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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Indicador do medidor SWR. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Comunicações de rádio civis Com toda a variedade de circuitos e designs de medidores de ROE, eles possuem a mesma estrutura: existem sensores de ondas diretas e refletidas com detectores na saída. As tensões constantes Uad e Uref recebidas dos detectores, que são proporcionais às amplitudes das ondas incidentes e refletidas, são alimentadas ao indicador. No caso mais simples (e mais comum), o indicador possui uma chave Upad, Uotr e um dispositivo ponteiro com regulador, conforme mostrado na Fig.1. Os diodos VD1, VD2 e os capacitores C1, C2 formam os detectores Upad e Uotr.
Todo mundo sabe como usar esse medidor de SWR. Ao medir, você precisa realizar três operações simples:
A escala do dispositivo de medição P1 é calibrada com base na conhecida fórmula:
No entanto, trabalhar com esse indicador não é muito conveniente - você precisa realizar muitas operações com cada medição. Além disso, você precisa de um medidor de ponteiro bom e não barato, com uma escala que ainda precisa ser calibrada desmontando o dispositivo. Vamos tentar resolver o problema da indicação de uma forma diferente. Para fazer isso, na fórmula (1) dividimos o numerador e o denominador por Upad. Como resultado, obtemos
Agora, para determinar o ROE, basta conhecer apenas a relação Uref / Upad, e não seus valores absolutos. Como o estresse pode ser compartilhado? Divisor resistivo, é claro. Então vamos ligar o resistor variável com um divisor, conforme mostrado na Fig. 2.
Como usar esse indicador? A instrução não é muito complicada: você precisa girar o botão do resistor variável R1 até que o dispositivo mostre zero, e neste momento ler o valor SWR na escala do resistor. Houve apenas uma operação em vez de três. E não há mudança. Mais conveniente, mais fácil e mais rápido. Existem dois requisitos para os detalhes de tal medidor de ROE (eles também são convenientes): 1. O dispositivo apontador não deve ser de medição (com escala graduada), mas sim indicador (com um zero no meio da escala e uma única marca neste local). Ou seja, um indicador barato, por exemplo, um indicador do nível de gravação de um gravador antigo, pode servir de dispositivo, bastando girar os fechos para mover a seta para o meio da escala. 2. O resistor variável R1 deve ser com escala, por exemplo, são adequados traços aplicados com marcador indelével no painel no qual o resistor R1 está fixado com uma alça em forma de “bico”. Como funciona o indicador? A corrente através do dispositivo P1 é igual a zero no único caso - quando as tensões são iguais em ambos os terminais do dispositivo. Na saída esquerda há sempre uma tensão Uotr. E na saída direita - a tensão removida pelo deslocamento do resistor variável e igual a U0TP. porque definimos o instrumento para zero. Em outras palavras, dividimos o Upad com um resistor variável para obtermos um valor igual a U0TP. Obviamente, neste caso, o ângulo de rotação do eixo do resistor variável R1 (se for do grupo “A”) é proporcional à relação U0TP / Upad, e de acordo com a fórmula (2), a escala do o resistor pode ser calibrado diretamente no SWR. Nos medidores de ROE montados segundo o esquema tradicional, em baixa potência, é necessário reduzir a resistência do potenciômetro a quase zero. Neste caso, a resistência de carga dos detectores é baixa, o que piora a linearidade. No indicador descrito, a resistência de carga dos detectores é constante e alta, o que garante a melhor linearidade de detecção. Além disso, ao contrário dos medidores montados de acordo com o esquema usual, o resistor variável R1 não introduz erros adicionais, pois no momento da medição a corrente que passa por ele é zero e, portanto, o dispositivo P1 está praticamente ausente no circuito (corrente zero é a ausência de influência no resto do dispositivo, como se fosse incluído um isolador em vez do dispositivo). Ao trabalhar com altas potências, faz sentido proteger o dispositivo P1 contra sobrecarga por um par de diodos de silício costas com costas. Um ohmímetro é suficiente para calibrar a escala do resistor variável R1 (assumindo que os detectores de tensão Uotr e Upad são lineares). Medindo a resistência entre a saída inferior e intermediária (de acordo com o circuito) do resistor R1 (depois de desconectá-los do resto do dispositivo), marque a escala do resistor. Isso pode ser feito de duas maneiras: 1. A escala linear usual é desenhada, como a maioria dos medidores de ROE. Com uma resistência do resistor R1 igual a 10 kOhm, os pontos de calibração da escala são aplicados conforme Tabela. 1.
2. Uma escala não linear não convencional, mas mais conveniente na prática, é aplicada de acordo com a Tabela. 2.
Dependendo do grupo do resistor variável, o tipo de escala muda de acordo. Para uma leitura mais precisa ao medir ROE alto, é melhor usar um resistor do grupo “B”, e para a escala usual - grupo “A”. Se você tiver um resistor variável com resistência diferente de 10 kOhm, será necessário alterar a resistência do resistor R2 de acordo para que os detectores tenham uma carga igual e recalcular as marcações da escala usando a fórmula
onde Rtek é o valor da resistência da corrente do solo ao motor; R1 - resistência nominal do resistor variável; SWR - valor de SWR correspondente a Rcorrente. Para medições de ROE baixa, é conveniente fazer uma escala estendida, incluindo em série com o terminal superior do resistor R1 um resistor R3 adicional, fechado por uma chave ao medir valores de ROE altos. Os valores de SWR podem ser obtidos pela fórmula (3) substituindo a soma (R1+R1) em vez de R3. Assim, em R3 = R1 = 10 kOhm, a escala estendida R1 terá uma graduação conforme Tabela. 3. Esta graduação, além da principal, também é útil para colocar na balança do aparelho.
O circuito do medidor de ROE pode ser ainda mais simplificado abandonando completamente o dispositivo ponteiro. Afinal, na verdade, precisamos apenas de um indicador zero. E isso pode ser feito no LED Os LEDs vermelhos modernos brilham visivelmente já com uma corrente de 20 ... 30 μA. A tensão direta através do diodo, neste caso, é 1,58..1,62 V. Se uma célula galvânica de 1,5 V for conectada em série com o LED (na direção direta), então a tensão de ignição do LED será de apenas algumas dezenas de milivolts. O fato é que se trata apenas de um nome: “elemento de um volt e meio”. Mas, na verdade, a tensão em modo inativo, quase igual ao EMF, para células novas é de 1,58 .. 1,6 V. Assim, um LED com um elemento conectado em série acenderá com uma tensão de várias dezenas de mV e uma corrente de 20..30 μA - por que não um indicador zero? Substituindo o dispositivo ponteiro por ele, obtemos um dispositivo cujo diagrama é mostrado na fig. 3. A instrução para utilização do medidor ainda consiste em um item: girando o botão do resistor variável R1, observe o momento em que o LED acende e leia o valor da ROE na escala do resistor.
É claro que a precisão da medição ao usar um LED (Fig. 3) é menor do que a de um medidor com indicador ponteiro (ver Fig. 2), especialmente em potências baixas, mas um LED não é um dispositivo ponteiro. Mas a extrema simplicidade e baixo custo do aparelho atrai. Além disso, na maioria dos casos, ao sintonizar antenas, não é necessária alta precisão na medição de ROE. O projeto deve prever uma viseira protetora de luz acima do LED, pois este último, embora acenda com uma corrente medida em microamperes, naturalmente não é brilhante. E sob luz solar intensa, isso cria problemas. Não é necessária chave de bateria separada - na ausência de sinais das saídas dos detectores, um elemento não é suficiente para, além do LED, abrir também o diodo VD2, para que o dispositivo não consuma corrente. Utilize medidores SWR montados de acordo com os diagramas da fig. 2 e fig. 3, o ajuste da antena é muito mais conveniente do que os tradicionais. Os motivos são dois: o processo de medição é mais simples (uma operação versus três); a direção da seta P1 (para Fig. 2) ou a direção da mudança no brilho do brilho (para Fig. 3) indica inequivocamente a direção da mudança na ROE. Eles objetarão - em um indicador convencional (veja a Fig. 1), você também pode focar em uma diminuição na tensão Uref. Infelizmente, nem sempre. Digamos que o Uop diminua. Mas o Upad pode diminuir ainda mais acentuadamente do que o Uref (por exemplo, no caso em que a carga do transmissor é altamente incompatível), o que significa que o SWR aumentou apesar da diminuição do Uref. Apenas uma diminuição na Uop ainda não significa nada. É necessário comparar com o Upad. Em um indicador convencional, essa comparação deve ser feita manualmente, a cada vez acionando a chave e recalibrando o indicador. No dispositivo descrito, a comparação de Uotr e Upad ocorre automaticamente - no resistor variável do divisor e no indicador zero. É claro que tal indicador não é muito adequado para integração direta em um transceptor ou amplificador de potência. Mas em um medidor SWR separado, projetado especificamente para medições de antenas, é visivelmente mais conveniente do que o tradicional. Autor: Igor Goncharenko (DL2KQ - EU1TT), Bonn, Alemanha
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Comentários sobre o artigo: Michael Muito simples e claro, muito obrigado por postar.
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