Измеритель тока в антенне

Измеритель тока в антенне

Бесплатная техническая библиотека:
▪ Все статьи А-Я
▪ Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники
▪ Новости науки и техники
▪ Журналы, книги, сборники
▪ Архив статей и поиск
▪ Схемы, сервис-мануалы
▪ Электронные справочники
▪ Инструкции по эксплуатации
▪ Голосования
▪ Ваши истории из жизни
▪ На досуге
▪ Случайные статьи
▪ Отзывы о сайте

Справочник:
▪ Большая энциклопедия для детей и взрослых
▪ Биографии великих ученых
▪ Важнейшие научные открытия
▪ Детская научная лаборатория
▪ Должностные инструкции
▪ Домашняя мастерская
▪ Жизнь замечательных физиков
▪ Заводские технологии на дому
▪ Загадки, ребусы, вопросы с подвохом
▪ Инструменты и механизмы для сельского хозяйства
▪ Искусство аудио
▪ Искусство видео
▪ История техники, технологии, предметов вокруг нас
▪ И тут появился изобретатель (ТРИЗ)
▪ Конспекты лекций, шпаргалки
▪ Крылатые слова, фразеологизмы
▪ Личный транспорт: наземный, водный, воздушный
▪ Любителям путешествовать – советы туристу
▪ Моделирование
▪ Нормативная документация по охране труда
▪ Опыты по физике
▪ Опыты по химии
▪ Основы безопасной жизнедеятельности (ОБЖД)
▪ Основы первой медицинской помощи (ОПМП)
▪ Охрана труда
▪ Радиоэлектроника и электротехника
▪ Строителю, домашнему мастеру
▪ Типовые инструкции по охране труда (ТОИ)
▪ Чудеса природы
▪ Шпионские штучки
▪ Электрик в доме
▪ Эффектные фокусы и их разгадки

Техническая документация:
▪ Схемы и сервис-мануалы
▪ Книги, журналы, сборники
▪ Справочники
▪ Параметры радиодеталей
▪ Прошивки
▪ Инструкции по эксплуатации
▪ Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Бесплатный архив статей
(200000 статей в Архиве)

Алфавитный указатель статей в книгах и журналах

Бонусы:
▪ Ваши истории
▪ Загадки для взрослых и детей
▪ Знаете ли Вы, что.
▪ Зрительные иллюзии
▪ Веселые задачки
▪ Каталог Вивасан
▪ Палиндромы
▪ Сборка кубика Рубика
▪ Форумы
▪ Карта сайта

Дизайн и поддержка:
Александр Кузнецов

Техническое обеспечение:
Михаил Булах

Программирование:
Данил Мончукин

Маркетинг:
Татьяна Анастасьева

При использовании материалов сайта обязательна ссылка на https://www.diagram.com.ua


сделано в Украине

Антенны. Измерения, настройка и согласование. Схемы, статьи, книги

Статьи, схемы

Книги

Поиск

К любой статье этого раздела и всей Энциклопедии можно оставить свой комментарий.

Рекомендуем почитать в нашей Бесплатной технической библиотеке:

Статьи по наладке и согласованию антенн

Статьи по наладке антенн; схемы для наладки антенн; описания наладки антенн: 28 статей

Антенны (сборник схем)

Статьи по антеннам; описания антенн: 9 статей

Все статьи по антеннам

Книги по антеннам

Поиск по книгам, журналам, статьям

Найдите еще больше бесплатных статей по антеннам.

Примеры полных названий статей: “Внутренние очки”; “Коротковолновый приемник на двух микросхемах”; “Чеснок по безвирусной технологии”.

Индикатор антенного тока

Индикатор антенного тока

Предлагаемый прибор поможет при настройке антенн как стационарных, так и портативных радиостанций в тех случаях, когда привычным КСВ-метром сделать это нельзя. Этот индикатор тока может использоваться как на любительских КВ диапазонах, так и на Си-Би. Авторы применили его для отладки антенн носимых Си-Би радиостанций. От эффективности антенн зависит надежность и дальность радиосвязи, в том числе и в СиБи диапазоне (27 МГц). Не секрет, что штатные антенны большинства носимых радиостанций имеют невысокую эффективность, что ограничивает дальность связи, поэтому понятно стремление радиолюбителей применять антенны с улучшенными характеристиками.

Правда, в продаже имеются более эффективные антенны, но они не всегда подходят по тем или иным параметрам. Приходится изготавливать их самостоятельно. И тут возникает проблема настройки. Измерители КСВ [1], предназначенные для настройки стационарных антенн, питающихся по кабелю, здесь, как правило, неприемлемы, так как в портативной радиостанции кабеля между передатчиком и антенной нет. Подключение же штыревой или спиральной антенны через кабель для ее настройки приведет к тому, что антенна окажется несогласованной и в качестве противовеса будет работать оплетка коаксиального кабеля. Настраивать же нужно всю систему – антенну совместно с корпусом радиостанции. Наилучших результатов можно добиться, используя индикатор напряженности поля. Однако и тут есть свои сложности. Например, описанный в [2] вариант конструкции индикатора антенного тока малопригоден для настройки малогабаритных антенн носимых радиостанций.

Предлагаем простой портативный индикатор антенного тока (рис. 1). Он содержит токовый трансформатор Т1, выпрямитель на диоде VD1, фильтр НЧ (конденсатор С1), регулятор чувствительности (резистор R1), микроамперметр РА1 и защитный диод VD2. Магнитопровод трансформатора Т1 представляет собой ферритовое кольцо, которое надевают непосредственно на антенну портативной радиостанции в самой ее нижней части. Когда нажимают на клавишу передачи (ТХ), ток, протекающий в антенне, наводит ВЧ напряжение в трансформаторе Т1, которое выпрямляется и поступает на микроамперметр PA1. При этом чем больше ток, тем сильнее будет отклоняться стрелка. Чувствительность индикатора устанавливают резистором R1. Настройку антенны проводят по максимуму тока [3]. Это делают либо изменением параметров антенны, например, длины, индуктивности компенсирующей катушки, либо подстройкой согласующего устройства [2]. Чувствительность индикатора достаточно высока, он работает с радиостанциями, имеющими выходную мощность 100 мВт и более.

Конструкция устройства показана на рис. 2. Кольцо, на котором намотан трансформатор, выбрано достаточно большим (К32х16х8), а в плате сделано отверстие соответствующего диаметра. Это позволяет надевать трансформатор на антенны с ВЧ вилкой типа байонет, например СР-50-74ФВ. Трансформатор и микроамперметр приклеивают к плате, в качестве которой можно использовать нефольгированный стеклотекстолит или оргстекло. Резистор R1 устанавливают на уголок из огрстекла или в отверстие в плате. Монтаж выполнен навесным методом.

Для изготовления трансформатора Т1 рекомендуется использовать магнитопровод из феррита 50ВЧ внешним диаметром 32 мм и более. Его обмотка содержит 8. 12 витков провода МГТФ 0,2 мм 2 . Диод VD1 – КД522Б или аналогичный, резистор R1 – СПО, СП4, конденсатор C1 – КМ, К10-17, микроамперметр PA1 – от бытовых магнитофонов с током полного отклонения 100. 200 мкА.

Налаживание индикатора сводится к подбору диода VD2 таким образом, чтобы он защищал микроамперметр PA1 от перегрузки и при этом не влиял на его показания. Для этого надо измерить напряжение на микроамперметре при полном отклонении стрелки. Если оно не превышает 0,2 В, то подойдет детекторный германиевый диод или диод с барьером Шоттки, а при напряжении от 0,2 до 0,4 В подойдет кремниевый маломощный диод. Следует отметить, что индикатор можно использовать для быстрой проверки исправности передатчика радиостанции и оценки его выходной мощности.

Литература
1. Ефремов В. Универсальный измеритель КСВ. – Радиолюбитель, 1994, # 1, с. 58.
2. Виноградов Ю. О согласовании малогабаритных антенн. – Радио, 1996, # 4, с. 9.
3. Ротхаммель К. Антенны. – М.: Энергия, 1979, с. 298.

Измеритель тока в антенне

Проф. М. А. Бонч-Бруевич

Коротковолновик-радиолюбитель редко может измерить ток в антенне своего передатчика. Однако, по существу, радиолюбитель не столько нуждается в измерении тока, сколько в возможности оценить качество своей настройки и определить, хотя бы приблизительно, какая мощностъ переходит в его антенну. Трудность измерения тока зависит не только от отсутствия в ассортименте любителя подходящих измерительных приборов, но и от целого ряда других обстоятельств. Эти последние делают затруднительными измерения тока и в профессиональных установках. Кроме того, само по себе измерение тока часто недостаточно для определения мощности в антенне и даже для определения качества самой настройки. В этой статье мы выясним причины упомянутых трудностей и укажем способы, при помощи которых легко ориентироваться в том, какой результат дает данная настройка передатчика.

В длинноволновой технике для измерения тока применяются тепловые приборы, в которых приняты некоторые предосторожности против значительной утечки тока через емкость прибора и против каких-либо неравномерных разветвлений его внутри прибора, вызванных неодинаковой самоиндукцией отдельных путей, на которые разветвляется ток. Так, например, в тех случаях, когда измерительный прибор требуется шунтировать, применяют не отдельный шунт, а ряд шунтов, расположенных симметрично по цилиндрической поверхности, причем шуты имеют те же геометрические размеры и делаются из того же материала, что проволока или пластинка, прогиб которой действует на стрелку измерительного прибора.

В коротковолновой технике шунтов избегают вовсе; измерительный прибор помещают в изолированный, а не металлический кожух (с целью уменьшения емкости) и стремятся уменьшить геометрические размеры вводов. При очень коротких волнах наибольшее затруднение создает скин-эффект в проволочке амперметра, которая подвергается нагреванию. Благодаря скин-эффекту прибор, отградуированный постоянным током, показывает несколько больше при быстропеременных токах, так как сопротивление проволочки оказывается увеличенным. Однако, если даже располагают вполне выверенным для высокой частоты прибором, все же его показания не могут непосредственно дать полное представление о том, что происходит в антенне. При длинных волнах прибор, включенный у заземления, находится всегда в пучности тока, и, зная ток в этом месте, можно вычислить ток в любой точке антенны. При коротких волнах даже небольшие провода, идущие от прибора к заземлению, а равным образом в некоторой части провода самого заземления представляют собой часто значительные самоиндукции. Вследствие этого измеренный амперметром ток может значительно отличаться от действительного тока в пучности. Это особенно резко сказывается в любительских установках, в особенности, когда передатчик помещается в одном из верхних этажей дома и когда заземлением служит отопление или водопровод. Если любитель располагает каким-либо амперметром или каким-нибудь другим индикатором тока (например, маленькой лампочкой) и если он настроил свою антенну по максимуму тока, то это совсем не значит, что в антенну в этот момент отдается передатчиком наибольшая мощность. Вполне возможно, что вследствие соотношения размера антенны и размера заземляющего устройства наибольшая мощность будет отдаваться как раз в тот момент, когда амперметр показывает минимальную величину тока в месте его включения. При работе на гармониках такие случаи могут быть особенно частыми.

Читайте также:  Интеллектуальный радиомодуль bluetooth smart с рекордным временем работы от батареи

Рис. 1.

Более полное суждение о работе антенны может быть получено тогда, когда в данной точке измеряется не только ток, но и напряжение. Другими словами, когда в антенну включено два индикатора: «антенный амперметр» и «антенный вольтметр», как это показано на рис. 1. Если бы каждый из этих приборов включать последовательно в различные точки антенны, имеющей, в простейшем случае, вид прямолинейного провода, и отмечать величину их отклонений в этих точках, то результат такого опыта можно было бы изобразить в виде графика — рис. 2, где вдоль по длине провода L в различных точках поставлены перпендикуляры, на которых отложены показания того и другого прибора в этих точках. Этот график показывает, что увеличение напряжения соответствует уменьшению тока и обратно. Картина, изображенная на этом графике, соответствует случаю, когда в проводе располагается стоячая волна. Однако, в действительности при наличии излучения дело не ограничивается только одной стоячей волной, и поэтому распределение, указанное на графике, может быть правильным только для антенны с малым излучением, например, для лехеровой системы. В антеннах с большим излучением кроме стоячей волны имеется еще так называемая «бегущая» волна или «волна питания», которая в более или менее значительной степени может изменить картину распределения тока и напряжения.

Рис. 2.

Для того, чтобы уяснить себе роль «бегущей» и «стоячей» волны представим себе, что мы возбуждаем не электрические волны в проводах, а материальную волну в натянутом шнуре. Это поможет нам потом, по аналогии, представить себе и электрическую картину. Если мы возьмем шнур достаточной длины и закрепим его на одном конце, а другой возьмем в руку и натянем его, то в случае резкого движения рукой мы отчетливо видим, как по шнуру побежит волна, добежит до неподвижно закрепленного конца, и, отразившись оттуда, побежит обратно. Если мы не будем повторно приводить шнур в колебание, то после нескольких отражений от обоих концов волна затухнет и станет незаметной. Если мы будем давать ряд повторных импульсов с определенным ритмом, рассчитанным таким образом, чтобы каждый последующий импульс в противоположном предыдущему направлении начинался в тот момент, когда, предыдущая волна дошла до противоположного края, то все созданные нами волны будут существовать в шнуре, постепенно затухая. Так как на середине провода прямые и отраженные волны будут встречаться одна с другой, то здесь получится наибольшее раскачивание шнура, и мы будем иметь картину колебания шнура в «полуволне» (рис. 3), аналогичную колебанию провода на его основном тоне. Если мы будем давать импульсы вдвое чаще, то взаимодействие встречных волн создаст в середине точку, которая будет находиться почти в состоянии покоя, в то время, как наибольшая амплитуда получится в расстоянии одной четверти длины шкура от его обоих концов. Это будет колебание на второй гармонике. Таким же образом можно получить колебания на высших гармониках, применяя все более учащенные ритмы раскачиваний шнура.

Рис. 3.

При поверхностном взгляде может представиться, что рис. 3, который мы умышленно дали в упрощенном виде, соответствует наблюдаемому явлению. В действительности же мы забыли здесь про одно важное обстоятельство: между закрепленным концом и тем концом, который мы держим в руке, имеется существенная разница в том отношении, что в то время, как закрепленный конец находится в неподвижности, конец, который мы держим в руке, приводится в движение. Движение, даваемое рукой, поддерживает колебания в шнуре, так как им мы компенсируем потерю энергии на трение и излучение. Рука является источником энергии и создает в проводе колебательные движения, накладывающиеся на движения, создаваемые отражающимися волнами. В неподвижности остается только закрепленный конец шнура, так как дальше точки его закрепления энергия не распространяется. Все же остальные «неподвижные» точки только кажутся неподвижными, а в действительности испытывают колебания, обусловленные прохождением через них той энергии, которая идет на пополнение упомянутых выше потерь. Больше всего энергии должно пройти в самом начале шнура, около руки, так как здесь находится источник энергии, питающей весь шнур. В ближайшем узле тока А (рис. 4) движение все еще велико, так как через эту точку проходит энергия, идущая на питание остальной части шнура. В точках В и С это движение соответственно меньше. Таким образом, мы видим, что в шнуре необходимо различать два движения: одно из них образуется стоячей волной, а другое образуется «волной питания» или, как ее иногда называют, «бегущей» волной. Соотношение между величиной обеих этих волн зависит от величины затухания. Нетрудно представить себе, что если мы возьмем резиновый шнур, то при самом небольшом движении рукой, т. е. при самой незначительной амплитуде «бегущей» волны, мы можем получить значительную стоячую волну. В то же время шнур, сделанный из очень мягкого материала, обладающего большим затуханием, может почти не дать стоячей волны, хотя раскачивания его и будут очень велики.

Рис. 4.

Совершенно та же картина получается в проводах, несущих в себе колебательный ток. Если затухание мало, как, например, в колебательном контуре, лишенном нагрузки, то бегущая волна ничтожна по сравнению о стоячей и, практически, мы можем думать только об одной стоячей волне. В проводах, работающих гармоникой, затухание уже значительнее и поэтому величина бегущей волны может быть также значительной по сравнению с стоячей, особенно, если работа идет на высших гармониках. В специальных антеннах бегущая волна может быть вполне сравнимой или даже превышает, стоячую. Естественно, что при этом амперметр и вольтметр, включенные в различные точки антенны, дадут не ту картину, которая была изображена на рис. 2, а картину, изображенную на рис. 5. При наличии достаточных технических средств оказывается, что удобнее всего мерить мощность не при помощи тока стоячей волны, а при помощи тока бегущей волны, помещая амперметр не в точке, где ток имеет максимум, а в той точке, где он имеет минимум. Это как раз противоположно тому, что, как известно, делается обычно в длинноволновой технике.

Рис. 5.

Из сказанного ясно, что в любительских условиях измерение силы тока не только трудно, но и не дает часто возможности правильно судить о работе установки. Поэтому гораздо правильнее контролировать свою работу по режиму генератора. Этот метод в более точном оформлении применяется также для определения мощности больших технических установок. Миллиамперметр, показывающий величину анодного тока при постоянном напряжении на аноде, регистрирует всякое изменение потребляемой мощности. Если анодное напряжение известно, то произведение анодного тока на это напряжение непосредственно дает мощность. Эта мощность расходуется частью в самом передатчике, т. е. главным образом на анодах ламп, а частью перекачивается в антенну. Если изменить настройку передатчика при постоянной связи с антенной, то анодный ток вблизи резонанса испытывает изменения, показанные на рис. 6 жирной линией 1 ; пунктиром на том же рисунке указана мощность, развивающаяся при этом в антенне. Характер этих кривых незначительно изменится, если одновременно с настройкой несколько меняется связь с антенной, что почти всегда имеет место в любительских установках. Характерным является то, что анодный ток от некоторой своей начальной величины сначала растет, затем падает, испытывает некоторый минимум, снова поднимается и снова принимает величину, близкую к начальной.

Рис. 6.

Достаточно надежная настройка может быть получена, если передатчик отрегулирован таким образом, что анодный ток имеет величину среднюю между максимальной и минимальной, причем точка настройки находится между этими максимумом и минимумом. При сильной связи между антенной и генератором и при сравнительно малом декременте антенны, приведенная выше картина может не иметь места вследствие так называемого явления «затягивания», сопряженного со срывом колебаний и с перескоком на другую волну. Если почему-нибудь предпочитают работать на таком режиме, то для определения мощности, отдаваемой в антенну, может служить соотношение между потребляемой передатчиком мощностью и мощностью, рассеиваемой в лампах. Степень накаленности анодов в этом случае дает указание той мощности, которая рассеивается в лампе. Другими словами, настройка передатчика тем лучше, чем больше потребляется энергии и чем ниже температура анодов. При некотором навыке мощность, рассеиваемую на анодах, можно довольно успешно оценивать на глаз. Для этого предварительно нужно поставить лампы в такие условия, при которых колебания отсутствуют и вся мощность ложится на лампы. Задавая, например, различные положительные смещения на сетку лампы и наблюдая потребляемую при этом мощность, можно получить некоторые навыки в отношении оценки режима ламп.

1 Конечно при условии, что лампа работает в нормальном генераторном режиме. (стр. 123.)

Измеритель тока в антенне

Высокочастотное напряжение измерить легко (диод, конденсатор, индикатор). Это в том случае, когда его есть относительно чего измерять. Ведь напряжение это разность потенциалов между двумя точками.

В приборах проблем с измерением напряжения не возникает. Там есть корпус, относительно которого меряются все напряжения. И провода, идущие от точек измерения до ВЧ-вольтметра обычно столь коротки в λ, что почти не влияют на измеряемую схему.

Читайте также:  Повышающий преобразователь с mppt контролером заряда для солнечных батарей

А вот в антенной технике сложнее. Во-первых, в антеннах часто вообще не бывает земли (например, симметричные антенны). Во-вторых, даже если земля и есть (скажем, GP или диполь с γ-согласованием), то измерительные провода получаются недопустимо длинными (представьте себе как будет выглядеть попытка измерить напряжение в середине GP: ведь от этой точки до основания штыря придется тянуть провод). Они фактически становятся частью антенны, изменяют её работу и распределение напряжения настолько, что точность и ценность таких измерений очень низки.

Для изучения и измерения того, что происходит в антенных проводниках нужен ВЧ-амперметр. Он, в отличие от вольтметра, подключается в одной точке. А, значит, не имеет длинных измерительных проводов, искажающих измерение.

Датчик тока

Основой ВЧ-амперметра является датчик тока. Это специальный ВЧ-трансформатор на кольцевом феррите. Первичной обмоткой этого трансформатора является провод, в котором мы измеряем ток. Вторичная обмотка состоит из нескольких десятков витков, нагруженных на низкоомный резистор.

Показанный на рисунке токовый трансформатор работает так: ток в измеряемом проводе через сердечник наводит ток во вторичной обмотке, который будет меньше в отношение числа витков (т.е. в нашем случае в 20) раз меньше. Этот ток, протекая через нагрузочный резистор, создаст на нём падение ВЧ напряжения. Последнее можно измерить любым ВЧ вольтметром (тут уже есть две точки для измерения – выводы вторичной обмотки): от детекторного диода до анализатора спектра или приёмника.

Коэффициент передачи токового трансформатора в нашем случае будет: Uвых = (Iвх/20)*50 = 2,5Iвх

Сопротивление 50 Ом в качестве нагрузки выбрано не случайно, а для того, чтобы имелась возможность в качестве измерителя ВЧ напряжения использовать приемник или анализатор спектра, чтобы измерять очень маленькие ВЧ токи.

Отношение N числа витков обмоток (т.е. количество витков вторичной обмотки, т.к. первичная всегда имеет один виток) выбрано из компромисным соображений. С одной стороны, чем меньше витков во вторичной обмотке, тем широкополоснее трансформатор. А с другой – чем выше N, тем меньше вносимое в измеряемый провод сопротивление, т.е. меньше влияния нашего трансформатора на измеряемый провод. Вносимое сопротивление равно R/N 2 , т.е. в нашем случае 50/20 2 = 0,125 Ом. То есть, активное входное сопротивление нашего ВЧ-амперметра 0,125 Ом, что достаточно для большинства применений.

Нам требуется измерительный прибором, а не “показометр”. Для этого надо чтобы сердечник мог работать в заданной полосе (т.е. быть не слишком низкочастотным) и не насыщаться при значительных токах в измеряемом проводе (т.е. феррит должен быть большим).

Кроме того феррит должен быть распадающимся на две половинки и защелкивающимся. Без этого пользоваться прибором будет почти невозможно: вы же не будет всякий раз продевать начало измеряемого провода (а если там большой разъём?) сквозь сплошной сердечник и двигать последний до точки измерения.

Последнее (по упоминанию, но не по значению) требование к сердечнику токового трансформатора: отверстие должно быть большим, для того, чтобы иметь возможность измерять толстые кабели.

Исходя из вышеизложенного был выбран сердечник 28A3851-0A2 с размерами 30 х 30 х 33 мм и отверстием диаметром 13 мм. Это помехоподавляющий защелкивающийся сердечник из феррита с магнитной проницаемостью около 300 на частоте 25 МГц (скорее всего подойдут и другие, аналогичные по назначению, сердечники, но я их не пробовал).

Мотаем на сердечнике 20 витков тонкого монтажного провода:

Защищаем вторичную обмотку термоусаживающейся трубкой:

Крепим сердечник к небольшой (20. 30 см) диэлектрической штанге с коаксиальным приборным разъемом на нижнем конце. От разъема до вторичной обмотки в штанге проводим тонкий коаксиальный кабель 50 Ом.

Точность измерений

Проверим качество сделанного токового трансформатора. Для этого соберем следующую схему:

Оценим ожидаемый коэффициент передачи. Ток через R1 равен Uвх/R1. Подставляя это вместо Iвх в предыдущую формулу, получим: Uвых = Uвх/20

То есть коэффициент передачи такой цепи будут 1/20 или -26 dB. Это при идеальной работе трансформатора. Сравним это расчетное значение с практикой. Результаты измерений в полосе 0,3 . 30 МГц показаны на следующем рисунке:

Видно, что отличие коэффициента передачи от расчетного составляет менее 0,9 дБ, т.е. трансформатор получился весьма точным измерительным датчиком. И я бы не поручился, что завал АЧХ на ВЧ краю связан со свойствами феррита, а не с реальным падениям тока через трансформатор. Дело в том, что кусочек провода, проходящий через трансформатор имеет ненулевую индуктивность, которая повышает импеданс нагрузки выше 50 Ом, отчего немного растёт КСВ (достигая 1,1 на 30 МГц) и падает ток нагрузки. И очень похоже на то, что падение графика на АЧХ просто показывает правду: ток в моей нагрузке на ВЧ падает.

В любом случае, видно, что точность измерения весьма высока (погрешность менее 1 дБ) от 0,3 до 30 МГц.

Применение

Описанный выше трансформатор тока используется в двух вариантах.

1. Для автономной работы (например, на крыше для изменений тока в антеннах и изучения его распределения или для поиска по каким кабелям радиостанции растекается синфазный ток от передатчика) к трансформатору подключается диодный детектор со входным сопротивлением 50 Ом с переключателем пределов измерений и стелочным прибором. Например, такой:

Резисторы R2. R9 подбираются исходя из чувствительности стрелочного прибора по следующей методике. На R1 (он состоит из двух резисторов 100 Ом 2 Вт, включенных параллельно)подается постоянное напряжение (от блока питания) 25 В (соответствует току 10 А) и при помощи R8, R9 устанавливается полное отклонение шкалы (делать это надо быстро, R1 сильно греется). На пределе 3 А то же самое делается при напряжении 7,5 В резисторами R6, R7. На пределе 1 А при напряжении 2,5 В резисторами R4, R5; 0,3 А – 0,75 В резисторами R2, R3.

Получается удобный автономный ВЧ-амперметр, способный измерять почти любые антенны. &quotПочти” потому что сопротивление любого амперметра должно быть во много раз меньше сопротивления измеряемой цепи.

Поэтому применять данный ВЧ-амперметр в тех местах, где сопротивление ниже нескольких Ом (КЗ шлейфы, магнитные рамки, укороченные антенны) не то чтобы нельзя, но неразумно. Включение амперметра в такие места вызовет заметное изменение тока и истинное его значение вы не узнаете.

2. Для измерений малых токов (например, паразитных синфазных токов помех в различных шнурах и кабелях) к трансформатору подключается 50-ти омный вход приемника или анализатора спектра.

Например, на следующем рисунке показано, что творится в сетевом шнуре удлинителя, в который включены компьютер, монитор и цифровой осциллограф (тоже, в принципе компьютер). Изучается полоса любительского диапазона 160 м от 1,8 до 2,0 МГц:

Такую нерадостную картину дают всего три импульсных блоков питания. Причем это еще хорошие блоки питания, отвечающим нормам на паразитное излучение. Это однако не отменяет того факта, что приему DX они вполне могут мешать.

Детектор высокочастотного сигнала

Поэтому, для всех кто занимается изготовлением различных радиожучков и прослушек, модуляторов и глушилок, а тем более для точной настройки передатчика (приведенной выше конструкции или любой другой в FM диапазоне) и получения от него максимальной мощности рекомендуется изготовить и использовать простейший детектор ВЧ.

Основное достоинство такого детектора ВЧ — это простота конструкции и отсутствие питания. Получается практически вечный прибор. Кроме того, на его изготовление потребуется всего лишь 1-2 часа.

Схема детектора ВЧ

Работа детектора ВЧ достаточно простая. При включении, радиопередатчик излучает радиоволны, которые фиксируются антенной детектора. При этом щуп детектора не касается антенны или платы передатчика, а ловит ВЧ излучение на некотором расстоянии. Так как схема детектора максимально упрощена и не имеет усилителя, то это расстояние мало. Наведенный в антенне ток выпрямляется, сглаживается и поступает на измерительный прибор, который ориентировочно показывает уровень мощности излучения передатчика. Таким образом, можно определить работоспособность схемы любого передатчика в диапазоне FM частот.

Основой детектора ВЧ служит измерительный прибор — микроамперметр на 50-100мкА. Для работы не так важно, будет это стрелочный прибор или цифровой мультиметр. Но при снятии показаний, стрелочный индикатор имеет некоторые преимущества. Так как магнитоэлектрическая система стрелочного прибора имеет инерционность, стрелка прибора сглаживает скачки сигнала и работа с прибором становится более комфортной.
Практически у каждого самодельщика в хозяйстве имеются стрелочные приборы — вольтметры, амперметры, микроамперметры, оставшиеся со старой техники. Чаще всего, если открыть корпус прибора, даже если он на большой ток или напряжение, и удалить шунт внутри него, этот прибор может превратиться в нужный вам микроамперметр. Останется только определить предел измерения этого прибора.

Конструкция ВЧ детектора может быть любой. Навесной монтаж на плате, закрепленной на приборе или небольшая пластмассовая коробочка, где разместится стрелочный индикатор и другие детали, с выведенной наружу антенной. В качестве антенны используем отрезок медного провода диаметром 0,8…1,0 мм и длиной 150…200 мм.

В устройстве используем два керамических конденсатора, первый на 51 pF (510), а второй на 15 nF (153), допустимы некоторые отклонения номиналов деталей.

Для схемы также нужны два высокочастотных кремниевых диода КД503А. Возможна замена на КД521, КД522 и др. или импортный аналог 1N4148. Рабочая частота диодов от 100 до 350 мГц. Отечественные высокочастотные диоды обычно выпускались в стеклянном корпусе с гибкими выводами. Такие диоды широко распространены и часто встречаются на платах с деталями. Прозвоните диоды мультиметром, прежде чем использовать.

Изготовление детектора ВЧ

1. Подбираем подходящий микроамперметр и детали согласно схеме. Изготовим монтажную плату из кусочка универсальной платы. Так как пользоваться ВЧ детектором будем лишь периодически, плату детектора сделаем функционально законченной и быстросъемной. Это позволит воспользоваться микроамперметром для других целей и в любое время, достаточно снять плату с прибора. Мобильность плате детектора даст отверстие в углу платы, просверленное для ее установки на резьбовой вывод микроамперметра. Возможен вариант крепления платы на оба вывода прибора. Размеры платы должны обеспечить возможность размещения схемы между выводами микроамперметра и желательно не выступать за пределы прибора.

Читайте также:  6.2.5. возможные модификации

2. Выполняем установку и пайку деталей на монтажную плату. Из отрезка медного провода диаметром 0,8…1,0 мм и длиной 150…200 мм изготовим приемную антенну детектора. Один конец антенны механически закрепим на плате (конец провода вставим в отверстие и зажмем с другой стороны) и выше припаяем ее в нужной точке. Для обеспечения безопасности при использовании детектора, другой конец антенны свернем кольцом.

3. Для размещения возможно крупных деталей при малых размерах платы и прибора, монтаж деталей возможен с обеих сторон платы. При отсутствии на плате дорожек для контакта с выводами прибора, их можно выполнить из монтажного провода.

4. Устанавливаем плату детектора на один из выводов прибора и имеющимися гайками закрепляем ее выводы на микроамперметре.

5. С помощью изготовленного ВЧ детектора, проводим измерения излучения от недавно собранного FM радиопередатчика. Так как детектор всегда готов к работе, подводим (не касаясь) его приемную антенну к передающей антенне включенного радиопередатчика. В зависимости от излучаемой мощности передатчика, стрелка детектора пропорционально отклоняется на соответствующий угол.

Повторяем те же настройки FM радиопередатчика, что и в указанной ранее статье. Но при наличии неискаженного звука в приемнике, проводим в этом диапазоне дополнительную настройку по максимальной мощности сигнала. Выполняем эту операцию на всех четырех этапах настройки. Таким образом, мы добиваемся громкого и качественного звука в приемнике, при максимальной мощности и дальности беспроводной передачи звука от FM радиопередатчика.

Для примера еще одно фото. На нем показано, как изменилась излучаемая мощность FM передатчика, при увеличении на нем напряжения питания с 5В до 7В.

Устройство для измерения токов высокой частоты в цепи антенны

Номер патента: 44968

Текст

4 ь 21 4 АВТОРСКОЕ СВИДЕТЕЛЬСТВО НА ИЗОБРЕТЕНИЕ ОПИСАНИ тройства для измерения токов высокойв цепи антенны. стоты К авторскому свидетельству Г. К. Серап 20 апреля 1935 года (спр, о перв. 0 аылаче авторского свнлетельства опубликовано ина, за1678 вленном5). 1935 годв О нояб(2 Современные коротковолновые и ультра-коротковолновые дипольные антенны бывают значительно удалены от собственно-передатчика и, поэтому, наблюдение силы тока в дипольной антенне, при помощи амперметра высокой частоты представляет трудности. Эти трудности в основном являются результатом удаленности экспериментатора, управляющего передатчиком, от шкалыамперметра, включенного в цепь ан-тенны. Предлагаемое устройство имеет целью дать возможность поместить шкалу измерительного прибора для измерения силы тока в цепи антенны в непосредственной близости экспериментатора, ведущего настройку передатчика.Изобретение заключается в том, что 1 термоэлемент, по которому проходит ток высокой частоты, и индикатор постоянного тока включены в противо. положные концы фидерной линии, со-, единяющей антенну и передатчик. Эта линия служит одновременно для подведения токов высокой частоты от генератора к антенне и для подведения постоянного тока от термоэлемента к индикатору постоянного тока. На чертеже фиг. 1 изображает эле ктрическую схему предлагаемого устройства; фиг,2 и 3 – его конструктивное выполнение в двух проекциях,Схема устройства, изображенная на фиг. 1, соответствует. способу измерения тока дипольной антенны американского” типа.Нагрев симметричных элементов А и А” совершается током текущим в цепи вибратора аЬ (или бс). Ток в вибраторе проходит по платиновой проволоке Р 1, тепло которой передается термоспаю ге-Соп из железа и константана, Характерным здесь является то, что ток в первичной обмотке антенного авто- трансформатора-шлейфа Ие не воздействует на термоэлемент вследствие наличия блокировочных конденсаторов С, и С, отводящих ток, подводимый фидером тйеп, от термоспая.Таким образом на термоэлемент воздействует лишь ток в вибраторе.Постоянные электродвижущие силы, развитые термоспаями А и А”, складываются вследствие последовательного соединения термоэлементов в цепи дЬе. Постоянный ток от термоэлементов через фидерную линию направляется в мил лиамперметркА, градуированный в амперах переменного тока в цепи вибраторов.Реактивные катушки Ь, и Л, служат для блокировки токов высокой частоты и не допускают их прохождения через прибор ига типа дЯрсонваля. Для этой же цели служит конденсатор С.Точки щ, и присоединения реактивных. катушек ЕЕ, к фидеру желательно помещать в местах минимума напряжения в случае частично стоячей волны в фидере.Конденсаторы С, и С, служат, с одной стороны, для настройки фидера, а с другой стороны, для отведения постоянного тока термоэлемента от коротковолнового передатчика 6,На фиг. 2 и 3 изображена форма осуществления устройства в виде блока с монтированными в нем термоэлемен. тами. Блок состоит из фарфорового тела М, снабженного ушками О и О” для присоединения и укрепления проводов антенны и фидера, согласно схеме фиг. 1,Детали блока смонтированы под крышкой К, закрепляемой при помощи центрального винта 1. Под крышкой монтированы термоэлемент Соп-Ре-Р, блокировочный конденсатор С, и небольшая, в несколько спиральных витков, катушка 1;направляющая токи высокой частоты в конденсатор С и отводящая их от проводников Ре-Соп термоэлемента. Предмет изобретения,Устройство для измерения токов высокой частоты в цепи антенны, состоящее из термоэлемента, по которому проходит ток высокой частоты, и индикатора постбянного тока, отличающееся тем, что термоэлементы, шунтированные емкостью, и индикатор постоянного тока включены в противоположные концы фидерной линии, соединяющей антенну , ,и передатчик, каковая линия служитодновременно как для подведения токов высокой частоты от генератора к антенне, так и для подведения постоянного тока от термоэлемента к индикатору постоянного тока, по отношению к цепи которого термоэлементы включены по следовательно,

Заявка

МПК / Метки

Код ссылки

Устройство для питания цепей постоянного оперативного тока подстанций

Номер патента: 1718204

. повреждения первого блока 8 управлейия, приводящего к прекращению выработки уп равляющих импульсов, нормальное выходное напряжение поддерживается вторым. блоком 19 управления.Повреждение блока 8 выявляется путем : тестового контроля с помощью кнопки.36 в. 50 блоке 19 замыкающий контакт котОрой.шунтирует конденсатор 37, блокируя работувторого блока 19 управления. В этом случаеуровень, выходного напряжения устройстваопределяется только работой первого.блока 558 управления, что позволяет судитьо егоисправности. При поврежденных в первом блоке 8 управления, приводящих к смеще.- нию фазы импульсов включения в сторону опережения и увеличению выходйого налпряжения выше допустимого значения, срабатывает первое реле 39 в блоке 20 защитыот.

Устройство для зимерения основной частоты в цепях переменного тока

Номер патента: 566194

. Б(и(сд Ч)+5, 6 и(2 а 1ф ) щи(ф”ф и 1 ег ” щи)с 052 (2 ы 1и -и 2 (сдг ф 9,)+ Зисо 81(1 Ы 1+ Ц де К – коэффс,Д+ ициент 1 пропорциональости ф Яляющих, амп гармонических состав- каждой из которой опрениями амплитуд двух частоты – суммой или этих гармоник.жение на выходе фильтт, поступающее на перделения, имеет вид мм тудь ляются произвед ных гармони разностПри раЗн вый вх ью том алряастоа 5 них блгде К – Выходноевход которог нная величина,ение интеграторатся ток ( см, фор погде К – постоянная велеВ этом случае напряже квадратора 9 на,на выходе. г о г 1 1 ю 1l г юг ц= и= — у 9 9 8 Яг 2 (, ю( 2 г г юг ф.1 и,со 82(Ы 1 фР,)+ со 51Иф Юг)+” + ля ких щих, аналогичнаяК К постоянныеде фильтра 4 нижнихимеет вид еличины, а на вых астот напряжение.

Устройство для измерения основной частоты в цепях переменного тока

Номер патента: 682839

. исследуемая трехфазная цепь соединена в звезду с изолированной нулевой точкой, отсутствуют гармоники тока с номерами кратными трем, а также все четные гармоники. Например токи фаз а, Ь и с следующие:+ 1,ып(7 м 1 + ср, + 120 ) +, 682839где Ко – постоянный коэффициент.В этом случае напряжения на выходе квадраторов 6, 8 и 10 пропорциональны квадратам напряжений У,2, 015 и 018 соответст 5 венно, а выходное напряжение сумматора15 следующее:12 1210 =К; 1,+ + – + +0(5)(4) 55 где 1 т – действующее значение;ж – круговая частота;р – сдвиг фаз.Причем эти токи связаны известными соотношениями (где 1 – время).ь – о ь И Ее Ссс ь+Напряжения на выходе квадраторов 5, 7 и 9 пропорциональны квадратам соответствующих фазных токов, а напряжение.

Устройство для дифференциальной защиты силовой цепи электровозов постоянного тока

Номер патента: 95446

. силовые кабели 7, пропущенные через окно магнитной системы. При этом кабели, подводящие или отводящие ток от защищаемого участка силовой цепи, располагаются в окне так, чтобы направление токов в них было взаимно противоположным.Реле снабжено также подмагничивающей обмоткой б, постоянно питаемой от цепи уггравления, которая служит для повышения чувствительности устройства,Предлагаемое устройство действует следующим образом.При отсутствии повреждений на защищаемом участке силовой цепи магнитодвижущая сила дифференциального реле будет равна нулю из.за равенства токов во входящем и выходящем кабелях.При коротком замыкании в лю. бом месте защищаемой цепи баланс токов нарушится и в реле возникнет магнитодвижущая сила, пропорциональная току.

Статический преобразователь сигналов постоянного или медленно меняющегося токов в переменный ток

Номер патента: 127590

. и ющее форму прямоугольной призмы с расположенными на ее гранях двумя взаимно-перпендикулярными парами электродов 2 и 3. На электроды 2 подается синусоидальное напряжение от источника 4 опорного напряжения, с целью получения максимального изменения сопротивления 1 между электродами 3. Напряжение сигнала подается на управляющие электроды 3 от источника 5. При отсутствии сигнала выходное напряжение, снимаемое с электродов 3, равно нулю,При подаче входного сигнала на электроды 3 через сопротивление 1 пойдет ток, который создаст в нем падение напряжения, Но так как сопротивление 1 между электродами 3 периодически меняется в больших предслах (на несколько порядков), то с него можно снять переменное напряжение, пропорциональное.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Загрузка ...
Adblock
detector