Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Радиоприем

 Комментарии к статье

Автоматические измерители КСВ приобрели заслуженную популярность благодаря тому, что не требуют постоянной калибровки. Это существенно упрощает сам процесс измерения и обеспечивает возможность при работе в эфире оперативно контролировать качество согласования антеннофидерного тракта. Большое число удачных схемных решений, предложенных радиолюбителями, можно условно разделить на две группы.

К первой относятся решения на основе ШИ-регуляторов [1-4]. Это относительно сложные схемотехнические устройства, состоящие, как правило, из двух блоков - собственно узла автокалибровки на трех-четырех ОУ и блока индикации (аналогового на стрелочном приборе или светодиодного цифрового со своим довольно сложным преобразователем). К второй группе относятся устройства на основе резистивных делителей [5-7], которые отличаются простотой исполнения. Принципы их построения и методика расчета КСВ-метра на основе резистивных делителей достаточно просто и доступно изложены в статье И. Гончаренко [5].

Очень привлекательны, с точки зрения эргономики, дизайна и удобства визуального контроля, КСВ-метры со светодиодными индикаторами. Стоит отметить две важные особенности этих устройств. Во-первых, операция калибровки или автокалибровки, как таковая, отсутствует за ненадобностью. Точность измерения определяется только точностью подбора значений резисторов и чувствительностью компараторов. Во-вторых, хорошее быстродействие позволяет рекомендовать их применение для оперативного контроля рабочего и аварийного состояний антенно-фидерного тракта. В этом случае достаточно производить отсчет двух-трех пороговых уровней, например, как в [7]. Но для комфортного применения в качестве основного измерителя КСВ число индицируемых уровней желательно увеличить, по крайней мере, до 5-7.

Предлагаемый вашему вниманию вариант автоматического светодиодного КСВ-метра с однополярным питанием имеет десять уровней отсчета и отличается исключительной простотой благодаря применению доступной и недорогой микросхемы LM3914 [8]. В этой микросхеме - специализированном контроллере для управления линейными светодиодными шкалами - есть все, что нам необходимо, а именно: прецизионный десятиступенчатый делитель напряжения с линейным шагом деления 0,1, десять компараторов и узел управления светодиодами.

Схема устройства приведена на рис. 1. Напряжения прямой U_пp и отраженной U_отр волн от датчика КСВ подаются на входы микросхемы DA1. Допустимое напряжение прямой волны - + 1...+ 11 В. Его выставляют во время настройки датчиков при подаче номинальной мощности передатчика на согласованную нагрузку. Нижнее значение этого напряжения желательно ограничить на уровне примерно 2 В, чтобы минимизировать влияние нелинейности германиевых диодов датчика КСВ на точность измерений. Датчики прямой и отраженной волн - это любые известные устройства на направленных ответвителях, на токовых трансформаторах или мостовые, которые многократно описаны в литературе. Хочется порекомендовать для изготовления хорошую конструкцию Э. Гуткина, доступно и подробно описанную в [9].

Рис. 1. Схема автоматического светодиодного КСВ-метра

Напряжение прямой волны через резистор R2 поступает на вывод 6 DA1 - верхнее плечо внутреннего резистивного делителя, представляющего собой десять последовательно включенных одинаковых резисторов сопротивлением около 1 кОм. Применение дополнительного внешнего резистора R2 позволило получить определенную гибкость в настройке порогов срабатывания компараторов и, соответственно, в выборе значений КСВ, индицируемых светодиодами. В авторском варианте индикатора при указанных на схеме номиналах этих резисторов свечение светодиода HL1 соответствует КСВ 1,2, светодиода HL2 - 1,4, светодиода HL3 - I,7, светодиода HL4 - 2, светодиода HL5 - 2,5, светодиода HL6 - 3, светодиода HL7 - 4, светодиода HL8 - 5, светодиода HL9 - 7, светодиода HL10 - 11.

Эти значения справедливы в том случае, если суммарное сопротивление внутреннего делителя равно 10кОм, но реально из-за технологического разброса может быть от 8 до 17 кОм. Поэтому для обеспечения высокой точности КСВ-метра предварительно необходимо измерить суммарное сопротивление внутреннего делителя, подключив омметр к выводам 4 и 6 DA1.

Для этого лучше всего воспользоваться "китайским" цифровым мультиметром - у него в режиме омметра на выход подается малое напряжение (не более 0,2 В), что ниже напряжения открывания кремниевых p-n переходов. Это обеспечивает высокую точность измерений. В авторском варианте R_внутр = 9,92 кОм. Измеренное значение R_внутр позволит подобрать конкретное сопротивление резистора R2 под желаемую характеристику индикации.

Формула для расчета ступеней индикации КСВ под конкретный экземпляр микросхемы и выбранный номинал сопротивления R2 простая: КСВ = (R_внутр + R2 + R_тек)/(R_внутp + R2 - R_тек). Здесь сопротивления R_внутр и R2 - в килоомах; R_тек - сопротивление ступеней резистивного делителя в килоомах (т. е. в данном случае это 1, 2, 3 ... 10).

О назначении других элементов. Резистор R1 выравнивает сопротивление нагрузки выпрямителей датчика КСВ, поэтому его сопротивление должно быть равно сумме сопротивлений R2 + Rвнутр. Резистор R4 определяет ток через каждый светодиод, в данном случае он выбран примерно 10 мА. Конденсаторы С3 и С4 защищают входы от ВЧ-наводок. Вариант схемы, приведенный на рис. 1, соответствует режиму работы шкалы в виде светящегося столбика. Если вывод 9 микросхемы DA1 оставить свободным, будет светиться только один значащий светодиод.

Оказалось, что часто встречаются экземпляры LM3914, у которых напряжение смещения по входу 5 бывает достаточно большое. Это приводит к срабатыванию индикации без входных сигналов. Чтобы это устранить, необходимо на вывод 4 подать небольшое положительное напряжение, для чего между выводом 4 и общим проводом подключен подстроечный резистор R3 сопротивлением 220...330 Ом. Включив питание, подстройкой этого резистора убираем фоновое (без сигналов) свечение индикаторов.

Светодиоды можно применять любые доступные. Конструктивно удобны импортные моноблоки из десяти независимых диодов в одном корпусе. В авторском варианте был использован блок KingBright DC-763BWA, в котором семь диодов - зеленого цвета свечения, а три диода (у нас они соответствуют уровням КСВ>4) - красного.

При желании этот КСВ-метр можно дополнить устройством звуковой индикации превышения некоторого порога по КСВ и автоматической релейной защиты от высокого КСВ. Схема такого устройства представлена на рис. 2.

Рис. 2. Схема устройства

В данном случае реализован следующий алгоритм работы: при достижении КСВ уровня 3 загорается светодиод HL6 (по схеме рис. 1), падение напряжения на нем открывает транзистор VT1, который включает акустический излучатель со встроенным генератором. Он может быть любого типа - лишь бы достаточно громко работал при подаче на него напряжения питания +5 В. Звучит предупреждающий звуковой сигнал. Если КСВ продолжает увеличиваться и достигает 7, открываются транзисторы VT2 и VT3 и срабатывает реле, контакты которого (они на схеме не показаны) могут перевести аппарат в режим приема или, например, заметно уменьшить выходную мощность.

Положительная обратная связь через цепь VD1R5 "защелкивает" ключи VT2, VT3 в открытом состоянии. Вывести их можно только замыканием контактов кнопки сброса SA1 или полным обесточиванием узла защиты. Конденсатор С2 обеспечивает небольшую задержку (примерно на одну секунду) срабатывания релейной защиты, и его емкость может быть изменена, исходя из ваших собственных предпочтений.

Транзисторы можно применить любые кремниевые соответствующей структуры: VT1, VT2 - серий КТ209, КТ361, КТ3107, 2N3906 и т. п., VT3 - серий КТ315, КТ3102, 2N3904, BC547 и т. п. Диоды - любые кремниевые маломощные серий КД522, КД102, Ш4148и т. п. Реле - с рабочим напряжением 5...6 В.

Литература

1. Погосов А. Автоматический КБВ-метр. - Радио, 1985, № 10, с. 20, 21.
2. Автоматические показания при измерении КСВ. - URL: cqham.ru/ swr_12.htm.
3. Доброхотов И. Автоматический КСВ-метр. - URL: cqham.ru/un7gm_ swr.htm.
4. Нечаев И. КСВ-метр с автоматической калибровкой. - Радио, 2005, № 3, с. 64, 65.
5. Гончаренко И. Индикатор КСВ-метра. - URL: dl2kq.de/ant/3-21.htm.
6. Кабаев А. Автоматический индикатор КСВ. - URL: cqham.ru/swr14. htm.
7. Нечаев И. Автомобильный автоматический КСВ-метр. - Радио, 2005, № 6, с. 68, 69.
8. LM3914 Dot/Bar Display Driver. - URL:  datasheetcatalog.com/ datasheets_pdf/L/M/3/9/LM3914.shtml.
9. Гуткин Э. Измеряем КСВ: теория и практика. - Радио, 2003, № 5, с. 66-68; № 6, с. 61-63.

Автор: Сергей Беленецкий (US5MSQ)

Смотрите другие статьи раздела Радиоприем.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Робот Bean-Bot без моторов и программирования 07.09.2026

Робототехнику трудно представить без электродвигателей, аккумуляторов, датчиков и управляющего программного обеспечения. Однако исследователи Итальянского технологического института продемонстрировали, что для выполнения довольно сложных движений все эти компоненты иногда вовсе не обязательны. Созданный ими миниатюрный робот Bean-Bot способен самостоятельно прыгать, катиться, скользить, переворачиваться и преодолевать наклонные поверхности, используя энергию нагрева и особенности собственной конструкции. Идея разработки возникла благодаря необычному природному механизму. За основу специалисты взяли мексиканскую фасоль, которая способна неожиданно перемещаться из-за находящейся внутри семени личинки моли. В лаборатории биомиметической мягкой робототехники эту природную особенность переосмыслили с инженерной точки зрения. Получившийся Bean-Bot представляет собой легкую оболочку характерной формы, пружину из материала с памятью формы и несколько магнитов. Основным источником энергии ...>>

Ультраширокий монитор LG 40HT513D 07.09.2026

Компания LG Electronics презентовала свой новый профессиональный дисплей 40HT513D, сочетающий большую рабочую площадь с функциями, ориентированными специально на медицинские учреждения. Монитор оснащен 40-дюймовой изогнутой IPS Black-панелью с соотношением сторон 21:9 и разрешением 5120 x 2160 пикселей, что соответствует примерно 11 мегапикселям. Такая конфигурация позволяет разместить на одном экране несколько диагностических изображений без разделительных рамок, которые неизбежно возникают при использовании отдельных мониторов. Устройство предназначено для работы с рентгеновскими снимками, компьютерной и магнитно-резонансной томографией, а также другими медицинскими изображениями и получило разрешение Управления по контролю за продуктами и лекарствами США (FDA) в качестве медицинского устройства. По оценке LG, по площади рабочего пространства один 40HT513D способен заменить конфигурацию из трех 3-мегапиксельных медицинских мониторов. Для специалистов по лучевой диагностике это ...>>

Происхождение изображений ИИ становится все труднее установить 06.09.2026

Генеративный искусственный интеллект способен создавать изображения, в которых угадываются особенности определенных художественных стилей, однако установить источник конкретного визуального элемента оказывается значительно сложнее. Исследование специалистов лаборатории MIT CSAIL показывает, что по мере увеличения обучающего набора данных надежно определить, какое именно изображение повлияло на результат работы модели, становится практически невозможно. Чтобы изучить эту проблему, исследователи создали около двух десятков собственных диффузионных моделей и обучили их на наборах, содержащих от нескольких сотен до сотен тысяч изображений. В экспериментах использовались фотографии лиц, а также произведения различных художников. Независимо от размера и состава наборов данных ученые наблюдали одну закономерность: чем больше изображений использовалось для обучения, тем труднее становилось определить вклад отдельной работы в последующий результат. Это явление авторы назвали "утратой атрибуц ...>>

Случайная новость из Архива Темная материя может подогревать планеты изнутри 01.04.2021 Астрономы предположили, что темная материя скапливается в недрах массивных экзопланет и ее присутствие можно заметить по увеличению их температуры. Считается, что большая часть массы галактик приходится не на звезды, планеты и газовые облака, а на темную материю. Ее присутствие обнаруживается по гравитационному влиянию на обычное вещество - звезды, газ и так далее. Считается, что под влиянием темной материи формируется крупномасштабная структура Вселенной, рождаются и эволюционируют галактики, окружая их обширным "темным гало". Однако ни в каком другом виде фундаментальных взаимодействий, помимо гравитационного, темная материя не участвует. Она не испускает и не поглощает электромагнитные волны, поэтому остается невидимой для наших телескопов. Астрофизики до сих пор спорят, из каких частиц она состоит, где и как лучше их искать. Юрий Смирнов из Университета Огайо и Ребекка Лин (Rebecca Leane) из Стэнфорда предлагают новое направление поисков - в ядрах экзопланет. В самом деле, ранее выдвигались гипотезы о том, что сгустки темной материи могут скапливаться в центрах тяжелых и плотных небесных тел - прежде всего нейтронных звезд. Аналогичное возможно для достаточно крупных и массивных экзопланет - и под ее влиянием ядра таких планет должны дополнительно нагреваться. По мысли ученых, повышенная температура и может указать на присутствие внутри темной материи. Для того чтобы этот слабый сигнал можно было заметить, экзопланета должна быть большой и как можно более холодной. Поэтому ей стоит быть очень старой и находиться как можно дальше от своей звезды, чтобы успеть максимально остыть - иначе, по словам Смирнова, будет "трудно рассмотреть свечу на фоне лесного пожара". Еще лучше, если планета сформировалась в системе, находящейся ближе к центру Галактики, где плотность темной материи больше, чем на периферии. А в идеале это должна быть "планета-сирота", выброшенная из своей звездной системы и свободно летающая по пустым и холодным пространствам Галактики. По оценкам ученых, для такой экзопланеты с массой в 14 масс Юпитера аннигиляция частиц темной материи должна повышать температуру на 250-500 кельвинов. Если мы сможем провести "массовые" измерения температуры таких экзопланет и распределить их на карте Млечного Пути, то можно будет увидеть, не растет ли она с приближением к центру. Такой сигнал станет указанием на присутствие в них долгожданной темной материи. Авторы считают, что провести нужные наблюдения вполне возможно. Сделать это смогут космические телескопы James Webb и Nancy Grace RST, готовящиеся к запуску в 2021-м и 2025 году соответственно.

Другие интересные новости:

▪ Роутер Netgear Nighthawk AC1900 (R7000) со скоростью 1900 Мбит/с

▪ Гидрогель и солнечный свет смогут опреснять воду

▪ Солнечная система оказалась в центре урагана темной материи

▪ 1000-ядерный процессор KiloCore

▪ Чай полезен для мозга

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Электричество для начинающих. Подборка статей

▪ статья Трубка из проволоки. Советы домашнему мастеру

▪ статья Почему поэты не любили Маяковского за написание стихов лесенкой? Подробный ответ

▪ статья Земляника садовая. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Условные обозначения электродов для ручной дуговой сварки. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Зарядное устройство с таймером. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026