Согласующее устройство | ut2fw

Согласующее устройство

Опыт многочисленных контактов и общения с пользователями транзисторной техники, говорит о том, что редко какой радиолюбитель, не занимающийся постоянно конструированием, делает попытки разобраться в вопросах согласования трансивера с нагрузкой. Мысли о согласовании в таких головах начинают возникать только после случившейся аварии в аппаратуре. Ничего не поделать – реалии сегодняшнего таковы… Экзамены при получении категорий до сих пор не стали популярны, в лучшем случае – это сдача телеграфной азбуки. Хотя для современных условий на мой взгляд более целесообразно проверять именно техническую грамотность – поменьше было бы «групповух для работы на даль» и «рассусоливаний» по поводу преимуществ UW3DI перед «всякими Айкомами и Кенвудами»… Хотелось бы акцентировать внимание счастливых пользователей буржуинской техники без антенных тюнеров, да и самодеятельных конструкторов тоже, на этом очень важном вопросе.

Автора радует тот факт, что реже и реже на диапазонах слышны разговоры о том, что если это транзисторный ШПУ – то обязательны TVI или постоянное «вылетание» выходных транзисторов. Если транзисторный усилитель спроектирован правильно, грамотно изготовлен и при эксплуатации постоянно не превышаются максимальные режимы радиоэлементов, то он практически «вечен», теоретически в нём сломаться ничего не может. Обращаю внимание на то, что если постоянно не превышаются максимально допустимые параметры транзисторов — они никогда не выходят из строя. Кратковременную перегрузку, особенно транзисторы, предназначенные для линейного усиления КВ диапазона, выдерживают достаточно легко. Изготовители мощных ВЧ транзисторов проверяют надёжность произведённого продукта таким способом — берётся ВЧ резонансный усилитель, после того, как на выходе устанавливаются оптимальный режим и номинальная мощность, вместо нагрузки подключают испытательное устройство. Элементы настройки позволяют менять активную и реактивную составляющие нагрузки. Если в оптимальном режиме нагрузка связана с испытуемым транзистором через линию с волновым сопротивлением 75Ом, то обычно в рассматриваемом устройстве отрезок линии замыкается резистором сопротивлением 2,5 или 2250Ом. При этом КСВ будет равен 30:1. Такое значение КСВ не позволяет получить условия от полного обрыва до полного короткого замыкания нагрузки, но реально обеспечиваемый диапазон изменений достаточно близок к этим условиям. Завод-изготовитель гарантирует исправность транзисторов, предназначенных для линейного усиления КВ сигнала при рассогласовании нагрузки 30:1 в течение не менее 1 секунды при номинальной мощности. Этого времени вполне достаточно для срабатывания защит от перегрузки. Работа при таких значениях КСВ не имеет смысла, т.к. эффективность практически «нулевая» речь, конечно, идёт об аварийных ситуациях. Из-за того, что в транзисторной технике, как правило, цепи приёмника и передатчика широкополосные, они обычно настраиваются под сопротивления 50 или 75Ом. Поэтому, для получения заявленных характеристик на ТRХ, требуется обеспечить активную нагрузку сопротивлением 50 или 75Ом как приёмнику, так и передатчику. Специально выделил, что для приёмного тракта все эти требования аналогичны! При отклонении от номинальных нагрузочных сопротивлений, например в полосовых фильтрах приёмника, появляются дополнительные провалы в АЧХ, падает чувствительность, УВЧ из-за отсутствия оптимальной нагрузки изменяет свои параметры, иногда вплоть до подвозбуда. Расстроенные полосовики влияют на работу первого смесителя, может произойти разбаланс плеч и соответственно появятся дополнительные паразитные каналы приёма и «поражёнки». Конечно, в приёмнике это никак ни на ощупь, ни на цвет или вкус без приборов не заметить. По- видимому из-за этого некоторые радисты с пеной у рта отстаивают преимущество старых РПУ типа Р-250, Крот и им подобных перед современной техникой. Старая техника чаще всего комплектуется подстраиваемым (или перестраиваемым) входом, которым можно согласовать вход РПУ с проволокой-антенной с «КСВ=1 почти на всех диапазонах» J Если есть желание проверить действительно как качественно или не очень согласована цепь вход ТRХ – антенна нужно собрать примитивнейшее согласующее устройство, например П-контур из двух КПЕ максимальной емкостью не менее 1000пф (если предполагается проверка и на НЧ диапазонах) и катушкой с изменяемой индуктивностью, включить это СУ между ТRХ и антенной и покрутить ручки. В случае если номиналы всех элементов будут стремиться к нулю (к минимальным значениям) при наилучшем качестве приёма (это можно слышать по максимальному «нюху» ТRХ) – можете смело выбросить СУ и со спокойной совестью работать в эфире и дальше, по крайней мере, слушать диапазоны. Для передатчика отсутствие оптимальной нагрузки может окончиться более печально. Рано или поздно ВЧ мощность, отражённая от неноминальной нагрузки находит слабое место в TRX и «выжигает» его, точнее не выдерживает какой-нибудь из элементов такой перегрузки. Конечно, можно и ШПУ изготовить абсолютно надёжным (например, с транзисторов снимать не более 20% мощности) но тогда по стоимости он будет сопоставим с узлами дорогой импортной техники. Для примера – ШПУ 100Вт производимого в Штатах в виде набора для трансивера К2 стоит 359$, а тюнер для него стоит 239$. И они идут на такие затраты дабы получить «всего-то, какое-то согласование» о котором не задумываются многие наши пользователи… Для того чтобы избежать этих проблем, существует довольно дешёвый и простой способ — применение дополнительного внешнего согласующего устройства. Вся промышленная приёмо-передающая аппаратура (и ламповая в том числе) комплектуется не только фильтрующими, но и дополнительно, согласующими блоками. Возьмите к примеру ламповые радиостанции Р140, Р118, Р130 — у них согласующие устройства занимают не менее четверти объёма станции. А транзисторная широкополосная передающая техника вся, без исключения, комплектуется такими согласователями. Изготовители идут даже на увеличение себестоимости этой техники — комплектуют автоматическими СУ (тюнерами). Но эта автоматика призвана для того, чтобы обезопасить радиоаппаратуру от бестолкового пользователя, который смутно себе представляет — чего он должен крутить и зачем. Предполагается, что радиолюбитель с позывным обязан иметь минимальное представление о процессах, происходящих в антенно-фидерном устройстве его радиостанции. В зависимости от того, какие антенны применяются, можно использовать то или иное согласующее устройство. Заявление о том, что «у меня КСВ антенны почти единица на всех диапазонах и СУ не нужно» — показывают об отсутствии минимальных знаний по этой теме. «Физику» здесь ещё никому не удалось обмануть — никакая качественная резонансная антенна не будет иметь одинаковое сопротивление ни внутри всего диапазона, ни тем более на разных диапазонах. Что и происходит чаще всего — устанавливается или «инвертед-V» на 80 и 40м, или рамка с периметром 80м., а в худшем случае совмещается работа бельевой верёвки с «антенной». Особенно «талантливые» изобретают универсальные штыри и «морковки», которые по безапелляционным заверениям авторов — «Работают на всех диапазонах практически без настройки!». Настраивается такое сооружение в лучшем случае на одном-двух диапазонах и всё — вперёд, «зовём — отвечают, что ещё больше нужно?» Печально, что для увеличения «эффективности работы» таких антенн все поиски приводят к «радио-удлинителям» типа выходного блока от Р-140 или Р-118. Достаточно послушать любителей «работать в группе на даль» ночью на 160, 80, а в последнее время такое можно уже встретить и на 40, 20м. Если антенна имеет КСВ=1 на всех диапазонах (или хотя бы на нескольких) — это не антенна, а активное сопротивление или тот прибор, которым измеряется КСВ, «показывает» окружающую температуру (которая в комнате обычно постоянна). Не знаю — удалось или нет, мне убедить читателя в обязательном применении СУ, перейду к конкретным схемам.

Выбор зависит от применяемых на станции антенн. Если входные сопротивления излучающих систем не опускаются ниже 50Ом, можно обойтись примитивным согласующим устройством Г-образного типа,

Рис.1

 

т.к. оно работает только в сторону повышения сопротивления. Для того чтобы это же устройство «понижало» сопротивление, его нужно будет включить наоборот, поменять местами вход и выход. Автоматические антенные тюнеры почти всех импортных трансиверов выполнены по схеме Рис.2.

 

Антенные тюнеры в виде отдельных устройств фирмы изготавливают чаще по схеме, Рис.3

С помощью двух последних схем можно обеспечить КСВ=1 практически на любой кусок провода. Не нужно забывать, что КСВ=1 говорит о том, что передатчик имеет оптимальную нагрузку, но это ни в коей мере не характеризует эффективную работу антенны. С помощью СУ по схеме Рис.2 можно согласовать щуп от тестера в качестве антенны с КСВ=1, но кроме ближайших соседей эффективность работы такой «антенны» никто не оценит. В качестве СУ можно использовать и обычный П-контур, 

Рис.4

его преимущество — не нужно изолировать конденсаторы от корпуса, недостаток — при большой выходной мощности трудно найти переменные конденсаторы с требуемым зазором. По СУ Рис.3 есть информация в [1] стр.237. Во всех фирменных СУ в этой схеме есть дополнительная катушка L2, она бескаркасная, провод диаметром 1,2-1,5мм, 3 витка, оправка диаметром 25мм, длина намотки 38мм. При применении на станции более-менее диапазонных антенн и если не предполагается работа на 160м, индуктивность катушки может не превышать 10-20мкГн. Очень важен момент получения индуктивностей малых значений, до 1-3 мкГн. Шаровые вариометры для этих целей обычно не подходят, т.к. индуктивность перестраивается в меньших пределах, чем у катушек с «бегунком». В фирменных антенных тюнерах применяются катушки с «бегунком» у которых первые витки намотаны с увеличенным шагом — это сделано для получения малых индуктивностей с максимальной добротностью и минимальной межвитковой связью. Достаточно качественное согласование можно получать при применении «вариометра бедного радиолюбителя». Это две последовательно включенные катушки с переключением отводов,

Рис.5.

Катушки бескаркасные, намотаны на оправке диаметром 20мм, провод диаметром 0,9-1,2мм (в зависимости от предполагаемой мощности), по 35 витков. Затем катушки сворачиваются в кольцо и своими отводами припаиваются на выводы обычных керамических переключателей на 11 положений. Отводы у одной катушки следует сделать от чётных витков, у другой от нечётных, например — от 1,3,5,7,9,11,15,19,23,27-го витков и от 2,4,6,8,10,14,18,22,28,30-го витков. Включив две такие катушки последовательно, можно переключателями подобрать требуемое количество витков, тем более что для СУ не особенно важна точность подбора индуктивности. С главной задачей — получением малых индуктивностей, «вариометр бедного радиолюбителя» справляется успешно. Кстати, в тюнере такого дорогого ТRХ как TS-940 применяется всего лишь 7 отводов, а автоматических антенных тюнерах AT-130 от ICOM — 12 отводов, АТ-50 от Kenwood — 7 отводов — поэтому не подумайте, что описываемый здесь вариант – «примитив, который не заслуживает Вашего внимания». В нашем случае имеем даже более «крутой» вариант – соответственно более точную настройку – 20 отводов. Зазоры между пластинами в КПЕ должны выдерживать предполагаемое напряжение. Если применяются низкоомные нагрузки, можно обойтись КПЕ от старых типов РПУ, при выходной мощности до 200-300Вт. Если высокоомные — придётся подобрать КПЕ от радиостанций с требуемыми зазорами. Расчёт простой — 1мм выдерживает 1000В, предполагаемое напряжение можно найти из формулы Р=U`(в квадрате) /R, где Р — мощность, R — сопротивление нагрузки, U — напряжение. Обязательно на радиостанции должен быть переключатель, при помощи которого трансивер отключается от антенны в случае грозы или нерабочем состоянии, т.к. более 50% случаев выхода из строя транзисторов связаны с наводкой статического электричества. Его можно ввести или в щиток переключение антенн или в СУ.

Описание согласующего устройства.

Как итог различных опытов и экспериментов по этой теме привели автора к схеме П-образного «согласователя».

Конечно, сложно избавиться от «комплекса схемы буржуинских тюнеров» (Рис.2) — эта схема имеет важное преимущество – антенна (по крайней мере, центральная жила кабеля) гальванически развязана от входа трансивера через зазоры между пластинами КПЕ. Но безрезультатные поиски подходящих КПЕ для этой схемы вынудили отказаться от неё. Кстати, схему П-контура используют и некоторые фирмы, выпускающие автоматические тюнеры – та же американская KAT1 Elekraft или голландская Z-11 Zelfboum. Помимо согласования П-контур выполняет ещё и роль фильтра нижних частот, что весьма неплохо для перегруженных радиолюбительских диапазонов, наверное, вряд ли кто-то откажется от дополнительной фильтрации ненужных гармоник. Главный недостаток схемы П-контура – это потребность в КПЕ с достаточно большой максимальной ёмкостью, что меня наводит на мысль, почему и не применяются такие схемы в автоматических тюнерах импортных трансиверов. В Т-образных схемах чаще всего используются два КПЕ перестраиваемые моторчиками и понятно, что КПЕ на 300пф будет намного меньше размером, дешевле и проще, нежели КПЕ на 1000пф. В СУ применены КПЕ от ламповых приёмников с воздушным зазором 0,3мм, обе секции включены параллельно. В качестве индуктивности применена катушка с отводами, переключаемыми керамическим галетным переключателем. Катушка бескаркасная 35 витков провода 0,9-1,1мм намотана на оправке диаметром 21-22мм, свёрнута в кольцо и своими короткими отводами припаяна к выводам галетного переключателя. Отводы сделаны от 2,4,7,10,14,18,22, 26,31 витков. КСВ-метр изготовлен на ферритовом кольце. Для КВ решающего значения проницаемость кольца в общем-то не имеет – применено кольцо К10 проницаемостью 1000НН. Оно обмотано тонкой лакотканью и на неё намотано 14 витков в два провода без скрутки ПЭЛ 0,3, начало одной обмотки, соединённое с концом второй образуют средний вывод. В зависимости от требуемой задачи, точнее от того какую мощность предполагается пропускать через это СУ и качества излучающих светодиодов, детектирующие диоды D2,D3 можно использовать кремниевые или германиевые. От германиевых диодов можно получить бОльшие амплитуды и чувствительность. Наилучшие – ГД507. Но так как автор применяет трансивер с выходной мощностью не менее 50Вт, достаточно и обычных кремниевых КД522. Как «ноу хау» в этом СУ применена светодиодная индикация настройки помимо обычной на стрелочном приборе. Для индикации «прямой волны» применён зелёного цвета светодиод AL1, а для визуального контроля за «обратной волной» — красного цвета AL2. Как показала практика – это решение очень удачно – всегда можно оперативно отреагировать на аварийную ситуацию – если что-то случается во время работы с нагрузкой красный светодиод начинает ярко вспыхивать в такт с передатчиком, что не всегда так заметно по стрелке КСВ-метра. Не будешь же постоянно пялиться на стрелку КСВ-метра во время передачи, а вот яркое свечение красного света хорошо видно даже боковым зрением. Это положительно оценил RU6CK когда у него появилось такое СУ (к тому же у Юрия плохое зрение). Уже более года и сам автор использует в основном только «светодиодную настройку» СУ – т.е. настройка сводится к тому, чтобы погас красный светодиод и ярко полыхал зелёный. Если уж и захочется более точной настройки – можно по стрелке микроамперметра её «выловить». Настройка прибора выполняется с использованием эквивалента нагрузки на который рассчитан выходной каскад передатчика. Присоединяем СУ к TRX минимальной (насколько это возможно – т.к. этот кусок в дальнейшем и будет задействован для их соединения) длины коаксиалом с требуемым волновым сопротивлением, на выход СУ без всяких длинных шнурков и коаксиальных кабелей эквивалент, выкручиваем все ручки СУ на минимум и выставляем при помощи С1 минимальные показания КСВ-метра при «отражёнке». Следует заметить – выходной сигнал для настройки не должен содержать гармоник (т.е. должен быть фильтрованный), в противном случае минимума не найдётся. Если конструкция будет выполнена правильно – минимум получается в районе минимальной ёмкости С1. Меняем местами вход-выход прибора и снова проверяем «баланс». Проверяем настройку на нескольких диапазонах – если всё ОК, тогда настройка на минимум совпадёт в различных положениях. Если не совпадает или не «балансируется» — ищите более качественное «масло» в голову изобретателя… Только слёзно прошу – не задавайте автору вопросов по теме как делать или настраивать такое СУ – можете заказать готовое, если не получается сделать самостоятельно. Светодиоды нужно выбрать из современных с максимальной яркостью свечения при максимальном сопротивлении. Мне удалось найти красные светодиоды сопротивлением 1,2кОм и зелёные 2кОм. Обычно зелёные светятся слабо – но это и неплохо – ёлочную гирлянду не делаем. Главная задача, чтобы он достаточно отчётливо светился в штатном режиме на передачу трансивера. А вот красный в зависимости от целей и предпочтений пользователя можно выбрать от ядовито-малинового до алого. Как правило – это светодиоды диаметром 3-3,5мм. Для более яркого свечения красного применено удвоение напряжения – введён диод D1. Из-за этого точным измерительным прибором наш КСВ-метр уже не назовёшь – он завышает «отражёнку» и если захочется вычислить точное значение КСВ – придётся это учитывать. Если есть потребность именно в измерении точных значений КСВ – нужно применить светодиоды с одинаковым сопротивлением и сделать два плеча КСВ-метра абсолютно одинаковыми – или с удвоением напряжения оба или без него оба. Только в этом случае получим одинаковое значение напряжений, поступающее от плеч Тр до МА. Но скорее нас более волнует не какой именно имеем КСВ, а то, чтобы цепь TRX-антенна была согласована. Для этого вполне достаточно показаний светодиодов. Это СУ эффективно при применении с антеннами несимметричного питания через коаксиальный кабель. Автором проведены испытания на «стандартные» распространённые антенны «ленивых» радиолюбителей – рамку периметром 80м, Инвертед-V совмещённые 80 и 40м, треугольник периметром 40м, пирамиду на 80м. Константин RN3ZF такое СУ применяет со штырём, Инвертед-V в том числе и на WARC диапазонах, у него FT-840. UR4GG применяет с треугольником на 80м и трансиверами «Волна» и «Дунай». UY5ID согласовывает ШПУ на КТ956 с многосторонней рамкой периметром 80м с симметричным питанием, использует дополнительный «переход» на симметричную нагрузку. Если при настройке не удаётся погасить красный светодиод (достичь минимальных показаний прибора) это может говорить о том, что помимо основного сигнала в излучаемом спектре есть ещё составляющие и СУ не в состоянии пропустить их и согласовать одновременно на всех излучаемых частотах. И те гармоники, которые лежат выше основного сигнала по частоте, не проходят через ФНЧ, образуемый элементами СУ отражаются и на обратном пути «поджигают» красный светодиод. О том, что СУ не «справляется» с нагрузкой может говорить лишь только тот факт, что согласование происходит при крайних значениях (не минимальных) параметров КПЕ и катушки – т.е. не хватает ёмкости или индуктивности. Ни у кого из пользователей на перечисленные антенны ни на одном из диапазонов таких случаев не отмечено. Испытано применение СУ с «верёвкой» — проводом длиной 41м. Не следует забывать, что КСВ-метр является измерительным прибором только в случае обеспечения с обеих его сторон нагрузки при которой он балансировался. При настройке на «верёвку» светятся оба светодиода и за точку отсчёта можно взять максимально яркое свечение зелёного при минимально возможном красного. Можно предположить, что это будет наиболее верная настройка – на максимум отдачи в нагрузку. Ещё хотелось бы отметить – ни в коем случае нельзя переключать отводы катушки при излучении максимальной мощности. В момент переключения происходит разрывание цепи (хотя и на доли секунды) – резко меняется индуктивность – соответственно подгорают контакты галетного переключателя и резко меняется нагрузка трансиверу. Переключение галетного переключателя нужно производить при переводе трансивера на RX. В качестве микроамперметра применён прибор М68501 с током полного отклонения 200мка. Можно применить и М4762 — их применяли в магнитофонах «Нота», «Юпитер». Понятно, что С1 должен выдерживать напряжение выдаваемое трансивером в нагрузке. Информация для дотошных и «требовательных» читателей – автор осознаёт, что такого типа КСВ-метр не является прецизионным высокоточным измерительным прибором. Но изготовления такого устройства и не ставилось. Основная задача была – обеспечить трансиверу с широкополосными транзисторными каскадами оптимальную согласованную нагрузку, ещё раз повторю – как передатчику, так и приёмнику. Приёмник в той же полной мере нуждается в качественном согласовании с антенной, как и мощный ШПУ! Кстати, если в вашем «радиве» оптимальные настройки для приёмника и передатчика не совпадают – это говорит о том, что настройка или вообще толком не производилась, а если и производилась – то, скорее всего только передатчика и полосовые фильтры приёмника имеют оптимальные параметры при других значениях нагрузок, нежели это было отлажено на передатчике. Задача нашего КСВ-метра – показать, что кручением ручек СУ мы добились тех параметров нагрузки, которую присоединяли к выходу ANTENNA во время настройки. И можем спокойно работать в эфире, зная, что теперь трансивер не «пыжится и молит о пощаде», а имеет почти ту же нагрузку, на которую его и настраивали. Это, конечно, не говорит о том, что ваша антенна от этого СУ стала работать лучше, не нужно забывать об этом! Для страждущих о прецизионном КСВ-метре могу рекомендовать его изготовить по схемам, приведённым во многих зарубежных серьёзных изданиях или купить готовый прибор. Но придётся раскошелиться – действительно приборы от известных фирм стоят от 50$ и выше, СВ-ишные польско-турецко-итальянские не беру во внимание.

В виде готового изделия это СУ может выглядеть таким образом — 

 

                                                                                        

 

Автоматическое согласующее устройство КВ трансивера.

Попов Евгений Александрович RW6HRY http://rw6hry.qrz.ru/ Email e373e (at) yahoo.com

При построении антенн для работы на КВ стараются получить резонанс в центре одного или нескольких любительских диапазонов. При этом желательным условием является значение сопротивления антенны на этих частотах близкое к волновому сопротивлению кабеля, питающего антенну. При смещении рабочей частоты относительно расчетной, сопротивление антенны изменяется, вызывая рассогласование выходного каскада передатчика. Работа с несогласованной нагрузкой приводит к различным неприятным эффектам от паразитных излучений до выхода из строя выходного каскада.

Для согласования с нагрузкой применяют различные согласующие устройства на базе П-образных или Г-образных LC цепей. При этом все элементы согласующего устройства имеют возможность изменять номинальное значение. При правильном выборе значений элементов происходит трансформация сопротивления нагрузки в сопротивление выходного каскада. Однако вручную настроить согласующее устройство бывает довольно трудно т.к. обычно КВ трансивер имеет на выходе измеритель КСВ с одновременным отображением только одной величины (например падающей волны). Для отображения отраженной волны нужно переключать измерительный прибор. Процедура настройки превращается в сложную головоломку со множеством манипуляций.

Описываемое ниже устройство полностью автоматизирует процесс согласования выходного каскада передатчика с нагрузкой. Время настройки составляет 8 сек.

Высокочастотная часть устройства представляет собой измеритель падающей и отраженной волны, Г-образное LC звено и элементы коммутации.

Измеритель падающей и отраженной волны не имеет особенностей и может быть выполнен по любой схеме, применяемой для измерения КСВ.

Элементы коммутации представляют собой транзисторные каскады, управляющие включением высокочастотных реле К1-К17.

Согласование сопротивления происходит при помощи Г-образного LC звена состоящего из переменной индуктивности, включенной последовательно с выходом передатчика и переменной емкости, которая при помощи реле К9 может быть включена параллельно выходу либо до индуктивности, либо после. В первом случае такое звено можно применять для согласования с низким сопротивлением, во втором случае для согласования с высоким сопротивлением нагрузки. Номиналы соседних элементов LC звена отличаются в 2 раза. Это позволяет при использовании 16 реле получить 256 значений индуктивности в диапазоне 0-20мкГ и 256 значений емкости в диапазоне 0-1280 пф. Если питание на устройство не подано, все реле обесточены, ВЧ сигнал без изменения проходит на выход (функция «обход»).

Управляющая часть устройства выполнена на базе однокристального контроллера АТ89с2051. В процессе согласования, контроллер измеряет напряжение падающей и отраженной волны, вычисляет КСВ, производит перебор значений индуктивности и емкости по специальному алгоритму, отображает значение КСВ на светодиодных индикаторах в диапазоне 1.1-3.0 в процессе и по окончении согласования.

На микросхеме D3 выполнен коммутатор падающей и отраженной волны. В регистры D1,D2 записывается двоичный код, пропорциональный значению емкости и индуктивности. Управление согласующим устройством осуществляется при помощи 5-ти кнопок. Кнопка «LOAD» запускает процесс согласования. При этом передатчик должен быть включен в режиме излучения несущей. Кнопки «CU» и «CD» позволяют увеличивать или уменьшать значение емкости. Кнопки «LU» и «LD» позволяют увеличивать или уменьшать значение индуктивности.

Светодиодные индикаторы отражают процесс согласования. Светодиод «1.1» будет светиться, если значение КСВ превышает величину 1.1. Светодиод «1.5» будет светиться, если значение КСВ превышает величину 1.5, и так далее до значения КСВ, превышающего величину 3.0. Светодиод «HI/LO» отражает состояние реле К9. Если светодиод светится, значит емкость подключена до индуктивности. Это соответствует схеме согласования низкого сопротивления нагрузки. Конструкция согласующего устройства определяется проходящей мощностью. При мощности меньше 50 вт, можно ограничиться разделением корпуса устройства на отсеки при помощи перегородок. При мощности 100вт и более, необходимо обеспечить полное экранирование отсеков. Плату управления нужно поместить дополнительно в металлический экран. Провода управления от транзисторных ключей к реле нужно подводить при помощи проходных конденсаторов . То же касается напряжения прямой и отраженной волны снимаемого с диодов V1,V2 и подаваемого из отсека А1 в отсек А2. Сигналы UF,UB, подаваемые на одноименные входы платы управления должны быть проложены экранированным проводом. Напряжение +12в, для питания реле должно подаваться через проходной конденсатор и последовательно включенный дроссель. Управляющие сигналы от платы управления подключаются к соответствующим транзисторным ключам V20…V36. Индуктивности и емкости на схеме имеют обозначение соответствующее управляющим сигналам (0С-7С,0L-7L). Сигнал HI/LO используется для переключения реле К9. Трансформатор Т1 измерителя намотан на ферритовом кольце марки 400НН диаметром 10-12мм и содержит 20 витков парой скрученного провода ПЭЛШО 0.15. Первичная обмотка представляет собой проводник от входного разъема, пропущенный сквозь центральное отверстие трансформатора. В случае необходимости количество витков вторичной обмотки подбирается таким образом, чтобы при прохождении максимальной мощности, напряжение падающей или отраженной волны не превышало значения 5в. Для коммутации элементов можно применить подходящие по мощности ВЧ реле, например РПВ 2/7.

При мощности около 100вт можно использовать индуктивности выполненные на ферритовых кольцах марки 50ВЧ, диаметром 30мм. Намотка ведется проводом ПЭВ диаметром 0.8мм.

L1 — 28 вит L2 — 18вит
L3 — 12 вит L4 — 8 вит
L5 — 5 вит L6 — 4 вит
L7 — 3 вит L8 — 2 вит

Витки катушек L7,L8 расположены внизу, витки на остальных катушках нужно равномерно распределить по длине кольца. Конденсаторы С5-С12 подбираются с точностью 10 %, при необходимости можно использовать параллельное соединение для получения нужной емкости. Рабочее напряжение конденсаторов желательно не менее 500в. Весь монтаж нужно выполнить с учетом минимально возможной длины всех соединений.

Настройка согласующего устройства начинается с измерителя падающей и отраженной волны. Для этого активную нагрузку 50 ом нужно подключить на выход устройства. Подавая на вход ВЧ сигнал, нужно при помощи конденсатора С1 добиться минимального значения напряжения на выходе UB. Затем поменяв местами нагрузку и источник сигнала, подстройкой С1 нужно добиться минимального напряжения на выходе UF.

Настройка платы управления заключается в калибровке измерителя напряжения. Для этого нужно удерживая нажатой кнопку «LU», включить питание. Запускается режим калибровки. На вход «UF» подается напряжение 2.5в измеренное точным прибором. Резистор R2 должен быть заменен подстроечным резистором на 220кОм. Резистор R1 устанавливается в среднее положение. Регулировкой R2 нужно добиться погасания всех светодиодов. Желательно проконтролировать длительность положительных импульсов в этот момент на выв.14 D4. Она должна составлять 256 мКс. Измерив сопротивление R2, нужно заменить его на постоянный резистор ближайшего номинала и повторить настройку, регулируя R1. От качества элементов С1,R1-R3 во многом зависит точность измерения напряжения. В качестве С1 желательно применить конденсатор марки КМ5 номиналом 1800-2000 пф или параллельное соединение конденсаторов с разным ТКЕ.

Для проверки реле используется специальный тестовый режим. Для его запуска нужно удерживая нажатой кнопку «LOAD», включить питание. Последующие нажатия этой кнопки будут вызывать последовательное срабатывание всех реле.

Аналогичная процедура включения с кнопкой «LD» обесточивает все реле и запускает циклическое измерение КСВ и отображение его на светодиодах.

Источник питания для данной схемы может быть выполнен по любой схеме. По цепи +5в потребление составляет около 30 ма, без светодиодов 5-10ма. По цепи +12в потребление зависит от применяемых реле и может составлять 200-300мА.

Данное устройство можно применить для дистанционного согласования нагрузки, например разместить его непосредственно в точке питания антенны. В этом случае светодиоды и кнопки не используются. Вместо них на вход «CD» (вывод 3 D4) устанавливается перемычка на корпус. Процедура согласования в этом случае запускается подачей питания на схему. Контроллер выполняет согласование и блокируется. Очередное согласование выполняется путем кратковременного (2-4 сек.) отключения питания. Питание на согласующее устройство можно подать по антенному кабелю, применив соответствующие развязывающие цепи.

Евгений Александрович Попов (RW6HRY)
356350 Ставропольский кр.
с.Новоселицкое
ул Степная 3
техническая поддержка:http://rw6hry.qrz.ru
e373 (at) aport.ru
rw6hry (at) qrz.ru

Радиолюбительский сайт UX2LL ! — Согласующие для КВ и УКВ

_________________________________________________________________________________

Устройство Искусственная Земля

Важную роль на радиостанции играет заземление. В радиопередающих устройствах желательно использовать также и высокочастотное заземление. Предлагаемое устройство «Искусственная Земля» (Artificial Ground), является эффективным ВЧ заземлением. С его помощью устраняют реактивную составляющую на участке между шасси радиостанции и реальной землей, искусственно приближая «Землю» непосредственно к корпусу радиостанции.

«Общую точку» — шасси Антенного Тюнера соединяют согласно схеме (рис.1) с корпусом РА, трансивера, электронного ключа и т.д. Провод применяют в изоляции диаметром 2…3 мм, медный, одножильный или многожильный. Можно применить оплетку с толстого коаксиального кабеля диаметром 10-12мм продетого в кембрик.

Если в составе радиостанции нет Антенного Тюнера, то общей точкой соединения блоков будет PA, т.е. Усилитель Мощности, но не трансивер. В качестве заземления желательно не использовать батарею центрального отопления. В худшем случае можно использовать кран (трубу) холодной воды, в лучшем — заземленный контур здания.

Устройство Искуственная Земля изготавливается в небольшом экранированном корпусе с диэлектрическими ножками. Необходимо, чтобы контакт с другими устройствами по шасси был только посредством соединения ”Общая Точка” Антенного Тюнера – Разъем Х1 Устройства Искуственная Земля.

L1 — обычный токовый трансформатор. В моем случае, это 1 виток провода диаметром 1,6 мм на столбике из сложенных вместе 2-х –3-х ферритовых колец с проницаемостью 50…400. Диаметр кольца некритичен. Через кольцо продевается провод, соединяющий вход устройства X1 и L2.

L2 — переменная индуктивность от р/станции «РСБ-5», «Микрон» и т.д.

С2 — от лампового вещательного приемника.

R1 — выводится на переднюю панель, определяет чувствительность схемы измерения.

X1 — соединен с корпусом Устройства Искуственная Земля и соединяется с корпусом Антенного Тюнера (Общая точка), при его отсутствии с PA.

Х2 — разъем ВЧ типа.

”Oбщую точку” – корпус Антенного Тюнера соединяют толстым медным проводом с обычным заземлением, например с контуром здания, тем самым выполняют соединение по постоянной составляющей — это общее требование для электрооборудования.

Х2 – Выход Устройства Искусственная Земля соединяют также с «Землей», но уже в другом месте, например с краном холодной воды или подключают противовес длиной 1/4 длины волны для конкретного диапазона. Эта часть схемы работает как ВЧ Заземление.

Порядок настройки:
Вначале настраивают Антенный Тюнер по минимум КСВ по его входу, обеспечивая необходимую нагрузку для передатчика. Затем настраивают Устройство Искуственная Земля по МАКСИМУМ показаний прибора М изменяя значения переменной индуктивности L2 и переменного конденсатора С2.

Использование ВЧ заземления способствует повышению эффективности радиостанции в плане устранения таких видов помех, как TVI, помех телефонным аппаратам и звукозаписывающей аппаратуре.

Хотел бы добавить, что есть плохая, низкого качества бытовая аппаратура и это есть большая проблема, но к большому сожалению, есть и низкого качества передающая аппаратура. Не раз приходилось слышать, как трансивер можно настроить одной отверткой. Увы, такому трансиверу ВЧ Заземление не поможет.

Игорь Подгорный, EW1MM
г.Минск 2004.

___________________________________________________________________
Тюнер на 144 мгц.

Нужен-ли тюнер на 144 мгц.?Представьте такую ситуацию.На улице зима, а КСВ в антенне стал великоват неизвестно почему, то-ли антенна обмерзла то-ли еще что, трансивер сбросил мощность и что делать? Вот в такой ситуации и был испытан предлагаемый тюнер.

Катушки L1 и L2 намотаны проводом диаметром 1мм на оправке диаметром 8 мм по девять витков каждая, после намотки катушки слегка растянуть, конденсатор С1 2-15 пф с зазором на испльзуемую мощность.

Конструкция видна на фото.

Корпус для тюнера взят от антенного фильтра какой-то УКВ радиостанции.

При наладке тюнера сначала находим минимум КСВ конденсатором С1,а затем попеременно сжимая или растягивая витки катушек L1 и L2 получаем минимальное значение КСВ.
Эту операцию надо повторить несколько раз.
При перестройке по диапазону может понадобиться подстройка конденсатора С1.
Попробуйте и вы убедитесь, в безвыходной ситуации, это очень полезное устройство.

73! UA9UKO г.Калтан

_________________________________________________________________________
СОГЛАСУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО ДИАПАЗОНА 144 МГц НА КОАКСИАЛЬНОМ РЕЗОНАТОРЕ.

Современная загруженность УКВ диапазонов как служебными, так и телевизионными и вещательными радиостанциями предъявляет повышенные требования к УКВ аппаратуре любительской радиосвязи. Основные из них — это чистота спектра излучаемого сигнала передатчика и избирательность приемника к внеполосным сигналам. К сожалению, не всегда эти требования сочетаются в одной станции. Действительно, используя современную радиостанцию с синтезатором частоты, управляющим ГУНом, который работает непосредственно в УКВ диапазоне, можно достаточно просто получить чистый спектр сигнала при передаче. В то же время малогабаритные промышленные переносные трансиверы, использующие синтезатор, имеют широкий диапазон по приему (130 -150 МГц) и соответственно широкополосный УКВ фильтр на входе приемника. Это хотя и упрощает конструкцию станции, но приводит к тому, что при работе на стационарную антенну шумоподавитель будет реагировать на многочисленные сигналы УКВ станций, не находящихся в канале приема

Самодельные трансиверы обычно излучают достаточно сильный внеполосный сигнал, отстоящий на величину ПЧ от 144 МГц. Это может привести к помехам телевидению. Даже в спектре сигналов приема и передачи радиостанций, в которых частоты гетеродина приемника и передатчика стабилизированы кварцами (например «Пальма») и используется умножение частоты, могут появиться каналы внеполосного приема к излучения вследствие неточной настройки каскадов умножителей частот гетеродина приемника и передатчика.

Решить эти проблемы помогает согласующее устройство на коаксиальном резонаторе, схема которого приведена на рис.1.

Согласующее устройство представляет собой коаксиальный резонатор LI, C1, который через катушку связи L2 связан с передатчиком, а через L3 — с антенной. 

Корпус устройства выполнен из двухстороннего фильтрованного стеклотекстолита (кроме верхней крышки, выполненной из одностороннего стеклотекстолита), швы на стыках тщательно пропаяны, сам резонатор выполнен из полоски двустороннего фольгированного стеклотекстолита толщиной 1 -1,5 мм, шириной 15 мм.

Фольга припаяна ко дну и наверху резонатора две полосы фольги соединены вместе.

Глубина коробки резонатора — 50 мм.

Конструкция согласующего устройства — на рис.2. На рис.2 L1 показана ребром, L2 и L3 размещены посередине широких сторон L1. 

Неоновая лампочка HL1 индицирует, что через резонатор при передаче проходит мощность. Катушки связи L2 и L3 выполнены из медного провода диаметром 1,5 мм (желательно посеребренного). Коаксиальный резонатор идеально защищает вход трансивера от атмосферного электричества, что особенно важно для импортных трансиверов, микросхемы приемника которых могут выйти из строя из-за статического заряда на антенне.

Настройка:

Подключив через КСВ-метр выход трансивера на реальную антенну конденсатором С1 устанавливают минимальный КСВ затем изменением расположения L2, L3 и их длины добиваются дальнейшего снижения КСВ.

Практически с любой согласованной антенной вполне достижим КСВ не хуже 1.2.

При использовании случайных и суррогатных антенн, а также при размещении СУ непосредственно на антенне. L3 может быть, как больше, так и меньше рекомендуемой длины.

Хотя возможна и непосредственная связь с резонатором, использование индуктивной связи значительно снижает уровень помех.

Практические испытании этого резонатора были получены следующие результаты:
полоса пропускания по уровню 0,9 — не менее 2,5 МГц.
полоса пропускания по уровню минус 20 дБ — около 30 МГц.
полоса пропускания по уровню 0.7 — не более 10 МГц.

Была выявлена возможность согласования нагрузки от 30 до 100 Ом с кабелем 50 или 75 Ом. Это пожалеет использовать любой имеющийся кабель для питания антенны н использовать СУ с трансивером, имеющим выходное сопротивление 50 или 75 Ом.

Хотя резонатор и имеет затухание в полосе пропускания, на практике было обнаружено, что при использовавши эквивалента антенны совместно с реальным передатчиком с согласующим устройством, мощность рассеиваемая, получается на 10 — 30% выше мощности, которая рассеивается на эквиваленте без использования коаксиального резонатора. Особенно большой выигрыш был получен при испытании переносных станций, использующих спиральную антенну.

Это возможно потому, что согласующее устройство трансивера не обеспечивает точного его согласования с нагрузкой, особенно в простых переносных конструкциях, а использование СУ позволяет достичь оптимального согласования. Измерения напряженности поля, создаваемого стандартной согласованной штыревой антенной при использовании трансивера совместно с СУ и без него, подтвердили эти результаты. При работе станции на прием совместно с СУ была выявлена возможность работы с более «открытым»‘ шумоподавителем. что эквивалентно увеличению чувствительности станции.

При создании специальных помех радиостанции с резонатором согласующим устройством были более устойчивыми к ним, чем при работе без резонатора. На мой взгляд, это может быть объяснено малым динамическим диапазоном входных усилителей ВЧ приемника.

В согласующем устройстве при подводимой мощности до 10 Вт будут хорошо работать конденсаторы с зазором 0,5 мм.

Обращаю внимание на необходимость тщательной запайки резонатора, т. к. без верхней крышки даже при небольшой подводимой мощности он создает большой уровень напряженности электромагнитного поля далеко за пределами своей конструкции

При использовании антенн с КСВ более 2 целесообразно устанавливать такое согласующее устройство непосредственно на антенне, приняв, конечно, меры по его защите от влаги.

                                                                         И.ГРИГОРОВ (RK3ZK)

______________________________________________________________________

Согласование кабеля 75 Om. с 50 Om. трансивером на УКВ.

144 Мгц.

На просторах интернета удалось найти описание согласующих устройств, которые на мой взгляд могут заинтересовать укавистов.

Кто автор установить

не удалось пэтому я взял на себя смелость немного видоизменить статью, чтобы она была более понятной. /UA9UKO/

Иногда при отсутствии кабеля с нужным волновым сопротивлением возникает необходимость применить коаксиальный кабель

имеющийся под рукой.

Вместо кабеля 50 Om. можно с успехом использовать кабель 75 Om.
Как согласовать выход трансивера и фидерную линию?
Это несложно! На Рис 1. показаны варианты согласующих устройств для диапазона 144 мгц.

Рис 1.

На Рис 2 вид  на монтаж согласующего устройства.

Рис 2.

На Рис 3. внешний вид законченого блока.

Рис 3.

В первом варианте как правило, для настройки хватает растяжения/сжатия катушки. (При применении постоянных конденсаторов

емкостью 22 pF.)

Данные катушки: 

4 витка . Диаметр провода 1 mm . Диаметр оправки катушки 5 mm.
или
2 витка . Диаметр провода 2 mm . Диаметр оправки катушки 10 mm.
Настройка- по минимуму КСВ. 
При перестройке по диапазону возможно придется подстраивать согласующее устройство поэтому вторая схема наиболее
предпочтительна так как в
ней есть переменные конденсаторы.

144/430 Mгц.  

На Рис 1. схема двухдипазонного согласующего устройства.

Рис 1.

На Рис 2. вид на монтаж.

Рис 2.

На Рис 3. вид законченного блока.

Рия 3.

Данные катушек: 

144- два скрученных провода длиной 5 см. 4 витка. Диаметр оправки 5mm. (см рисунок.)

430- полувиток (синий провод) длиной 7 см. Диаметр 2mm.

Двухдиапазонный вариант очень хорош для трансиверов имеющих один антенный разъем для 144 и 430 мгц.( FT-857D, FT-897D,

IC-706MKIIG, IC-7000).

                                                  Не претендуя на авторство !!!

__________________________________________________________________________

Антенный тюнер

Ниже описан тюнер и методика его настройки из статьи W1FB. Приведенная схема обеспечивает
согласование Rвх=50 ом с нагрузкой R=25-1000 ом, обеспечивая подавление 2-й гармоники на
14 дБ больше, чем Ultimate в диапазонах 1,8-30 МГц.

Детали — переменные конденсаторы имеют емкость 200 пф, для мощности 2 кВт в пике, зазор
между пластинами должен быть порядка 2 мм. L1 — катушка с ползунком, максимальная
индуктивность 25 мГн. L2 — 3 витка голого провода 3,3 мм на оправке 25мм, длина намотки
38 мм. Методика настройки:
— для ламповых передатчиков перевести переключатель в положение D (эквивалент нагрузки),
 настроить передатчик на максимальную мощность
— уменьшить мощность до нескольких ватт, перевести переключатель в положение Т(тюнер)
— поставить оба конденсатора в среднее положение и подстройкой L1 добиться минимума КСВ,
 затем подстроить конденсаторы добиваясь опять таки минимального КСВ — подстроить L1,
затем С1, С2, каждый раз добиваясь минимального КСВ до тех пор, пока не будут достигнуты
 наилучшие результаты
— подать полную мощность с передатчика и еще раз подстроить все элементы в небольших
пределах. Для небольших мощностей порядка 100 Вт хорошо подходит 3-х секционный
переменный конденсатор от старого ГСС Г4-18А, там есть изолированная секция. Очень
удобно будет использовать автоматический КСВ измеритель. _________________________________________________________________________________________________________________________

Антенный тюнер на 100Ват

 

Для совместной работы с мобильными трансиверами успешно используются внешние автоматические и ручные

антенные тюнеры. Для выходной мощности трансивера не более 100Ватт промышленные изделия достаточно

громоздки. В некоторых моделях размеры таких устройств соизмеримы и даже больше размера самого

используемого трансивера.В этой статье описывается конструкция ручного (карманного) антенного тюнера

ориентированного на совместную работу с трансивером IC-706MKII или аналогичным мобильным аппаратом.

Схема согласующего устройства представляет собой классический вариант Г-образной схемы. При разработке

устройства учитывался компромисс между электрической прочностью радиоэлементов и минимально

возможными размерами корпуса. В процессе практических экспериментов с различными вариантами

конструкции LC-элементов, был создан удачный вариант, который и предлагается вашему вниманию.

Как известно, существуют два варианта схемного построения тюнера: Т-образная и Г-образная схемы.

Преимущества и недостатки каждой из них также хорошо известны. Достаточно сказать, что Т-образный

вариант лежит в основе всех промышленных конструкций антенных тюнеров. А вот о недостатках такой

схемы чаще умалчивается: при удовлетворительной широкополосности и бесподстроечной работе внутри

любительских диапазонов достичь с его помощью полного согласования не удаётся. Другое дело Г-образная

схема: позволяет без проблем согласовать нагрузку до КСВ=1,0. Более того, включённые последовательно

секции конденсатора переменной ёмкости выдерживают удвоенное ВЧ напряжение на контуре или, при том

же пробивном напряжении, возможно уменьшение зазора между пластинами, что в конечном итоге позволяет

применить малогабаритные сдвоенные секции переменного конденсатора. Недостатком этого схемного варианта

можно считать относительно высокую точность настройки ёмкостью сдвоенного переменного конденсатора,

которая вынуждает на 80-метровом диапазоне производить подстройку по краям и необходимость введения

простейшего верньера. Если подстроиться в принципе не трудно, то переменный конденсатор подойдёт с

конструктивным замедлением. Таким образом, Г-образная схема малогабаритна, проста и позволяет точно

согласовать такие капризные к КСВ антенны, как магнитная рамка и ЕН.Также в процессе экспериментов

выяснилось, что при работе тюнера на нагрузку волновым сопротивлением от 15 до 300Ом, участие

переменного конденсатора связи с антенной в компенсации реактивной индуктивной составляющей антенны,

не требует высокой точности установки значения ёмкости, т.е. его влияние – «размыто». Это заключение

позволило принципиально отказаться от применения переменной ёмкости и свести элемент связи с нагрузкой

к группе переключаемых конденсаторов постоянной ёмкости.

Максимальное сопротивление нагрузки 300Ом этого карманного тюнера ограничено электрической прочностью

радиоэлементов схемы, которая конструктивно определена, как 250Вольт.

При желании, введение ШПТ трансформатора сопротивлений выполненного в виде дополнительного переходника,

на выходе схемы тюнера с соотношением 1:4 и 1:9, позволяет согласовывать симметричный фидер и антенну LW.

 

ШПТ наматывается на ВЧ ферритовом кольце диаметром 30мм и проницаемостью 20ВЧ, в три медных провода

диметром 1мм. в фторопластовой или хлорвиниловой изоляции и содержит 14 витков.

Детали.Переменный конденсатор типа КПВ-4 от приёмника «Рига». Его УКВ секции задействованы. Малогабаритные

переключатели типа 11П1Н. Конденсаторы постоянной ёмкости типа КТ-1. Катушка индуктивности L1 намотана на

кольце от пластикового водопровода внешним диаметром 20мм. и высотой 8мм., проводом ПЭВ-1,5 в количестве 15

витков с отводом от середины. L2 – имеет тот же диаметр трубки, её длина — 40мм. Провод намотки — ПЭВ-0,8.

Количество витков — 32. Все восемь отводов расположены равномерно по всему сектору намотки, который должен

иметь зазор заполнения с углом не менее 20градусов. Также это относится и к намотке L1. С целью экономии места

на задней стенке, ВЧ разъёмы с кабелем RG-58, вынесены запределы корпуса. Переключатель «OFF» (обход)

позволяет оперативно отключать тюнер и при его нормальной работе, когда он согласовал антенну, при переключении

на тюнер, слегка заметен прирост уровня эфирных шумов.Все фирменные трансиверы имеют режим индикации КСВ,

поэтому установка в тюнер измерителя КСВ или индикатора ВЧ напряжения не обязательна. Настройка согласования

с антенной производится путём перебора положений переключателей и точной подстройкой переменным

конденсатором внутри каждого сектора по минимуму КСВ. Удобно, положения переключателей после настроек

по диапазонам, записать и затем оперативно использовать эти данные при последующем включении.

________________________________________________________________________________________________________________________

Простой тюнер «Т» типа, на диапазоны 1,8-50 МГц.

 

Данные контурных катушек тюнера и комплектующих:

L-1 2,5 витка, провод AgCu 2 мм, наружный диаметр катушки 18 мм.
L-2 4,5 витка, провод AgCu 2 мм, наружный диаметр катушки 18 мм.
L-3 3,5 витка, провод AgCu 2 мм, наружный диаметр катушки 18 мм.
L-4 4,5 витка, провод AgCu 2 мм, наружный диаметр катушки 18 мм.
L-5 3,5 витка, провод AgCu 2 мм, наружный диаметр катушки 18 мм.
L-6 4,5 витка, провод AgCu 2 мм, наружный диаметр катушки 18 мм.
L-7 5,5 витка, провод ПЭВ 2,2 мм, наружный диаметр катушки 30 мм.
L-8 8,5 витка, провод ПЭВ 2,2 мм, наружный диаметр катушки 30 мм.
L-9 14,5 витка, провод ПЭВ 2,2 мм, наружный диаметр катушки 30 мм.
L-10 14,5 витка, провод ПЭВ 2,2 мм, наружный диаметр катушки 30 мм.

Переменные конденсаторы и галетный переключатель от Р-104 (блок БСН). При отсутствии

указанных конденсаторов, можно применить 2-секционные, от вещательных радиоприемников,

включив секции последовательно и изолировав корпус и ось конденсатора от шасси. Так-же

можно применить обычный галетный переключатель, заменив ось вращения на диэлектрическую

(стеклотекстолит).

 

______________________________________________________________________

Z-Match для мощности 400 ватт

Для больших мощностей переменные конденсаторы  должны быть с зазором около 0,5 мм, это обеспечит

напряжение пробоя 2 кВ и позволит работать с мощностью 400 ватт. Были применены трехсекционные

конденсаторы  с Смин=15пФ/Смакс=200 пФ на секцию. На диапазоне 160 метров приходится подключать

дополнительные постоянные емкости с рабочим напряжением не менее 750 В, лучше на 2 кВ, при этом

достигается согласование с нагрузкой от 10 до 100 Ом. На остальных диапазонах сопротивления нагрузки

может быть от 10 до 2000 Ом.

Схема приведена на рис.1. Данные катушек аналогичны приведенным в статье Z-Match.

На рис.1 не показана переключаемая катушка 1,2 мкГн, она включается, как показано на рисунке 2. Конструктивные

данные также аналогичны приведенным выше.

На рис.3 показан тюнер в сборе.

 

Работа с этим вариантом тюнера не отличается от первоначального варианта, но на 14 МГц иногда
приходилось использовать положение «3,5 МГц», с двумя секциями КПЕ параллельно.
____________________________________________________________________________________________

Классический тюнер Z-Match с добавлением диапазона 1,8 МГц

Этот тюнер может быть использован в диапазоне 1.8 – 30 МГц.

С1А, С1В – сдвоенный КПЕ 250-350 пФ макс. на секцию, изолированный от корпуса.

С2А, С2В – сдвоенный КПЕ 350-500 пФ макс. на секцию

SK1 – коаксиальный разъем 50 Ом

L1 – 5 витков провода 1,63 мм, внутренний диаметр 50 мм, зазор между витками около 4,2 мм, вокруг L2

L2 – 6 витков провода 1,63 мм, внутренний диаметр 38 мм, зазор между витками около 4,2 мм

L3 – 4 витка провода 1,63 мм, внутренний диаметр 38 мм, зазор между витками около 4,2 мм

L4 – 3 витка провода 1,63 мм, внутренний диаметр 50 мм, зазор между витками около 4,2 мм, вокруг L3

L5 – 12 витков провода 0,71-1,22 мм, внутренний диаметр на 10-12 мм больше, чем у L6, с отводами через

каждые 3 витка, располагается у «холодного» вывода L6

L6 – 37 витков провода 1,63 мм, внутренний диаметр 38 мм, с отводами от 17-го, 22-го и 27-го витков.

S1 – керамический переключатель, 3 положения, 4 направления

 

Количество витков катушек зависит от выбранных КПЕ и подбирается при настройке. Катушки закреплены

на каркасах и зафиксированы подходящим компаундом (возможное конструктивное исполнение см. в

предыдущей статье. Прим. перев.)

Для катушки L6 можно применить керамический или пластиковый каркас.

Автор использовал отвод от 17-го витка в L6 и от 3-го витка в L5, но это может меняться. L1/L2

монтируются под прямым углом к L3/L4 и L5/L6.

Перекрытие по частоте зависит от минимальной и максимальной емкости КПЕ и катушек, а возможный

импеданс согласуемой нагрузки зависит от соотношения витков каждой пары катушек и опять же, от

КПЕ. Если минимальный КСВ получается при максимуме C1, то необходимо уменьшить количество витков

у L1/L4/L5 соответственно выбранному диапазону.

 Настройка Z-Match

 Для ламповых выходных каскадов:

Переводчик сайта

Переводчик сайта

Переводчик сайта
«  Февраль 2020  » Пн Вт Ср Чт Пт Сб Вс           1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29

Переводчик сайта

Переводчик сайта

Переводчик сайта

Переводчик сайта

Переводчик сайта

Переводчик сайта

В.Костычев, UN8CB. Согласование трансивера с усилителем — Самодельные — Трансиверы, узлы и блоки — Каталог статей и схем

При работе приобретённого импортного трансивера в паре со своим старым, надёжным усилителем мощности (РА), служившим верой и правдой владельцу в течение долгих лет, часто возникает ситуация, когда сбрасывается мощность возбуждения РА. Причина в большом входном сопротивлении РА, отличающимся от выходного сопротивления трансивера.

К примеру, входное сопротивление РА с ОС:

на 3-х лампах ГУ-50 около 85 Ом; на 4-х лампах Г-811 около 75 Ом;

на ГК-13 около 375 Ом;

на ГК-71 около 400 Ом;

на двух ГК-71 около 200 Ом;

на ГУ-81 около 200-1000 Ом.

(Данные взяты из описаний конструкций РА в радиолюбительской литературе).

 

К тому же, входное сопротивление РА неодинаково по диапазонам и реагирует на изменения настройки выходной цепи. Так, для РА на лампе ГУ-74Б приводятся такие данные по входному сопротивлению: 1,9МГц – 98 Ом;

3,5 МГц – 77 Ом;

7 МГц – 128 Ом;

14 МГц – 102 Ом;

21 МГц – 54 Ом;

28 МГц – 88 Ом.

 

Кроме того, входное сопротивление РА с ОС изменяется в течение периода ВЧ колебаний от нескольких десятков и сотен Ом до нескольких кОм.

 

Из приведённых цифр видно, что согласование трансивера с РА явно необходимо. Обычно такое согласование выполняют с помощью или параллельных LC контуров, или П-контуров, устанавливаемых на входе лампы. Способ, безусловно, хорош, даёт согласование с КСВ не хуже 1,5, но требуется 6-9 контуров и две галеты переключателей.

Но их не всегда можно разместить в имеющемся старом РА: нет места и всё тут. Выбрасывать старый, хороший РА — жалко, а делать новый – хлопотно.

В зарубежной военной, гражданской, да и любительской радиоаппаратуре давно и широко используются для согласования 50-омных блоков широкополосные ВЧ трансформаторы. Они позволяют согласовывать эти блоки с другими цепями с сопротивлением, отличающимся от 50 Ом и лежащим в пределах 1 – 500 Ом. Такие широкополосные согласующие ВЧ трансформаторы можно использовать и для согласования трансиверов с РА. Они имеют небольшие размеры и всегда можно найти место для их размещения в корпусе (в подвале шасси) старого РА.

Такие согласующие ВЧ трансформаторы, выполненные на ферритовых магнитопроводах, позволяют получить коэффициент трансформации сопротивлений в широких пределах, полоса рабочих частот составляет около пяти октав при сопротивлении не менее 250 Ом. При большем сопротивлении согласование несколько ухудшается, вследствие влияния паразитной распределённой ёмкости связи и индуктивности рассеяния.

 

На рис 1а. представлена схема ВЧ трансформатора на тороидальном ферритовом сердечнике с коэффициентом трансформации со

противлений 1 ׃│≥ 1…≤ 4 │, зависящим от точки подключения отвода для выхода.

Рис.1

 

А на рис.1b – схема ВЧ трансформатора с коэффициентом трансформации сопротивлений 1 ׃ │ ≥4…≤9 │, также в зависимости от точки подключения отвода для выхода.

Для выходной мощности трансивера до 100 Вт в качестве тороидального сердечника можно использовать два сложенных вместе ферритовых кольца размером 32 х 16 х 8 проницаемостью около 1000, или большего диаметра, но не с меньшим поперечным сечением сердечника.

Если входное сопротивление РА меньше 200 Ом, то намотка трансформатора выполняется по схеме рис.1а, а если – больше 200 Ом, но меньше 450 Ом, то – по схеме рис.1b.

Если же входное сопротивление РА неизвестно, следует изготовить трансформатор по второй схеме, который, в случае плохого согласования, можно переключить на первый вариант. Для этого нужно будет среднюю обмотку отключить, а крайние соединить, как на рис.1а.

 

Обмотки трансформатора выполняются одновременно для первого варианта двумя, а для второго — тремя проводами, слегка перекрученными, сделав 8 витков. При этом от каждого витка одного провода делается отвод в виде колечка (скрутки). Затем начало одной обмотки соединяется с концом второй, а начало второй обмотки соединяется с концом третьей, у которой сделаны отводы. Провод ПЭТВ диаметром 0,72… 0,8 мм. Кольца (кольцо) надо предварительно обмотать лентой из фторопласта или лакоткани.

 

На фото №1 видно два ВЧ трансформатора, выполненных по второму варианту.

 

Фото №1.

 

Один трансформатор выполнен без скрутки проводов (в один ряд), распаян отводами на галете переключателя, другой (меньшего размера) – со скруткой проводов, оба трансформатора имеют по 9 отводов (7 от обмотки и плюс 2 крайних).

 

Результаты испытаний трансформаторов.

 

1. Трансформатор без скрутки проводов. Входное сопротивление 50 Ом. Выходное сопротивление трансформируется в следующие значения (начиная от точки соединения 2 и 3 обмоток) по отводам 200 Ом; 220 Ом; 250 Ом; 270 Ом; 300 Ом; 330 Ом; 360 Ом; 400 Ом; 450 Ом. (Цифры ориентировочные). КСВ по диапазонам (по всем отводам): на 3.5 МГц; 7 МГц; 14 МГц не более 1,3; на 21 МГц не более 1,5; на 28 МГц — 1,8 (до 300 Ом), а далее КСВ ≥ 2.

При включении этого трансформатора по первому варианту (с отключённой средней обмоткой) выходное сопротивление трансформируется в следующие значения: 50,70, 80, 90, 100, 120, 140, 170, 200 (Ом). КСВ на всех диапазонах (по всем отводам) не больше 1.4.

2.Трансформатор со скруткой проводов показал лучшие результаты. Выходные сопротивления такие же, как и у первого трансформатора, но КСВ значительно меньше: на диапазонах 3,5; 7: 14 МГц не более 1,2; на 21 МГц – не более 1,4; на 28 МГц – 1,5 — 1,65. При включении трансформатора по первой схеме КСВ ещё лучше.

 

Трансформатор включается в разрыв меду входным разъёмом РА и переходным конденсатором, идущим к лампе (к катоду). Если есть возможность, то нужно установить галетный переключатель. В этом случае потребуется подобрать 2 – 3 позиции, при которых на всех диапазонах будет получен наименьший КСВ. Если такой возможности нет, то придётся искать компромисс, нужно будет найти один отвод от обмотки трансформатора с приемлемым КСВ на всех диапазонах. Подбирать отвод и измерять КСВ следует для работы РА в режиме рабочей мощности.

 

Для согласования трансивера с РА можно использовать простые согласующие устройства на базе Г-фильтра по схеме на рис.2, в виде отдельного блока, включаемого между трансивером и РА короткими отрезками ВЧ кабелей. (Можно с встроенным КСВ — метром).

Рис.2

 

Катушка бескаркасная – 34 витка, наматывается на оправке диаметром 22 мм проводом 1.0 мм. Отводы от входа сделаны через 2 +.2 + 2 +3 + 3 + 3 + 4 + 4 + 5 и ещё 6 витков. Катушка изгибается полудугой и короткими отводами припаивается к контактам галетного переключателя.

В положении переключателя 1 катушка закорачивается (включается «обход»), а в положении 11 подключается вся катушка. Конденсатор, сдвоенный от ламповых приёмников. Вместо переменного конденсатора можно подобрать для каждого диапазона постоянные, переключаемые с помощью второй галеты. Такое СУ позволяет согласовать трансивер и РА с входным сопротивлением 60 – 300 Ом. (Фото №2).

 

Фото №2

 

Но СУ в виде отдельного блока имеют существенный недостаток: в режиме приёма, когда в РА включается «обход», выход СУ оказывается рассогласованным с антенной. Однако это не сказывается в значительной мере на уровне принимаемого сигнала, т.к. обычно низкоомное сопротивление антенны нагружается на более высокоомный, теперь уже (для антенны) вход СУ.

При настройке переключать галетник необходимо только при выключенной передаче!

 

Литература

1.Э. Рэд. Справочное пособие по высокочастотной схемотехнике.- Мир. c.10 – 12.

2. С.Г.Бунин, Л. П. Яйленко, Справочник радиолюбителя – коротковолновика. – Киев, Техника, 1984. с.146.

3.В. Семичев. ВЧ трансформаторы на ферритовых магнитопроводах. – Радио, 2007, №3, с.68 – 69.

4. А. Тарасов. А вы применяете согласующее устройство? – КВ и УКВ, 2003, №4, №5.

5.Я.С.Лаповок. Я строю КВ радиостанцию – Москва, Патриот, 1992. с. 137, с. 153.

 

В. Костычев, UN8CB

г. Петропавловск.

Описание согласующего устройства | ut2fw

Как итог различных опытов и экспериментов по этой теме привели автора к схеме П-образного «согласователя». Ниже последовательно идут картинки: 1.СУ от 2009 года, 2.СУ до 2009 года с гравированной передней панелью, 3.Схема СУ. 

Вниманию интересующимся готовым СУ — наиболее частый вопрос «Какую мощу СУ пропускает?» См. видео по ссылке => СМОТРЕТЬ  Там есть видео 500Вт через такое СУ.

Вначале информация для «самоделкопаяльщиков».

В итоге различных опытов и экспериментов по этой теме привели автора к схеме П-образного «согласователя». Схему П-контура используют и некоторые фирмы, выпускающие автоматические тюнеры – та же американская KAT1 Elekraft или голландская Z-11 Zelfboum. Что нам даёт применение такой схемы для СУ? — помимо согласования, П-контур выполняет ещё и роль фильтра нижних частот,  что весьма неплохо для перегруженных радиолюбительских диапазонов, наверное, вряд ли кто-то откажется от дополнительной фильтрации ненужных гармоник. Главный недостаток схемы П-контура – это потребность в КПЕ с достаточно большой максимальной ёмкостью, что меня наводит на мысль, почему и не применяются такие схемы в автоматических тюнерах импортных трансиверов – достаточно лишь поглазеть на стоимости КПЕ с малой и большой ёмкостью. В Т-образных схемах чаще всего используются два КПЕ перестраиваемые моторчиками и понятно, что КПЕ на 300пф (которые потребны для Т-образной схемы) будет намного меньше размером, дешевле и проще, нежели КПЕ на 1000-2000пф. В нашем СУ применены КПЕ от ламповых приёмников с воздушным зазором 0,3мм, обе секции включены параллельно. В качестве индуктивности применена катушка с отводами, переключаемыми керамическим галетным переключателем. Катушка бескаркасная 35 витков провода 0,9-1,1мм намотана на оправке диаметром 21-22мм, свёрнута в кольцо и своими короткими отводами (или непосредственно) припаяна к выводам галетного переключателя. Отводы сделаны от 2,4,7,10,14,18,22, 26,31 витков. КСВ-метр изготовлен на ферритовом кольце. Для КВ решающего значения проницаемость кольца в общем-то не имеет – применено кольцо К10 проницаемостью 1000НН. Оно обмотано тонкой лакотканью и на неё намотано 14 витков в два провода без скрутки ПЭЛ 0,3, начало одной обмотки, соединённое с концом второй образуют средний вывод. В зависимости от требуемой задачи, точнее, от того какую мощность предполагается пропускать через это СУ и качества излучающих светодиодов, детектирующие диоды D2,D3 можно использовать кремниевые или германиевые. От германиевых диодов можно получить бОльшие амплитуды и чувствительность. Наилучшие – ГД507. Но так как автор применяет трансивер с выходной мощностью не менее 50Вт, достаточно и обычных кремниевых КД522. Как «ноу хау» в этом СУ применена светодиодная индикация настройки помимо обычной на стрелочном приборе. Для индикации «прямой волны» применён зелёного цвета светодиод AL1, а для визуального контроля за «обратной волной» — красного цвета AL2. Как показала практика – это решение очень удачно – всегда можно оперативно отреагировать на аварийную ситуацию – если что-то случается во время работы с нагрузкой — красный светодиод начинает ярко вспыхивать в такт с передатчиком, что не всегда так заметно по стрелке КСВ-метра. Не будешь же постоянно смотреть на стрелку КСВ-метра во время передачи, а вот яркое свечение красного света хорошо видно даже боковым зрением. Это положительно оценил RU6CK, когда у него появилось такое СУ (у Юрия проблема со зрением). Уже достаточное количество лет и сам автор использует в основном только «светодиодную настройку» СУ – т.е. настройка сводится к тому, чтобы погас красный светодиод и ярко полыхал зелёный. Если уж и захочется более точной настройки – тогда можно по стрелке микроамперметра её «выловить». Настройка прибора выполняется с использованием эквивалента нагрузки 50Ом, на который рассчитан выходной каскад передатчика. Присоединяем СУ к TRX минимальной (насколько это возможно – т.к. этот кусок в дальнейшем и будет задействован для их соединения) длины коаксиалом с требуемым волновым сопротивлением, на выход СУ без всяких длинных шнурков и коаксиальных кабелей присоединяем эквивалент нагрузки, выкручиваем все ручки СУ на минимум и выставляем при помощи С1 минимальные показания КСВ-метра при «отражёнке». Отмечу, что пластины С6 нужно немного ввести и ёмкость С6 будет зависеть от длинны коаксиала от TRX до СУ и качества изготовления всех «проводков» в самом СУ, т.е. ёмкостью С6 мы компенсируем реактивность вносимую коаксиалом и проводками в СУ. Нужно несколько раз сбалансировать КСВ-метр конденсатором С1 при минимально возможной ёмкости С6. Следует заметить – выходной сигнал для настройки не должен содержать гармоник (т.е. должен быть фильтрованный), в противном случае минимума не найдётся. Если конструкция будет выполнена правильно – минимум получается в районе минимальной ёмкости С1 и С6. Меняем местами вход-выход прибора и снова проверяем «баланс». Проверяем настройку на нескольких диапазонах – если всё ОК, тогда настройка на минимум совпадёт в различных положениях. Если не совпадает или не «балансируется» — ищите более качественное «масло» в голову изобретателя… Только слёзно прошу – не задавайте автору вопросов по тому как делать или настраивать такое СУ. Всю информацию можно получить в форуме =>>ЗДЕСЬ.

Светодиоды нужно выбрать из современных с максимальной яркостью свечения при максимальном сопротивлении. Мне удалось найти красные светодиоды сопротивлением 1,2кОм и зелёные 2кОм. Обычно зелёные светятся слабо – но это и неплохо – ёлочную гирлянду не делаем. Главная задача, чтобы он достаточно отчётливо светился в штатном режиме на передачу трансивера. А вот красный в зависимости от целей и предпочтений пользователя можно выбрать от ядовито-малинового до алого. Как правило – это светодиоды диаметром 3-3,5мм. Для более яркого свечения красного светодиода применено удвоение напряжения – введён диод D1. Посему КСВ-метр завышает «отражёнку» и если захочется вычислить точное значение КСВ – придётся это учитывать. Т.е. для градуировки шкалы КСВ-метра нужно применить «штатный» КСВ-метр с одинаковым напряжением с измерительных «плеч». Если есть потребность именно в измерении точных значений КСВ, а «штатного» КСВ-метра для градуировки прибора нет по рукой – нужно применить светодиоды с одинаковым сопротивлением и сделать два плеча КСВ-метра абсолютно одинаковыми – или с удвоением напряжения оба или без него оба. Только в этом случае получим одинаковое значение напряжений, поступающее от плеч Тр до МА. Но скорее всего, нас более волнует не какой именно имеем КСВ, а то, чтобы цепь TRX-антенна была согласована. Для этого вполне достаточно показаний светодиодов и минимума показаний стрелочного прибора.

Это СУ эффективно при применении с антеннами несимметричного питания через коаксиальный кабель. Автором проведены испытания на «стандартные» распространённые антенны «бедных» радиолюбителей – рамку периметром 80м, Inverted-V совмещённые 80 и 40м, треугольник периметром 40м, пирамиду на 80м.  Константин RN3ZF такое СУ применяет со штырём и Iverted-V в том числе и на WARC диапазонах, у него FT-840. UR4GG применяет с треугольником на 80м и трансиверами DN-100 и «Дунай». UY5ID согласовывает ШПУ на КТ956 с многосторонней рамкой периметром 80м с симметричным питанием, использует дополнительный «переход» на симметричную нагрузку. Если при настройке не удаётся погасить красный светодиод — это может говорить о том, что помимо основного сигнала в излучаемом спектре есть ещё гармонические составляющие и СУ не в состоянии пропустить их и согласовать одновременно на всех излучаемых частотах. И те гармоники, которые лежат выше основного сигнала по частоте, не проходят через ФНЧ, образуемый элементами СУ — отражаются от П-фильтра и на обратном пути «поджигают» красный светодиод. О том, что СУ не «справляется» с нагрузкой может говорить лишь только тот факт, что согласование происходит при крайних значениях (не минимальных) параметров КПЕ и катушки – т.е. не хватает ёмкости или индуктивности. Ни у кого из пользователей на перечисленные антенны ни на одном из диапазонов таких случаев не отмечено. Испытано применение СУ с «верёвкой» — проводом длиной 41м. Не следует забывать, что КСВ-метр является измерительным прибором только в случае обеспечения с обеих его сторон нагрузки при которой он балансировался. При настройке на «верёвку» светятся оба светодиода и за точку отсчёта можно взять максимально яркое свечение зелёного, при минимально возможном красного. Можно предположить, что это будет наиболее верная настройка – на максимум отдачи в нагрузку. Если же вы постоянно работаете на «верёвку» то вспомните о том, что для её эффективной работы следует создать второй «полюс», т.е. ЗЕМЛЮ! Землёй может служить, в крайнем случае, батарея отопления, в лучшем – настроенный противовес. Когда подключите к СУ второй «полюс» – землю – то показания светодиодов и прибора станут более «осмысленными». Но правильным включением «верёвки» может быть только вариант через дополнительный резонансный параллельный контур — см. любую книжку по антеннам.

Ещё хотелось бы отметить – ни в коем случае нельзя переключать отводы катушки при излучении максимальной мощности. В момент переключения происходит разрывание цепи (хотя и на доли секунды) – резко меняется индуктивность – соответственно подгорают контакты галетного переключателя и резко меняется нагрузка трансиверу. Переключение галетного переключателя нужно производить только при переводе трансивера на RX.

В качестве микроамперметра можно применить прибор М68501 с током полного отклонения 200мка или М4762. Вид этих приборов ниже слева = Миллиамперметры М4762 — применяли в магнитофонах «Нота», «Юпитер». Если предполагается использование СУ с «буржуинским» трансивером с выходной мощностью до 100Вт — можно применять приборы с током полного отклонения стрелки до 1мА. Конденсатор С1 должен выдерживать напряжение выдаваемое трансивером в нагрузке.  В случае если покажется что какой-то из светодиодов AL1 или AL2 слишком ярко «светит в глаз» — нужно последовательно с ним ввести и подобрать по яркости свечения токоограничивающий резистор. Только, после этого изменения в схеме, потребуется заново проверить настройку СУ. Т.к. плечи КСВ-метра нагружены в основном сопротивлением светодиодов и с их изменением, скорее всего балансировка КВС-метра нарушится.

Далее немного инфо для ленивых к чтению технической литературы «умников». Коснусь этого вопроса из-за того, что часто слышу в эфире разговоры о том, что мол-де: «А я купил американский тюнер и с его помощью настроил свою антенну — во, как!»  Граждане, нужно внятно понимать, что кручением ручек СУ мы всего лишь добились тех параметров нагрузки, которую следует присоединять к антенному выходу трансивера. И всего то! Для любой антенны существуют два базовых понятия  — резонансная частота и согласование с линией питания. При помощи СУ резонансную частоту мы можем изменять только в случае применения «верёвки», т.е. когда отсутствует линия питания. А согласование антенны с линией питания СУ нам сможет обеспечить только в случае, если оно будет расположено между антенной и линией питания. Как наиболее часто встречающийся вариант можем рассматривать  — это когда нет никакого согласования между антенной и линией питания (коаксиальным кабелем)  — в этом случае кабель является просто «продолжением» антенны — он так же излучает (от чего и глохнут соседские телевизоры и компьютеры). Вот такой «конгломерат» (из антенны и кабеля) СУ и позволяет привести хоть к какому-то более-менее внятному «резонансу» — т.е. требуемому сопротивлению нагрузки с минимумом реактивности. И можем спокойно работать в эфире, зная, что теперь трансивер не «пыжится и молит о пощаде», а имеет почти ту же нагрузку, на которую его и настраивали. Это, конечно, не говорит о том, что ваша антенна от применения этого СУ стала работать лучше, не нужно забывать об этом!

Инфо для пользователей СУ.

Соединяем TRX и СУ коаксиальным кабелем минимально возможной длины, у меня это качественный советский коаксиал толщиной 9мм с плотной медной оплёткой длиной 75см. На обоих концах кабеля штатные разъёмы. Кстати, с таким куском кабеля и настраивалось СУ.  В зависимости от включенного диапазона переводим ручки СУ в положения указанные ниже в табличке. В таблице приведены примерные положения ручек управления СУ с расчётом на то, что СУ будет согласовывать и одновременно служить в качестве ФНЧ. В случае присоединения к СУ нагрузки (антенны) с неизвестным волновым сопротивлением – положение ручки Antenna может не совпадать с указанными значениями.   

Таблица положения ручек СУ

Диапазон м	Ручка TRANSMITTER	Ручка INDUCTANCE	Ручка ANTENNA
160	максимально	максимально	максимально
80	6-8	7-8	4-10
40	4-5	4-5	4-6
20	2-4	2-3	2-4

 

На более высокочастотных диапазонах катушка в 1-3 положении и ёмкости конденсаторов в положениях 1-4. На диапазоне 10м катушка в положении 1-2 и ёмкости в самом малом начальном положении. В табличке дал значения, которые чаще всего у меня получались с антеннами — рамка периметром 80м и Инвертед-V два полотна на 40 и 80м включенные параллельно. Следует заметить, что по положению конденсатора Antenna грубо можно оценить входное сопротивление вашей антенны. Чем меньше ёмкость этого конденсатора (минимальнее цифирки лимба) – тем выше сопротивление антенны.

Преимущество этого типа СУ, перед теми, в которых использована Т-образная схема – мы здесь используем тот же принцип П-контура, как и в любом ламповом усилителе. И для наиболее полного и целесообразного применения нашего СУ — нужно найти положение ручек в максимальных значениях по лимбам градуировки при минимальном показании стрелки КСВ-метра. Т.е. мы должны СУ сконфигурировать и использовать именно как П-фильтр, а не просто компенсировать реактивность нагрузки. Практически всегда (при использовании более-менее настроенной антенны) можно найти такие положения ручек СУ в минимальных значениях, когда стрелка КСВ-метра покажет нам минимальный КСВ. Но это не будет верное использование нашего СУ. Точнее, полное его применение и предназначение. Многие фирменные автоматические  СУ при настройке конфигурируются как Г-фильтры и этого достаточно – главное, при настройке только найти в какую сторону включить катушку, а в какую ёмкость (к антенне либо к трансиверу). Если и мы будем использовать только для такой цели СУ – важного преимущества – фильтрации гармоник, мы уже не получим от такого согласователя. Посему, при настройке СУ ищите минимума КСВ при максимально возможных ёмкостях конденсаторов и индуктивности катушки. Только в этом случае вы реальнее сконфигурируете СУ в виде П-контура. Если же какой-либо из конденсаторов стремится к минимальной ёмкости – это должно навести вас на мысль об изготовлении действительно антенны, а не того «непонятного устройства», которое подключено к СУ. Помните, что со стороны трансивера ёмкость конденсатора СУ (при правильной настройке) не может быть ниже 90-100пф, т.к. реактивное сопротивление конденсатора должно быть 50Ом, а 100пф на 30МГц как раз и является 50Омами «реактивности». Посему если у вас конденсатор  «TRANSMITTER» при минимальном значении КСВ стремится к нулю – проверьте, что же за качество того куска коаксиала, который вы  применили между трансивером и СУ. Возможно, что погонная ёмкость этого куска коаксиального кабеля имеет неизвестно большое значение. Ещё раз напоминаю – КСВ=1, который вам удалось достичь кручением ручек СУ, не говорит о том, что ваша антенна стала работать лучше. Вам только удалось трансформировать неизвестное сопротивление, которое имеется на зажиме коаксиального кабеля, тянущегося от антенны до шека, в требуемое сопротивление 50Ом нагрузки трансиверу.  

При правильной настройке СУ даст подавление ненужных нам гармоник не хуже 40дБ. Теорию по этой теме можно посмотреть в книжке Бунина и Яйленко «Справочник Радиолюбителя коротковолновика» — стр.121,145.

В случае, если вы крутите-вертите все ручки СУ, а минимума КСВ не находите – это, скорее всего, говорит о том, что линия питания антенны (коаксиальный кабель) излучает ВЧ сама, как и антенна. Т.е. не служит именно для той задачи, для которой и предназначена линия питания антенны – только для передачи ВЧ энергии в антенну, а ещё и является излучающей «антенной». Это в итоге приводит к помехам для TV и другой бытовой аппаратуры, т.к. ВЧ от передатчика начинает излучаться уже в вашей квартире. Некоторые радисты пытаются эту проблему «решить» (специально взял в кавычки, т.к. это не решает проблемы!)  пропуская кабель несколько раз через ферритовое кольцо. Такая мера может помочь только для симметрирования, но не для СОГЛАСОВАНИЯ линии питания с антенной. ВЧ энергия на оплётке кабеля приводит помимо помех различной бытовой технике к ухудшению работы и самого трансивера. В трансивере могут появляться неприятности, начиная от девиации сигнала до подвозбуда и невозможности использования электретного микрофона. Т.к. ВЧ на корпусе трансивера попадает во все малосигнальные входные цепи и мешает правильной работе каскадов.

Если в вашем QTH нет возможности сделать более-менее правильную антенну и вы довольствуетесь только куском провода неизвестной длины, тогда обязательно согласуйте этот кусок провода через обычный резонансный контур. Предварительно его можно настроить и по шуму эфира. Берёте любую катушку – скажем, мотаете проводом 1-1,5мм на оправке диаметром 30-50мм витков 30-40-50. Индуктивность катушки будет зависеть от предполагаемых диапазонов для работы – чем ниже частота диапазона – тем больше должна быть индуктивность. И чем выше частота – тем более добротной нужно делать катушку – провод побольше диаметром и поменьше «лишних» его витков. Параллельно этой катушке припаиваете КПЕ – тот же КПЕ от лампового приёмника – чем ниже предполагаемая частота работы – тем больше должна быть ёмкость этого конденсатора. Если вы собираетесь работать и на 160м то, скорее всего, придётся найти трёх-четырёх секционный КПЕ от старого лампового приёмника. Устанавливаете этого «зверя» на подоконнике, где в окно проходит снижение от вашего импровизированного шнурка-антенны. И манипулируя КПЕ и витками катушки находите такое их положение – когда приёмник реально начинает слышать не только станции, но и шум эфира. Да, забыл сказать – нижний конец этого резонансного контура – это «земля», а на верхний припаиваем вашу антенну-шнурок. От этой катушки до трансивера идёт коаксиал по квартире. Оплётку коаксиала припаиваем к низу катушки, а центральную жилу кабеля скажем к пятому витку от низа катушки. После настройки и подбора витков в катушке по шуму эфира и наиболее качественному приёму, начинаем «ёрзать» центральной жилой кабеля по отводам от катушки начиная с её низа, соединённого с корпусом. Т.е. мы ищем тем самым на катушке точку, где волновое сопротивление кабеля будет равно реактивному сопротивлению катушки – соответственно получим минимальные потери в точке соединения кабель-катушка. Что мы в итоге этих манипуляций имеем? Имеем линию TRX-короткий кусок кабеля-СУ-более длинный кусок кабеля-катушка наш резонансный контур-верёвка-антенна. СУ у нас служит для согласования ШПУ с коротким куском кабеля и фильтрации ненужных гармоник. Резонансный контур на подоконнике служит нам для перехода на питание верёвки через коаксиал и дополнительно фильтрует как наш сигнал, так и сигналы из эфира. А коаксиалы везде служат для того, чтобы телевизоры и магнитофоны с телефонами не разговаривали нашими голосами! Неудобство этого варианта в том, что на каждый диапазон придётся заново подбирать данные катушки и КПЕ. Но  ничего не поделать – это издержки отсутствия настоящей антенны.

Достаточно часто задают мне вопрос — «Какую мощность можно пропустить через это СУ?». В СУ применяются КПЕ с зазором между пластинами 0,3мм — посему максимальное напряжение подаваемое на СУ может достигать 300В. Теоретически самый слабый элемент в СУ — это подстроечнй конденсатор С1. В заводском ТУ на него указано максимальное рабочее напряжение на нём 250В. Но то конденсаторы советского выпуска и какие тогда запасы по электрической прочности закладывались, думаю, не нужно объяснять? В первых экз. СУ устанавливались конденсаторы с рабочим напряжением 200В. Как-то моим землякам захотелось «подчистить TVI» усилителю на ГС-35Б — они пропустили выход усилителя через такое СУ. При номинальной мощности и предварительно «накрученных» ручках СУ — всё «выжило». Но потом захотелось «и мощу качнуть, и покрутить» ещё — прострелил тот подстроечный конденсатор. Заменили на 250В-ольтовый и более ручки не крутили при максимальной мощности — без проблем СУ такую экзекуцию выдерживает. На практике — использую такое «штатно» изготовленное СУ (т.е. без всяких дополнительных «доработок») с УМом на 4-х MRF150 — это до 200-220В на 50Ом.     

Немного «лирики жизни» в тему.

Этот раздел вынужденно пришлось ввести в описание СУ, т.к. надоело годами талдычить одно и тоже. И вроде бы грамотные наши радисты, и даже знают такие фамилии как «Беньковский-Липинский, Ротхаммель», но как посмотришь какие «чудеса» рассказывают друг другу или используют у себя в шеке — диву даёшься… 

Чуток инфо для «крутых радистов», которые обычно так говорят: «А на хрена мне нужно СУ? У меня на каждом диапазоне антенна имеет КСВ = единица!». Докладываю – это могут говорить только необразованные и твердолобые (пардон за наименование – по другому просто не могу сказать, бо надоело уже ликбез проводить среди таких «спецов») упрямцы. Если бы такие умники хотя бы один раз посмотрели на экран ИЧХ, который показывает АЧХ входных фильтров приёмника напрямую – выход ИЧХ (он обычно 75-50Ом)  на вход ТRХ и затем второй вариант — выход ИЧХ на вход ТRХ через кусок коаксиального кабеля – то язычок бы они свой прикусили. Что происходит с фильтрами приёмника, когда к антенному входу трансивера подключается кусок коаксиала, который служит линией передачи ВЧ энергии от TRX до антенны  мы не можем увидеть без ИЧХ. Могу только здесь отметить – приёма, на который и был настроен TRX, конечно не получится, т.к. искажается АЧХ входных фильтров трансивера. А вот при работе на передачу ситуация ещё хуже, нежели с приёмником. Привожу пример из жизни. Как-то приезжает ко мне дядька с моим трансивером  DN-2000 и своими ламповым вольтметром и «эквивалентом нагрузки» с претензией – «ТRХ не выдаёт заявленной мощи на 28МГц!». Слово эквивалент специально взял в кавычки – это такая длинная керамическая трубенция безындукционного резистора на 50Ом сантиметров 30-40 длиной, болтающаяся на многожильных монтажных проводах в изоляции длиной эдак по 40см. Цепляем этот «эквивалент» к выходу ТRХ, жмём на передачу – что-то около 52Вт ШПУ выдаёт на 28МГц. Радиатор ТRХ – нельзя к нему прикоснуться – горячий, БП бедный аж стонет от потребляемого тока! Говорю этому дядьке – нема настоящей нагрузки для ШПУ ТRХ. Ответ: «Как это нема? Глазей – на резюке 50Ом накарябано!» и пальцем мне тычет в надпись на резисторе. Ну, а то, что куски проводов до этого резистора, «сопли» и наличие изоляции на тех проводах прибавляют «реактивности» – объяснять тому дядьке бесполезно. Молча беру СУ, подсоединяю его между ТRХ и этим «эквивалентом», настраиваю СУ – ламповый вольтметр нам выдаёт — 98Вт на 28МГц! Смотрю, дядька наш полез в карман за деньгами – отслюнявил положенную сумму, откручивает СУ и толкает его в свою сумку. После такого ликбеза вопросов от того «спеца» больше не слышал – «Зачем нам СУ?».

Надеюсь, думающий читатель сам сможет додумать далее ситуацию, что происходит, если мы без СУ подключаем напрямую к ШПУ трансивера длиннющий кусок коаксиала. После такого примера, где использовался всего лишь «эквивалент»…   

Для того чтобы действительно излучать ВЧ энергию в свободное пространство, а не только облучать себя и своих ближних родичей и соседские телефоны-телевизоры, нужно чтобы излучение происходило именно полотном антенны. И ВЧ энергия не излучалась корпусом трансивера, корпусом СУ, линией питания антенны (обычно это коаксиальный кабель). Нужно внятно представить себе, что СУ служит только для того, чтобы трансформировать неизвестное реактивное сопротивление на зажиме коаксиала, который тянется из вашего шека к полотну самой антенны в требуемое активное сопротивление нагрузки для трансивера. Прибор (КСВ-метр) в СУ показывает нам согласование между СУ и ШПУ трансивера, а не между трансивером и антенной. И если у вас, например, нет согласования между питающей линией (коаксиалом) и полотном антенны, то по большому счёту НИКАКИМИ СУ вам из шека не удастся добиться этого согласования. Не беру частные случаи, когда за счёт изменения длины питающей линии можно немного «подрегулировать стыковку» коаксиал-антенна. Представьте себе как ВЧ энергия течёт по коаксиалу, доходит до полотна антенны и «вынуждена» возвращаться обратно, т.к. не «отсасывается» должным образом самой антенной. Куда эта энергия «девается»? Вспомните базовый закон физики – «Из «ничего» ничего не берётся и в «никуда» не девается». Вот эта отражённая энергия и начинает греть радиатор трансивера, рассеиваться на резисторах «защиты от дурака» в ШПУ, излучаться корпусами TRX и СУ, оплёткой коаксиального кабеля и т.д. и т.п… Снова же напоминаю про приём! Приёмник тоже не будет принимать станции так, как он это делает на согласованную  и настроенную антенну. Вот почему мы читаем эпизодически появляющиеся статьи в радистской лит-ре о якобы «супер-приёме» на какие-нибудь суррогаты типа банок от пива или рамках диаметром 20см. Парню просто удалось настроить в резонанс такую рамку или банку от пива при помощи удлиняющей катушки и Ура! — услыхать любительские станции… А то, что он считал наружной антенной, не было толком настроено и не согласовано – посему и хуже принимает даже в сравнении с «настроенной» банкой пива!
Если вам удалось кручением ручек СУ уложить стрелку КСВ-метра на нулевую отметку – это говорит только о том, что вся моща от ШПУ трансивера вдувается в коробку СУ. Но не обязательно вся эта моща излучается самой антенной! И СУ не является коробкой, при помощи которой вы без проблем «настроите» свою антенну сидя в шеке.

Ещё пример из практики, который может быть полезен для любителей «сверхдальних приёмов». Как-то был у меня буржуин-мыльница FT-817. В эфире на нём не поалёкаешь — в SSB 2,5Вт излучает. В основном его использовал как «прибор» при настройке трансиверов и дежурный приёмник — он же и КВ и УКВ — «везде» работает. В качестве музыкального фона в рабочем кабинете тогда у меня был — УКВ ФМ на RX AE3350 от Philips — местную ФМ «балаболку» и тройку румынских УКВ ФМ станций принимал. В FT-817 тоже есть УКВ ФМ диапазон, но «тупой» он без антенны — у приёмника от Филипсов есть телескопическая антенна, а FT-817-му прикручивай наружную с 50Ом сопротивлением. За ради интереса подсоединяю рамку 80м к УКВ входу FT-817-го — тупо-тишина — принимает только местную деревенскую станцию на 102,3МГц, антенна которой в пределах прямой видимости. Думаю — а ну-ка СУ привинчу, что будет? Подключаю рамку 80м через СУ к УКВ входу 817-го — начинаю крутить ручки и что же? Эврика! Нахожу положение ручек СУ в минимальных значениях, когда FT-817-ый начинает шуметь эфиром на УКВ! В итоге «накрутилось» при помощи СУ 9 вещательных станций в УКВ ФМ диапазоне и удалось с успехом алёкать на 144МГц с местными аматерами на такую суррогатную УКВ антенну… Так что такое СУ будет полезно и на УКВ при отсутствии  нормальной УКВ антенны!  

 

Согласующее устройство (UT2FW) — R3RTambov

Опыт многочисленных контактов и общения с пользователями транзисторной техники, говорит о том, что редко какой радиолюбитель, не занимающийся постоянно конструированием, делает попытки разобраться в вопросах согласования трансивера с нагрузкой. Мысли о согласовании в таких головах начинают возникать только после случившейся аварии в аппаратуре. 

Ничего не поделать – реалии сегодняшнего таков. Экзамены при получении категорий до сих пор не стали популярны, в лучшем случае – это сдача телеграфной азбуки. Хотя для современных условий на мой взгляд более целесообразно проверять именно техническую грамотность – поменьше было бы «групповух для работы на даль» и «рассусоливаний» по поводу преимуществ UW3DI перед «всякими Айкомами и Кенвудами»… Хотелось бы акцентировать внимание счастливых пользователей буржуинской техники без антенных тюнеров, да и самодеятельных конструкторов тоже, на этом очень важном вопросе.

Автора радует тот факт, что реже и реже на диапазонах слышны разговоры о том, что если это транзисторный ШПУ – то обязательны TVI или постоянное «вылетание» выходных транзисторов. Если транзисторный усилитель спроектирован правильно, грамотно изготовлен и при эксплуатации постоянно не превышаются максимальные режимы радиоэлементов, то он практически «вечен», теоретически в нём сломаться ничего не может. Обращаю внимание на то, что если постоянно не превышаются максимально допустимые параметры транзисторов — они никогда не выходят из строя. Кратковременную перегрузку, особенно транзисторы, предназначенные для линейного усиления КВ диапазона, выдерживают достаточно легко.

Изготовители мощных ВЧ транзисторов проверяют надёжность произведённого продукта таким способом — берётся ВЧ резонансный усилитель, после того, как на выходе устанавливаются оптимальный режим и номинальная мощность, вместо нагрузки подключают испытательное устройство. Элементы настройки позволяют менять активную и реактивную составляющие нагрузки. Если в оптимальном режиме нагрузка связана с испытуемым транзистором через линию с волновым сопротивлением 75Ом, то обычно в рассматриваемом устройстве отрезок линии замыкается резистором сопротивлением 2,5 или 2250 Ом. При этом КСВ будет равен 30:1. Такое значение КСВ не позволяет получить условия от полного обрыва до полного короткого замыкания нагрузки, но реально обеспечиваемый диапазон изменений достаточно близок к этим условиям.

Завод-изготовитель гарантирует исправность транзисторов, предназначенных для линейного усиления КВ сигнала при рассогласовании нагрузки 30:1 в течение не менее 1 секунды при номинальной мощности. Этого времени вполне достаточно для срабатывания защит от перегрузки. Работа при таких значениях КСВ не имеет смысла, т.к. эффективность практически «нулевая» речь, конечно, идёт об аварийных ситуациях. Из-за того, что в транзисторной технике, как правило, цепи приёмника и передатчика широкополосные, они обычно настраиваются под сопротивления 50 или 75 Ом. Поэтому, для получения заявленных характеристик на ТRХ, требуется обеспечить активную нагрузку сопротивлением 50 или 75 Ом как приёмнику, так и передатчику. Специально выделил, что для приёмного тракта все эти требования аналогичны!

При отклонении от номинальных нагрузочных сопротивлений, например в полосовых фильтрах приёмника, появляются дополнительные провалы в АЧХ, падает чувствительность, УВЧ из-за отсутствия оптимальной нагрузки изменяет свои параметры, иногда вплоть до подвозбуда. Расстроенные полосовики влияют на работу первого смесителя, может произойти разбаланс плеч и соответственно появятся дополнительные паразитные каналы приёма и «поражёнки». Конечно, в приёмнике это никак ни на ощупь, ни на цвет или вкус без приборов не заметить. По- видимому из-за этого некоторые радисты с пеной у рта отстаивают преимущество старых РПУ типа Р-250, Крот и им подобных перед современной техникой. Старая техника чаще всего комплектуется подстраиваемым (или перестраиваемым) входом, которым можно согласовать вход РПУ с проволокой-антенной с «КСВ=1 почти на всех диапазонах» J Если есть желание проверить действительно как качественно или не очень согласована цепь вход ТRХ – антенна нужно собрать примитивнейшее согласующее устройство, например П-контур из двух КПЕ максимальной емкостью не менее 1000 пф (если предполагается проверка и на НЧ диапазонах) и катушкой с изменяемой индуктивностью, включить это СУ между ТRХ и антенной и покрутить ручки.

В случае если номиналы всех элементов будут стремиться к нулю (к минимальным значениям) при наилучшем качестве приёма (это можно слышать по максимальному «нюху» ТRХ) – можете смело выбросить СУ и со спокойной совестью работать в эфире и дальше, по крайней мере, слушать диапазоны. Для передатчика отсутствие оптимальной нагрузки может окончиться более печально. Рано или поздно ВЧ мощность, отражённая от неноминальной нагрузки находит слабое место в TRX и «выжигает» его, точнее не выдерживает какой-нибудь из элементов такой перегрузки. Конечно, можно и ШПУ изготовить абсолютно надёжным (например, с транзисторов снимать не более 20% мощности) но тогда по стоимости он будет сопоставим с узлами дорогой импортной техники. Для примера – ШПУ 100Вт производимого в Штатах в виде набора для трансивера К2 стоит 359$, а тюнер для него стоит 239$. И они идут на такие затраты дабы получить «всего-то, какое-то согласование» о котором не задумываются многие наши пользователи…

Для того чтобы избежать этих проблем, существует довольно дешёвый и простой способ — применение дополнительного внешнего согласующего устройства. Вся промышленная приёмо-передающая аппаратура (и ламповая в том числе) комплектуется не только фильтрующими, но и дополнительно, согласующими блоками. Возьмите к примеру ламповые радиостанции Р140, Р118, Р130 — у них согласующие устройства занимают не менее четверти объёма станции. А транзисторная широкополосная передающая техника вся, без исключения, комплектуется такими согласователями.

Изготовители идут даже на увеличение себестоимости этой техники — комплектуют автоматическими СУ (тюнерами). Но эта автоматика призвана для того, чтобы обезопасить радиоаппаратуру от бестолкового пользователя, который смутно себе представляет — чего он должен крутить и зачем. Предполагается, что радиолюбитель с позывным обязан иметь минимальное представление о процессах, происходящих в антенно-фидерном устройстве его радиостанции. В зависимости от того, какие антенны применяются, можно использовать то или иное согласующее устройство. Заявление о том, что «у меня КСВ антенны почти единица на всех диапазонах и СУ не нужно» — показывают об отсутствии минимальных знаний по этой теме. «Физику» здесь ещё никому не удалось обмануть — никакая качественная резонансная антенна не будет иметь одинаковое сопротивление ни внутри всего диапазона, ни тем более на разных диапазонах. Что и происходит чаще всего — устанавливается или «инвертед-V» на 80 и 40 м, или рамка с периметром 80 м, а в худшем случае совмещается работа бельевой верёвки с «антенной».

Особенно «талантливые» изобретают универсальные штыри и «морковки», которые по безапелляционным заверениям авторов — «Работают на всех диапазонах практически без настройки!». Настраивается такое сооружение в лучшем случае на одном-двух диапазонах и всё — вперёд, «зовём — отвечают, что ещё больше нужно?» Печально, что для увеличения «эффективности работы» таких антенн все поиски приводят к «радио-удлинителям» типа выходного блока от Р-140 или Р-118. Достаточно послушать любителей «работать в группе на даль» ночью на 160, 80, а в последнее время такое можно уже встретить и на 40, 20м. Если антенна имеет КСВ=1 на всех диапазонах (или хотя бы на нескольких) — это не антенна, а активное сопротивление или тот прибор, которым измеряется КСВ, «показывает» окружающую температуру (которая в комнате обычно постоянна). Не знаю — удалось или нет, мне убедить читателя в обязательном применении СУ, перейду к конкретным схемам.

Выбор зависит от применяемых на станции антенн. Если входные сопротивления излучающих систем не опускаются ниже 50 Ом, можно обойтись примитивным согласующим устройством Г-образного типа, Рис.1

т.к. оно работает только в сторону повышения сопротивления. Для того чтобы это же устройство «понижало» сопротивление, его нужно будет включить наоборот, поменять местами вход и выход. Автоматические антенные тюнеры почти всех импортных трансиверов выполнены по схеме Рис.2.

Антенные тюнеры в виде отдельных устройств фирмы изготавливают чаще по схеме, Рис.3

С помощью двух последних схем можно обеспечить КСВ=1 практически на любой кусок провода. Не нужно забывать, что КСВ=1 говорит о том, что передатчик имеет оптимальную нагрузку, но это ни в коей мере не характеризует эффективную работу антенны. С помощью СУ по схеме Рис.2 можно согласовать щуп от тестера в качестве антенны с КСВ=1, но кроме ближайших соседей эффективность работы такой «антенны» никто не оценит. В качестве СУ можно использовать и обычный П-контур,  Рис.4

его преимущество — не нужно изолировать конденсаторы от корпуса, недостаток — при большой выходной мощности трудно найти переменные конденсаторы с требуемым зазором. По СУ Рис.3 есть информация в [1] стр.237. Во всех фирменных СУ в этой схеме есть дополнительная катушка L2, она бескаркасная, провод диаметром 1,2-1,5 мм, 3 витка, оправка диаметром 25 мм, длина намотки 38 мм. При применении на станции более-менее диапазонных антенн и если не предполагается работа на 160м, индуктивность катушки может не превышать 10-20мкГн. Очень важен момент получения индуктивностей малых значений, до 1-3 мкГн.

Шаровые вариометры для этих целей обычно не подходят, т.к. индуктивность перестраивается в меньших пределах, чем у катушек с «бегунком». В фирменных антенных тюнерах применяются катушки с «бегунком» у которых первые витки намотаны с увеличенным шагом — это сделано для получения малых индуктивностей с максимальной добротностью и минимальной межвитковой связью. Достаточно качественное согласование можно получать при применении «вариометра бедного радиолюбителя». Это две последовательно включенные катушки с переключением отводов, Рис.5.

Катушки бескаркасные, намотаны на оправке диаметром 20 мм, провод диаметром 0,9-1,2 мм (в зависимости от предполагаемой мощности), по 35 витков. Затем катушки сворачиваются в кольцо и своими отводами припаиваются на выводы обычных керамических переключателей на 11 положений. Отводы у одной катушки следует сделать от чётных витков, у другой от нечётных, например — от 1, 3, 5, 7, 9, 11, 15, 19, 23, 27-го витков и от 2, 4, 6, 8, 10, 14, 18, 22, 28, 30-го витков.

Включив две такие катушки последовательно, можно переключателями подобрать требуемое количество витков, тем более что для СУ не особенно важна точность подбора индуктивности. С главной задачей — получением малых индуктивностей, «вариометр бедного радиолюбителя» справляется успешно. Кстати, в тюнере такого дорогого ТRХ как TS-940 применяется всего лишь 7 отводов, а автоматических антенных тюнерах AT-130 от ICOM — 12 отводов, АТ-50 от Kenwood — 7 отводов — поэтому не подумайте, что описываемый здесь вариант – «примитив, который не заслуживает Вашего внимания». В нашем случае имеем даже более «крутой» вариант – соответственно более точную настройку – 20 отводов.

Зазоры между пластинами в КПЕ должны выдерживать предполагаемое напряжение. Если применяются низкоомные нагрузки, можно обойтись КПЕ от старых типов РПУ, при выходной мощности до 200-300Вт. Если высокоомные — придётся подобрать КПЕ от радиостанций с требуемыми зазорами. Расчёт простой — 1 мм выдерживает 1000В, предполагаемое напряжение можно найти из формулы Р=U`(в квадрате) /R, где Р — мощность, R — сопротивление нагрузки, U — напряжение. Обязательно на радиостанции должен быть переключатель, при помощи которого трансивер отключается от антенны в случае грозы или нерабочем состоянии, т.к. более 50% случаев выхода из строя транзисторов связаны с наводкой статического электричества. Его можно ввести или в щиток переключение антенн или в СУ.

Описание согласующего устройства

Как итог различных опытов и экспериментов по этой теме привели автора к схеме П-образного «согласователя».

Конечно, сложно избавиться от «комплекса схемы буржуинских тюнеров» (Рис.2) — эта схема имеет важное преимущество – антенна (по крайней мере, центральная жила кабеля) гальванически развязана от входа трансивера через зазоры между пластинами КПЕ. Но безрезультатные поиски подходящих КПЕ для этой схемы вынудили отказаться от неё. Кстати, схему П-контура используют и некоторые фирмы, выпускающие автоматические тюнеры – та же американская KAT1 Elekraft или голландская Z-11 Zelfboum. Помимо согласования П-контур выполняет ещё и роль фильтра нижних частот, что весьма неплохо для перегруженных радиолюбительских диапазонов, наверное, вряд ли кто-то откажется от дополнительной фильтрации ненужных гармоник. Главный недостаток схемы П-контура – это потребность в КПЕ с достаточно большой максимальной ёмкостью, что меня наводит на мысль, почему и не применяются такие схемы в автоматических тюнерах импортных трансиверов. В Т-образных схемах чаще всего используются два КПЕ перестраиваемые моторчиками и понятно, что КПЕ на 300пф будет намного меньше размером, дешевле и проще, нежели КПЕ на 1000пф.

В СУ применены КПЕ от ламповых приёмников с воздушным зазором 0,3 мм, обе секции включены параллельно. В качестве индуктивности применена катушка с отводами, переключаемыми керамическим галетным переключателем. Катушка бескаркасная 35 витков провода 0,9-1,1 мм намотана на оправке диаметром 21-22 мм, свёрнута в кольцо и своими короткими отводами припаяна к выводам галетного переключателя. Отводы сделаны от 2,4,7,10,14,18,22, 26,31 витков. КСВ-метр изготовлен на ферритовом кольце. Для КВ решающего значения проницаемость кольца в общем-то не имеет – применено кольцо К10 проницаемостью 1000НН. Оно обмотано тонкой лакотканью и на неё намотано 14 витков в два провода без скрутки ПЭЛ 0,3, начало одной обмотки, соединённое с концом второй образуют средний вывод.

В зависимости от требуемой задачи, точнее от того какую мощность предполагается пропускать через это СУ и качества излучающих светодиодов, детектирующие диоды D2,D3 можно использовать кремниевые или германиевые. От германиевых диодов можно получить бОльшие амплитуды и чувствительность. Наилучшие – ГД507. Но так как автор применяет трансивер с выходной мощностью не менее 50 Вт, достаточно и обычных кремниевых КД522. Как «ноу хау» в этом СУ применена светодиодная индикация настройки помимо обычной на стрелочном приборе.

Для индикации «прямой волны» применён зелёного цвета светодиод AL1, а для визуального контроля за «обратной волной» — красного цвета AL2. Как показала практика – это решение очень удачно – всегда можно оперативно отреагировать на аварийную ситуацию – если что-то случается во время работы с нагрузкой красный светодиод начинает ярко вспыхивать в такт с передатчиком, что не всегда так заметно по стрелке КСВ-метра. Не будешь же постоянно пялиться на стрелку КСВ-метра во время передачи, а вот яркое свечение красного света хорошо видно даже боковым зрением. Это положительно оценил RU6CK когда у него появилось такое СУ (к тому же у Юрия плохое зрение). Уже более года и сам автор использует в основном только «светодиодную настройку» СУ – т.е. настройка сводится к тому, чтобы погас красный светодиод и ярко полыхал зелёный. Если уж и захочется более точной настройки – можно по стрелке микроамперметра её «выловить».

Настройка прибора выполняется с использованием эквивалента нагрузки на который рассчитан выходной каскад передатчика. Присоединяем СУ к TRX минимальной (насколько это возможно – т.к. этот кусок в дальнейшем и будет задействован для их соединения) длины коаксиалом с требуемым волновым сопротивлением, на выход СУ без всяких длинных шнурков и коаксиальных кабелей эквивалент, выкручиваем все ручки СУ на минимум и выставляем при помощи С1 минимальные показания КСВ-метра при «отражёнке». Следует заметить – выходной сигнал для настройки не должен содержать гармоник (т.е. должен быть фильтрованный), в противном случае минимума не найдётся. Если конструкция будет выполнена правильно – минимум получается в районе минимальной ёмкости С1. Меняем местами вход-выход прибора и снова проверяем «баланс».

Проверяем настройку на нескольких диапазонах – если всё ОК, тогда настройка на минимум совпадёт в различных положениях. Если не совпадает или не «балансируется» — ищите более качественное «масло» в голову изобретателя… Только слёзно прошу – не задавайте автору вопросов по теме как делать или настраивать такое СУ – можете заказать готовое, если не получается сделать самостоятельно. Светодиоды нужно выбрать из современных с максимальной яркостью свечения при максимальном сопротивлении. Мне удалось найти красные светодиоды сопротивлением 1,2 кОм и зелёные 2 кОм. Обычно зелёные светятся слабо – но это и неплохо – ёлочную гирлянду не делаем. Главная задача, чтобы он достаточно отчётливо светился в штатном режиме на передачу трансивера.

А вот красный в зависимости от целей и предпочтений пользователя можно выбрать от ядовито-малинового до алого. Как правило – это светодиоды диаметром 3-3,5 мм. Для более яркого свечения красного применено удвоение напряжения – введён диод D1. Из-за этого точным измерительным прибором наш КСВ-метр уже не назовёшь – он завышает «отражёнку» и если захочется вычислить точное значение КСВ – придётся это учитывать. Если есть потребность именно в измерении точных значений КСВ – нужно применить светодиоды с одинаковым сопротивлением и сделать два плеча КСВ-метра абсолютно одинаковыми – или с удвоением напряжения оба или без него оба. Только в этом случае получим одинаковое значение напряжений, поступающее от плеч Тр до МА. Но скорее нас более волнует не какой именно имеем КСВ, а то, чтобы цепь TRX-антенна была согласована.

Для этого вполне достаточно показаний светодиодов. Это СУ эффективно при применении с антеннами несимметричного питания через коаксиальный кабель. Автором проведены испытания на «стандартные» распространённые антенны «ленивых» радиолюбителей – рамку периметром 80м, Инвертед-V совмещённые 80 и 40 м, треугольник периметром 40 м, пирамиду на 80м. Константин RN3ZF такое СУ применяет со штырём, Инвертед-V в том числе и на WARC диапазонах, у него FT-840. UR4GG применяет с треугольником на 80м и трансиверами «Волна» и «Дунай». UY5ID согласовывает ШПУ на КТ956 с многосторонней рамкой периметром 80м с симметричным питанием, использует дополнительный «переход» на симметричную нагрузку. Если при настройке не удаётся погасить красный светодиод (достичь минимальных показаний прибора) это может говорить о том, что помимо основного сигнала в излучаемом спектре есть ещё составляющие и СУ не в состоянии пропустить их и согласовать одновременно на всех излучаемых частотах. И те гармоники, которые лежат выше основного сигнала по частоте, не проходят через ФНЧ, образуемый элементами СУ отражаются и на обратном пути «поджигают» красный светодиод.

О том, что СУ не «справляется» с нагрузкой может говорить лишь только тот факт, что согласование происходит при крайних значениях (не минимальных) параметров КПЕ и катушки – т.е. не хватает ёмкости или индуктивности. Ни у кого из пользователей на перечисленные антенны ни на одном из диапазонов таких случаев не отмечено. Испытано применение СУ с «верёвкой» — проводом длиной 41 м. Не следует забывать, что КСВ-метр является измерительным прибором только в случае обеспечения с обеих его сторон нагрузки при которой он балансировался.

При настройке на «верёвку» светятся оба светодиода и за точку отсчёта можно взять максимально яркое свечение зелёного при минимально возможном красного. Можно предположить, что это будет наиболее верная настройка – на максимум отдачи в нагрузку. Ещё хотелось бы отметить – ни в коем случае нельзя переключать отводы катушки при излучении максимальной мощности. В момент переключения происходит разрывание цепи (хотя и на доли секунды) – резко меняется индуктивность – соответственно подгорают контакты галетного переключателя и резко меняется нагрузка трансиверу. Переключение галетного переключателя нужно производить при переводе трансивера на RX. В качестве микроамперметра применён прибор М68501 с током полного отклонения 200мка. Можно применить и М4762 — их применяли в магнитофонах «Нота», «Юпитер».

Понятно, что С1 должен выдерживать напряжение выдаваемое трансивером в нагрузке. Информация для дотошных и «требовательных» читателей – автор осознаёт, что такого типа КСВ-метр не является прецизионным высокоточным измерительным прибором. Но изготовления такого устройства и не ставилось. Основная задача была – обеспечить трансиверу с широкополосными транзисторными каскадами оптимальную согласованную нагрузку, ещё раз повторю – как передатчику, так и приёмнику. Приёмник в той же полной мере нуждается в качественном согласовании с антенной, как и мощный ШПУ! Кстати, если в вашем радио оптимальные настройки для приёмника и передатчика не совпадают – это говорит о том, что настройка или вообще толком не производилась, а если и производилась – то, скорее всего только передатчика и полосовые фильтры приёмника имеют оптимальные параметры при других значениях нагрузок, нежели это было отлажено на передатчике.

Задача нашего КСВ-метра – показать, что кручением ручек СУ мы добились тех параметров нагрузки, которую присоединяли к выходу ANTENNA во время настройки. И можем спокойно работать в эфире, зная, что теперь трансивер не «пыжится и молит о пощаде», а имеет почти ту же нагрузку, на которую его и настраивали. Это, конечно, не говорит о том, что ваша антенна от этого СУ стала работать лучше, не нужно забывать об этом! Для страждущих о прецизионном КСВ-метре могу рекомендовать его изготовить по схемам, приведённым во многих зарубежных серьёзных изданиях или купить готовый прибор. Но придётся раскошелиться – действительно приборы от известных фирм стоят от 50$ и выше, СВ-ишные польско-турецко-итальянские не беру во внимание.

В виде готового изделия это СУ может выглядеть таким образом:

Открытый проект Тарасова Александра UT2FW

73!

Согласующие устройства КВ антенн (тюнеры)

Согласующие устройства КВ антенн необходимы для обустройства любительских и профессиональных радиоточек. Как правило, стоимость подобного оборудования невелика. Их продажа ведётся открыто, а чтобы купить согласующие устройства КВ антенн, не требуется специальное разрешение.

Область применения

КВ антенные тюнеры необходимы практически всем людям, практикующим использование радиосвязи. КВ антенные тюнеры стремятся купить и установить следующие категории:

• рыбаки, охотники, туристы и прочие любители активного отдыха на природе;
• дальнобойщики и таксисты тоже предпочитают устанавливать в своих автомобилях антенный тюнер для трансивера;
• на сегодняшний день Россия не может похвастаться тем, что на всей её территории присутствует устойчивое покрытие сотовой связи. Во многих населённых пунктах единственным средством связи являются радиостанция, в комплекте с которой люди стремятся купить согласующее устройство КВ передатчика.

Исходя из вышесказанного, становится понятно, что составной частью радиолюбительских точек являются не только трансиверы, рации и антенны, но и тюнеры. Как правило, цена подобных устройств невысока и доступна радиолюбителю со средним достатком.

«РадиоЭксперт» – ресурс для приобретения радиотоваров

Интернет-магазин «РадиоЭксперт» предлагает недорого заказать различные радиотовары. Ознакомиться со всем ассортиментом реализуемой продукции вам поможет прайс.
Компания предлагает вашему вниманию антенны, тюнеры, усилители, рации и множество других радиотоваров производства всемирно известных брендов. Ресурс сотрудничает с ними напрямую, минуя перекупщиков, поэтому цена антенн, тюнеров и прочей радиотехники находится на приемлемом уровне. Разумеется, сайт предоставляет гарантию на всю продукцию.
Онлайн-сервисом осуществляется доставка всех купленных товаров в любую точку России и стран СНГ. Компания гарантирует, что посылка будет доставлена в кратчайшие сроки.
Если у вас возникли какие-либо вопросы, касающиеся реализуемой продукции, цен и доставки, рекомендуем связаться с консультантами, которые с готовностью ответят вам на любые вопросы.