных по традиционной схеме, при малой мощности приходится уменьшать сопротивление потенциометра почти до нуля. Сопротивление нагрузки детекторов при этом получается низким, что ухудшает линейность. В описываемом же индикаторе сопротивление нагрузки детекторов неизменно и велико, что обеспечивает лучшую линейность детектирования. Кроме того, в отличие от измерителей, собранных по обычной схеме, переменный резистор R1 не вносит дополнительных погрешностей, поскольку в момент измерения ток через него равен нулю, и поэтому прибор Р1 виртуально отсутствует в схеме (нуль тока - это и есть отсутствие влияния на остальную часть устройства, как будто вместо прибора включен изолятор). При работе с большими мощностями есть смысл защитить прибор Р1 от перегрузки парой встречно-параллельно включенных кремниевых диодов. Для градуировки шкалы переменного резистора R1 (полагая, что детекторы напряжений Uотр и Uпад линейные) достаточно омметра. Измеряя сопротивления между нижним и средним (по схеме) выводом резистора R1 (предварительно отключив их от остальной части устройства), размечают шкалу резистора. Это можно сделать двумя способами: 1. Рисуется обычная линейная шкала, как у большинства КСВ-метров. При сопротивлении резистора R1, равном 10 кОм, градуировочные точки шкалы наносятся в соответствии с табл. 1.
2. Наносится нетрадиционная, но более удобная в практике нелинейная шкала в соответствии с табл. 2.
В зависимости от группы переменного резистора вид шкалы соответственно изменяется. Для более точного отсчета при измерении больших КСВ лучше применить резистор группы "В", а для привычной шкалы - группы "А". Если у вас имеется переменный резистор с сопротивлением, отличающимся от 10 кОм, то надо соответственно изменить сопротивление резистора R2, чтобы детекторы имели равную нагрузку, и пересчитать разметку шкалы по формуле
где Rтек - текущее значение сопротивления от земли до движка; R1 - номинальное сопротивление переменного резистора; КСВ - значение КСВ, соответствующее Rтек. Для измерений малых КСВ удобно сделать растянутую шкалу, включая последовательно с верхним выводом резистора R1 дополнительный резистор R3, замыкаемый переключателем при измерениях больших значений КСВ. Значения КСВ можно получить по формуле (3), подставляя в нее вместо R1 сумму (R1+R3). Так, при R3 = R1 = 10 кОм растянутая шкала R1 будет иметь градуировку в соответствии с табл. 3. Эту градуировку, помимо основной, полезно также нанести на шкалу прибора.
Схему измерителя КСВ удается еще более упростить, вообще отказавшись от стрелочного прибора. Нам ведь, по сути, нужен лишь индикатор нуля. А его можно сделать на светодиоде Современные красные светодиоды вполне заметно светятся уже при токе 20...30 мкА. Прямое напряжение на диоде при этом составляет 1,58..1,62 В. Если последовательно со светодиодом включить (в прямом направлении) один гальванический элемент на 1,5 В, то напряжение зажигания светодиода составит всего несколько десятков милливольт. Дело в том, что это только название такое: "полуторавольтовый элемент". А на самом деле напряжение на холостом ходу, практически равное ЭДС, у свежих элементов составляет 1,58.. 1,6 В. Таким образом, светодиод с последовательно включенным элементом будет загораться при напряжении в несколько десятков мВ и токе 20..30 мкА - чем не индикатор нуля? Заменив им стрелочный прибор, получим устройство, схема которого показана на рис. 3. Инструкция по пользованию измерителем по-прежнему состоит из одного пункта: вращая ручку переменного резистора R1, замечают момент появления свечения светодиода и считывают значение КСВ со шкалы резистора.
Конечно, точность измерения при использовании светодиода (рис. 3) пониже, чем у измерителя со стрелочным индикатором (см. рис. 2), особенно при низких мощностях, все же светодиод - это не стрелочный прибор. Но привлекает предельная простота и дешевизна устройства. К тому же в большинстве случаев при настройке антенн высокая точность измерения КСВ и не требуется. В конструкции надо предусмотреть светозащитный козырек над светодиодом, потому что последний хотя и загорается при токе, измеряемом микроамперами, но, естественно, не ярко. А при ярком солнечном свете это создает проблемы. Отдельный выключатель элемента питания не нужен - при отсутствии сигналов с выходов детекторов одного элемента не хватит, чтобы, кроме светодиода, открыть еще и диод VD2, поэтому устройство тока не потребляет. Пользоваться измерителями КСВ, собранными по схемам рис. 2 и рис. 3, при настройке антенн намного удобнее, чем традиционными. Причин две: проще процесс измерения (одна операция против трех); направление движения стрелки Р1 (для рис. 2) или направление изменения яркости свечения (для рис. 3) однозначно указывает направление изменения КСВ. Возразят - в обычном индикаторе (см. рис. 1) тоже можно ориентироваться на снижение напряжения Uотр. Увы, далеко не всегда. Допустим, Uотр снижается. Но Uпад может уменьшится еще резче, чем Uотр (например, в случае, когда нагрузка для передатчика сильно рассогласована), а это значит, что КСВ возрос несмотря на уменьшение Uотр. Просто снижение Uотр еще ни о чем не говорит. Надо сравнивать с Uпад. В обычном индикаторе это сравнение надо делать вручную, каждый раз щелкая переключателем и заново калибруя индикатор. В описываемом же устройстве сравнение Uотр и Uпад происходит автоматически - на переменном резисторе делителя и индикаторе нуля. Конечно, такой индикатор не очень подходит для непосредственного встраивания в трансивер или в усилитель мощности. Но в отдельном КСВ-метре, предназначенном именно для антенных измерений, он заметно удобнее традиционного. Автор: Игорь Гончаренко (DL2KQ - EU1TT), г.Бонн, Германия
Питомцы как стимулятор разума
06.10.2025 Мини-ПК ExpertCenter PN54-S1
06.10.2025 Глазные капли, возвращающие молодость зрению
05.10.2025
▪ Мощные N-канальные МОП-транзисторы на 40 вольт ▪ Обнаружен двойник Солнечной системы ▪ Приспособление для чистки обуви в авто ▪ Технология Mitsubishi Electric проследит за внимательностью водителя
▪ раздел сайта Параметры радиодеталей. Подборка статей ▪ статья Сравнительная анатомия. История и суть научного открытия ▪ статья Какие государства являются не имеющими выхода к морю второго порядка? Подробный ответ ▪ статья Измеритель физических данных человека. Должностная инструкция ▪ статья Телевизор в качестве осциллографа. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники ▪ статья Красное и белое. Секрет фокуса
Комментарии к статье: Михаил Очень просто и понятно, огромное спасибо за публикацию. Главная страница | Библиотека | Статьи | Карта сайта | Отзывы о сайте
www.diagram.com.ua |
Смотрите другие статьи раздела 
Последние новости науки и техники, новинки электроники: