Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Radioempfang

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Automatische SWR-Messgeräte erfreuen sich wohlverdienter Beliebtheit, da sie keiner ständigen Kalibrierung bedürfen. Dies vereinfacht den eigentlichen Messvorgang erheblich und bietet die Möglichkeit, die Qualität der Antennen-Feeder-Pfadanpassung bei Arbeiten in der Luft schnell zu überwachen. Eine große Anzahl erfolgreicher Schaltungslösungen, die von Funkamateuren vorgeschlagen werden, lässt sich in zwei Gruppen einteilen.

Die erste umfasst Lösungen auf Basis von PHI-Controllern [1-4]. Hierbei handelt es sich um relativ komplexe Schaltungsgeräte, die in der Regel aus zwei Blöcken bestehen – der eigentlichen Autokalibrierungseinheit auf drei oder vier Operationsverstärkern und einer Anzeigeeinheit (analog auf einem Zeigergerät oder LED-digital mit einem eigenen recht komplexen Wandler). . Die zweite Gruppe umfasst Geräte auf Basis von Widerstandsteilern [5-7], die sich durch einfache Implementierung auszeichnen. Die Prinzipien ihres Aufbaus und die Methodik zur Berechnung eines SWR-Messgeräts auf Basis von Widerstandsteilern werden im Artikel von I. Goncharenko [5] ganz einfach und leicht zugänglich dargestellt.

SWR-Messgeräte mit LED-Anzeigen sind hinsichtlich Ergonomie, Design und einfacher visueller Kontrolle sehr attraktiv. Es sind zwei wichtige Merkmale dieser Geräte erwähnenswert. Erstens entfällt der Vorgang der Kalibrierung oder Autokalibrierung als solcher, da er unnötig ist. Die Messgenauigkeit wird nur durch die Genauigkeit der Auswahl der Widerstandswerte und die Empfindlichkeit der Komparatoren bestimmt. Zweitens empfiehlt sich aufgrund ihrer guten Leistungsfähigkeit der Einsatz zur Betriebsüberwachung der Betriebs- und Notfallzustände der Antennen-Speisestrecke. In diesem Fall reicht es aus, z. B. wie in [7] zwei oder drei Schwellenwerte zu zählen. Für eine komfortable Nutzung als Haupt-SWR-Messgerät empfiehlt es sich jedoch, die Anzahl der angezeigten Stufen auf mindestens 5-7 zu erhöhen.

Die Version des automatischen LED-SWR-Messgeräts mit unipolarer Stromversorgung, auf die wir Sie aufmerksam machen, verfügt über zehn Ablesestufen und ist dank der Verwendung einer erschwinglichen und kostengünstigen LM3914-Mikroschaltung [8] äußerst einfach. Dieser Chip – ein spezialisierter Controller zur Steuerung linearer LED-Maßstäbe – verfügt über alles, was wir brauchen, nämlich: einen präzisen zehnstufigen Spannungsteiler mit einem linearen Teilungsschritt von 0,1, zehn Komparatoren und eine LED-Steuereinheit.

Das Schema des Geräts ist in Abb. 1. Gleichspannung U_Pr und reflektierte U_den Wellen vom SWR-Sensor werden den Eingängen des DA1-Chips zugeführt. Die zulässige Vorwärtswellenspannung beträgt + 1...+ 11 V. Sie wird beim Einrichten der Sensoren eingestellt, wenn die Nennleistung des Senders an die angepasste Last geliefert wird. Es empfiehlt sich, den unteren Wert dieser Spannung auf etwa 2 V zu begrenzen, um den Einfluss der Nichtlinearität der Germaniumdioden des SWR-Sensors auf die Messgenauigkeit zu minimieren. Sensoren für direkte und reflektierte Wellen sind alle bekannten Geräte an Richtkopplern, an Stromwandlern oder Brücken, die in der Literatur immer wieder beschrieben werden. Ich möchte für die Herstellung einen guten Entwurf von E. Gutkin empfehlen, der in [9] klar und ausführlich beschrieben ist.

Reis. 1. Diagramm eines automatischen LED-SWR-Messgeräts

Die Gleichspannung über den Widerstand R2 wird an Pin 6 von DA1 angelegt – dem oberen Arm des internen Widerstandsteilers, der aus zehn identischen, in Reihe geschalteten Widerständen mit einem Widerstandswert von etwa 1 kOhm besteht. Durch die Verwendung eines zusätzlichen externen Widerstands R2 konnte eine gewisse Flexibilität bei der Einstellung der Ansprechschwellen der Komparatoren und dementsprechend bei der Wahl der von den LEDs angezeigten SWR-Werte erreicht werden. In der Originalversion des Indikators entspricht das Leuchten von LED HL1 mit den im Diagramm angegebenen Werten dieser Widerstände SWR 1,2, LED HL2 - 1,4, LED HL3 - I.7, LED HL4 - 2, LED HL5 - 2,5, LED HL6 - 3, LED HL7 - 4, LED HL8 - 5, LED HL9 - 7, LED HL10 - 11.

Diese Werte gelten, wenn der Gesamtwiderstand des internen Teilers 10 kOhm beträgt, in Wirklichkeit kann er jedoch aufgrund technologischer Unterschiede zwischen 8 und 17 kOhm liegen. Um eine hohe Genauigkeit des SWR-Meters zu gewährleisten, muss daher zunächst der Gesamtwiderstand des internen Teilers gemessen werden, indem ein Ohmmeter an die Pins 4 und 6 von DA1 angeschlossen wird.

Dazu verwenden Sie am besten ein „chinesisches“ Digitalmultimeter – im Ohmmeter-Modus wird am Ausgang eine niedrige Spannung (nicht mehr als 0,2 V) angelegt, die niedriger ist als die Öffnungsspannung von Silizium-PN-Übergängen. Dies gewährleistet eine hohe Messgenauigkeit. In der Autorenversion R_int = 9,92 kOhm. Gemessener R-Wert_int ermöglicht Ihnen die Auswahl des spezifischen Widerstandswerts von Widerstand R2 für die gewünschte Anzeigecharakteristik.

Die Formel zur Berechnung der SWR-Anzeigestufen für eine bestimmte Instanz der Mikroschaltung und den ausgewählten Widerstandswert R2 ist einfach: SWR = (R_int + R2 + R_Tech) / (R_intern + R2 - R_Tech). Hier der Widerstand R_int und R2 - in Kiloohm; R_Tech - Widerstand der Widerstandsteilerstufen in Kiloohm (d. h. in diesem Fall 1, 2, 3 ... 10).

Über den Zweck anderer Elemente. Der Widerstand R1 gleicht den Lastwiderstand der Gleichrichter des SWR-Sensors aus, daher sollte sein Widerstand gleich der Summe der Widerstände R2 + Rintern sein. Der Widerstand R4 bestimmt den Strom durch jede LED, in diesem Fall beträgt er etwa 10 mA. Die Kondensatoren C3 und C4 schützen die Eingänge vor HF-Störungen. Eine Variante der in Abb. 1 entspricht der Funktionsweise der Waage in Form einer Leuchtsäule. Wenn Pin 9 des DA1-Chips frei bleibt, leuchtet nur eine wichtige LED.

Es stellte sich heraus, dass es beim LM3914 häufig Fälle gibt, bei denen die Vorspannung am Eingang 5 recht groß ist. Dies führt zu einer Anzeige ohne Eingangssignale. Um dies zu verhindern, ist es notwendig, eine kleine positive Spannung an Pin 4 anzulegen, wofür ein Trimmwiderstand R4 mit einem Widerstandswert von 3...220 Ohm zwischen Pin 330 und der gemeinsamen Leitung angeschlossen wird. Nach dem Einschalten entfernen wir durch Einstellen dieses Widerstands das Hintergrundleuchten (ohne Signale) der Anzeigen.

Es können alle verfügbaren LEDs verwendet werden. Strukturell sind importierte Monoblöcke mit zehn unabhängigen Dioden in einem Gehäuse praktisch. In der Version des Autors wurde ein KingBright DC-763BWA-Gerät verwendet, bei dem sieben Dioden grün und drei Dioden (bei uns entsprechen sie SWR-Werten > 4) rot sind.

Auf Wunsch kann dieses SWR-Messgerät mit einer akustischen Anzeigevorrichtung für das Überschreiten einer bestimmten SWR-Schwelle und einem automatischen Relaisschutz gegen zu hohes SWR ergänzt werden. Das Diagramm eines solchen Geräts ist in Abb. dargestellt. 2.

Reis. 2. Diagramm des Geräts

In diesem Fall wird der folgende Betriebsalgorithmus implementiert: Bei Erreichen des SWR-Pegels 3 leuchtet die HL6-LED auf (gemäß dem Diagramm in Abb. 1), der Spannungsabfall an ihr öffnet den VT1-Transistor, der die Akustik einschaltet Emitter mit eingebautem Generator. Es kann ein beliebiger Typ sein – solange er laut genug arbeitet, wenn +5 V an ihn angelegt werden. Ein Warnton ertönt. Steigt das SWR weiter an und erreicht 7, öffnen die Transistoren VT2 und VT3 und ein Relais wird aktiviert, dessen Kontakte (sie sind im Diagramm nicht dargestellt) das Gerät in den Empfangsmodus schalten oder beispielsweise die Leistung deutlich reduzieren können Leistung.

Eine positive Rückmeldung über die VD1R5-Schaltung „sperrt“ die Tasten VT2 und VT3 im geöffneten Zustand. Sie können nur entfernt werden, indem die Kontakte der Reset-Taste SA1 geschlossen oder die Schutzeinheit vollständig stromlos gemacht werden. Der Kondensator C2 sorgt für eine leichte Verzögerung (etwa eine Sekunde) bei der Reaktion des Relaisschutzes und seine Kapazität kann je nach Ihren eigenen Vorlieben geändert werden.

Sie können alle Siliziumtransistoren mit der entsprechenden Struktur verwenden: VT1, VT2 – Serien KT209, KT361, KT3107, 2N3906 usw., VT3 – Serien KT315, KT3102, 2N3904, BC547 usw. Dioden – alle Silizium-Low-Power-Serien KD522, KD102, Ø4148 usw. Relais - mit Betriebsspannung 5...6 V.

Literatur

1. Pogosov A. Automatisches KBV-Messgerät. - Radio, 1985, Nr. 10, p. 20, 21.
2. Automatische Messwerte bei der SWR-Messung. - URL: cqham.ru/swr_12.htm.
3. Dobrokhotov I. Automatisches SWR-Messgerät. - URL: cqham.ru/un7gm_swr.htm.
4. Netschajew I. SWR-Meter mit automatischer Kalibrierung. – Radio, 2005, Nr. 3, S. 64, 65.
5. Goncharenko I. SWR-Meter-Anzeige. -URL: dl2kq.de/ant/3-21.htm.
6. Kabaev A. Automatische SWR-Anzeige. - URL: cqham.ru/swr14. htm.
7. Netschajew I. Automatisches SWR-Messgerät für Kraftfahrzeuge. – Radio, 2005, Nr. 6, S. 68, 69.
8. LM3914 Punkt-/Balkenanzeigetreiber. - URL: datasheetcatalog.com/datasheets_pdf/L/M/3/9/LM3914.shtml.
9. Gutkin E. Messung des SWR: Theorie und Praxis. – Radio, 2003, Nr. 5, S. 66-68; Nr. 6, S. 61-63.

Autor: Sergey Belenetsky (US5MSQ)

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