Тангента

Русский English
НовинкиЦеныСтатьиКак купить?ДоставкаКонтактыКорзинаОформить заказ
Производители
Youkits FG-01a
Новинки Перейти
Приемная КВ/УКВ антенна Icom
Приемная КВ/УКВ антенна Icom
659 руб.
MFJ-223
Принципы работы тюнеров LDG Принципы работы тюнеров LDG

ПРИНЦИПЫ РАБОТЫ ТЮНЕРОВ LDG

Некоторые основные сведения о сопротивлении

Теоретические основы антенны и линий передач - довольно сложны, и используют особую форму математических выражений, так называемых "комплексных чисел", которые имеют "реальную" и "мнимую" части. Целью данной статьи не является составление учебника по этому вопросу, но небольшая дополнительная информация поможет понять, что же делают антенные тюнеры LDG, и то, как они это делает.

В простых цепях постоянного тока, проводник сопротивляется воздействию протекающего электрического тока, преобразуя некоторую его часть в тепло. Взаимосвязь между напряжением, током и сопротивлением описана в простом и хорошо известном законе Ома, названном по имени немецкого ученого Георга Симона Ома, который впервые его сформулировал в 1826 г. В ВЧ цепях существуют аналогичные, но более сложные взаимосвязи.

ВЧ цепь также сопротивляется протеканию электрического тока. Вместе с тем, наличие емкостных и индуктивных элементов приводит к тому, что напряжение соответственно опережает или отстает от тока. В ВЧ цепи, сопротивление протеканию электрического тока называется "импедансом" или полным сопротивлением, которое может включать в себя все три компоненты: резистивное,  емкостное и индуктивное.

Выходная цепь передатчика состоит из катушек и конденсаторов, обычно в последовательном/параллельном включении, называемом "П-контур". Линия передачи может быть представлена, как длинная распределенная емкость и индуктивность, а антенна - как своего рода резонансный контур. На любой частоте, каждый из этих компонентов может обладать импедансом в форме индуктивной или емкостной "реактивности".

 

Передатчики, линии передачи, антенны и импеданс

Выходные цепи передатчика, линия передачи, антенна - все они обладают волновым сопротивлением. Обычно, стандартным волновым сопротивлением принято считать резистивное сопротивление 50 Ом, с емкостной и индуктивной составляющими равными нулю.  Если все три компонента системы имеют одинаковое волновое сопротивление, то систему называют "согласованной" и имеет место максимальная передача мощности от передатчика к антенне.  В то время, как выходные цепи трансивера и линия передачи имеют фиксированное и точно заданное волновое сопротивление, антенна представляет собой чисто активную нагрузку 50 Ом лишь на своей естественной резонансной частоте. На других частотах, она будет иметь емкостную или индуктивную составляющую, вызывая отклонение волнового сопротивления от значения в 50 Ом.

График индуктивного сопротивления

График емкостного сопротивления

 Если волновое сопротивление антенны отличается от волнового сопротивления трансивера и линии передачи, то говорят о наличии "рассогласования". В этом случае, часть ВЧ энергии отражается от антенны и возвращается в линию передачи и к передатчику. Если отраженная энергия достаточно велика, то она может вызвать повреждение передатчика.

Отношение проходящей энергии к отраженной называется "коэффициентом стоячей волны" или КСВ. КСВ, равный 1 (иногда пишут 1:1) указывает на отличное согласование.  При большем отражении энергии, КСВ увеличивается до 2, 3 или более. Как правило, современные полупроводниковые трансиверы должны работать при КСВ менее 2. Ламповые передатчики несколько более терпимы к высокому КСВ. Если 50-омная антенна имеет резонанс на рабочей частоте, то значение КСВ будет близко к 1. Разумеется, обычно этого не происходит, операторам чаще требуется передавать на частотах, отличных от резонансной, что приводит к появлению в антенне реактивности и высокому КСВ.

Формула подсчета КСВ      F = Проходящая мощность

      R = Отраженная мощность


Таблица вычисления КСВ

КСВ измеряется при помощи    устройства, называемого “КСВ мост", подключенного в линию передачи между передатчиком и антенной. Это устройство замеряет величины прямой и отраженной мощности из которых можно вычислить КСВ (некоторые приборы вычисляют его сами). Более продвинутые приборы могут одновременно замерять прямую и отраженную мощности и отображать эти величины, а также значение КСВ.
Антенный тюнер - это устройство, используемое для устранения эффектов реактивности антенны. Тюнер добавляет емкость, чтобы скомпенсировать индуктивную составляющую и наоборот. Простые тюнеры используют переменные конденсаторы и индуктивности, оператор настраивает их вручную, наблюдая за отраженной мощностью на КСВ-метре, пока не будет достигнут минимум КСВ. Автоматические антенные тюнеры компании LDG Electronics автоматизируют этот процесс.

Никакой тюнер не сможет исправить плохую антенну.  Если антенна не настроена в резонанс, то неизбежна свойственная этому ее плохая эффективность, это простой закон физики.   Большая часть мощности передатчика будет рассеиваться в тюнере, в качестве тепла и никогда не достигнет антенны.  Тюнер просто "обманывает" передатчик, заставляя его поверить, что антенна находится в резонансе и устраняет возможность повреждений, которые могли бы быть вызваны отраженной мощностью.   Для достижения наилучшей эффективности антенна всегда должна использоваться настолько близко к частоте ее собственного резонанса, насколько это возможно.

Автоматические антенные тюнеры LDG

В 1995 году LDG Electronics впервые представила новый тип антенного тюнера.   В разработке LDG используются наборы постоянных конденсаторов и катушек индуктивности, подключаемые и отключаемые к цепи при помощи реле, управляемых микропроцессором. Дополнительное реле переключает диапазоны больших и малых волновых сопротивлений. Встроенный датчик КСВ обеспечивает обратную связь, микропроцессор перебирает значения емкости и индуктивности в поисках наименьшего КСВ. Тюнер построен на переключаемой цепи " L-типа", состоящей из последовательно включенной индуктивности и параллельно включенных конденсаторов.  В LDG выбрали цепь "L-типа" из-за минимального количества необходимых компонентов и ее способности к согласованию несимметричных нагрузок, таких как диполи питаемые коаксиальным кабелем, вертикалы, Yagi, и вообще почти любые антенны, запитанные коаксиальным кабелем.

Последовательные катушки индуктивности подключаются и отключаются из цепи, как  и параллельные конденсаторы подключаются к "земле" - под управлением микропроцессора.  Реле высокого/низкого волнового сопротивления подключает набор конденсаторов либо к катушке со стороны передатчика или же со стороны антенны.  Это позволяет автоматическим антенным тюнерам LDG работать с нагрузками, которые значительно больше или меньше, чем 50 Ом.

Датчик КСВ выполнен в виде варианта схемы Брюне. Этот метод измерения КСВ используется в большинстве КСВ метров с прямым отсчетом КСВ или двумя индикаторам. Схема была незначительно модифицирована для того, чтобы вырабатывать напряжения вместо токов для АЦП, которые вырабатывают сигналы, пропорциональные уровням прямой и отраженной мощностей. Проводник первичной обмотки проходящий через отверстие в центре трансформатора обеспечивает отбор ВЧ тока. Диоды выпрямляют отобранный ток и создают постоянное напряжение пропорциональное ВЧ мощности. Эти два напряжения считываются микропроцессором через АЦП и используются для вычисления КСВ в режиме реального времени.

Реле питаются от постоянного напряжения 12 В от блока питания через разъем или же от дополнительной внутренней батареи.    Применяются поляризованные реле, которые при отсутствии переключений практически не потребляют ток. Хотя тактовый генератор микропроцессора работает на частоте несколько МГц, которая позволяет основной программе настройки выполняться всего за несколько миллисекунд, но реле также требуется несколько миллисекунд для переключения каждой из комбинаций конденсаторов и индуктивностей. Поэтому, в случае затруднительной настройки может потребоваться до нескольких секунд для перебора всех возможных комбинаций.

Программа настройки использует алгоритм для уменьшения числа настроек тюнера. Прежде всего, если требуется, программа отключает реле высокого/низкого волнового сопротивления, затем перебирает индуктивности для поиска лучшего согласования.  После выбора лучшего значения индуктивности, тюнер перебирает емкости для поиска лучшего согласования.  Если согласование не удалось, то программа повторяет грубую настройку со включенным реле высокого/низкого волнового сопротивления. Затем программа производит плавную настройку подбором величин индуктивностей и емкостей.

Микропроцессор запускает программу точной настройки только после достижения КСВ равного 1,5 или менее. Программа точной настройки пытается теперь достичь как можно лучшего КСВ (возможно ниже 1,5), это занимает примерно полсекунды.

На этом процесс автоматической настройки тюнера LDG закончен и вы можете приступать к работе.

 

Корзина Перейти
Корзина пуста
Вход
E-Mail:
Пароль:
Регистрация
Youkits TJ2B
Отложенные товары Перейти
Нет отложенных товаров.
Отзывы Перейти
QRP SSB/CW портативный трансивер Youkits TJ2B
Хорошая игрушка! Как купил. ..подсоединил антенну mfj-1820 и ..
5 из 5 звёзд!
Рекомендуемые Перейти
CW манипулятор Bencher Mercury
CW манипулятор Bencher Mercury
41215 руб.
Последние FAQ
Если в Вашем городе нет филиала фирмы Деловые Линии...
Как правильно зарегистрироваться?
Mirage B-2518-G




Tangenta(R) - зарегистрированная торговая марка
RSS каналы