- Власне давно свербіли руки (Hi), зібрати цей невигадливий пристрій для своєї ж зручності. Маючи на руках готовий тюнер від компанії MFJ, який мені люб'язно надав YL3GDM... - цей аксесуар не справив на мене враження. Даний тюнер зібраний за класичною Т-подібною схемою для узгодження різних антен в діапазоні опорів від 20 і до 1000 ом і на жаль розрахований всього лише на потужність від сили в 150Вт. І хоча в техпаспорті вказана потужність 300wt PEP, повинен відразу сказати, що його змінні конденсатори вже прошиває ВЧ струмами при потужності понад 200Вт, особливо якщо підключене до нього навантаження буде мати опір понад 300-400 ом. Крім того, даний тюнер має на борту всього два антенні входи. Простіше кажучи, це хороший тюнер для виїзду на природу "заточений" під штатну потужність стандартного фабричного трансівера.
Для свого базового шека вирішив зібрати компактний варіант Т-тюнера, який буде здатний при необхідності витримати потужність мого УСМ в 500-600вт і мати вбудований перемикач на 7 антен, а також вбудовану систему захисту від статичної напруги на вході, яка зможе захистити трансівер від виходу з ладу під час грози.
Не маючи якихось спеціальними комплектуючими, робити довелося з того, що було в наявності. А були звичайні два змінники від старих побутових лампових радіоприймачів та коробка, корпус від якогось вимірювального приладу...
Насамперед, необхідно було проредити змінні конденсатори. У стандартному вигляді, це були два два секційні конденсатори по 2х495 пф. Шляхом проріджування вдалося збільшити зазор між статором і ротором до 2 мм. При вимірі вийшло по 105пф на секцію. Котушка тюнера була просто намотана на болванці діаметром 40 мм товщиною дроту 2.5мм. Конструкція безкаркасна та містить 36 витків з кроком 2 мм. Відводи, їх 12 штук, виконані через кожні 2 витки, рахуючи від точки підключення до конденсаторів.
З метою захисту від статики та пробою під час грози, встановлений на вході дросель індуктивністю 2.5 мг, який гарантовано оберігає вхід трансівера, розряджаючи по постійному струмуна землю електрику, що накопичилася з антен. Додатково встановлений грозовий вакуумний розрядник, тип Р-350, який служить додатковим захисним пристроєм, від пікових напруг в полотнах антен, що перевищують поріг 310 вольт. Перемикачі усі в тюнері, галетного типу, де виконано паралельне з'єднання перемикаючих груп для посилення площі контактів. Встановлено два вимірювальні стрілочні прилади. Один прилад виконує роль КСВ-метра, другий індикатора потужності на виході пристрою. Усередині АСУ встановлений еквівалент - опір 50 ом, розрахований під навантаження до 500Вт з кріпленням на корпусі узгоджувача виконує функцію радіатора для відведення тепла. Решта, все видно наочно з наведених фотографій та принципової схеми, яку я накидав від руки (Sorry).
Чому я зупинився саме на Т-подібному варіанті тюнера? Не секрет, що антенний тюнер можна виконати і з різних інших класичних варіантів. Існує "Г"-схема, "П"-контурна схема і т.д. Справа в тому, що в кожному варіанті є свої переваги і недоліки. Класичний П-контур, напевно, один з найефективніших варіантів узгодження і з гарним придушенням гармонік, але вимагає наявність змінних конденсаторів великої ємності, до 1000 і 1500пф, яких у мене не було. А якщо взяти до уваги те, що мені ще й необхідно пропускати через тюнер велику потужність, тобто мати конденсатори з великими зазорами на цю потужність, то схема на кшталт "П"-контуру була вже не прийнятна. Варіанти "L" і "Г", типи схем, які не можуть трансформувати вхідний опір у такому широкому діапазоні опорів як це вдається зробити за допомогою Т-подібної схеми узгоджувача, також були відхилені мною. Крім того, в Т-образнику, достатньо змінних конденсаторів з ємністю всього в 200пф максимум, щоб узгодити на 80-ти метровому діапазоні. Це, власне, і зумовило всю схему мого узгоджувального пристрою.
"Мотузками" випадкової довжини я не користуюся. В основному це налаштовані антени з кабельним харчуванням. Максимум, антени багатодіапазонного типу, такі як OCF диполя, де доводиться прибирати реактивну складову на певних діапазонах в межах 150-200 ом, з чим чудово справляє Т-подібний тюнер. Тому в моїй конструкції, я не встановлював широкосмуговий трансформатор на кільці, щоб живити симетричні антени або антен типу LW.
Недоліки моєї конструкції, як і будь-якої іншої (Hi), звичайно ж мають місце! Найважливіший і основний, це перемикання відводів котушки L1, за рахунок звичайного галетника на 12 положень. За розумом, там повинна стояти котушка з рухомим відведенням, на кшталт варіометра як це є у радіостації РСБ або подібних. Завдяки цьому, тюнер можна налаштувати гнучкіше на будь-яке буквально навантаження. Але подібної деталі у мене не було... Другий недолік, це тісний, вузький корпус. Всі узгоджувальні пристрої виконуються в досить просторих корпусах, бо за законом радіотехніки, котушки узгодження повинні бути віддалені від стінок корпусу, на один діаметр свого розміру або розташовані перпендикулярно стінок корпусу, тобто з мінімальним впливом. Це підвищує добротність контуру загалом. Але не маючи такої можливості, в моєму випадку, котушка встановлена майже посередині, з однаковим видаленням від передньої та задньої стінки корпусу.
Виготовлений варіант мого тюнера пройшов випробування всієї потужності мого УСМ на всіх діапазонах, включаючи WARC. Скрізь вдалося виконати узгодження з трансівером антени, що є у мене OCF, розрахованої під діапазони 40-20-15-10м. Пробоїв змінних конденсаторів не було, так само не пробивало галетних перемикачів і не шило на корпус. Методика налаштування проста. Спочатку налаштовуємо АСУ у зв'язці Трансівер-АСУ-Антена, потужністю 5-20Вт за показанням вбудованого КСВ-метра. Далі підключаємо на вихід УСМ і не чіпаючи ручок настойки АСУ, будуємо вихідний каскад УСМ. Власне нічого складного.
І насамкінець, торкнуся питання проріджування конденсаторів.
(Для наочності слід збільшити фото мініатюр, натиснувши мишкою!)
Це питання хвилює багатьох радіоаматорів, тому що не всі мають технологію цього доопрацювання. Змінні конденсатори стали досить дефіцитними. Купівля імпортних змінників, коштує грошей, та й не завжди є можливість їх придбати, а тому вирішив розмістити тут кілька фотографій, під час цього процесу для наочності.
Насамперед, потрібно вибрати гідний кондер для цього доопрацювання. Ідіально підходять змінники від старих радянських лампових радіоприймачів 50-60 років. (Рис.1). Вони мають твердіший матеріал на своїх корпусах і товстіші пластини ротора-статора. У моїх змінниках був використаний алюміній завтовшки 0.8мм, який щільно завальцований на латунних осях. Далі потрібно повністю розібрати конденсатор, розкрутивши торцеву гайку і викрутивши центруючий гвинт з кулькою ковзання. Вивертаємо ротор до верху і витягаємо його повністю із статора (Мал.3). Всі кульки, акуратно, перевірливо перерахувавши, складаємо в окрему коробочку, щоб нічого не загубилося. (Hi)
Наступною дією буде відпаювання статорних секцій. (Мал.2), від корпусу змінника. Виконується так само обережно, щоб не пошкодити порцелянові ізолятори-стійки біля місць припаювання. Як тільки ви вибрали статор, можна приготуватись як самому процесу проріджування. Проріджування починати потрібно тоді, коли буде проведено правильну розмітку. Маркуємо чорним маркером пластини, через одну, щоб потім у похапці, випадково не помилитися і не висмикнути зайвого...
Потрібно запам'ятати одну деталь, і це важливо!Вісь (за який ми обертаємо конденсатор), притискається у бік кульок ковзання торцевим гвинтом з контрастною гайкою встановленою з протилежного боку (Мал.7). А це означає, що пластини потрібно вибирати починати саме з протилежної від осі ручки налаштування конденсатора на статорних секціях. А на роторі, навпаки! Пластини починаємо вибирати з боку ручки налаштування. За одну! У майбутньому це дозволить при складанні виставити правильний зазор, без перекосів.
Для вибірки пластин, необхідний потрібний інструмент . Потрібна тонка "мінусова" викрутка, шириною 2-3 мм, у якої напилком заточуємо кінець гостро, щоб вийшло таке міні зубило. Маленький молоток, 100-150гр. Пінцет і тонконосі пасатижі, які я називаю "качканосами" для захоплення та смикання самих пластин... Відмінною допомогою в роботі буде наявність у радіоаматора бор машинки (Рис.5) з бором діаметром на кінці 1.5мм, тоді ця процедура взагалі йде дуже легко ...(у мене є в наявності, мені було простіше). Далі, закріплюємо секції статора в маленьких настільних лещатах, частиною, де видно розвальцювання кріплення пластин. Акуратно, викруткою-зубильцем, зрубуємо виступаючі частини цієї розвальцювання. І так, кожну через одну та по колу (4 точки кріплення). На роторі зазвичай два пояси кріплення, плюс ще й на осі. На статорі зазвичай чотири пояси кріплення (осі там немає). Зрубавши, переходимо до бор-машини. Кожне зрубане місце акуратно проточуємо по ходу паза в глиб, на 0.5 мм приблизно (Мал.4). На фото видно, як це виглядає. Матеріал – алюміній, все обробляється легко, головне не поспішати. Після проточки, затискаємо статор у лещатах пластинами вгору (проточки внизу і з боків) і "качканосами" беремося за першу крайню пластину і витягаємо її. Зусилля бути великого не повинно! Якщо все проточено правильно, пластина легко висмикується без значних зусиль. Прорідивши статор, переходимо до ротора.
Прорідивши статор та ротор (Рис.6), Далі, збираємо конденсатор назад. Тут також є одна тонкість. Вставивши статор на своє місце, не припаюємо його! Він повинен просто стояти (звичайно заздрить від конкретної конструкції конденсатора), за своїм місцем, навіть якщо і там вируватиме і бовтаються, аби не випадав. Усю увагу потрібно спочатку приділити роторній частині. Встановити, набити вісь кульками ковзання, закрутити торцевий гвинт, але злегка, тільки-но підібгавши, що б не злітало. Перевірити як все ходить.
А ось далі, розігрівши паяльник, необхідно виставити статор ЗА МІСЦЕ ЩОДО ВСТАНОВЛЕНОГО РОТОРА!Тобто з потрібним та рівним зазором з обох боків! Як тільки поставили, робимо попередній припай, легкий, щоб трохи зафіксувати і тільки. Уважно оглядаємо, як і що, щоб усе було рівно. Робимо зміщення (центруємо) шляхом дотискання торцевого гвинта ротора в бік ручки осі, якщо це треба! Потрібно розуміти, що регулювати ми можемо (і то небагато) тільки в один бік, у бік ручки налаштування, дотискаючи або віджимаючи гвинт. Таким чином, потрібно дивитися як встановити правильно статорні секції. Знову ж таки, нагадаю. Роторні пластини повинні бути з рівним зазором по сторонах до статорних і входячи в статор (максимальна ємність!), Повинні мати повністю утоплений вигляд, як і належить, без перекосів по горизонталі.
І лише переконавшись остаточно, що все рівно, крутимо вісь кондера і якщо нічого не люфтує в осі, тільки тоді вже капітально запаюємо всі 4 точки кріплення на статорних секціях до корпусу змінника. Перевіряємо ще раз на рівномірність проміжків і заміряємо отриману ємність мультиметром. У мене вся процедура зайняла три години. Результат на фото нижче (Мал.9). Таким чином виконується проріджування змінного конденсатора. Спосіб дідівський, але перевірений!
У середовищі радіоаматорів-короткохвильовиків популярні антенні тюнери фірми MFJ різних модифікацій, у тому числі на потужність 1...3 кВт. Автору статті не раз доводилося бачити "начинки" тюнерів цієї фірми, що вийшли з ладу. Можливо, що при більш "делікатному поводженні" подібних плачевних наслідків і вдається уникнути, але і це не є фактором високої надійності тюнера. Також важливу роль відіграє їхня вартість.
В даний час на радіоринках СНД, у тому числі і на інтернет-ринках, з'явилося безліч радіокомпонентів від військової техніки СРСР, знятої з озброєння, але цілком придатних для радіоаматорських конструкцій.
Вивчивши інформацію з ручних Т-тюнерів MFJ та різних "саморобних" пристроїв, автор зібрав тюнер на максимальну прохідну потужність 3 кВт радіоаматорських діапазонах 1,8...30 МГц, застосувавши відповідні компоненти.
Пристрій є закінченою конструкцією і дозволяє:
1. Підключати до підсилювача потужності (УМ) зовнішнє навантаження 50 Ом через вимірювач КСВ та прохідної потужності.
2. Комутувати дві антени через вимірювач КСВ та прохідної потужності безпосередньо без тюнера.
3. Підключати одну антену до тюнера через вимірювач КСВ та прохідної потужності та узгодити навантаження, еквівалентний опір 10...1000 Ом у діапазоні 1,8....30 МГц.
4. Вимірювати КСВ у підключеній антенно-фідерній системі з мінімальною потужністю 50 Вт на навантаженні 50 Ом.
5. Вимірювати потужність сигналу в трьох інтервалах: 0,3 кВт, 1,5 кВт, 3 кВт.
6. Пригнічувати позасмугові випромінювання (щонайменше 10 дБ).
Принципова схемаантенного тюнера показано на рис. 1. Сигнал передавача подається на роз'єм XW1 і через первинну обмотку трансформатора Т1 вимірювача КСВ та прохідної потужності надходить на перемикач вибору напрямку передачі потужності - SA2. У положенні 1 перемикача SA2 сигнал надходить на роз'єм XW2, до якого підключають безіндуктивне навантаження з опором 50 Ом на відповідну потужність. Цей режим потрібний для налаштування лампового підсилювачапотужності, щоб виключити пробій конденсаторів змінної ємності (КПЕ) П-контуру. Часто буває, що радіоаматори в П-контурі лампових підсилювачів великої потужності застосовують конденсатори з досить малими зазорами, наприклад, три-, п'ятисекційні КПЕ з ємністю секції 12/495 або 17/500 в кращому випадку.
Мал. 1. Принципова схема антенного тюнера
У положеннях 2 і 3 перемикача SA2 сигнал передачі може надходити на роз'єми XW3 і XW4 відповідно, яких підключають антенно-фідерні пристрої з хвильовим опором 50 Ом. У положенні 4 перемикача SA2 сигнал передачі надійде на тюнер і далі на роз'єм XW5, до якого може бути підключений антеннофідерний пристрій з опором 10...1000 Ом.
Тюнер виконаний за Т-подібною схемою і складається з двох КПЕ С6 і С7, котушки зі змінною індуктивністю L1 і конденсаторів С8, С9, автоматично підключаються вимикачами SA3 і SA4 при обертанні роторів КПЕ С6 і С7.
При вимірюванні прохідної потужності ВЧ-сигнал знімається з вторинної обмотки Т1 трансформатора через ланцюг VD1C3R3 і через контакти 1, 2 або 3 перемикача SA1 і відповідні додаткові резистори R4-R8 надходить на вимірювальний прилад РА1.
При вимірюванні КСВ сигнал знімається з вторинної обмотки трансформатора Т1, що детектується ланцюгами VD1C3R3 і VD2C4R3, через контакти 4 або 5 перемикача SA1 з движка змінного резистора R3 надходить на прилад РА1. Ланцюг VD1C3R3 - детектор прямої хвилі, ланцюг VD2C4R3 - детектор відбитої хвилі. Змінним резистором R3 встановлюють положення стрілки приладу РА1 на кінцевий поділ шкали в положенні 4 перемикача SА1. У положенні 5 перемикача SА1 роблять зчитування показань ПКС. Вимірювальний прилад РА1 має дві шкали: шкалу прохідної потужності та шкалу відліку КСВ.
Основні вузли в конструкції застосовані від узгоджувально-симетруючого пристрою радіостанції Р-140. Виміряна ємність конденсаторів С6 і С7 - 26...206 та 26...209 пФ відповідно. Товщина дюралюмінієвих пластин ротора та статора КПЕ – 3,7 мм. Зазор між пластинами ротора та статора при введеному роторі - 7 мм. Ротори цих КПЕ обертаються без обмежень на 360 о (рис. 2). При виборі КПЕ іншого типу необхідно звернути увагу на товщину пластин, так як тонкі пластини при сигналі великої потужності можуть згинатися, сприяючи тим самим ВЧ-пробою. У застосованих КПЕ є потужні щіткові комутатори з латуні. З їх допомогою підключаються додаткові конденсатори С8 та С9 - К15У-1 на номінальну напругу 3,5 кВ та реактивну потужність 8 кВАр.
Мал. 2. Ротори КПЕ
Циліндричний варіометр L1 також від радіостанції Р-140. Його котушка виконана мідною шиною 10x1,2 мм і містить 22 витки з кроком 6 мм. Варіометр можна застосувати і від іншої техніки, але не з найгіршими даними.
Перемикач вибору навантаження SA2 - щіткового типу, що підключається, керамічний з площею контакту не менше 7 мм 2 . Перемикачі зі сферичною формою контакту не годяться через малу площу контакту. Перемикач SA1 - ПГК 5П2Н або іншого відповідного типу на радіокераміці.
Трансформатор Т1 намотаний на магнітопроводі типорозміру К20х10х5мм з фериту 50ВЧ. Первинна обмотка Т1 є мідним провідником діаметром 3 мм і довжиною 40 мм, на який надіта фторопластова трубка. Цей провідник проходить крізь феритове кільце з вторинною обмоткою, яка виконана двома багатожильними проводами, що паралельно йдуть, взятими з монтажного шлейфу. Провід в ПХВ-ізоляції містить дві жили із семи провідників мідного лудженого дроту діаметром 0,15 мм. Ця обмотка містить десять витків, намотаних рівномірно по кільцю. Кільце попередньо обмотане стрічкою з фторопласту або лакотканини. Середня точка вторинної обмотки виходить з'єднання кінця одного проводу обмотки з початком другого.
Автор давно використовує такий тип вторинної обмотки при виготовленні КСВ-метрів до 50 МГц, що зарекомендував себе як найбільш оптимальний та надійний. Слід пам'ятати, що верхній висновок конденсатора С1 підключений до провіднику первинної обмотки Т1 після нього (не з боку підключення вхідного разъема!). Шина загального дротувимірювача виконана з мідного дроту діаметром 3 мм. Одним кінцем ця шина підключена до корпусу вхідного роз'єму, а другим - до обплетення кабелю, що йде на перемикач SA2. Центральний провід цього кабелю підпаяний до провідника первинної обмотки Т1 після нього.
Конденсатор С1 – будь-який відповідний з повітряним діелектриком, С2 – КСВ-1, КТК, КДК на номінальну напругу не менше 250 В. Резистори R1, R2, R6, R8 – МЛТ-2. Змінний резистор R3 - СП3-9а, СП3-4а або СП групи В. Підстроювальні резистори R4, R5, R7 - СП3-9а, СП4-1 групи А. Конденсатори С3, С4 складені з двох конденсаторів КДК ємністю 6800 пФ, включених С5 – КДК. Усі конденсатори – на номінальну напругу 250 В. Діоди VD1, VD2 можна замінити підібраними діодами Д9Ж. Прилад РА1 – М24 із струмом повного відхилення стрілки 200 мкА. Можна застосувати інший струм від 50 до 300 мкА з відповідною корекцією додаткових резисторів. Від чутливості пристрою залежить мінімальна потужність контролю КСВ. В авторському варіанті – це 50 Вт. Вибір такої потужності зроблено з міркувань комфортної роботи тюнера в момент узгодження з великим опором навантаження.
Всі ВЧ-роз'єми – СР-50-165Ф. Для підключення еквівалента навантаження 50 Ом застосовано 50-омний роз'єм іншого типу, щоб не плутати з іншими напрямками.
Тюнер змонтований у корпусі розмірами 480×320×300 мм від генератора Г3-33. До корпусу знизу пригвинчені гумові ніжки, у задній стінці вирізані отвори під роз'єми. Також на задній стінці корпусу встановлена клема "земля".
Лицьова панель тюнера і шасі виготовлені зі сталі товщиною 1,5 мм і є цілісною жорсткою конструкцією. Вони з'єднані за допомогою напівавтоматичного зварювання (КЕМП), але можна застосувати заклепочно-гвинтовий спосіб з'єднань. Важливо, щоб конструкція була досить жорсткою, оскільки радіодеталі, що застосовуються, мають порівняно великі розміри і масу. Панель кріплення ВЧ-роз'ємів розмірами 442x75x4 мм виготовлена з дюралюмінію та закріплена на шасі ззаду. Роз'єми кріпляться латунними гвинтами та гайками М3. Монтажні пелюстки із лудженої латуні відповідного розміру кріплять під латунними гайками. У конструкції всі майданчики під гвинти, гайки, пелюстки та роз'єми перед монтажем добре зачищають. Передня панель та шасі тюнера пофарбовані емаллю ПФ-115 сірого кольору. Усі написи зроблено перекладним шрифтом (рис. 3).
Мал. 3. Передня панель тюнера
У бічних стінках шасі у місцях кріплення КПЕ та варіометра вирізані прямокутні вікна для зменшення ємності монтажу. Вузли вимірювального приладу, вимірювача КСВ та прохідної потужності закриті коробчастими екранами. Вузол вимірювача КСВ та прохідної потужності додатково закритий Г-подібним екраном з дюралюмінію.
Компонування вузлів тюнера показано на фото (рис. 4).
Мал. 4. Компонування вузлів тюнера
При монтажі КПЕ слід врахувати, що вони ізольовані від шасі. Металеві осі управління КПЕ з'єднують з осями роторів КПЕ через ізоляційні висо-
ковольтні муфти. Також на осі управління кріплять диски діаметром 100 мм із металу або пластику для шкал. Шкали виготовляють на принтері або малюють від руки на щільному білому папері. Робоче поле шкал КПЕ – 360 о. В лицьовій панелі тюнера під ці шкали за місцем вирізано отвори. Отвори закриті пластинами з оргскла товщиною 1 мм та забезпечені візирами по центру. Шкала приладу РА1 виготовлена таким самим способом.
Конденсатори С8 та С9 монтують на задніх стінках корпусів С6 та С7 відповідно. При встановленні варіометра звертають увагу, що вісь керування варіометра з'єднана з його рухомими контактами. Тому струмознімач рухомих контактів з'єднують з найближчим висновком котушки варіометра і підключають до загального дроту - пластини кріплення ВЧ-роз'ємів. Як шкальний пристрій варіометра використаний модернізований шкальний механізм від радіостанції 10РТ-26. Шкалу варіометра також виготовляють вказаним вище способом.
Монтаж тюнера виконаний коаксіальним кабелем РК50-9-12, розрахованим на прохідну потужність понад 3 кВт за КСВ=1. Вимірювальний вузол РА1С5R3 підключений екранованими НЧ-проводами. Інші з'єднання виконані лудженою мідною шиною 10x1 мм і трубкою діаметром 5 мм найкоротшим шляхом. Деталі С1-С4, R1, R2, VD1, VD2 змонтовані навісним способом на керамічній пластині з монтажними пелюстками. Як сказано вище, конденсатори С3 та С4 складені з пар конденсаторів ємністю 6800 пФ. Одні встановлені на пластині, а другі – на перемикачі SА1. Підстроювальні резистори R4, R5, R7 змонтовані на бічній панелі шасі для можливості регулювання ззовні (рис. 5). Там же зроблено отвір регулювання конденсатора С1. Фіксатор положень перемикача SА1 необхідно дещо послабити для м'якшого перемикання. Вісь перемикача SА1 виведена на передню панель тюнера через вісь із двома пружинними карданами. Змінний резистор R3 також встановлений на передній панелі. Елементи R3, PA1, C5 закриті коробчастим екраном. Діоди VD1, VD2 мають бути підібрані в пару. Спрощений підбір - щодо вимірювання прямого опору цифровим вимірювачем опорів. Для точного підбору діодів можна скористатися відомими методиками з літератури чи Інтернету.
Мал. 5. Монтаж резисторів
Усі роботи з налагодження тюнера виконуються за суворого дотримання техніки електробезпеки! Налаштування здійснюється на діапазоні 14 МГц. На решті діапазонів результати виходять цілком прийнятні, і жодних додаткових налаштуваньне вимагається.
Спочатку перевіряють правильність монтажу всього пристрою. Переконавшись, що все гаразд, встановлюють перемикач SA2 у положення 1 ("50Е") і підключають до роз'єму XW2 безіндуктивний опір 50 Ом відповідної потужності. Підключають вихід трансівера або підсилювача потужності до роз'єму XW1. Двигун змінного резистора R3 встановлюють у крайнє праве положення (рухомий контакт з'єднують із загальним дротом). Перемикач SА1 встановлюють положення 4 ("F", пряма хвиля). Включають трансівер режим передачі, налаштовують його П-контур на навантаження 50 Ом і встановлюють вихідну потужність 50 Вт. Якщо у трансівера транзисторний вихід, він вже налаштований на 50 Ом. Змінним резистором R3 встановлюють стрілку приладу РА1 на середину шкали. Переводять SА1 в положення 5 ("R", відбита хвиля) і діелектричною викруткою обертають ротор С1 конденсатора. Стрілка приладу РА1 йде нанівець. Повертають SА1 положення "F" і резистором R3 встановлюють стрілку РА1 на кінцеве значення шкали. Перемикають SА1 положення "R" і конденсатором С1 встановлюють стрілку РА1 на нульову позначку шкали. Повторюють цю операцію та, якщо потрібно, коригують налаштування. Ця настройка буде відповідати КСВ, що дорівнює одиниці. Шкала КСВ-метра градуюється згідно з розрахунками за формулою
КСВ = (1 + U отр) / (1-U отр).
Замість 1 підставляють кінцеве значення шкали замість U - показання в режимі відбитої хвилі. Отримане значення буде значення КСВ. Наприклад, вся шкала має 100 поділів. Показання відбитої хвилі – десять поділів. Підставляємо ці значення формулу і робимо розрахунок:
КСВ = (100 +10) / (100-10) = 1,22.
Отримане значення і відповідатиме КСВ у цій точці шкали. У такий спосіб можна розрахувати всю шкалу КСВ-метра. Варіюючи цифрами у цій формулі, можна відградувати шкалу в бажаних значеннях.
Далі налаштовуємо вимірювач прохідної потужності, який має три кратні межі вимірювання: 0,3 кВт, 1,5 кВт та 3 кВт. Для налаштування знадобиться ВЧ-вольтметр з межею вимірювання напруги 400 В. Для цього підійдуть вольтметри, що мають в комплекті ВЧ-ділювачі напруги. Чому до 400? Тому що при потужності 3 кВт на навантаженні 50 Ом буде ВЧ-напруга 387 В, при потужності 1,5 кВт – 274 В, при 0,3 кВт – 123 В. Ці значення отримані розрахунком за формулою
За цією формулою визначаються проміжні значення шкали вимірювача прохідної потужності. Слід зазначити, що шкала потужності нелінійна і використовувати лінійну шкалу приладу РА1 безпосередньо для відліку потужності не вдасться.
У режимі вимірювача прохідної потужності двигун змінного резистора R3 встановлюють у нульове положення. Переводять перемикач SА1 положення 1 (0,3 кВт), рівень передачі на нулі. Підстроювальні резистори R4, R5, R7 встановлюють у положення максимального опору. Плавно подають вхідний сигнал і контролюють напругу ВЧ на навантаженні 50 Ом. При досягненні напруги 123 підстроювальним резистором R4 встановлюють стрілку приладу РА1 на кінцеве значення шкали. Це положення буде відповідати прохідній потужності 0,3 кВт. Аналогічним способом налаштовують вимірювач в інших положеннях SА1 відповідно до напруги ВЧ, значення яких наведені вище. Спочатку додаткові резистори R6 і R8 мають опір 200 кОм і 470 кОм відповідно. При налаштуванні, можливо, доведеться підібрати їх. Вони забезпечують плавність регулювання підстроювальними резисторами R5, R7.
Проміжні значення потужності одержують із формули. Багато значень створювати навряд чи слід. Достатньо, наприклад, оцифрувати такі: 100 Вт, 200 Вт, 250 Вт, 300 Вт. Множник дасть: 0,5 квт, 1 квт, 1,25 квт, 1,5 квт або 1 квт, 2 квт, 2,5 квт, 3 квт.
Підключають до тюнера заземлення (клема X1), опір навантаження 50 Ом (роз'єм XW2), вихід трансівера/підсилювача (роз'єм XW1) і антену (до роз'єму XW5).
Переводять перемикач SА2 у положення 4 "TUNER". Включають трансівер у режимі прийому та обертають ручку налаштування варіометра L1 до отримання максимального шуму ефіру. Встановлюють потужність передачі порядку 50 Вт і налаштуванням конденсаторів С6 та С7 домагаються мінімуму КСВ. На практиці краще перебудовувати конденсатор С6 з невеликим кроком, потім робити точне підстроювання на мінімум КСВ конденсатором С7. Якщо потрібно, підлаштовують котушку L1, але це в останню чергу. Процедура повторюється до досягнення мінімального ПКС. Коли його отримано, можна збільшувати вихідну потужність передавача.
Слід пам'ятати, що мінімальний КСВ можна одержати у різній комбінації положень ручок тюнера.
Після досягнення мінімуму КСВ слід перевірити потужність, що віддається передавачем, і переконатися, що його система ALC не зменшила її значно. Якщо це все ж таки сталося, слід шукати мінімальний КСВ при іншому положенні варіометра. Щоб кожного разу не шукати точки налаштування тюнера, корисно скласти таблицю положення ручок налаштування ділянок діапазонів.
Необхідно пам'ятати, що налаштування тюнера слід проводити на потужності менше 100 Вт! Потужність збільшувати лише після налаштування тюнера та не використовувати режим передачі тривалий час при високому КСВ.
Деякі нагадування. Якщо застосовується фідер живлення антени довжиною, кратної непарному числу 1/4λ (з урахуванням коефіцієнта укорочення), то фідер перетворюється на високоомний трансформатор. Якщо довжина фідера кратна парному числу 1/4λ, маємо повторювач вхідного опору антени. Тобто до тюнера буде підведено вхідний опір антени. Це слід враховувати при будівництві як однодіапазонних, так і багатодіапазонних антенщоб отримати їх максимальну ефективність.
Дата публікації: 02.07.2018
Думки читачів
- Сергій / 10.12.2018 - 10:54
Вітаю! де б замовити це?
Надіслати цю замітку мене спонукала стаття ст. У ній описуваласяконструкція антенного тюнера, зібраного за Т-подібною схемою, що володіє хорошою широкосмуговістю і виключає підстроювання при зміні частоти в межах одного діапазону. Така схема в залежності від типу антени та робочої частоти може пригнічувати гармоніки на 10-15 дБ.Так як конденсаторів змінної ємності від радіоприймача «ВЕФ», як це рекомендовано в , у мене не виявилося, що я зібрав тюнер за іншою схемою та з іншими, більш поширеними КПЕ. Крім того, цей тюнер може працювати як найпростіший комутатор антен, що має ще й еквівалент навантаження.
Для узгодженнятрансівера з різними антенами можна з успіхом застосувати найпростіший ручний тюнер, схема якого показана на малюнку. Він перекриває діапазон частот від 18 до 29 мГц. Потужність, що підводиться до тюнера, залежить від зазору між пластинами конденсатора змінної ємності С1, що застосовується - чим він більше, тим краще. Із зазором 1,5-2 мм тюнер витримував потужність до 200 Вт (може і більше – для подальших експериментів моєї потужності TRX не вистачило). На вході тюнера для вимірювання КСВ можна ввімкнути один із КСВ-метрів, хоча при спільній роботі тюнера з імпортними трансіверами це не обов'язково - всі вони мають вбудовану функцію виміру КСВ (SVR). Два (або більше) ВЧроз'ємтипуPL259
дозволяютьпідключитиантену,
вибрану за допомогою галетного перемикача S2 "Коммутатор антен" для роботи з трансівером. Цей же перемикач має положення "Еквівалент", при якому трансівер може бути підключений до еквіваленту навантаження опором 50 Ом. За допомогою релейної комутації можна увімкнути режим «Обхід» та антена або еквівалент (залежно від положення комутатора антен S2) будуть безпосередньо під'єднані до трансівера.
Як С1 і С2 застосовуються стандартніКПЕ-2 зповітвушнимдіелектриком 2 х495 пФвід промислових побутових приймачів Їхні секціїпросмикнути через одну пластину. У С1 задіяні дві секції, з'єднані паралельно. Він встановлений на пластині з оргскла завтовшки 5 мм. У С2 – задіяна одна секція.
S1 – галетнийВЧперемикач на 6 положень (2Н6Пгалети з кераміки, їх контакти з'єднані паралельно).S2- такий самий, але на три положення (2Н3П,або на більше положень залежно від кількості антенних роз'ємів).
КотушкаL2 - намотана голим міднимдротомd=1 мм (краще посріблений), всього 31 віток,намотуваннязневеликимкроком, зовнішнійдіаметр 18 мм, відведення від 9 + 9 + 9 + 4витка. Котушка L1 - теж, але 10 витків. Котушки встановлені взаємно-перпендикулярно.L2 можна припаяти висновками до контактів галетного перемикача, зігнувши котушку півкільцем. Монтаж тюнера проводиться короткими товстими (d=1,5-2 мм) відрізками голого мідного дроту.
Реле типу ТКЕ52ПД від радіостанції Р-130М. Природно, оптимальним варіантом є застосування високочастотних реле, наприклад типу РЕН33. Напруга для живлення реле отримано від найпростішого випрямляча, зібраного на трансформаторі ТВК-110Л2 та діодному мосту КЦ402 (КЦ405) або подібним до них. Комутація реле здійснюється тумблером S3 "Обхід" типу МТ-1, встановленому на лицьовій панелі тюнера. Лампа La (не обов'язкова) є індикатором включення.
Може виявитись, що на низькочастотних діапазонах не вистачає ємності С2. Тоді паралельно С2 можна за допомогою реле Р3 і тумблера S4 підключати або його другу секцію або додаткові конденсатори (підібрати 50 - 120 пФ на схемі показано пунктиром).
Від ред.
- В інтернеті трапляються подібні схеми, в яких ємність аналога С2 на діапазоні 3,5 мГц досягає 600 пФ. При цьому C1 відсутня, а котушки L1 та L2 - прямі або кульові варіоми індуктивністю 10 мкГ.
За рекомендацією, взятою з публікації, осі КПЕ з'єднані з ручками керування через відрізки дюритового бензошланга, що є ізоляторами. Для їх фіксації використані водопровідні хомутики.d= 6 мм.
Тюнер був виготовлений у корпусі від набору "Електроніка-Контур-80". Дещо більші розміри корпусу, ніж у тюнера, описаного в , залишають достатній простір для доробок та модифікацій даної схеми. Наприклад, ФНЧ на вході, що узгоджує трансформатор 1:4, що симетрує, на виході, вмонтований КСВ-метр та інші.
Для ефективної роботи тюнера не слід забувати про хороше його заземлення.
Література:
1. Антенний тюнер. – Радіо, 2009, № 8, с. 58.
2.
І.Підгірний. Антенний тюнер. Радіоаматор, 1994 №2, с. 58.
Іван Блок.
Маючи у своєму озброєнні КВ-трансівер або передавач, вихідний каскад у якому побудований із застосуванням потужних високочастотних транзисторів, радіоаматори часто не замислюються про найголовніше для такої техніки - про погодження вихідного каскаду з навантаженням, у випадку для радіоаматорів КВ радіозв'язку - антеною. Під час роботи передавача на неузгоджене навантаження КСВ має невідому величину, залежно від КСВ та запасу «міцності» вихідних транзисторів є шанс не випалити вихідний каскад. Добре, якщо транзистори недорогі, а якщо це імпортний трансівер? Відразу напрошується відповідь на моє запитання - треба купувати імпортну техніку з автоматичним антеним тюнером, а якщо вам попався апарат без тюнера, доводиться купувати його окремо або мудрувати якесь узгодження вашого трансівера з антеною або підсилювачем потужності. Як правило, автоматичні антенні тюнери імпортного виробництва мають ціну, на яку простий радіоаматор не розраховує взагалі при придбанні трансівера.
Але після випаленого вихідного каскаду трансівера при застосуванні «невідомого» навантаження горе-радіолюбитель починає розуміти наскільки важливе узгодження трансівер-антена або трансівер-підсилювач потужності. Можна, звичайно ж, виготовити узгоджуючий пристрій з ручним налаштуванням, як правило, це індуктивність, що перемикається керамічним перемикачем галетного типу і змінна ємність. Сам процес ручного налаштуваннятаким узгоджувальним пристроєм має складний алгоритм і займає чимало часу, за який вихідний каскад трансівера встигає вигоріти при високих значенняхКСВ. Контроль КСВ більшість радіоаматорів здійснюють примітивними ручними КСВ метрами. Такі КСВ метри для обчислення КСВ вимагають вимірювання падаючої, а потім відбитої хвилі, тільки після цього за формулою (Uпад+Uотр)/(Uпад-Uотр) можна отримати значення КСВ. Це вносить незручності при настроюванні простими СУ. Можна застосовувати автоматичні КСВ метри, побудовані на мікроконтролері з цифровою індикацією – цим ми автоматизуємо вимірювання КСВ, тим самим скорочується час налаштування СУ.
Розробці автоматичного антенного тюнера мене спонукала конструкція RA3DNQ. антенний тюнерАле алгоритм роботи даного ААТ такий, що при будь-якому мінімумі КСВ він зупиняє налаштування. Це, звичайно ж, неправильно і такий тюнер малоефективний при роботі передавача, так як ідеальне узгодження досягається при КСВ = 1. При розробці даного тюнера була поставлена задача, закласти в конструкцію багатофункціональність та відносну доступність при повторенні радіоаматорами.На етапі розробки ААТ я мав поняття про розробку пристроїв на мікроконтролерах на рівні «запалювання світлодіодів», але, вивчивши літературу з розробки таких пристроїв, було прийнято рішення розробити ААТ з алгоритмом роботи, що враховує недоліки подібних конструкцій.Найперше завдання полягала про вибір мікроконтролера для ААТ, щоб був досить потужним з необхідними апаратними засобами на борту, доступність і ціна.Вибір упав на МК ATmega8 як недорогий з добрими характеристикамита досить великим обсягом FLASH-пам'яті (8 кбайт).
Крок за кроком, вивчаючи курс С.М.Рюміка «Мікроконтролери AVR», було виконано всі практичні завдання даного курсу. Спочатку прості, потім з РКІ, а далі робота з АЦП мікроконтролера, так при виконанні завдання по цифровому вольтметру у мене проскочила ідея задіяти ще один канал АЦП і зробити двоканальний вольтметр з одночасною індикацією вимірюваної напруги на двох входах з виведенням значень на РКІ. Вольтметр запрацював і я подумав, якщо я можу вимірювати одночасно дві незалежні напруги, то чому б із їхніх значень не обчислити значення КСВ? Трохи дописавши програму, мій пристрій вже міг автоматично вимірювати КСВ. Напруга падаючої (Uпад) і відбитої (Uотр) хвиль були зімітовані змінними резисторами. КСВ метр міг вимірювати КСВ від 1 до 99, якщо значення Uотр перевищувало значення Uпад або значення КСВ було вище 99,99, то на індикаторі відображалось “ERROR”. КСВ метр був випробуваний з відгалужувачем застосованим у схемі ААТ наведеної нижче за текстом. КСВ метр вимірював значення КСВ між трансівером та антеною, Вихідна потужністьтрансівера близько 50-ти Ватт. На основі виміряних значень КСВ було складено програму автоматичного антенного тюнера КВ трансівера.
Автоматичний антенний тюнер призначений для узгодження вихідного каскаду передавача з хвильовим опором 50 або 75 Ом із навантаженням від 25 до 1500 Ом у діапазоні частот від 1,5 до 30 МГц. Максимальна пропускна потужність тюнера не більше 100 Ватт, мінімальна необхідна для роботи потужність близько 5 Ватт. Значення КСВ після виконання тюнером автоматичного налаштування 1. Запам'ятовування значень ємності та індуктивності при мінімальному КСВ на 9-ти КВ діапазонах, збереження цих даних в EEPROM при відключенні живлення. Максимальний час автоматичного налаштування близько 30 с. На РКІ відображаються значення ємності в пФ, індуктивності в мкГн, діапазону та КСВ.
Принципова електрична схема
Блок узгоджувача складається з ВЧ-відгалужувача, змінної індуктивності та ємності, що перемикаються за допомогою реле, якими керує цифрова частина тюнера. Узгоджувальний елемент Г-подібного типу, індуктивність, включена послідовно між трансівером і антеною і ємність, що підключається або на вході або на виході індуктивності. Такий варіант побудови блоку узгоджувача застосовується у більшості конструкцій подібного типу та в імпортних трансіверах. Відгалужувач виконаний за загальновідомою схемою і від якості роботи залежить правильність роботи всієї системи.
При потужності близько 100Вт можна використовувати індуктивності виконані на феритових кільцях марки 50ВЧ, діаметром 30мм. Намотування ведеться проводом ПЕВ діаметром 0.8мм.
L2 - 28 віт, L5 - 18 віт, L8 - 12 віт, L11 - 11 віт, L14 - 5 віт, L17 - 4 віт, L20 - 3 віт, L23 - 2 віт
Витки котушок L20, L23 розташовані внизу, витки на інших котушках потрібно рівномірно розподілити по довжині кільця. Котушки L1, L3, L4, L6, L7, L9, L10, L12, L13, L15, L16, L18, L20, L21, L22, L24, L25 - будь-які дроселі на 100мкГн. Конденсатори С16, C19, C22 , C31, C34, C37 підбираються з точністю 10%, при необхідності можна використовувати паралельне з'єднання для отримання потрібної ємності. робоча напругаконденсаторів бажано щонайменше 500в.
Сучасна приймально-передавальна транзисторна техніка, як правило, має широкосмугові тракти, вхідні та вихідні опори яких становлять 50 або 75 Ом. Тому для реалізації заявлених параметрів такої апаратури потрібно забезпечити активне навантаження опором 50 або 75 Ом як приймальної, так і передаючої частин. Акцентую увагу на тому, що для приймального тракту також потрібне узгоджене навантаження!
Звичайно, у приймачі це ніяк ні на дотик, ні на колір чи смак без приладів не помітити. Очевидно, через це деякі короткохвильовики "з піною біля рота" відстоюють переваги старих РПУ типу Р-250, "Крот" та подібних до них перед сучасною технікою. Стара техніка найчастіше комплектується вбудованим (або перебудовується) вхідним ланцюгом, за допомогою якого можна узгодити РПУ з дротом-антеною з "КСВ = 1 майже на всіх діапазонах".
Якщо радіоаматор дійсно хоче перевірити якість узгодження ланцюга "вхід трансівера - антена", йому достатньо зібрати найпримітивніше узгоджувальний пристрій(СУ), наприклад, П-контур, що складається з двох КПЕ з максимальною ємністю не менше 1000 пФ (якщо передбачається перевірка і на НЧ-діапазонах) та котушки зі змінною індуктивністю. Включивши це СУ між трансівером та антеною, зміною ємності КПЕ та індуктивності котушки домагаються найкращого прийому. Якщо при цьому номінали всіх елементів СУ прагнутимуть до нуля (до мінімальних значень) - можете сміливо викинути СУ і зі спокійною совістю працювати в ефірі і далі принаймні слухати діапазони.
Для тракту передавача відсутність оптимального навантаження може закінчитися сумніше. Рано чи пізно ВЧ-потужність, відбита від неузгодженого навантаження, знаходить слабке місце в тракті трансівера і "випалює" його, точніше, такого навантаження не витримує якийсь із елементів. Звичайно, можна і ШПУ виготовити абсолютно надійним (наприклад, з транзисторів знімати не більше 20% потужності), але тоді за вартістю він буде порівнянний з вузлами дорогої імпортної техніки.
Наприклад, 100-ватний ШПУ, що виробляється у США у вигляді набору для трансівера К2, коштує 359 USD, а тюнердля нього – 239 USD. І закордонні радіоаматори йдуть на такі витрати, щоб отримати "всього якесь узгодження", про яке, як показує досвід автора цієї статті, не замислюються багато наших користувачів транзисторної техніки... Думки про узгодження трансівера з навантаженням у головах таких горе радіоаматорів починають виникати тільки після аварії в апаратурі.
Нічого не вдієш - такі сьогоднішні реалії. Іспити при отриманні ліцензій та підвищенні категорії аматорської радіостанції найчастіше проводяться формально. У найкращому разі у претендента на ліцензію перевіряється знання телеграфної абетки. Хоча в сучасних умовах, на мій погляд, доцільно більший акцент робити на перевірку технічної грамотності - поменше було б "групух для роботи на далечінь" та "розсусолювань" щодо переваг UW3DI перед "усякими Айкомами та Кенвудами".
Автор статті радує той факт, що все рідше і рідше на діапазонах чути розмови про проблеми при роботі в ефірі з транзисторними підсилювачами потужності (наприклад, появи TVI або низької надійності вихідних транзисторів). Компетентно заявляю, що якщо транзисторний підсилювачправильно спроектований і грамотно виготовлений, а при експлуатації постійно не перевищуються максимальні режими роботи радіоелементів, він практично "вічний", теоретично, в ньому нічого зламатися не може.
Звертаю увагу на те, що якщо постійно не перевищуються максимально допустимі параметритранзисторів вони ніколи не виходять з ладу. Короткочасне перевантаження, особливо транзистори, призначені для лінійного посилення КВ-діапазоні, витримують досить легко. Виробники потужних ВЧ-транзисторів перевіряють надійність виробленого продукту таким способом - береться резонансний ВЧ-підсилювач, і після того, як на виході встановлюються оптимальний режим і номінальна потужність, замість навантаження підключають випробувальний пристрій. Елементи налаштування дозволяють змінювати активну та реактивну складові навантаження.
Якщо в оптимальному режимі навантаження пов'язана з випробовуваним транзистором через лінію з хвильовим опором 75 Ом, то зазвичай в даному пристрої відрізок лінії замикається резистором опором 2,5 або 2250 Ом. При цьому КСВ дорівнюватиме 30:1. Таке значення КСВ не дозволяє отримати умови від повного обриву до повного короткого замикання навантаження, але діапазон змін, що реально забезпечується, досить близький до цих умов.
Завод-виробник гарантує справність транзисторів, призначених для лінійного посилення КВ-сигналу, при неузгодженні навантаження 30:1 протягом не менше 1 с при номінальній потужності. Цього часу цілком достатньо для спрацьовування захисту від навантаження. Робота підсилювача потужності за таких значеннях КСВ немає сенсу, т.к. ефективність майже " нульова " , тобто. мова, звичайно, йдеться про аварійні ситуації.
Для вирішення проблеми узгодження приймально-передавальної апаратури з антенно-фідерними пристроями існує досить дешевий і простий спосіб застосування додаткового зовнішнього узгоджувального пристрою. Хотілося б акцентувати увагу щасливих користувачів "буржуїнської" техніки, яка не має антенних тюнерів (та й самодіяльних конструкторів також), на цьому дуже важливому питанні.
Вся промислова приймально-передавальна апаратура (і лампова в тому числі) комплектується не тільки фільтруючими, але й додатково узгоджуючими блоками. Візьміть, наприклад, лампові радіостанції Р-140, Р-118, Р-130 - у них узгоджувальні пристрої займають щонайменше чверть обсягу станції. А транзисторна широкосмугова техніка, що передає, вся, без винятку, комплектується такими узгоджувачами.
Виробники йдуть навіть на збільшення собівартості цієї техніки – комплектують автоматичними СУ ( тюнерами). Але ця автоматика призначена для того, щоб убезпечити радіоапаратуру від безглуздого користувача, який неясно собі уявляє, що і навіщо він повинен крутити в СУ. Передбачається, що радіоаматор з позивним повинен мати мінімальне уявлення про процеси, які у антенно-фидерном пристрої його радіостанції.
Залежно від того, які антени застосовуються на аматорській радіостанції, можна використовувати той чи інший пристрій. Заява деяких короткохвильовиків про те, що вони застосовують антену, КСВ якої майже одиниця на всіх діапазонах, тому СУ не потрібна, показує відсутність мінімальних знань на цю тему. "Фізику" тут ще нікому не вдалося обдурити - жодна якісна резонансна антена не матиме однакового опору ні всередині всього діапазону, ні, тим більше, на різних діапазонах.
Що і відбувається найчастіше - встановлюється або "інвертед-V" на 80 і 40 м, або рамка з периметром 80 м, а в гіршому випадку мотузка для білизни використовується в якості "антени". Особливо "талановиті" винаходять універсальні штирі та "морквини", які, за безапеляційними запевненнями авторів, "працюють на всіх діапазонах практично без налаштування!"
Налаштовується така споруда в кращому разі на одному-двох діапазонах, і всі - вперед, "кличемо - відповідають, що ще більше потрібно?" Сумно, що для збільшення "ефективності роботи" таких антен усі пошуки призводять до "радіоподовжувачів" типу вихідного блоку від Р-140 або Р-118. Достатньо послухати любителів "працювати в групі на далечінь" вночі на 160 і 80-метрових діапазонах, а в Останнім часомтаке можна вже зустріти на 40 та 20 м.
Якщо антена має КСВ = 1 на всіх діапазонах (або хоча б на декількох) - це не антена, а активний опір, або той прилад, яким вимірюється КСВ, показує навколишню температуру (яка в кімнаті зазвичай постійна).
Не знаю - чи вдалося мені переконати читача в тому, що застосовувати СУ потрібно обов'язково, але, проте, перейду до опису конкретних схем таких пристроїв. Їх вибір залежить від антен, що застосовуються на радіостанції. Якщо вхідні опори випромінюючих систем не опускаються нижче 50 Ом, можна обійтися примітивним пристроєм, що узгоджує, Г-подібного типу - рис.1, т.к. воно працює лише у бік підвищення опору. Щоб цей пристрій " знижував " опір, його необхідно включити навпаки, тобто. поміняти місцями вхід та вихід.
Автоматичні антенні тюнери багатьох імпортних трансіверів виконані за схемою, показаною на рис.2. Антенні тюнери як окремих пристроїв фірми виготовляють частіше за іншою схемою (рис.3). Опис цієї схеми можна знайти, наприклад, у . У всіх фірмових СУ, виготовлених за цією схемою, є додаткова катушка безкаркасна L2, намотана проводом діаметром 1,2 ... 1,5 мм на оправці діаметром 25 мм. Число витків – 3, довжина намотування – 38 мм.
За допомогою двох останніх схем можна забезпечити КСВ = 1 на будь-який шматок дроту. Однак не забувайте - КСВ = 1 говорить про те, що передавач має оптимальне навантаження, але це жодною мірою не означає високу ефективність роботи антени. За допомогою СУ, схема якого наведена на рис.2, можна узгодити щуп від тестера як антену з КСВ = 1, але, окрім найближчих сусідів, ефективність роботи такої "антени" ніхто не оцінить. Як СУ можна використовувати і звичайний П-контур – рис.4. Гідність такого рішення - не потрібно ізолювати КПЕ від загального дроту, недолік - при великій вихідній потужності важко знайти змінні конденсатори з зазором.
При застосуванні на станції більш менш налаштованих антен і в тому випадку, коли не передбачається робота на 160 м індуктивність котушки СУ може не перевищувати 10 ... 20 мкГн. Дуже важливо, щоб мала можливість отримання малих індуктивностей до 1 ...3 мкГн.
Кульові варіометри цих цілей зазвичай підходять, т.к. індуктивність перебудовується в менших межах, ніж у котушок з "бігунком". У фірмових антенних тюнерівзастосовуються котушки з "бігунком", у яких перші витки намотані зі збільшеним кроком - це зроблено для отримання малих індуктивностей з максимальною добротністю та мінімальним міжвитковим зв'язком.
Досить якісне узгодження можна отримати, застосовуючи у СУ "варіометр бідного радіоаматора". Це дві послідовно включені котушки з перемиканням відводів (рис.5). Котушки - безкаркасні, і містять по 35 витків дроту діаметром 0,9...1,2 мм (залежно від передбачуваної потужності), намотаного на оправці 020 мм.
Після намотування котушки згортають у кільце і відводами припаюють на висновки звичайних керамічних перемикачів на 11 положень. Відведення в однієї котушки слід зробити від парних витків, в інший - від непарних, наприклад - від 1,3,5,7,9,11, 15,19, 23, 27-го витків та від 2,4, 6, 8 ,10, 14,18,22,28,30-го витків. Включивши дві такі котушки послідовно, можна перемикачами підібрати необхідну кількість витків, тим паче, що для СУ не особливо важлива точність підбору індуктивності. З головним завданням – отриманням малих індуктивностей – “варіометр бідного радіоаматора” справляється успішно.
Щоб цей саморобний тюнер за своїми можливостями квазіплавного налаштування наближався до "буржуїнських" антених тюнерів, наприклад, АТ-130 від ICOM або АТ-50 від Kenwood, доведеться замість одного галетного перемикача ввести закорочення відводів котушки "релюшками", кожна з яких буде включатися тумблером. Семи "релюшок", що комутують сім відводів, буде достатньо, щоб змоделювати "ручний АТ-50".
Приклад релейної комутації котушок наведено у . Зазори між пластинами в КПЕ повинні витримувати передбачувану напругу. Якщо використовуються низькоомні навантаження, при вихідній потужності до 200...300 Вт можна обійтися КПЕ від старих типів РПУ. Якщо високоомні - доведеться підібрати КПЕ із зазорами (від промислових радіостанцій).
Підхід при виборі КПЕ дуже простий - 1 мм зазору між пластинами витримує напругу 1000 В. Можливу напругу можна знайти за формулою U = Ц P/R , де:
- Р - потужність,
- R – опір навантаження.
На радіостанції обов'язково має бути встановлений перемикач, за допомогою якого трансівер відключається від антени у разі грози (або у вимкненому стані), т.к. більше 50% випадків виходу з ладу транзисторів пов'язані з наведенням статичної електрики. Перемикач можна змонтувати або в антенні комутатори, або в СУ.
П-подібний узгоджувальний пристрій
Підсумком різних дослідівта експериментів з розглянутої вище теми стала реалізація П-образного "узгоджувача" - рис.6. Звичайно, важко позбутися "комплексу схеми буржуїнських тюнерів" рис.2 - ця схема має важливу перевагу, що полягає в тому, що антена (принаймні, центральна жила кабелю) гальванічно розв'язана від входу трансівера через зазори між пластинами КПЕ. Але безрезультатні пошуки відповідних КПЄ для цієї схеми змусили відмовитись від неї. До речі, схему П-контуру використовують деякі фірми, що випускають автоматичні тюнери, наприклад, американська КАТ1 Elekraft або голландська Z-11 Zelfboum.
Крім узгодження, П-контур виконує ще й роль фільтра низьких частот, що дуже корисно при роботі на перевантажених радіоаматорських діапазонах – навряд чи хтось відмовиться від додаткової фільтрації гармонік. Головний недолік схеми П-образного узгоджувального пристрою – необхідність застосування КПЕ з досить великою максимальною ємністю, що наводить на думку про причину, через яку така схема не застосовується в автоматичних тюнерах імпортних трансіверів. У Т-подібних схемах найчастіше використовуються два КПЕ, що перебудовуються моторчиками. Зрозуміло, що КПЕ на 300 пФ буде набагато менше розміром, дешевше та простіше, ніж КПЕ на 1000 пФ.
У схемі СУ, показаної на рис.6, застосовані КПЕ з повітряним проміжком 0,3 мм від лампових приймачів. Обидві секції конденсатора включені паралельно. Як індуктивність застосована котушка з відводами, що перемикаються керамічним галетним перемикачем.
Котушка - безкаркасна, містить 35 витків дроту 00,9... 1,1 мм, намотаних на оправці 021...22 мм. Після намотування котушка згорнута в кільце і своїми короткими відводами припаяна висновків галетного перемикача. Відведення зроблено від 2, 4, 7, 10, 14, 18, 22, 26 і 31-го витків.
КСВ-метр виготовлений на феритовому кільці. Проникність кільця при роботі на KB вирішального значення, загалом, не має, в авторському варіанті застосовано кільце 1000НН із зовнішнім діаметром 10 мм.
Кільце обмотане тонкою лакотканню, а потім на нього намотані 14 витків дроту ПЕЛ 0,3 (без скручування, в два дроти). Початок однієї обмотки, з'єднаний з кінцем другої, утворює середній висновок.
Залежно від необхідної задачі (точніше, від того, яку потужність передбачається пропускати через СУ, і від якості світлодіодів VD4 і VD5), можна використовувати кремнієві або германієві діоди діють VD2 і VD3. При використанні германієвих діодів можна отримати більш високу чутливість. Найкращі з них – ГД507. Однак автор застосовує трансівер із вихідною потужністю не менше 50 Вт, тому в КСВ-метрі відмінно працюють звичайні кремнієві діоди КД522.
Як "ноу-хау", окрім звичайної, на стрілочному приладі, застосована світлодіодна індикація налаштування. Для індикації "прямої хвилі" використовується світлодіод VD4 зеленого кольору, а візуального контролю за "зворотною хвилею" - червоного кольору (VD5). Як показала практика, це дуже вдале рішення- Завжди можна оперативно відреагувати на аварійну ситуацію. Якщо під час роботи в ефірі щось трапляється з навантаженням, червоний світлодіод починає яскраво спалахувати в такт із сигналом, що випромінюється.
Орієнтуватися за стрілкою КСВ-метра менш зручно - не будеш постійно вирячитися на неї під час передачі! А ось яскраве свічення червоного світла добре помітне навіть бічним зором. Це позитивно оцінив Юрій, RU6CK, коли у нього з'явилося таке СУ (до того ж у Юрія поганий зір). Вже понад рік і сам автор використовує здебільшого лише "світлодіодне налаштування" СУ, тобто. налаштування "погоджувача" зводиться до того, щоб згас червоний світлодіод і яскраво "палав" зелений. Якщо вже захочеться більш точного налаштування, її можна "виловити" за стрілкою мікроамперметра. Як мікроамперметр застосований прилад М68501 зі струмом повного відхилення 200 мкА. Можна застосувати і М4762 – вони встановлювалися у магнітофонах "Нота", "Юпітер". Зрозуміло, що С1 повинен витримувати напругу, що видається трансівером навантаження.
Налаштування виготовленого пристрою виконується з використанням еквівалента навантаження, що розрахований на розсіювання вихідної потужності каскаду. Приєднуємо СУ до трансівера "коаксіалом" мінімальної довжини (наскільки це можливо, тому що цей відрізок кабелю буде використовуватися в подальшій роботі СУ і транісивера) з необхідним хвильовим опором, на вихід СУ без будь-яких "довгих шнурків" і коаксіальних кабелів підключається Викручуємо всі ручки СУ на мінімум і виставляємо за допомогою С1 мінімальні показання КСВ-метра при "відбитку". Слід зазначити, що вихідний сигнал передавача не повинен містити гармонік (тобто повинен бути фільтрований), інакше мінімум можна і не знайти. Якщо конструкція зроблена правильно, мінімум виходить при ємності С1, близької до мінімальної.
Потім міняємо місцями вхід та вихід приладу та знову перевіряємо "баланс". Перевірку здійснюємо на кількох діапазонах. Відразу попереджаю, що автор не в змозі допомогти кожному радіоаматору, який не впорався з налаштуванням описаного СУ. Якщо у когось не виходить виготовити СУ самостійно, автор цієї статті може замовити готовий виріб. Всю інформацію можна отримати тут.
Світлодіоди VD4 та VD5 необхідно вибирати сучасні, з максимальною яскравістю свічення. Бажано, щоб світлодіоди мали максимальний опір при перебігу номінального струму. Автору вдалося придбати червоні світлодіоди опором 1,2 кОм та зелені – 2 кОм. Зазвичай зелені світлодіоди світяться слабо, але це й непогано – адже виготовляється не ялинкова гірлянда. Головна вимога до зеленого світлодіода - його свічення має бути досить чітко помітним у штатному режимі передачі. А ось колір свічення червоного світлодіода, залежно від уподобань користувача, можна вибрати від отруйно-малинового до червоного.
Як правило, такі світлодіоди мають діаметр З...3,5 мм. Для яскравішого світіння червоного світлодіода застосовано подвоєння напруги - у схему введено діод VD1. Тому точним вимірювальним приладом наш КСВ-метр уже не назвеш - він завищує "відбитку". Якщо потрібно вимірювати точні значення КСВ, необхідно застосувати світлодіоди з однаковим опором і зробити два плечі КСВ-метра абсолютно однаковими - або з подвоєнням напруги, або без подвоєння. Однак оператора скоріше хвилює якість узгодження ланцюга "трансівер - антена", а не точне значення КВС. Для цього цілком достатньо світлодіодів.
Запропоноване СУ ефективне при роботі з антенами, що живляться через коаксіальний кабель. Автор випробовував СУ на "стандартні", поширені антени "ледачих" радіоаматорів - "рамку" периметром 80 м, "інвертед-V" - суміщені 80 і 40 м, "трикутник" периметром 40 м, "піраміду" на 80 м.
Костянтин, RN3ZF, (у нього FT-840) застосовує таке СУ зі "штирем" та "інвертед-V" у тому числі, і на WARC-діапазонах, UR4GG - з "трикутником" на 80 м та трансіверами "Хвиля" та " Дунай", a UY5ID за допомогою описаного СУ узгоджує ШПУ на КТ956 з багатосторонньою рамкою периметром 80 м із симетричним живленням (використовується додатковий перехід на симетричне навантаження).
Якщо при налаштуванні СУ не вдається погасити червоний світлодіод (досягти мінімальних показань приладу), це може означати, що, крім основного сигналу, у спектрі, що випромінюється, містяться гармоніки (СУ не в змозі забезпечити узгодження одночасно на декількох частотах). Гармоніки, які за частотою розташовуються вище основного сигналу, не проходять через ФНЧ, що утворюється елементами СУ, відбиваються, і на зворотному шляху "підпалюють" червоний світлодіод. Про те, що СУ "не справляється" з навантаженням, може говорити лише той факт, що узгодження відбувається при крайніх значеннях (не мінімальних) параметрів КПЄ та котушки, тобто. коли не вистачає ємності чи індуктивності. Ні в кого з вказаних користувачівпри роботі СУ з перерахованими антенами на жодному з діапазонів таких випадків не зазначено.
СУ було випробувано з "мотузкою", тобто. з дротяною антеною довжиною 41 м. Не слід забувати, що КСВ-метр є вимірювальним приладом тільки у разі забезпечення з обох сторін навантаження, при якому він балансувався. При налаштуванні на "мотузку" світяться обидва світлодіоди, тому за критерій налаштування можна прийняти максимально яскраве свічення зеленого світлодіода за мінімально можливої яскравості червоного. Очевидно, це буде найбільш правильне налаштування - максимум віддачі потужності в навантаження.
Хотілося б звернути увагу потенційних користувачів даного СУ на те, що в жодному разі не можна перемикати відводи котушки при випромінюванні максимальної потужності. У момент перемикання відбувається розрив ланцюга котушки (хоча на частки секунди), і різко змінюється її індуктивність. Відповідно, підгоряють контакти галетного перемикача і різко змінюється опір навантаження вихідного каскаду. Перемикати галетний перемикач необхідно лише у режимі прийому.
Інформація для скрупульозних та "вибагливих" читачів - автор статті усвідомлює, що КСВ-метр, встановлений у СУ, не є прецизійним високоточним вимірювальним приладом. Такої мети при його виготовленні і не ставилося! Основне завдання було – забезпечити трансіверу з широкосмуговими транзисторними каскадами оптимальне узгоджене навантаження, ще раз повторю – як передавачу, так і приймачеві. Приймач, як і потужний ШПУ, повною мірою потребує якісного узгодження з антеною!
До речі, якщо у вашому "радіо" оптимальні налаштування для приймача і передавача не збігаються, це говорить про те, що налаштування апарата або взагалі до ладу не проводилося, а якщо і проводилося, то, швидше за все, тільки передавача, а смугові фільтриприймача мають оптимальні параметри за інших значень навантаження.
КСВ-метр, встановлений у СУ, покаже, що регулюванням елементів СУ ми досягли параметрів того навантаження, яке приєднували до виходу ANTENNA трансівера під час його налаштування. Застосовуючи СУ, можна спокійно працювати в ефірі, знаючи, що трансівер не "пишиться і благає про пощаду", а має майже те саме навантаження, на яке його і налаштовували. Зрозуміло, це не говорить про те, що антена, підключена до СУ, почала працювати краще. Не забувайте про це!
Радіоаматорам, які мріють про прецизійний КСВ-метр, можу рекомендувати виготовити його за схемами, наведеними в багатьох серйозних закордонних виданнях, або купити готовий прилад. Але доведеться розщедритися - дійсно, прилади, які випускають відомі фірми, коштують від 50 USD і вище СВ - інші польсько-турецько-італійські до уваги не беру. Вдала, добре описана конструкція КСВ-метра наведена в .
О. Тарасов, (UT2FW) [email protected]
Література:
- Бунін С.Г., Яйленко Л.П. Довідник радіоаматора-короткохвильовика. – К.: Техніка, 1984.
- М. Левіт. Прилад визначення КСВ. - Радіо, 1978, N6.
- http://www.cqham.ru/ut2fw/