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ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK passende Geräte. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Knoten von Amateurfunkgeräten. Filter und passende Geräte Auch vor 10 ... 15 Jahren gab es praktisch kein Problem mit der Verwendung von Anpassgeräten (CS), bzw. es gab fast keine Beschreibungen solcher Geräte in der Amateurfunkliteratur. Der Punkt ist wahrscheinlich, dass früher in der UdSSR fast jeder hausgemachte Lampengeräte verwendete, deren Ausgangsstufe mit fast allem abgestimmt werden konnte. Transistor-RAs erzeugen viel mehr Oberwellen als Röhren. Und oft kann eine minderwertige P-Schaltung am Ausgang eines Transistors RA ihre Filterung nicht bewältigen. Außerdem muss berücksichtigt werden, dass sich die Zahl der TV-Sender im Vergleich zu vor einigen Jahren um ein Vielfaches erhöht hat! Der Zweck des passenden Geräts Das Steuersystem sorgt für die Transformation der Ausgangsimpedanz des Senders in die Impedanz der Antenne. Es ist irrational, ein Steuersystem mit einem Röhrenleistungsverstärker zu verwenden, der eine P-Schleife mit allen drei glatt abstimmbaren Elementen aufweist, da die P-Schleife eine Anpassung in einem weiten Bereich von Ausgangsimpedanzen bereitstellt. Nur in Fällen, in denen die Elemente der P-Schleife eine Anpassung ausschließen, ist die Verwendung von SU vorteilhaft. In jedem Fall reduziert der SU merklich den Pegel an Oberwellen, und sein Einsatz als Filter hat seine volle Berechtigung. Mit gut abgestimmten Resonanzantennen und einer guten PA muss kein passendes Gerät verwendet werden. Aber wenn die Antenne allein auf mehreren Bändern arbeitet und die RA nicht immer ausgibt, was benötigt wird, liefert die Verwendung der SU gute Ergebnisse. Prinzipien zum Bau eines passenden Geräts Die klassische SU hat die in Abb. 1. Wie Sie sehen können, besteht es aus einer Anpassungsschaltung (CS), die nach einem der bekannten Schemata hergestellt ist (die CS selbst wird oft als "Matching Device", "ATU" bezeichnet), einem SWR-Meter, eine HF-Brücke, die den Grad der Antennenfehlanpassung zeigt, eine äquivalente Antenne R1 und Steuerlasten R2, R3. Ohne all dieses „Umfeld“ ist SU nur eine Koordinationskette, mehr nicht.
Lassen Sie uns das Funktionsprinzip des Geräts analysieren. In Stellung S 1 „Bypass“ wird der Senderausgang mit S2 verbunden, was es ermöglicht, entweder die Antenne direkt anzuschließen, oder eines der Lastäquivalente (R2 oder R3) an den Ausgang zu schalten und die Möglichkeit der Anpassung zu prüfen der Sender damit. In der Stellung „Setting“ arbeitet der Sender mit angepasster Last. Außerdem wird über den Widerstand R4 die HF-Brücke eingeschaltet. Entsprechend der Balance dieser Brücke wird die Anpassungsschaltung verwendet, um die Antenne abzustimmen. Die Widerstände R2 und R3 ermöglichen die Überprüfung, ob die Anpassungsschaltung auf sie abgestimmt werden kann. Schalten Sie nach der Konfiguration der Zertifizierungsstelle den Modus "Arbeit" ein. In diesem Modus wird die Anpassschaltung etwas mehr auf das Minimum der SWR-Messwerte eingestellt. Im Folgenden betrachten wir die wichtigsten CAs, die in der Praxis verwendet werden. Anpassschaltung auf Parallelschaltung Eine der effizientesten und einfachsten Zertifizierungsstellen ist in Abbildung 2 dargestellt. Der Sender ist über die Spule L1 und den Kondensator C1 angeschlossen. L1 hat ein Viertel bis ein Sechstel der Windungszahl von L2 und ist in seinem unteren Teil gewickelt. L1 muss von L2 durch gute Isolierung getrennt werden.
Bei diesem Schema ist der Sender nur über den magnetischen Fluss mit dem DS verbunden, und hier wird das Problem des Blitzschutzes der Ausgangsstufe automatisch gelöst. Kondensator C1 für den Betrieb bei 1,8 MHz. muss eine maximale Kapazität von 1500 pF haben, für den Betrieb bei 28 MHz - 500 pF. C2 und C1 sollten den größtmöglichen Abstand zwischen den Platten haben. Der Lastwiderstandsbereich reicht von 10 Ohm bis zu mehreren Kiloohm. In zwei benachbarten Bereichen, beispielsweise 1,8 und 3,5 MHz, ist ein hocheffizienter Betrieb gewährleistet. Um effektiv in mehreren Bändern zu arbeiten, ist es notwendig, L1 und L2 zu wechseln. Bei niedrigen Leistungen (bis 100 W) ist es am effektivsten und einfachsten, einen Satz Ersatzspulen anzufertigen und diese mithilfe von Sockelblenden aus alten Radioröhren zu installieren. Alle Experimente im Zusammenhang mit der Parallelschaltung der L1- und L2-Spulen zur Reduzierung ihrer Induktivität für den Betrieb im HF-Bereich, dem Anschluss an die Abgriffe dieser Spulen oder einer „kniffligen“ Parallelschaltung der Spulen verringern die Effizienz dieses DS bei HF erheblich. Die Spulendaten für die Schaltung in Abb. 2 sind in Tabelle 1 angegeben. Tabelle 1
Obwohl symmetrische Antennen derzeit kaum verwendet werden, lohnt es sich, über die Möglichkeit nachzudenken, diesen DS an symmetrischer Last zu betreiben (Bild 3).
Der einzige Unterschied zur Schaltung in Abb. 2 besteht darin, dass die Spannung für die Last symmetrisch abgenommen wird. L1 muss symmetrisch zu L2 liegen. Die Kondensatoren C1 und C2 müssen sich auf derselben Achse befinden. Es müssen Maßnahmen ergriffen werden, um den Einfluss des kapazitiven Effekts auf L2 zu verringern, d. h. es sollte weit genug von den Metallwänden entfernt sein. Die L2-Daten für die Schaltung in Abb. 3 sind in Tabelle 2 angegeben. Tabelle 2
Es gibt auch Konstruktionen einer vereinfachten Version dieser CA.
Abbildung 4 zeigt eine asymmetrische Schaltung, Abbildung 5 zeigt eine symmetrische Schaltung. Aber leider können diese Schaltungen, wie die Erfahrung zeigt, keine so gründliche Koordination wie im Fall der Verwendung der Kondensatoren C3 (Fig. 2) oder C3.1, C3.2 (Fig. 3) geben.
Bei der Konstruktion von Mehrband-DS, die nach diesem Prinzip arbeiten, ist besondere Sorgfalt erforderlich (Fig. 6). Aufgrund der Abnahme des Gütefaktors der Spule und der großen Kapazität der Abgriffe "auf den Boden" ist die Effizienz eines solchen Systems auf den HF-Bändern gering, aber die Verwendung eines solchen Systems in den Bereichen von 1,8 . .. 7 MHz ist durchaus akzeptabel.
Das Einrichten der in Abb. 2 gezeigten CA ist einfach. Der Kondensator C1 wird in die maximale Position gebracht, C2 und C3 in die minimale Position, dann wird mit Hilfe von C2 die Schaltung auf Resonanz eingestellt und dann wird durch Erhöhen der Verbindung mit der Antenne mit Hilfe von C3 die maximale Leistungsabgabe erreicht zur Antenne, während gleichzeitig C2 und, je nach Möglichkeit, C1 angepasst werden. Sie sollten darauf achten, dass die C3-Zertifizierungsstelle nach der Konfiguration über die maximale Kapazität verfügt. T-Ketten-Matching Dieses Schema (Abb. 7) wird häufig verwendet, wenn mit asymmetrischen Antennen gearbeitet wird.
Für den normalen Betrieb dieses Gleichstroms ist eine sanfte Anpassung der Induktivität erforderlich. Manchmal ist sogar eine halbe Drehung entscheidend für die Anpassung. Dies schränkt die Verwendung von Abgriffspulen ein oder erfordert eine individuelle Auswahl der Windungszahl für eine bestimmte Antenne. Die Kapazität von C1 und C2 gegen "Masse" darf nicht mehr als 25 pF betragen, da sonst der Wirkungsgrad um 24 ... 28 MHz abnehmen kann. Das „kalte“ Ende der L1-Spule muss sorgfältig geerdet werden. Dieser Gleichstrom hat gute Parameter: Wirkungsgrad - bis zu 80% bei der Umwandlung von 75 Ohm auf 750 Ohm, die Fähigkeit, die Last von 10 Ohm auf mehrere Kiloohm anzupassen. Mit nur einer variablen Induktivität von 30 μH können Sie den gesamten Bereich von 3,5 bis 30 MHz abdecken und durch Parallelschalten von C1, C2 Konstantkondensatoren von 200 pF können Sie auch bei 1,8 MHz arbeiten. Leider ist die variable Induktivität teuer und strukturell komplex. W3TS schlug einen schaltbaren „digitalen Induktor“ vor (Abbildung 8). Mit einer solchen Induktivität können Sie mit Hilfe von Schaltern den gewünschten Wert visuell einstellen.
Ein weiterer Versuch, das Design zu vereinfachen, wurde von AEA unternommen, indem ein passendes Gerät gemäß dem in Abb. 9 gezeigten Schema hergestellt wurde. Tatsächlich sind die Schaltungen in Fig. 7 und Fig. 9 äquivalent. Aber strukturell ist es viel einfacher, einen geerdeten hochwertigen Kondensator anstelle von zwei isolierten zu verwenden und die teure variable Induktivität durch billige Dauerinduktivitäten mit Abgriffen zu ersetzen. Dieser DS funktionierte gut von 1,8 bis 30 MHz und transformierte 75 Ohm auf 750 Ohm und 15 Ohm. Bei der Arbeit mit echten Antennen wird jedoch manchmal die Diskretion der Induktivitätsumschaltung beeinträchtigt. Bei 18, vorzugsweise 22 Positionsschaltern kann dieser CA für die praktische Umsetzung empfohlen werden. In diesem Fall ist es erforderlich, die Länge der Spulenzuleitungen zum Schalter auf ein Minimum zu reduzieren. Schalter für 11 AEA AT-30 TUNER L1-L2-25 Turns, diam. Spulen 45 mm Wicklungssteigung 4 mm Abgriffe von jeder Windung entlang der Länge von 10 Windungen, dann nach 2 Windungen von Positionen, die es ermöglichen, einen CS nur für die Arbeit an einem Teil der Amateurbänder zu machen - von 1,8 bis 7 oder von 10 bis 28 MHz.
Die Spule ist strukturell günstig auszuführen, wie in Fig. 10 gezeigt. Sein Rahmen ist eine Stange aus doppelseitigem Fiberglas mit Schnitten für Spulenwindungen. Auf dieser Leiste ist ein Schalter installiert (z. B. 11P1N). Die Abgriffe von der Spule gehen zum Schalter auf beiden Seiten des Glasfaserstreifens.
Beim Arbeiten mit symmetrischen Antennen wird zusammen mit einem T-förmigen Anpassgerät am Ausgang des DS ein Symmetriertrafo 1:4 oder 1:6 verwendet. Eine solche Entscheidung kann nicht als wirksam angesehen werden, weil. Viele symmetrische Antennen haben eine große Blindkomponente, und Ferrittransformatoren funktionieren bei Blindlasten sehr schlecht. In diesem Fall müssen Maßnahmen zur Kompensation des reaktiven Anteils ergriffen oder ein DS verwendet werden (Abb. 3). U-förmiges passendes Schema U-förmige CS (oder P-Schleife), deren Schema in Abb. 11 ist in der Amateurfunkpraxis weit verbreitet.
Unter realen Bedingungen, wenn der Senderausgang 50 bis 75 Ohm beträgt und die Anpassung in einem weiten Bereich von Lastwiderständen erfolgen muss, ändern sich die Parameter des P-Kreises um ein Vielfaches. Beispielsweise beträgt bei 3,5 MHz mit Rin = Rn = 75 Ohm die Induktivität L1 ungefähr 2 μH und C1, C2 jeweils 2000 pF, und bei Rin = 75 Ohm und RH von mehreren Kiloohm beträgt die Induktivität L1 ungefähr 20 μH , die Kapazität C1 beträgt etwa 2000 pF und C2 - mehrere zehn Picofarad. Solche großen Schwankungen in den Werten der verwendeten Elemente schränken die Verwendung der P-Schaltung als zentrale Schaltung ein. Es ist wünschenswert, eine variable Induktivität zu verwenden. Kondensator C2 kann einen kleinen Spalt haben, und C2 sollte einen Spalt von mindestens 200 mm pro XNUMX Watt Leistung haben. Verbesserung der Effizienz des passenden Geräts Um die Effizienz des Senders zu erhöhen, insbesondere bei der Verwendung von Zufallsantennen, hilft ein Gerät namens "künstliche Erde". Dieses Gerät ist effektiv, wenn zufällige Antennen und eine schlechte Funkerdung verwendet werden. Dieses Gerät bringt das Erdungssystem der Funkstation (im einfachsten Fall ein Stück Draht) in Resonanz. Da die Parameter des Bodens in den Parametern des Antennensystems enthalten sind, verbessert die Verbesserung der Effizienz des Bodens die Leistung der Antenne. Abschluss Das passende Gerät sollte nicht mehr verwendet werden, als es wirklich benötigt wird. Sie sollten den SU-Typ auswählen, den Sie benötigen. Es macht zum Beispiel keinen Sinn, ein Breitbandgerät für den Betrieb im Bereich von 1,8 ... 30 MHz zu fertigen, wenn man wirklich keine Antennen für 1 ... 2 Bereiche "baut", oder auf diesen Bereichen Ersatzantennen verwendet . Hier ist es viel effizienter, für jeden Bereich eine eigene separate SU durchzuführen. Wenn Sie jedoch einen Transceiver mit nicht einstellbarem Ausgang verwenden und die meisten Ihrer Antennen Ersatzantennen sind, wird hier natürlich ein Allband-DC benötigt. All das Obige trifft auf das Gerät mit "künstlicher Erde" zu.
Literatur 1. Podgorny I. (EW1MM). HF-Erdung / Amateurfunk KB und VHF. - 1995. - Nr. 9. Autor: I. Grigorov (RK32ZK), Belgorod; Veröffentlichung: N. Bolshakov, rf.atnn.ru
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Kommentare zum Artikel: Vladimir Guter Artikel, nützlich zum Einrichten eines Leistungsverstärkers. Wasja Danke an den Autor
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