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ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK SWR-Meter-Anzeige. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Zivile Funkkommunikation Bei aller Vielfalt an Schaltungen und Bauformen von SWR-Messgeräten haben sie den gleichen Aufbau: Es gibt direkte und reflektierte Wellensensoren mit Detektoren am Ausgang. Dem Indikator werden die von den Detektoren empfangenen konstanten Spannungen Uad und Uref zugeführt, die proportional zu den Amplituden der einfallenden und reflektierten Wellen sind. Im einfachsten (und häufigsten) Fall verfügt der Anzeiger über einen Schalter Upad, Uotr und eine Zeigervorrichtung mit Regler, wie in Abb. 1 dargestellt. Die Dioden VD1, VD2 und die Kondensatoren C1, C2 bilden die Detektoren Upad und Uotr.
Jeder weiß, wie man ein solches SWR-Messgerät benutzt. Beim Messen müssen Sie drei einfache Vorgänge ausführen:
Die Waage des Messgeräts P1 wird nach der bekannten Formel kalibriert:
Allerdings ist die Arbeit mit einem solchen Indikator nicht sehr praktisch – Sie müssen bei jeder Messung viele Vorgänge durchführen. Darüber hinaus benötigen Sie ein gutes und nicht billiges Zeigermessgerät mit einer Skala, die noch durch Zerlegen des Gerätes kalibriert werden muss. Versuchen wir, das Indikationsproblem auf andere Weise zu lösen. Dazu dividieren wir in Formel (1) sowohl den Zähler als auch den Nenner durch Upad. Als Ergebnis erhalten wir
Um nun das SWR zu bestimmen, reicht es aus, nur das Verhältnis Uref / Upad und nicht deren Absolutwerte zu kennen. Wie kann Stress geteilt werden? Natürlich ein Widerstandsteiler. Lassen Sie uns also den variablen Widerstand mit einem Teiler einschalten, wie in Abb. 2.
Wie verwendet man einen solchen Indikator? Die Anleitung ist nicht allzu kompliziert: Sie müssen den Knopf des variablen Widerstands R1 drehen, bis das Gerät Null anzeigt, und in diesem Moment den SWR-Wert von der Widerstandsskala ablesen. Statt drei gab es nur eine Operation. Und es gibt keinen Schalter. Bequemer, einfacher, schneller. Es gibt zwei Anforderungen an die Details eines solchen SWR-Messgeräts (sie sind auch bequem): 1. Das Zeigergerät sollte kein Messgerät (mit einer abgestuften Skala) sein, sondern ein Anzeigegerät (mit einer Null in der Mitte der Skala und einer einzelnen Markierung an dieser Stelle). Mit anderen Worten: Als Gerät kann ein billiger Indikator dienen, zum Beispiel ein Indikator für den Aufnahmepegel eines alten Tonbandgeräts, man muss nur die Befestigungselemente drehen, um den Pfeil in die Mitte der Skala zu bewegen. 2. Der variable Widerstand R1 muss mit einer Skala versehen sein. Geeignet sind beispielsweise Striche mit einem unauslöschlichen Filzstift auf der Platte, auf der der Widerstand R1 mit einem Griff in Form eines „Schnabels“ befestigt ist. Wie funktioniert der Indikator? Der Strom durch das Gerät P1 ist nur dann gleich Null – wenn die Spannungen an beiden Anschlüssen des Geräts gleich sind. Am linken Ausgang liegt immer eine Spannung Uotr an. Und am rechten Ausgang befindet sich die durch die Verschiebung des variablen Widerstands entfernte Spannung, die U0TP entspricht. weil wir das Instrument auf Null gestellt haben. Mit anderen Worten, wir haben Upad durch einen variablen Widerstand geteilt, sodass wir einen Wert erhalten, der U0TP entspricht. Offensichtlich ist in diesem Fall der Drehwinkel der Achse des variablen Widerstands R1 (wenn er zur Gruppe „A“ gehört) proportional zum Verhältnis U0TP / Upad und gemäß Formel (2) zum Maßstab des Der Widerstand kann direkt im SWR kalibriert werden. Bei nach dem traditionellen Schema aufgebauten SWR-Messgeräten ist es bei geringer Leistung erforderlich, den Widerstand des Potentiometers auf nahezu Null zu reduzieren. In diesem Fall ist der Lastwiderstand der Detektoren gering, was die Linearität verschlechtert. Bei dem beschriebenen Indikator ist der Lastwiderstand der Detektoren konstant und hoch, was die beste Detektionslinearität gewährleistet. Darüber hinaus verursacht der variable Widerstand R1 im Gegensatz zu nach dem üblichen Schema zusammengebauten Messgeräten keine zusätzlichen Fehler, da zum Zeitpunkt der Messung der durch ihn fließende Strom Null ist und daher das Gerät P1 im Stromkreis praktisch nicht vorhanden ist (Nullstrom). das Fehlen einer Beeinflussung des restlichen Teils des Geräts, als ob anstelle des Geräts ein Isolator eingebaut wäre). Beim Arbeiten mit hohen Leistungen ist es sinnvoll, das P1-Gerät durch ein Paar Back-to-Back-Siliziumdioden vor Überlastung zu schützen. Ein Ohmmeter reicht aus, um die Skala des variablen Widerstands R1 zu kalibrieren (vorausgesetzt, dass die Spannungsdetektoren Uotr und Upad linear sind). Markieren Sie die Skala des Widerstands, indem Sie den Widerstand zwischen dem unteren und dem mittleren (je nach Schaltung) Ausgang des Widerstands R1 messen (nachdem Sie diese zuvor vom Rest des Geräts getrennt haben). Dies kann auf zwei Arten erfolgen: 1. Es wird die übliche lineare Skala eingezeichnet, wie bei den meisten SWR-Messgeräten. Bei einem Widerstandswert des Widerstands R1 von 10 kOhm werden die Kalibrierpunkte der Waage gemäß Tabelle angewendet. 1.
2. Eine unkonventionelle, aber in der Praxis praktischere, nichtlineare Skala wird gemäß Tabelle angewendet. 2.
Abhängig von der Gruppe des variablen Widerstands ändert sich die Art der Skala entsprechend. Für einen genaueren Messwert bei der Messung eines hohen SWR ist es besser, einen Widerstand der Gruppe „B“ und für die übliche Skala einen Widerstand der Gruppe „A“ zu verwenden. Wenn Sie einen variablen Widerstand mit einem anderen Widerstandswert als 10 kOhm haben, müssen Sie den Widerstandswert des Widerstands R2 entsprechend ändern, damit die Detektoren gleich belastet sind, und die Skalenmarkierungen mithilfe der Formel neu berechnen
wobei Rtek der aktuelle Widerstandswert vom Boden zum Motor ist; R1 – Nennwiderstand des variablen Widerstands; SWR – SWR-Wert entsprechend Rcurrent. Für Messungen mit niedrigem SWR ist es praktisch, eine erweiterte Skala zu erstellen, einschließlich eines zusätzlichen Widerstands R1 in Reihe mit dem oberen Anschluss des Widerstands R3, der bei der Messung hoher SWR-Werte durch einen Schalter geschlossen wird. SWR-Werte können durch Formel (3) erhalten werden, indem die Summe (R1+R1) anstelle von R3 eingesetzt wird. Bei R3 = R1 = 10 kOhm hat die erweiterte Skala R1 also eine Teilung gemäß Tabelle. 3. Diese Skala ist zusätzlich zur Hauptskala auch nützlich, um sie auf der Skala des Geräts anzubringen.
Die SWR-Meter-Schaltung kann durch den vollständigen Verzicht auf das Zeigergerät weiter vereinfacht werden. Schließlich brauchen wir eigentlich nur einen Indikator von Null. Und das ist mit der LED möglich Moderne rote LEDs leuchten bereits bei einem Strom von 20 ... 30 μA deutlich sichtbar. Die Durchlassspannung an der Diode beträgt in diesem Fall 1,58..1,62 V. Wenn eine 1,5-V-Galvanikzelle in Reihe mit der LED (in Durchlassrichtung) geschaltet wird, beträgt die Zündspannung der LED nur einige Zehner Millivolt. Tatsache ist, dass dies nur ein Name ist: „Eineinhalb-Volt-Element“. Tatsächlich beträgt die Spannung im Leerlauf, die fast der EMF entspricht, für frische Zellen 1,58 .. 1,6 V. So leuchtet eine LED mit einem in Reihe geschalteten Element bei einer Spannung von mehreren zehn mV und einem Strom von 20..30 μA – warum nicht eine Nullanzeige? Wenn wir das Zeigergerät durch dieses ersetzen, erhalten wir ein Gerät, dessen Diagramm in Abb. 3 dargestellt ist. 1. Die Gebrauchsanweisung für das Messgerät besteht immer noch aus einem Punkt: Durch Drehen des Knopfes des variablen Widerstands RXNUMX den Moment beobachten, in dem die LED aufleuchtet, und den SWR-Wert von der Widerstandsskala ablesen.
Natürlich ist die Messgenauigkeit bei Verwendung einer LED (Abb. 3) insbesondere bei niedrigen Leistungen geringer als bei einem Messgerät mit Zeigeranzeige (siehe Abb. 2), dennoch ist eine LED kein Zeigergerät. Aber die extreme Einfachheit und Billigkeit des Geräts lockt. Darüber hinaus ist beim Abstimmen von Antennen in den meisten Fällen keine hohe Genauigkeit der SWR-Messung erforderlich. Die Konstruktion muss eine lichtabschirmende Blende über der LED vorsehen, denn diese leuchtet zwar mit einem im Mikroampere gemessenen Strom, ist aber naturgemäß nicht hell. Und bei hellem Sonnenlicht führt das zu Problemen. Ein separater Batterieschalter ist nicht erforderlich – mangels Signalen von den Ausgängen der Melder reicht ein Element nicht aus, um neben der LED auch die VD2-Diode zu öffnen, sodass das Gerät keinen Strom verbraucht. Verwenden Sie SWR-Messgeräte, die gemäß den Diagrammen in Abb. montiert sind. 2 und Abb. 3, die Antennenabstimmung ist viel bequemer als herkömmliche. Dafür gibt es zwei Gründe: Der Messvorgang ist einfacher (ein Vorgang statt drei); Die Bewegungsrichtung des Pfeils P1 (für Abb. 2) oder die Richtung der Änderung der Helligkeit des Leuchtens (für Abb. 3) zeigt eindeutig die Richtung der Änderung des SWR an. Sie werden Einwände erheben – bei einem herkömmlichen Indikator (siehe Abb. 1) kann man sich auch auf einen Spannungsabfall Uref konzentrieren. Leider nicht immer. Nehmen wir an, Uop nimmt ab. Ufall kann jedoch noch stärker abnehmen als Uref (z. B. wenn die Belastung des Senders stark unterschiedlich ist), was bedeutet, dass das SWR trotz der Abnahme von Uref gestiegen ist. Nur ein Rückgang des Uop bedeutet immer noch nichts. Es ist notwendig, mit Upad zu vergleichen. Bei einem herkömmlichen Indikator muss dieser Vergleich manuell durchgeführt werden, wobei jedes Mal der Schalter umgelegt und der Indikator neu kalibriert wird. Bei dem beschriebenen Gerät erfolgt der Vergleich von Uotr und Upad automatisch – am variablen Widerstand des Teilers und am Nullanzeiger. Natürlich ist ein solcher Indikator für die direkte Integration in einen Transceiver oder Leistungsverstärker nicht sehr geeignet. Aber in einem separaten SWR-Messgerät, das speziell für Antennenmessungen entwickelt wurde, ist es deutlich komfortabler als das herkömmliche. Autor: Igor Goncharenko (DL2KQ - EU1TT), Bonn, Deutschland
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Kommentare zum Artikel: Michael Sehr einfach und klar, vielen Dank für den Beitrag.
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