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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Medidor SWR da ponte. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Comunicações de rádio civis Um medidor de relação de ondas estacionárias (SWR) é uma das peças de equipamento mais essenciais em uma estação de rádio amador. No entanto, os medidores de ROE mais comuns têm uma banda de frequência operacional limitada. O artigo descreve um dispositivo de banda larga com frequência operacional superior de 2,5 GHz. O dispositivo é pequeno e fácil de usar. Os medidores SWR facilitam muito a configuração, operação e monitoramento da condição do caminho antena-alimentador. Eles são feitos com base em acopladores direcionais ou pontes CA. Os acopladores direcionais têm uma dependência de frequência perceptível e não permitem a criação de um medidor de ROE de banda larga. Uma descrição do projeto de um medidor de ROE baseado em uma ponte desequilibrada é oferecida à atenção dos rádios amadores. O dispositivo também permite medir a potência de saída de um transmissor ou transceptor. O medidor opera na faixa de frequência de 1,5 a 1300 MHz, e com precisão reduzida até 2500 MHz. O dispositivo consiste em duas unidades: alta frequência e indicador. Cada um deles é feito na forma de um bloco separado. Eles estão conectados entre si por fio blindado. Graças a esta solução, a unidade de alta frequência pode ser colocada diretamente no objeto de medição, por exemplo, em uma antena, e a unidade indicadora pode ser instalada em um local conveniente para observação. Um gerador, transmissor ou transceptor de sinal padrão é usado como fonte de sinal. O diagrama de circuito do bloco de alta frequência é mostrado na Fig. 1. Consiste em um atenuador resistivo com atenuação de cerca de 2 dB, montado nos resistores R1 - R6, e uma ponte resistiva nos elementos R9 - R14. Um braço da ponte é a carga, cujo ROE é medido. A carga está conectada ao soquete XW2. Para reduzir a componente indutiva da impedância e aumentar a dissipação de potência, dois resistores são conectados em paralelo nos braços da ponte.
O diodo VD1 retifica a tensão de RF liberada através dos resistores R10, R12 e é usado como referência para calibrar o dispositivo e medir a potência do transmissor. O diodo VD2 retifica a tensão na diagonal de medição da ponte, que depende da ROE da carga conectada ao dispositivo. A presença de um atenuador significa que deve ser fornecida maior potência ao dispositivo, mas ao mesmo tempo garante uma correspondência satisfatória entre a entrada do dispositivo e a fonte do sinal de alta frequência, na maioria das vezes a própria estação de rádio. Assim, por exemplo, sem atenuador (dependendo da ROE da carga), a ROE do dispositivo na entrada pode chegar a 2, o que nem sempre é aceitável para o transceptor. Com um atenuador, a ROE na entrada do dispositivo, em qualquer caso, não excederá 1,5...1,6. O diagrama da unidade indicadora do dispositivo é mostrado na Fig. 2. Ele usa um dispositivo indicador de pequeno porte - um microamperímetro M4247 com uma corrente de desvio total de 100 μA. Os diodos VD1 e VD2 protegem o dispositivo contra sobrecarga.
Opere o dispositivo da seguinte forma. A carga cuja ROE precisa ser medida é conectada ao soquete XW2 “Load” e um sinal RF com potência de pelo menos 1...0,08 W é fornecido ao soquete XW0,1 “Input”. Na posição da chave SA2 “SWR” e SA1 “Calibration”, o resistor R3 “Calibration” coloca a seta do dispositivo na última divisão da escala. Depois disso, a chave SA1 é colocada na posição “Medição” e as leituras são lidas na escala do relógio comparador. Para medir a potência de saída, a chave SA2 é colocada na posição “Power” e uma carga correspondente com SWR próximo de 3, uma dissipação de potência de pelo menos 1... 0,5 W é conectada ao soquete XS1 “Load”, e as leituras são lidas na escala do indicador. As seguintes peças podem ser utilizadas no dispositivo: resistores - PH1-12, tamanho 1206, podem operar em temperaturas de até 125 °C. Com uma potência de dissipação do resistor de 0,25 W, até 3 W de potência podem ser fornecidos ao dispositivo por um longo período e várias vezes mais por um curto período de tempo. Se você usar resistores de 0,5 W, a potência do sinal de entrada poderá ser duplicada. Resistores trimmer - SPZ-19, variáveis - SP4 ou SPO, capacitores - K10-17v ou similares importados. Os diodos VD1, VD2 do bloco de alta frequência são detectores de micro-ondas, preferencialmente com barreira Schottky. Você também pode usar KD922, 2A201, 2A202 e para frequências de até 500 MHz - KD419 com qualquer índice de letras. Os diodos no bloco indicador são de silício pulsado de baixa potência. Os conectores RF XW1, XW2 podem ser de qualquer tipo, mas devem ser projetados para instalação conjunta diretamente com a linha microstrip. Como conectores de baixa frequência do XS1, você pode usar conectores de três pinos (estéreo) para fones de ouvido (3,5 mm de diâmetro) ou microfones (2,5 mm de diâmetro); além disso, você precisará de dois plugues correspondentes e um cabo blindado vários metros de comprimento para conectar os blocos indicadores e de alta frequência. Você pode usar outro microamperímetro, inclusive um grande, com uma corrente de desvio total de 50-100 μA e uma resistência de estrutura de vários kOhms. Switches - quaisquer interruptores de baixa frequência com duas posições e duas direções. Estruturalmente, o dispositivo também é composto por dois blocos. A maioria das peças da unidade de alta frequência é colocada em uma placa de circuito impresso feita de fibra de vidro de dupla face, cujo esboço é mostrado na Fig. 3.
O segundo lado da placa fica totalmente metalizado. Através dos furos indicados no desenho por círculos claros, a metalização em ambos os lados da placa é conectada com pequenos pedaços de arame. A placa é instalada soldando ao longo da borda de ambos os lados em uma caixa de metal estanhado de tamanho adequado, e os soquetes são colocados em suas paredes (Fig. 4).
Todos os elementos da parte indicadora também são colocados em uma caixa metálica de tamanho adequado (Fig. 5).
Para configurar o dispositivo, você precisa de um transceptor de 144 MHz ou 432 MHz com potência de saída de até 3 W, que pode ser ajustada, e resistores de carga com ROE conhecidos. Execute as configurações na seguinte sequência. Ao colocar a chave SA2 na posição "SWR", um sinal com potência de 0,3...0,5 W é fornecido à entrada do medidor e a saída fica descarregada. Na posição da chave SA1 “Medição”, o resistor R3 da unidade indicadora do dispositivo coloca a seta do dispositivo na última divisão da escala. A seguir, na posição “Calibração”, o resistor R8 da unidade de alta frequência coloca a seta também na última divisão da escala. Ao reduzir a potência do sinal, encontre seu valor no qual as leituras do instrumento nas posições “Calibração” e “Medição” diferirão visivelmente umas das outras. Este será o valor de potência mais baixo no qual as medições podem ser feitas. Em seguida, a escala do medidor de energia é calibrada. Para isso, é conectada à saída do dispositivo (XW2) uma carga com SWR próximo a 1. Na posição da chave SA2 “Power”, um sinal com potência de 2,5...3 W e resistores R1 (suave) e R2 (áspero) do bloco indicador são fornecidos para a entrada definir a agulha do instrumento para a última divisão da escala. Ao reduzir a potência e monitorá-la por meio de algum tipo de dispositivo de medição, por exemplo, um voltímetro de RF, a escala do dispositivo é calibrada em unidades de potência. Por exemplo na Fig. A Figura 6 mostra um gráfico registrado experimentalmente da dependência da potência medida nas leituras do indicador.
Por último, é calibrada a escala do medidor de ROE, para isso é fornecido um sinal que excede o valor mínimo em 1,5...2 vezes. Ao conectar resistores de carga com um ROE conhecido, a escala do dispositivo é calibrada e sua operação é verificada em toda a faixa de frequência, e a faixa de níveis de sinal de entrada na qual o dispositivo fornece a precisão necessária é determinada. Na Fig. A Figura 7 mostra a dependência medida experimentalmente do SWR nas leituras do indicador.
Para verificar rapidamente a capacidade de manutenção do dispositivo, o dispositivo deve incluir dois ou três resistores de carga com um SWR conhecido. Autor: I. Nechaev (UA3WIA), Kursk
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