|
КСВ МЕТР - ВАТТМЕТР. |
Предлагаемая схема (рис. 1) предназначена для измерения КСВ в пятидесятиомных коаксиальных линиях. Отдельные элементы схемы хорошо известны [1].
Детали устройства.
Т1 - токовый трансформатор, изготовлен на ферритовои кольце размером К20х10х5 мм с проницаемостью 20...30. Первичная обмотка представляет собой короткий отрезок (до 10 см) коаксиального кабеля с волновым сопротивлением 50 Ом, продетого через кольцо. Оплетка соединяется с корпусом как показано на рис. 2.
Вторичная обмотка содержит 2x24 витка провода ПЭЛШО 0,15 мм, намотанных в два провода равномерно по всей окружности кольца. Начало одной половины обмотки соединено с концом второй. Трансформатор Т1 отделяют экраном от других деталей устройства, С1 должен быть с воздушным зазором между пластинами, величина которого соответствует проходящей через кабель ВЧ мощности. С2...С5 - типа КМ, КСО. Переменный резистор R5 — с линейной характеристикой, его ось выводится на переднюю панель.
Нежелательно применение в качестве прибора Р) микроамперметра с током полного отклонения 50 мкА, т.к. чрезмерная чувствительность головки прибора не позволяет легко откалибровать КСВ метр. Применение же головки на 500 мкА или на 1 мА снижает чувствительность и увеличивает погрешность измерения при малых мощностях.
S1 - сдвоенный галетный переключатель. XI, Х2 - СР-50 - ВЧ разъемы. Диоды желательно подобрать по идентичности вольтамперных характеристик. Для этого собирается схема (рис.З).
При идеальной паре диодов стрелка Р1 остается на нуле при любом положении движка R2. Следует подобрать пару, дающую минимальное отклонение стрелки Р1.
Приступая к калибровке устройства, необходимо быть уверенным, что выходное сопротивление передатчика действительно составляет 50 Ом. Если последний выполнен в виде ШПУ, эти данные заложены в конструкции. При использовании в выходном каскаде П-контура необходимо откалибровать его на эквиваленте антенны сопротивлением 50 Ом по максимуму ВЧ напряжения на нем.
Калибровка КСВ метра.
Калибровка осуществляется в диапазоне 14 или 21 МГц при максимальной мощности трансивера. Выход трансивера подключают к разъему XI. Эквивалент антенны (безиндукционный резистор или их группа) сопротивлением 50 Ом подключают к разъему Х2. Соединения выполняют с помощью 50-омного кабеля.
Переключатель S1 устанавливают в положение "прямая волна". Включают трансивер на передачу, и с помощью переменного резистора R5 устанавливают стрелку прибора Р1 в максимальное положение.
Затем переключатель S1 переводят в положение "отраженная волна" и с помощью диэлектрической отвертки, изменяя емкость С1, добиваются нулевых показаний прибора Р1. Если не удастся добиться показаний, близких к нулевым, надо поменять местами выводы трансформатора Т1 на S1.1.
Возможно, придется незначительно изменить номинал конденсатора С2. Следующий шаг - это нанесение
на шкалу прибора Р1 значений в единицах КСВ, пользуясь формулой КСВ=(1+Uотр)/(1-Uотр). Таким образом получают шкалу КСВ. Затем проверяют работу КСВ метра, нагружая его на различные эквиваленты антенны, отличающиеся по сопротивлению от 50 Ом в 2,3,4, 5 раз как в сторону увеличения, так и в сторону уменьшения. Так. при подключении эквивалента сопротивлением 25 Ом или 100 Ом КСВ метр должен регистрировать это в виде значения КСВ=2. При рассогласовании нагрузки в 3. 4 или 5 раз получают соответственно значения КСВ=3, 4, 5.
Такой метод калибровки позволяет считать, что КСВ метр действительно является контрольно-измерительным прибором, а не "показометром".
Калибровка ваттметра.
Необходим передатчик, имеющий плавную регулировку мощности. Калибровка производится в диапазоне 14 или 21 М Гц. Вывод ТХ или РА соединяют с разъемом X]. Эквивалент антенны сопротивлением 50 Ом подключают к разъему Х2.
Переключатель S1 устанавливают в положение "Мощность". Включают на передачу передатчик. С помощью ВЧ вольтметра измеряют напряжение РЧ на эквиваленте, определяя мощность, отдаваемую в на-грузку, по формуле
P=U2/R, где U - действующее напряжение РЧ;
R - сопротивление эквивалента.
Резистор R4 - 470 к - определяет чувствительность схемы. Им устанавливают полное отклонение стрелки прибора PL контролируя напряжение РЧ при максимальной мощности передатчика. При каждом контрольном замере полученные значения в ваттах наносят на шкалу Р1.
Другой метод калибровки ваттметра заключается в измерении тока РЧ. Для этого применяют измеритель РЧ тока (термопару) от р/станции Р-140. Прибор включается последовательно между КСВ метром- ваттметром. Мощность отдаваемая в нагрузку, определяется
P=I2xR , где I — измеряемый ток РЧ
R - сопротивление эквивалента
Исключается применение подобного измерителя от Р-118 из-за его ограничения в работе на частотах выше 12 МГц. Такое определение мощности окажется наиболее подходящим для любителей QRO.
При работе на реальную антенну точность показаний ваттметра зависит от степени согласования выходного каскада ТХ или РА с антенной системой, т.е. чем ближе КСВ к 1, тем меньше погрешность измерения.
При использовании антенного тюнера КСВ метр-ваттметр устанавливается на его входе, т.е. между передатчиком и тюнером. Точность показаний ваттметра в этом случае зависит от качества согласования на участке ТХ -тюнер, т.е. от правильности выбора положений регулирующих элементов антенного тюнера.
Описанное устройство было изготовлено 5 дет назад и по прежнему постоянно находится в работе.
И.ПОДГОРНЫЙ (EW1MM)
Литература
1. С. Бунин. Л. Яйленко. Справочник радиолюбителя-коротковолновика. Киев, "Техника", 1984.