Індикатор КСВ-метра. Схема, опис

Безкоштовна технічна бібліотека

ЕНЦИКЛОПЕДІЯ РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ ТА ЕЛЕКТРОТЕХНІКИ
Безкоштовна бібліотека / Схеми радіоелектронних та електротехнічних пристроїв

Індикатор КСВ-метра. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Безкоштовна технічна бібліотека

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Цивільний радіозв'язок

Коментарі до статті

При всій різноманітності схем та конструкцій КСВ-метрів структура у них одна: є датчики прямої та відбитої хвиль з детекторами на виході. Отримані з детекторів постійні напруги Uпад і Uотр пропорційні амплітудам падаючої та відбитої хвиль, подаються на індикатор. У найпростішому (і найпоширенішому) випадку в індикаторі перемикач Uпад, Uотр і стрілочний прилад з регулятором, як показано на рис.1. Діоди VD1, VD2 і конденсатори С1, С2 утворюють детектори Uпад і Uотр.

Індикатор КСВ-метра

Як користуватись таким КСВ-метром, знають усі. При вимірі треба зробити три нехитрі операції:

поставити перемикач S1 у положення "Uпад";
змінним резистором R1 встановити стрілку на останній поділ шкали стрілочного приладу Р1;
встановити перемикач S1 в положення "U0TP" і за шкалою приладу Р1 вважати значення КСВ.

Шкала вимірювального приладу Р1 градуюється на основі відомої формули:

Однак робота з таким індикатором не дуже зручна – необхідно робити багато операцій при кожному вимірі. Крім того, потрібен хороший і не дешевий вимірювальний прилад зі шкалою, яку потрібно ще відградуювати, розібравши прилад.

Спробуємо завдання індикації вирішити інакше. Для цього у формулі (1) розділимо і чисельник і знаменник на Uпад- В результаті отримаємо

Тепер визначення КСВ досить знати лише ставлення Uотр/Uпад, а чи не абсолютні їх величини. Чим можна поділити напругу? Резивним дільником, зрозуміло. Ось і давайте включимо змінний резистор дільником, як показано на рис. 2.

Індикатор КСВ-метра

Як користуватись таким індикатором? Інструкція не відрізняється надмірною складністю: треба обертати ручку змінного резистора R1 доти, доки прилад не покаже нуль, і в цей момент вважати значення КСВ зі шкали резистора. Залишилася лише одна операція замість трьох. І перемикача немає. Зручніше, простіше, швидше.

До деталей такого вимірювача КСВ пред'являються дві вимоги (вони зручності):

1. Стрілецький прилад повинен бути не вимірювальним (з градуйованою шкалою), а індикаторним (з нулем посередині шафи та єдиною відміткою в цьому місці). Іншими словами, приладом може бути дешевий індикатор, наприклад, індикатор рівня запису старого магнітофона, тільки доведеться підвернути кріплення, щоб зрушити стрілку в середину шкали.

2. Змінний резистор R1 повинен бути зі шкалою, годяться, наприклад, штрихи, нанесені незмивним фломастером-маркером на панелі, на якій закріплений резистор R1 з ручкою у вигляді "дзьобика".

Як індикатор працює? Струм через прилад Р1 дорівнює нулю в одному випадку - коли на обох висновках приладу однакова напруга. На лівому виводі завжди є напруга Uотр. А на правому висновку - напруга, знята зсув змінного резистора і рівна U0TP. тому що ми встановили стрілку приладу на нуль. Інакше кажучи, ми змінним резистором поділили Uпадтак, щоб вийшла величина, що дорівнює U0TP. Очевидно, що при цьому кут повороту осі змінного резистора R1 (якщо він групи А) пропорційний відношенню U0TP/Uпад, і відповідно до формули (2) шкала резистора може бути проградуйована безпосередньо в КСВ.

У вимірниках КСВ, зібраних за традиційною схемою, при малій потужності доводиться зменшувати опір потенціометра майже до нуля. Опір навантаження детекторів у своїй виходить низьким, що погіршує лінійність. В описуваному ж індикаторі опір навантаження детекторів незмінний і великий, що забезпечує кращу лінійність детектування.

Крім того, на відміну від вимірювачів, зібраних за звичайною схемою, змінний резистор R1 не вносить додаткових похибок, оскільки в момент вимірювання струм через нього дорівнює нулю, і тому прилад Р1 віртуально відсутній у схемі (нуль струму - це відсутність впливу на іншу частину пристрою, як замість приладу включений ізолятор).

Працюючи з великими потужностями є сенс захистити прилад Р1 від навантаження парою зустрічно-паралельно включених кремнієвих діодів.

Для градуювання шкали змінного резистора R1 (вважаючи, що детектори напруги Uотр і Uпад лінійні) досить омметра. Вимірюючи опори між нижнім та середнім (за схемою) висновком резистора R1 (попередньо відключивши їх від решти пристрою), розмічають шкалу резистора. Це можна зробити двома способами:

1. Малюється звичайна лінійна шкала, як більшість КСВ-метрів. При опорі резистора R1, що дорівнює 10 кОм, градуювальні точки шкали наносяться відповідно до табл. 1.

Індикатор КСВ-метра

2. Наноситься нетрадиційна, але зручніша у практиці нелінійна шкала відповідно до табл. 2.

Індикатор КСВ-метра

Залежно від групи змінного резистора, вигляд шкали відповідно змінюється. Для точнішого відліку при вимірі великих КСВ краще застосувати резистор групи "В", а для звичної шкали - групи "А".

Якщо у вас є змінний резистор з опором, що відрізняється від 10 кОм, треба відповідно змінити опір резистора R2, щоб детектори мали рівне навантаження, і перерахувати розмітку шкали за формулою

де Rтек – поточне значення опору від землі до двигуна; R1 - номінальний опір змінного резистора; КСВ - значення КСВ, що відповідає Rтек.

Для вимірювань малих КСВ зручно зробити розтягнуту шкалу, включаючи послідовно з верхнім виведенням резистора R1 додатковий резистор R3, що замикається перемикачем при вимірах великих значень КСВ. Значення КСВ можна отримати за формулою (3), підставляючи замість R1 суму (R1+R3). Так, при R3 = R1 = 10 кОм розтягнута шкала R1 матиме градуювання відповідно до табл. 3. Це градуювання, крім основного, корисно також нанести на шкалу приладу.

Індикатор КСВ-метра

Схему вимірювача КСВ вдається ще спростити, взагалі відмовившись від стрілочного приладу. Адже нам, по суті, потрібен лише індикатор нуля. А його можна зробити на світлодіоді

Сучасні червоні світлодіоди цілком помітно світяться вже за струму 20...30 мкА. Пряма напруга на діоді при цьому становить 1,58..1,62 В. Якщо послідовно зі світлодіодом включити (у прямому напрямку) один гальванічний елемент на 1,5, то напруга запалювання світлодіода складе всього кілька десятків мілівольт. Справа в тому, що це тільки назва така: "напівторавольтовий елемент". А насправді напруга на холостому ходу, практично рівна ЕРС, у свіжих елементів становить 1,58. 1,6 Ст.

Таким чином, світлодіод з послідовно включеним елементом загорятиметься при напрузі в кілька десятків мВ і струмі 20 мкА - чим не індикатор нуля?

Замінивши їм стрілочний пристрій, отримаємо пристрій, схема якого показана на рис. 3. Інструкція з користування вимірювачем, як і раніше, складається з одного пункту: обертаючи ручку змінного резистора R1, помічають момент появи світлодіода і зчитують значення КСВ зі шкали резистора.

Індикатор КСВ-метра

Звичайно, точність вимірювання при використанні світлодіода (рис. 3) нижче, ніж у вимірювача зі стрілочним індикатором (див. рис. 2), особливо при низьких потужностях, все ж таки світлодіод - це не стрілочний прилад. Але приваблює гранична простота та дешевизна пристрою. До того ж у більшості випадків при налаштуванні антен висока точність виміру КСВ і не потрібна.

У конструкції треба передбачити світлозахисний козирок над світлодіодом, тому що останній хоч і спалахує при струмі, що вимірюється мікроамперами, але, природно, не яскраво. А за яскравого сонячного світла це створює проблеми.

Окремий вимикач елемента живлення не потрібен - за відсутності сигналів з виходів детекторів одного елемента не вистачить, щоб, крім світлодіода, відкрити ще діод VD2, тому пристрій струму не споживає.

Користуватися вимірювачами ПКС, зібраними за схемами рис. 2 та рис. 3, при налаштуванні антен набагато зручніше ніж традиційними. Причин дві: простіше процес виміру (одна операція проти трьох); напрямок руху стрілки Р1 (для рис. 2) або напрям зміни яскравості світіння (для рис. 3) однозначно вказує напрям зміни КСВ.

Заперечать - у звичайному індикаторі (див. рис. 1) теж можна орієнтуватися зниження напруги Uотр. На жаль, далеко не завжди. Припустимо, Uотр знижується. Але Uпад може зменшитися ще різкіше, ніж Uотр (наприклад, у разі коли навантаження для передавача сильно неузгоджена), а це означає, що КСВ зріс незважаючи на зменшення Uотр. Просто зниження Uотр ще ні про що не говорить. Треба порівнювати з Uпад. У звичайному індикаторі це порівняння треба робити вручну, щоразу клацаючи перемикачем і заново калібруючи індикатор. У описуваному пристрої порівняння Uотр і Uпад відбувається автоматично - на змінному резистори дільника і індикаторі нуля.

Звичайно, такий індикатор не дуже підходить для безпосереднього вбудовування у трансівер або підсилювач потужності. Але в окремому КСВ-метрі, призначеному саме для антенних вимірювань, він помітно зручніший за традиційний.

Автор: Ігор Гончаренко (DL2KQ - EU1TT), м.Бонн, Німеччина

Дивіться інші статті розділу Цивільний радіозв'язок.

Читайте та пишіть корисні коментарі до цієї статті.

<< Назад

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Спиртуознавство теплого пива 07.05.2024

Пиво, як один із найпоширеніших алкогольних напоїв, має свій унікальний смак, який може змінюватись в залежності від температури споживання. Нове дослідження, проведене міжнародною групою вчених, виявило, що температура пива значно впливає на сприйняття алкогольного смаку. Дослідження, очолюване матеріалознавцем Лей Цзяном, показало, що з різних температурах молекули етанолу і води формують різні типи кластерів, що впливає сприйняття алкогольного смаку. При низьких температурах утворюються пірамідоподібні кластери, що знижує гостроту "етанолового" смаку і робить напій менш алкогольним на смак. Навпаки, при підвищенні температури кластери стають ланцюжнішими, що призводить до більш вираженого алкогольного смаку. Це пояснює, чому смак деяких алкогольних напоїв, таких як байцзю, може змінюватись в залежності від температури. Отримані дані відкривають нові перспективи для виробників напоїв, ...>>

Основний фактор ризику ігроманії 07.05.2024

Комп'ютерні ігри стають все більш популярним видом розваг серед підлітків, але супутній ризик ігрової залежності залишається значною проблемою. Американські вчені провели дослідження, щоб визначити основні фактори, що сприяють виникненню цієї залежності, та запропонувати рекомендації щодо її запобігання. Протягом шести років 385 підлітків були піддані спостереженню, щоб з'ясувати, які фактори можуть привертати до ігрової залежності. Результати показали, що 90% учасників дослідження не схильні до ризику залежності, у той час як 10% стали ігроманами. Виявилося, що ключовим фактором у появі ігрової залежності є низький рівень соціальної поведінки. Підлітки з низьким рівнем просоціальної поведінки не виявляють інтересу до допомоги та підтримки оточуючих, що може призвести до втрати контакту з реальним світом та поглиблення залежності від віртуальної реальності, запропонованої комп'ютерними іграми. На основі цих результатів вчені ...>>

Шум транспорту затримує зростання пташенят 06.05.2024

Звуки, що оточують нас у сучасних містах, стають дедалі пронизливішими. Однак мало хто замислюється про те, як цей шум впливає на тваринний світ, особливо на таких ніжних створінь, як пташенята, які ще не вилупилися з яєць. Недавні дослідження проливають світло на цю проблему, вказуючи на серйозні наслідки для їхнього розвитку та виживання. Вчені виявили, що вплив транспортного шуму на пташенят зебрового діамантника може призвести до серйозних порушень у розвитку. Експерименти показали, що шумова забрудненість може суттєво затримувати їх вилуплення, а ті пташенята, які все ж таки з'являються на світ, стикаються з низкою здоровотворних проблем. Дослідники також виявили, що негативні наслідки шумового забруднення сягають і дорослого віку птахів. Зменшення шансів на розмноження та зниження плодючості говорять про довгострокові наслідки, які транспортний шум чинить на тваринний світ. Результати дослідження наголошують на необхідності ...>>

Випадкова новина з Архіву

Сонцезахисний крем для космонавтів 03.08.2020

Розробка засобів для захисту від радіації – один із найбільш пріоритетних напрямів досліджень у космічній галузі.

Синтезуючи нову форму меланіну, збагачену селеном, команда американських хіміків розробила біоматеріал під назвою селеномеланін, який міг би захистити людські тканини від впливу ультрафіолету.

Під час лабораторних експериментів клітини, оброблені таким кремом, демонстрували нормальні життєві процеси навіть після отримання смертельної дози радіації. Тести показали, що людський організм може самостійно виробляти селеномеланін, якщо клітини одержують певні поживні речовини.

Зразки меланіну зараз перебувають на Міжнародній космічній станції, де дослідницька група вивчає реакцію матеріалу на радіаційне опромінення. Нещодавно було проведено дослідження з феомеланіном, що містить сірку, проте, за словами вчених, нову речовину синтезувати простіше.

Інші цікаві новини:

▪ Водій-напівавтомат

▪ Колір салатного листя

▪ Закон проти IT-індустрії

▪ У магнітного поля Землі знайдено чіткий цикл

▪ Бінт подбає про рану самостійно

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ розділ сайту Будинок, присадибне господарство, хобі. Добірка статей

▪ стаття Нудно на цьому світі, панове! Крилатий вислів

▪ стаття Скільки очей у риби чотириочки? Детальна відповідь

▪ стаття Морошка. Легенди, вирощування, способи застосування