Измеритель тока в антенне

Глава четырнадцатая. Антенные измерения и настройка антенн

Самостоятельно сконструированная антенна только тогда даст хорошие результаты, когда она точно настроена и ее параметры измерены с помощью соответствующих измерительных приборов.

Настройка антенны в основном заключается в настройке антенны в соответствующем диапазоне частот, в согласовании выходного каскада передатчика с линией передачи и согласовании линии передачи с антенной и, наконец, в настройке антенны на максимальное излучение и, если имеется возможность, в снятии диаграммы направленности антенны.

Для антенн, питаемых по настроенным линиям передачи (при условии, что в размерах линии передачи не допущено грубых ошибок), измерение резонанса антенны можно не проводить.

При этом устройство связи, обычно помещаемое в начале линии передачи, позволяет настроить линию передачи и антенну на рабочую частоту передатчика, причем настройка должна проводиться до получения максимального значения тока в антенне.

Для измерения абсолютного значения тока в антенне можно использовать термопару в сочетании с чувствительным прибором магнитоэлектрической системы или тепловой прибор. Однако такие измерители тока довольно дороги и, кроме того, очень чувствительны к перегрузкам.

Обычно при настройке антенны радиолюбителю нет необходимости знать точное значение тока, а вполне достаточно при настройке антенны иметь средство для индикации его максимума.

В простейшем случае между выходом передатчика и линией передачи включается лампочка накаливания (например, лампочка подсвета шкалы) и максимум тока в антенне определяется по ее максимальному свечению (рис. 14-1, а и б). Параллельно лампочке накаливания включается шунтирующее сопротивление, предотвращающее ее перегорание.

На рис. 14-2 изображен простой и надежный прибор для индикации максимума тока в антенне, который имеет то дополнительное преимуществу что он почти не потребляет никакой мощности и при этом служит достаточно точным индикатором тока в антенне.

Показанные на рис. 14-2 индикаторы антенного тока различаются только видом связи с линией передачи. В качестве выпрямителя может быть применен любой германиевый диод.

Иногда возникает необходимость иметь индикатор напряжения высокой частоты. Для этого используется неоновая лампа, связанная с линией передачи через емкость, как показано на рис. 14-3.

Более чувствительная схема для измерения напряжения высокой частоты с германиевым диодом и измерительным прибором магнитоэлектрической системы изображена на рис. 14-4.

Добавочное сопротивление Rш зависит от внутреннего сопротивления измерительного прибора и от желаемой чувствительности схемы. Конденсаторы, применяемые в схеме, керамические.

Вообще применение диодов в антенной цепи нежелательно, так как при выпрямлении прилагаемого к нему напряжения высокой частоты из-за нелинейной характеристики возникают высшие гармоники, которые могут попасть в антенну и таким образом вызвать нежелательные помехи телевидению.

Антенны с настроенными линиями передачи могут быть настроены на максимум излучения с помощью устройства настройки линии передачи (например, П-образного фильтра) по максимуму тока в антенне.

При этом само значение максимума тока не определяет величины излучаемой антенной мощности: при согласовании по току максимум может иметь очень большую абсолютную величину, а при связи по напряжению может быть очень небольшим, но излучаемая мощность в обоих случаях одинакова.

В случае, если антенна питается по ненастроенной линии передачи (согласованной линии), то в первую очередь следует настроить на рабочую частоту передатчика антенну и только после этого приступать к согласованию линии передачи с антенной. При несоблюдении такой последовательности в настройке антенны в линии передачи всегда будут иметь место остаточные стоячие волны и точное согласование не будет достигнуто.

Источник: http://www.radiouniverse.ru/book/antenny/glava-chetyrnadcataya-antennye-izmereniya-i-nastroyka-antenn

Индикатор антенного тока

» Схемы » Радио · Измерения

28-07-2007

Игорь НЕЧАЕВ (UA3WIA), Игорь БЕРЕЗУЦКИЙ (RA3WNK)
Радио 6-99

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 KB 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 Си-Би 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.

рис. 1

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 РА1, При этом чем больше ток, тем сильнее будет отклоняться стрелка.

Чувствительность индикатора устанавливают резистором R1. Настройку антенны проводят по максимуму тока [З].

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.

рис. 2

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 мм2. Диод VD1 – КД522Б или аналогичный, резистор R1 – СПО, СП4, конденсатор С1 – KM, K10-17, микроамперметр РА1 – от бытовых магнитофонов с током полного отклонения 100…200 мкА.

Налаживание индикатора сводится к подбору диода VD2 таким образом, чтобы он защищал микроамперметр РА1 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.

Источник: https://www.rlocman.ru/shem/schematics.html?di=31193

Простой измеритель ВЧ тока

Если вам требуется измерить или контролировать ВЧ токи воспользуйтесь простым, дешевым и эффективным инструментом, предложенным S.Sparks (N5SV) опубликованный в QST в февраль 1999 г. Схема прибора-зонда приведена на рисунке.

При указанных на схеме значениях элементов чувствительность при отклонении индикатора 0,2 мА на половину шкалы составляет 10 мВт (тракт 50 Ом) в диапазоне частот от 1,8 до 30 МГц. При использовании индикатора 50 мкА чувствительность прибора можно увеличить. В качестве VD1-VD4 использованы германиевые диоды.

Размер корпуса зависит, в первую очередь, от габаритов измерительной головки. Для удобства использования рекомендуются такие размеры корпуса, чтобы прибор было удобно держать в руке.

L1 — один виток провода, пропущенного через защелкивающийся ферритовый сердечник.

Для закрепления защелкивающегося сердечника на верхней стенке корпуса используйте эпоксидный клей. С обоих концов сердечника просверлите отверстия в корпусе — через них пропускаются концы L1.

Для создания одного витка, требуемого для L1, пропустите провод через сердечник, затем в отверстия, и подключите его концы к двухполупериодному диодному мостику.

Читайте также:  Подключаем ps/2 клавиатуру к pic

Измерительная часть схемы не имеет соединения с корпусом (заземления).

Данный измеритель используется очень просто — сердечник защелкивается вокруг проверяемого провода, и ручкой регулировки чувствительности устанавливается оптимальное отклонение стрелки. С помощью прибора-зонда можно изучать распределение ВЧ токов в антенных элементах, неэкрани- рованных фидерных линиях, оттяжках и других проводниках.

Если досаждают ВЧ токи на радиостанции, токовый зонд можно использовать для настройки в резонанс провода заземления.

Защелкните зонд вокруг провода заземления, между проводом заземления и разъемом вашего оборудования подключите конденсатор переменной емкости (можно использовать конденсатор от радиоприемника) и включите станцию на передачу используя такую мощность, чтобы стрелка гальванометра заметно отклонялась. После этого, перестраивая конденсатор, добейтесь максимального отклонения гальванометра. Вполне возможно, что для нахождения правильного значения емкости, обеспечивающей последовательный резонанс в проводе заземления, вам придется поэкспериментировать. При изменении рабочей частоты необходимо заново подстроить конденсатор. Данная процедура полностью устранит проблему ВЧ токов, которые вызывают наводки на компьютер и т.п. при работе на передачу.

Источник: https://www.ruqrz.com/prostoj-izmeritel-vch-toka/

Как измерить силу постоянного и переменного тока мультиметром

Содержание:

Одним из основных параметров в электротехнике является сила тока, представляющая собой электрический ток в определенном количестве, проходящий через проводник определенного сечения.

Данная величина имеет большое значение для нормальной работы электрических систем, поэтому нередко актуальным становится вопрос, как измерить силу тока мультиметром.

Данная процедура необходима для того, чтобы точно знать о том или ином уровне тока, установленном для конкретной цепи. Мультиметр является основным прибором, с помощью которого выполняются измерения.

Как измерить силу тока в розетке мультиметром

Перед началом проведения замеров к прибору в первую очередь подключаются измерительные щупы. Каждый из них имеет собственный цвет – черный и красный.

Щуп черного цвета обычно общий, нулевой или минусовой, поэтому его подключение осуществляется к нижнему разъему, обозначенному символами СОМ. Другой щуп красного цвета при выполнении измерений подключается к среднему разъему.

Существует разъем, расположенный в верхней части мультиметра, в который подключается красный щуп когда измеряется переменный ток величиной до 10 ампер.

После подключения щупов выбирается нужный режим работы путем поворота круглого переключателя и установки его в нужное положение.

Если величина измеряемого параметра известна заранее, то выставляемый предел измерений должен немного превышать его. Такая мера позволяет уберечь мультиметр от перегорания.

В том случае когда сведения о возможных показаниях прибора отсутствуют, выставляется максимально возможный предел измерений.

При измерении напряжения прибор включается в цепь параллельно, а для замеров силы тока – последовательно. Измерение полупроводников или параметров сопротивления выполняется при отключенном питании в данной схеме.

Напряжение в электрической розетке 220В также можно измерить с помощью мультиметра. Для этого переключатель необходимо перевести в положение ACV на отметку 750 вольт, после чего провести замер. Точно так же выполняется измерение в сети с напряжением 380В.

Сила тока в розетке измеряется путем выставления прибора в режим замеров переменного тока.

Как измерить силу тока трансформатора мультиметром

Течение электрического тока в трансформаторе осуществляется исключительно в замкнутом контуре. Для того чтобы произвести измерения тока, нужно вначале подключить какую-нибудь нагрузку, а затем последовательно с ней в цепь включается мультиметр. В данном случае переключатель также выставляется в режим измерений переменного тока. Провод красного цвета подключается к отдельному выходу.

На подготовительном этапе нужно сделать следующее:

  • Щуп с проводом черного цвета устанавливается в соответствующее черное гнездо, а щуп с красным проводом – в красное гнездо, где имеется обозначение «А», то есть, ампер.
  • Тумблер переключается в нужное положение: для измерений переменного тока – АС, постоянного тока – DC.
  • Предел измерений устанавливается таким образом, чтобы он был выше предполагаемого уровня силы тока в цепи. Это поможет уберечь прибор от перегорания.

После подготовки можно переходить к непосредственным измерениям. С этой целью мультиметр нужно последовательно включить в разрыв электрической цепи между трансформатором и нагрузкой. Величина тока, проходящего через прибор, отобразится на дисплее мультиметра. При отсутствии нагрузки в цепочку можно включить ограничительное сопротивление – обычную лампочку или резистор.

Если на дисплее не отображается значение силы тока, значит предел измерений выбран неверно и его необходимо уменьшить на одну позицию. При отсутствии результата процедуру нужно повторить и продолжать делать это до того момента, пока на дисплее не появится какое-либо значение.

Как измерить силу тока батарейки мультиметром

Несмотря на внешнее сходство, все батарейки обладают различными параметрами и техническими характеристиками. В связи с этим довольно часто возникает необходимость в проверке работоспособности этих элементов, в частности – в замерах силы тока.

Основной способ проверки касается новых батареек, позволяя определить их работоспособность во время покупки. Для проведения измерений мультиметр выставляется в положение, соответствующее постоянному току. Далее порядок действий будет следующий:

  • Мультиметр должен быть установлен на максимальном пределе измерений.
  • Щупы мультиметра прикладываются к контактам батарейки.
  • После того как возрастание тока на экране прекратится, примерно через 1-2 секунды щупы убираются.

Нормальная величина силы тока в новой батарейке обычно составляет от 4 до 6 ампер. Если показатели составляют от 3 до 3,9А – это указывает на снижение эксплуатационного ресурса батареи. Следовательно ее можно использовать только в устройствах с пониженной мощностью. При более низких показателях, батарейки допускается применять лишь в очень слабых приборах или не использовать вообще.

Как измерить силу постоянного тока мультиметром

Измерение постоянного тока выполняется по такой же методике, как и при замерах батареек. Просто в данном случае мультиметр используется еще и для проверок более мощных устройств. В первую очередь это аккумуляторные батареи или выпрямители, применяемые в промышленности и в быту.

Для замеров с помощью мультиметра выбираются две любые точки, между которыми последовательно подключается измерительный прибор. Подключение должно быть выполнено с обязательным соблюдением полярности. Если мультиметр подключен неправильно, то на дисплее высветится значение со знаком «минус».

В том случае когда значение предполагаемой силы тока больше самого верхнего предела измерений, необходимо выставить переключатель в положение «10А». Одновременно из гнезда «V ΩmA» измерительный щуп перемещается в гнездо «10А».

Как измерить силу переменного тока мультиметром

Перед началом замеров необходимо точно определить, какой ток будет измеряться – переменный или постоянный. После этого переключатель мультиметра устанавливается в нужное положение.

Далее нужно установить ориентировочную силу в данной цепи, для того чтобы подключить измерительный щуп в соответствующий разъем.

Если сила тока предполагается до 200мА, щуп включается в гнездо «V ΩmA», а при силе тока более 200мА – в разъем «10А».

Иногда случается так, что информация о силе тока отсутствует вообще. Поэтому измерения следует начинать с максимальной величины. Если на дисплее появляется ток меньшего значения, значит штекер требуется переставить в другой разъем. В случае когда ток вновь меньше требуемого, штекер снова переставляется.

При необходимости ручку регулятора следует выставить на более низкую отметку силы тока. Перед началом измерений нужно внимательно изучить все обозначения, нанесенные на мультиметр и в дальнейшем выбирать только нужную символику.

Все замеры должны проводиться от максимальных значений к минимальным, это является обязательным требованием при работе с мультиметром.

Источник: https://electric-220.ru/news/kak_izmerit_silu_postojannogo_i_peremennogo_toka_multimetrom/2017-06-06-1287

Рефераты, дипломные, курсовые работы – бесплатно: Библиофонд!

Измерение тока и напряжения

Задача 1

В распоряжении имеется магнитоэлектрический амперметр с внутренним шунтом и верхним пределом измерения 1А, класс точности 0,5. Допустимое значение напряжения на рамке измерительного механизма составляет U

допи тока, проходящего через измерительную катушку, 20мА.

Рассчитать сопротивление внешнего шунта для измерения этим амперметром силового тока до величины ANи выбрать соответствующий класс точности.

Решение:

Магнитоэлектрический механизм позволяет измерять малые постоянные токи, не превышающие 20-50 мА.

Для того чтобы измерять большие токи, используют измерительные цепи, включающие в себя шунты, представляющие собой манганиновые резисторы, сопротивление которых во много раз меньше сопротивления рамки Rи магнитоэлектрического измерительного механизма.

Поэтому при включении шунта параллельно прибору (рис.1.1) основная часть измеряемого тока Iш проходит через шунт, а ток IА не превышает допустимого значения.

Рисунок 1.1 – Схема включения амперметра с шунтом

Отношение I/IА = n (1.1), показывающее, во сколько раз измеряемый ток превышает допустимое значение, называется коэффициентом шунтирования. Сопротивление шунта определяется как

Найдем сопротивление рамки магнитоэлектрического измерительного механизма

A = Uдоп/I = 100/20*10-3 = 5000 Ом

Дальше определим коэффициент шунтирования

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

= I/IA = An/IA = 200/1 =200

Теперь определяем сопротивление шунта из формулы

ш = RA/( n-1) = 5000/(200-1) = 25,1256 Ом

Т.к. класс точности шунта должен быть выше класса точности амперметра, выбираем класс точности шунта равный 0,2.

Ответ: Rш = 25,1256 Ом; класс точности шунта 0,2.

Задача 2

Определить ток в антенне передатчика при помощи трансформатора тока (ТТ) высокой частоты и амперметра с термопреобразователем А, включенного во вторичную обмотку ТТ.

Определить:) ток в антенне;

б) погрешность измерения тока в антенне.

Решение

Рисунок 1.2 – Схема измерения тока в антенне

Ток в антенне определяется как

I = Iа · КТ ,

где Iа – ток, показываемый амперметром; КТ = w2 / w1 – коэффициент трансформации трансформатора тока (ТТ), w1 = 1.

КТ = w2 / w1 = 100/1 = 100= Iа · КТ = 0,002*100 = 0,2 А

С учётом погрешностей выражение имеет вид

(I ± ∆а) = (Iа ± ∆а) · КТ ,

где ∆а – абсолютная погрешность тока в антенне;

∆а = ± γа Iан / 100.

где Iан = 10мА – верхний предел амперметра; γа = 0,1 – класс точности амперметра.

∆а = ± γа Iан / 100= ± 0,1*10*10-3/100 = 0,00001

(I ± ∆а) = (Iа ± ∆а) · КТ

(0,2 ± 0,00001) = (0,002 ± 0,00001)*100

Ответ: I = 0,2 А;

погрешность измерения: (0,2 ± 0,00001) = (0,002 ± 0,00001)*100

Задача 3

В ВЧ цепи ваттметром определена мощность Р, поглощаемая нагрузкой с сопротивлением Rн. Ваттметр класса точности 1,0 со шкалой 10 Вт.

Определить:

а) ток в цепи;

б) истинное значение тока.

Решение:

Ток в ВЧ цепи будет равен

I = .= = 0,3162 А

Абсолютная погрешность вольтметра находим по формуле

∆Р = ± δВ* Pн/100

∆Р = ±1*10/100 = 0,1

где ∆Р – абсолютная погрешность ваттметра, Pн – верхний предел; δВ – класс точности.

Тогда ∆I найдем по формуле

I = = = 0,0447 А

Тогда, истинное значение тока будет равно

Iи = I ± ∆I.и = 0,3162±0,0447 А

Ответ: I = 0,3162 А

Iи = 0,3162±0,0447 А.

Задача 4

С помощью милливольтметра с закрытым входом измеряется цифровой сигнал (импульсная последовательность амплитудой Um, длительность импульсов tи, период следования Т). Прибор имеет преобразователь пиковых значений (ППЗ) и среднеквадратическую шкалу (СК). Известно показание прибора Ап.

Определить:

амплитудное (Um);

среднеквадратическое {Uск);

средневыпрямленное (Ucв).

Решение

Основные соотношения между значениями для синусоидального сигнала U(t) = Umsinωt будут равны:

Учитывая (2.1) и (2.2), запишем

Скважность Q это отношение периода Т следования импульсов к длительности импульса tи

Для прямоугольных импульсов справедливо, что Uo =Um/Q.

Тогда (2.3) примет вид

Следовательно,

В (2.4) для прямоугольных импульсов

Найдем амплитудное напряжение

Um = An*Kasin*Q/(Q-1) = 40*10-3*1,41*4/(4-1) = 0,0752 В

Найдем коэффициент амплитуды и формы по формуле

Kax = Kфх = = = 2

Найдем среднеквадратичное напряжение

UCK = Um/Kax= 40*10-3/2 = 0,02 В

UCK = An*Kasin*/(Q-1) = 40*10-3*1,41*2/3 = 0,03 В

Найдем средневыпрямленное напряжение

UСВ = UCK/ Kфх = 0,02/2 = 0,01 В

UСВ = An*Kasin*1/(Q-1) = 40*10-3*1,41*1/3 = 0,01 В

Ответ: Um = 0,0752 В;

UCK = 0,02 В;

UСВ = 0,01 В.

Задача 5

Имеется магнитоэлектрический вольтметр с верхним пределом 10В с классом точности 0,5. Ток, протекающий через рамку вольтметра, равен 20 мА.

Рассчитать дополнительные внутренние и внешние сопротивления Rдоб вольтметра для требуемого диапазона измерения напряжения.

Решение

Схема вольтметра магнитоэлектрической системы приведена (рис.2.1).

Рисунок 2.1 – Схема включения вольтметра

Добавочный резистор Rдоб, включенный последовательно с рамкой измерительного механизма, ограничивает ток полного отклонения I, протекающего через нее, до допустимых значений. При этом падение напряжения на рамке Uи зависит от сопротивления рамки R и обычно не должно превышать десятков милливольт (не более 20мВ).

Остальная часть измеряемого напряжения U должна падать на добавочном сопротивлении Rдоб. Если необходимо получить верхний предел измерения напряжения, в m раз превышающий значение Uдоп, то необходимо включить добавочный резистор, сопротивление которого легко вычисляется по формуле

Rдоб = Rвн(m – 1).

Добавочные резисторы могут быть внутренними, встроенными в корпус прибора (при напряжениях до 600 В), и наружными (при напряжениях 600-1500 В).

Найдем коэффициент m

Внутреннее сопротивление рамки Rвн найдем по закону Ома

Тогда сопротивление добавочного резистора

Ответ:

Задача 6

сопротивление магнитоэлектрический ток напряжение

Требуется выбрать вольтметр для измерения напряжения с относительной погрешностью не более δ%. Определить истинное значение выбранного вольтметра, если прибор показал значение Ап.

Решение

Вольтметр показал 54 В с относительной погрешностью, не превышающей 0,5%. Тогда требуется вольтметр с верхним пределом 100 В.

Исходя из технического условия δотн < 0,5%, модуль абсолютной погрешности не должен превышать

Соответственно, модуль приведенной погрешности также не должен превышать

Приборов такого класса не существуют, поэтому выбирается вольтметр с классом точности 0.5.

Найдем погрешность измерения при данном классе точности по следующей формуле

где – класс точности, – предел шкалы измерений

Тогда истинное значение будет равно

Ответ:

Список использованной литературы

.Э.А. Иванов, Ш.А. Бахтаев, Е.О. Елеукулов. Методы и средства электрорадиоизмерений. Алматы: АУЭС, 2012. – 492с.

2.А.А. Афонский. Измерительные приборы и массовые электронные измерения. Москва: СОЛОН-ПРЕСС, 2007. – 544 с.

Источник: https://www.BiblioFond.ru/view.aspx?id=668909

Прибор для измерения импеданса антенны

 ПРИБОР ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ИМПЕДАНСА АНТЕННЫ

В. Костычев  (UN8CB).

 г. Петропавловск.

Для измерения импеданса антенны можно с успехом использовать оптимизированный   В. Коробейниковым  вариант  прибора [2], предложенного  А. Барским  [1].

В таком варианте вместо  трудоёмкого графического метода вычисления импеданса антенны предлагается более простой и удобный аналитический метод. Конечно этот прибор не АА-330 и даже не MFJ-259. Это конструкция выходного дня, стоимость копеечная, но польза от него не малая.

С его помощью и совместно с КСВ-метром можно достаточно качественно настроить антенну. Схема прибора представлена на рис.1. 

Рис.1   

Измеритель импеданса через разъём XW1 подключается к трансиверу, а  к разъёму XW2 подключается антенна через полуволновый повторитель. Конденсатор Со – сменный для разных диапазонов: 1,8 МГц – 1800 пФ, 3,5 МГц – 850 пФ.

7 МГц -560 пФ, 14 МГц – 420 пФ,  21 МГц – 200 пФ, 28 МГц – 120 пФ.  Конденсатор Со вместе с комплексным сопротивлением антенны  (R +/- jX) образуют делитель ВЧ напряжения.

Падения ВЧ напряжения на участках этого делителя   выпрямляются диодами  VD1 – VD3 и могут быть измерены авометром на гнёздах XS3, XS4, XS5

Выходная мощность трансивера  устанавливается  около 5 Вт, а для работы диодов выпрямителей на линейном участке их характеристик ВЧ напряжение в точке  «А» должно быть около 5 – 6 В. Резисторы R5 и R9 обеспечивают нормальную работу  этих диодов.

Для измерения   постоянных напряжений  U1, U2, U3  лучше использовать цифровой мультиметр      (например, типа DT-830) в режиме измерения постоянного напряжения.

При этом нужно отрегулировать выходную мощность трансивера такой, чтобы напряжение U1, измеряемое  на гнезде XS3, было бы равно  3 В. Можно использовать и высокоомный авометр   на пределе измерения 1, 5 В постоянного напряжения.

   В этом случае, возможно, потребуется подобрать величину резисторов   R6, R7. R8, чтобы напряжение U1 было около 1, 5 В при     5 В напряжения ВЧ в точке «А».   

Измеренные напряжения U1, U2, U3   позволяют вычислить падения напряжения на активной составляющей импеданса – Ur  и на реактивной составляющей – Ux. Затем найденные значения Ux и  Ur пересчитываются в сопротивления, активное и реактивное.  Для этого используются уравнения:                

Если в результате  вычисления величина Ux получается положительная со знаком  «+», значит сопротивление нагрузки имеет емкостную составляющую, а если со знаком « – », то индуктивную. Пересчёт найденных значений  Ur  и Ux в сопротивления ведётся через коэффициент:

В знаменателе величины F, Co, U2 – в МГц, пФ, В. Искомые величины активного сопротивления – Rn  и реактивного сопротивления  –  Xnвычисляются по формулам:

Rn = m ;       Xn = m Ux .

Для проверки работы прибора нужно подключить к разъёму XW2 вместо антенны безиндуктивный резистор 50 Ом  и последовательно с ним конденсатор Сх = 510 пФ, емкостное сопротивление которого на частоте 7 МГц около 45 Ом.

На разъём XW1 подать сигнал с трансивера частотой 7МГц, измерить напряжения  U1, U2, U3 и произвести вычисления по приведённым выше формулам.

Если в результате вычислений  получится импеданс Z = 50 – j45 (с допуском +/- 10%), то прибор работает правильно.

В моём случае получилось так: F = 7 МГц;  Co = 560 пФ: Cx = 510 пФ. Напряжения, измеренные цифровым мультиметром (DT – 830): U1 = 3, 0 В; U2 = 1, 24 В; U3 = 2, 03 В. После вычислений:       Ux = 1, 35;          = 1, 52;       m = 32, 76

           Xn = 44 Ом;           Rn = 49, 7 Ом;    импеданс  Z = 49, 7 – j44.

Читайте также:  Простой тестер lan-кабеля на мк

Согласующую цепь для измеренного импеданса антенны  можно рассчитать с помощью программы MMANA. Запускаем программу. Выбираем главное меню «Сервис», а в нём меню «Сервис и установки». Откроется  окно «Сервис и установки». В этом окне выбираем закладку «СУ на LC». Откроется закладка  для расчёта согласующих цепей, рис.2

Рис.2

Допустим, измеренный импеданс антенны на частоте 14,150 МГц получился       Z =112 – j58.  В этой закладке устанавливаем: в ячейке «Freq»  – нужную частоту (14.

15 МГц), в ячейке «Линия»- величину согласуемого сопротивления линии или выхода передатчика (50 Ом),  в ячейке «R» – величину активной составляющей импеданса (112), в ячейке «jx» – величину реактивной составляющей импеданса  (-58)  и в ячейке «Вид» выбрать  параллельное или последовательное соединение конденсатора в согласующей цепи. В центре закладки автоматом появится  конфигурация  согласующей  LC цепи  и величины  индуктивности (0,76 мкГн) и ёмкости (66,4пФ).

В закладке «Индуктивность» можно рассчитать параметры катушки для данной индуктивности. Так как при измерении и расчёте импеданса антенны результат получается с некоторой погрешностью, то собранную  согласующую LC  цепь потребуется подстроить в процессе настройки антенны.

При измерении импеданса антенны длина кабеля должна быть равна целому числу полуволн (полуволновый повторитель).  Длина полуволнового отрезка  определяется по формуле: L = (149, 96 х  Ку) / F (МГц), если известен коэффициент укорочения Ку.

Достаточно точно длину кабеля, равную половине длины волны,  можно определить с помощью КСВ – метра следующим методом. К трансиверу подключить КСВ-метр, а   КСВ – метр нагрузить на безиндуктивный резистор 50 Ом и отрезок кабеля, как на рис.3.

Рис.3

В этом случае используется то свойство настроенной линии,  что на резонансной частоте линия (кабель) определённой длины будет иметь бесконечно большое сопротивление, а КСВ – метр будет нагружен только на активное сопротивление 50 Ом.

На других же частотах линия (кабель) будет иметь какое-то индуктивное или емкостное сопротивление, что повлияет на КСВ. Таким образом, изменяя частоту трансивера, нужно найти такую частоту, на  которой будет наименьший КСВ. Для этой частоты длина отрезка  кабеля  будет равна половине длины волны.

Линию следует вытянуть по длине и расположить подальше от стен, пола, потолка.

 Пример. Нашёлся кусок кабеля RG-58 длиной . Если коэффициент укорочения  этого кабеля Ку равен  0,66, то этот отрезок кабеля соответствует половине длины волны на частоте 13,765 МГц. Проверим.

  Для этого отрезка кабеля наименьший КСВ равный 1,0 получается на частоте 14,0 МГц, а физическая длина кабеля на этой частоте должна быть:    L =149, 96 / 14 = 10, . Тогда коэффициент укорочения будет равен Ку = 7, 19 / 10, 71 = 0.67.

А требуется полуволновый повторитель, скажем, на частоту 14,150 МГц, тогда  электрическая длина  полуволнового отрезка будет равна  L = (149,96 x 0,67) / 14,150 = 7, . Отрезаем       и снова проверяем.

Следует заметить, что для полуволнового отрезка кабеля,  длина которого определена  для середины диапазона, КСВ  по краям диапазона  не намного превышает единицу. Поэтому чувствительность КСВ-метра в режиме отражённой волны при этих измерениях следует устанавливать максимальной.

По такому же методу можно определить и длину четвертьволнового отрезка кабеля, только противоположный конец кабеля в этом случае нужно закоротить, а его физическую длину определять   по формуле: L = 74, 98 / F (МГц).

Приведу результаты испытаний  антенны GP на 20м, запитанной через полуволновый повторитель  (приборы: КСВ-метр, антенноскоп по схеме из книги Ротхаммеля и, описанный здесь,  измеритель импеданса).

Частота (МГц)   КСВ (50 Ом)    Ra  (антенноскоп)                 Z (изм. имп.)

       14.000              1.5                   40 Ом (баланс не до 0)           48 –  j29

       14.170              1.3                   40 Ом (баланс почти до 0)     46.8 –  j21

       14.350              1.05                 40  Ом (баланс до 0)                46.8 – j5  <\p>

Теперь можно принимать меры, либо изменять размеры антенны, либо использовать согласующую LC цепь. Чтобы не валить антенну, выбираю согласующую LC цепь.

А так ли уж важно, чтобы длина антенны соответствовала  бы её резонансной длине на рабочей частоте? Если разобраться,  то почти все мы работаем на антеннах не настроенных в резонанс на рабочую частоту. Чтобы резонансная антенна на рабочей частоте имела  КСВ близкий к 1.

0, необходимо, чтобы её входное сопротивление было бы активным и точно равно волновому сопротивлению линии передачи (кабеля). Что бывает довольно редко (или никогда не бывает?).

Если линия передачи не совсем хорошо согласована с антенной резонансная частота антенны будет сдвинута линией передачи вверх или вниз по частоте, изменится и импеданс антенны, т.к. линия передачи может добавлять или убавлять реактивность антенной системы.

Например, входное чисто  активное сопротивление диполя на резонансной частоте никогда не может быть равно 75 Ом – волновому сопротивлению кабеля, а всегда меньше и, следовательно,  КСВ всегда больше единицы.

Между тем несколько удлинив диполь (понизив резонансную частоту) получим сочетание более низкой, чем 75 Ом активной составляющей импеданса с некоторым значением реактивной составляющей импеданса, что приведёт к меньшему значению КСВ, чем на резонансной частоте.

Точно так же и с некоторыми другими типами антенн.

А что мы потеряем, если длина антенны будет чуть больше или меньше её резонансной длины?  Да ничего. Лучше ли излучает резонансный диполь, чем диполь нерезонансный? Автор книги [3] отвечает на этот вопрос: «Нет.

Подводя итоги можно сказать, что нерезонансный диполь излучает так же, как и резонансный.

Единственным спорным вопросом  представляется «лёгкость» возбуждения этого диполя, когда он вне резонанса» Небольшое изменение  длины антенны  практически не повлияет на её коэффициент усиления. Также не скажется заметно и на диаграмме направленности.

Использование разных согласующих цепей на входе антенны, что приводит  к уменьшению КСВ системы, сдвигает только резонансную частоту антенной системы, а не самой антенны. Поэтому важнее спроектировать антенну так, чтобы  был бы минимален КСВ в середине диапазона, и не обязательно, чтобы резонансная частота антенны приходилась бы на центр рабочей полосы частот.  

ЛИТЕРАТУРА:

1.А.Барский (VA1TTT). Прибор для измерения импеданса. Радио, 2001, №12. с.59,60.

2. В.Коробейников. Анализ прибора для измерения импеданса. Радио, 2003, №5, с.65, 70.

3. J. Devoldere (ON4UN). LOW – Band DXing. Глава 8, с.9.

В. Костычев  (UN8CB).

 г. Петропавловск.

.

Источник: http://www.ra4a.ru/publ/pribor_dlja_izmerenija_impedansa_antenny/3-1-0-1241

KENWOOD TS-990S

Александр ПРОКУДИН (RN9APE) 

Паразитные токи на оплетке коаксиального кабеля, идущего от радиостанции к антенне, возникают при несимметричном питании последней, при любой аварии, например, при обрыве противовеса или самой оплетки в точке соединения с антенной, при контакте антенны или противовеса с другими предметами и во многих иных случаях.

Среди последствий, к которым приводят паразитные токи на оплетке кабеля, надо упомянуть появление ВЧ напряжения на корпусе радиостанции, помехи на экранах телевизоров соседей, снижение КПД антенно-фидерного тракта.

Обычно используемый измеритель КСВ далеко не всегда может определить несимметричный режим работы кабеля, да к тому же и не обеспечивает оперативный контроль ситуации.

Вниманию радиолюбителей предлагается простой и очень удобный индикатор тока на оплетке кабеля. Его схема приведена на рисунке. Основой прибора является токовый трансформатор Т1, выполненный на кольцевом магнитопроводе из феррита с магнитной проницаемостью 50…1000.

Размеры кольца выбираются такими, чтобы оно (с намотанной вторичной обмоткой) плотно сидело на кабеле, пропущенном через его отверстие. Кабель и является одновитковой первичной обмоткой.

Поскольку индицируется ток именно на внешней поверхности оплетки, целостность кабеля не нарушается, даже изоляцию снимать не нужно.

Вторичная обмотка трансформатора Т1 содержит 15 витков провода ПЭВ или ПЭЛШО диаметром 0,3…0,5 мм. ВЧ напряжение со вторичной обмотки выпрямляется диодом VD1 и подводится к свето-диоду VD3. Диод VD2 защищает светодиод от случайных импульсов обратного напряжения. Диоды VD1 и VD2 могут быть любыми высокочастотными, например, КД503А, светодиод годится любого типа.

В налаживании устройство не нуждается. Для его проверки к контролируемому кабелю подключают согласованный эквивалент нагрузки и включают передатчик при выходной мощности 15…20 Вт светодиод не должен светиться. Если же подключить какую-либо антенну только к центральному проводнику кабеля ? светодиод загорится.

Данный прибор хорошо реагирует и на “антенных варваров”, разумеется, при включенном передатчике.

От редакции. Чувствительность устройства можно повысить, намотав симметричную вторичную обмотку трансформатора T1 (2×15 витков) и соединив правый по схеме вывод светодиода со средней точкой ? получится двухтактный выпрямитель. Такой же эффект даст и мостовой выпрямитель на четырех диодах.

t-karate.ru онлайн казино вулкан на реальные деньги

Источник: http://ts-990s.ru/antenna/indikator-toka.html

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector