Ксв метр своїми руками саморобні. Саморобний VHF - UHF КСВ - метр

КСВ-метр

Збільшення частоти сигналу призводить до збільшення втрат у лінії фідера. Тому дуже важливо досягти найкращого узгодження між передавачем та антеною системою, а саме, мінімального коефіцієнта стоячої хвилі (КСВ).
Пропонованим КСВ-метром можна проводити вимірювання до сантиметрового діапазону в лініях з хвильовим опором 50 Ом.
Описаний у КСВ-метр на смужкових лініях має обмеження частотного діапазону зверху через особливості свого конструктивного виконання, хоча схемне рішення такого обмеження не накладає.

Принципова електрична схема пропонованого КСВ-метра аналогічна описаної і показана на рис. 1 (відмінності у типономіналах окремих деталей).

Особливістю пропонованого приладу є конструктивне виконання детекторної частини КСВ-метра, що дозволило розширити діапазон вимірювань до 1 ГГц.

Автор опускає опис фізики утворення стоячих хвиль у сполучних лініях, математичні розрахунки величин падаючої та відбитої потужностей при узгодженій та не узгодженій лінії, принцип вимірювання КСВ, заснований на вимірі певних величин падаючої та відбитої хвиль, основи конструювання приладів НВЧ-діапазону та технологічних вимог, що пред'являються до них і відсилає зацікавлених читачів до відомої літератури.

Конструкція
Корпус детекторної головки КСВ-метра складається з двох частин (рис.2): П-подібної основи 1 і кришки 2 (матеріал - бронза).

Конструкція спрямованих відгалужувачів 3 (L1 та L2) показана на рис.З.

Центральний провідник 4 (L2) припаяний безпосередньо до роз'ємів XS1 та XS2. У тіло кришки 2 впаяні склянки 5 (4шт.) і чотири склобуси 6. Діоди (VD1; VD2), конденсатори (С1; С2) та резистори (R1; R2) поміщені в циліндричні склянки 5. Висновки діодів пропущені через канал склобуси та припаю безпосередньо до відгалужувачів.
Корпус детекторної головки КСВ-метра, спрямовані відгалужувачі, центральний провідник перед складання полірують (в корпусі - тільки внутрішню поверхню діаметром 15 мм; зовнішня поверхня чистотою Rz 20) і покривають сріблом.

Порядок збирання
Спочатку встановлюють усі деталі, які стосуються кришки детекторної головки. Потім, в основі головки закріплюють один з роз'ємів XS з центральним припаяним провідником, потім другий роз'єм і проводять пайку. Після складання основи та кришки їх з'єднують за допомогою 6 гвинтів М3 та у кришці фіксують роз'єми XS1 та XS2.
Перед складання детекторну головку промити спиртом і просушити. Працювати у бавовняних рукавичках, попередньо знежиривши шкіру рук.

Деталі
Вимоги до радіоелементів стандартні для НВЧ техніки. Конденсатори С1 та С2 - прохідні. В авторському варіанті використані безкорпусні діоди АА113А. Можлива заміна на інші типи діодів залежно від необхідної верхньої граничної частоти. У цьому випадку можливе застосування іншого способу їхнього кріплення. Рознімання XS1 і XS2 конструктивного виконання зі срібним покриттям; їх тип визначається зовнішнім діаметром кабелю.

Примітки
1. При використанні кабелю з хвильовим опором відмінним від 50 Ом, діаметр центрального провідника розраховують за формулою:
Zo=138 IgD/d,
де: Zo – хвильовий опір лінії, D – внутрішній діаметр екрану коаксіальної лінії детекторної головки, d – діаметр центрального провідника. Значення резисторів R1 і R2 приводять у відповідність до хвильового опору кабелю.
Спростити конструкцію пропонованого КСВ-метра можна застосувавши коаксіальну лінію з квадратним перерізом екрану та круглим центральним провідником. Розрахунок розмірів лінії можна виконати, виходячи з формули:
Zo-138 lg1,08D/d, де: Zo – хвильовий опір лінії, D – внутрішня сторона квадратного екрана коаксіальної лінії, d-діаметр центрального провідника

2. Необхідно точно витримувати розміри деталей, тип з'єднання, а також посадкові розміри.

3. Для зручності детекторну головку можна конструктивно поєднати з індикаторною частиною у загальному корпусі.

4. Якщо в розпорядженні радіоаматора немає готових склобусів, то можна скористатися відповідними за розмірами, демонтувавши їх з металообладнання конденсаторів.

Іван Мілованов, UYOYI, м. Чернівці

Література
1. І.Я.Мілованов, КСВ-метр на смужкових лініях. Радіохоббі, № 6, 1998р. с. 16.
2. Радіо, телевізія, електроніка, № 1,1985 (НРБ).
3. С. Г. Бунін, Л.П.Яйленко, Довідник радіоаматора короткохвильовика, вид.2, пров. та дод., Київ, Техніка, с.221,243.
4. С. М. Алексєєв, Радіоаматорська УКХ апаратура, Держ. енергетичне видавництво, М., Ленінград, 1958, с. 131.
5. М.Левіт, Прилад визначення КСВ, Радіо, 1978, №6, з. 20.
6. Технічний опис та схема електрична принципова радіостанції «Льон».

Радіохоббі 4/2000

КСВ метр своїми руками (матеріал запропонований Володимиром Неклюдовим) За допомогою рефлектометра можна налаштовувати антени, вимірювати вихідну потужність передавача, узгоджувати між собою проміжні та вихідні каскади, узгоджувати вихід передавача на 144 МГц із входом утроювача на 430 МГц та вихід утроювача. буд. Принципова схема рефлектометра для УКХ діапазонів 144/430 МГц наведена на рис. 1. Основу пристрою становить двонаправлений відгалужувач, виконаний на смужковій лінії Е1 з двома петлями зв'язку L1 та L2. З них і знімаються напруги прямої та відбитої хвиль, які випрямляються діодами V1 та V2. Залежно від положення перемикача S1 ​​вимірюються або та, або інша напруга. Петлі зв'язку навантажені на резистор R2. Резистор R1 регулює чутливість приладу. Ємність блокувальних конденсаторів С1 та С2 для діапазону 144 МГц – 0,022 мкФ, для 430 МГц – 220 пФ. Конструкція лінії з петлями зв'язку діапазонів 144/430 МГц показані на рис.2а, б відповідно. Розміри дані для несиметричного фідера з хвильовим опором 75 Ом. Лінія та петлі зв'язку виконані на друкованих платах із двостороннього фольгованого склотекстоліту товщиною 4 мм. При використанні іншого матеріалу ширину лінії можна знайти з формули: де Z - хвильовий опір лінії Ом; E - діелектрична проникність використовуваного матеріалу (для склотекстоліту Е=5); D – товщина матеріалу, мм; b – ширина смужкової лінії, мм. Друкарські плати впаюють у прямокутну рамку з латунної смуги товщиною 0,8...1 мм та шириною 30 мм. Припаювати друковану плату потрібно з обох боків. На торцевих стінках рамки можна зміцнити коаксіальні роз'єми ВЧ. Якщо ж використовувати рефлектометр в якомусь конкретному ланцюзі та не передбачати його відключення, коаксіальний кабель можна припаяти безпосередньо. Вхід та вихід смужкової лінії через прохідні конденсатори або пістони виводять на протилежний бік друкованої плати. На ній розміщують резистор R2, діоди та конденсатори. Для цього симетрично висновків петель зв'язку на протилежному боці роблять опорні точки - вирізають кільцеві канавки у фользі так, щоб вийшли "п'ятачки" діаметром 5 мм. До цих "п'ятачок" і припаюють діоди V1 і V2 і резистор R2. Діоди встановлюють між висновками петель зв'язку та блокуючими конденсаторами. Конденсатори застосовують типу КМ, КГЛ або у крайньому випадку СГМ. Їх тонкі дротяні висновки відрізають, діоди припаюють до металізованої ділянки конденсатора. Другу обкладку конденсатора припаюють до загальної поверхні фольги, як показано на рис.3. Час паяння має бути мінімальним, тому що при перегріві діоди виходять з ладу. Перемикач S1 – МТ-1. Резистор R2 - безіндукційний (ВУЛІ або МЛТ-0,25). Стрілка мікроамперметра на 100 мкА відхиляється на всю шкалу в положенні перемикача "Пряма" при потужності 144 МГц приблизно 50 мВт і 430 МГц - 100 мВт. При більшій потужності чутливість пристрою необхідно знижувати, вводячи резистор R1. Після монтажу та складання рефлектометр необхідно налаштувати. Для цього подають на вхід сигнал від передавача або ГСС, а вихід навантажують на еквівалентне навантаження 75 Ом. Можна скористатися готовим еквівалентом ВЧ від вимірювачів АЧХ Х1-13, Х1-19, Х1-30. Подають таку напругу ВЧ, щоб стрілка приладу відхилилася на всю шкалу положення перемикача S1 ​​"Пряма". Потім перемикач переводять у положення "Відбита" і підбором резистора R2 домагаються нульового показання. Цю процедуру повторюють кілька разів з кожним із резисторів, що знову включаються. Налаштований рефлектометр закривають із двох сторін кришками. Оскільки рефлектометри симетричні, їх входи та виходи можна поміняти місцями.

Широко відомі з радіоаматорської літератури КСВ-метри виконані з використанням спрямованих відгалужувачів і є одношаровою котушкою або феритовим кільцевим сердечником з кількома витками дроту. Зазначені пристрої мають ряд недоліків, основним з яких є те, що при вимірі великих потужностей з'являється високочастотне «наведення» у вимірювальному ланцюзі, що вимагає додаткових витрат та зусиль по екрануванню детекторної частини КСВ-метра для зменшення похибки вимірювань, а при формальному відношенні радіоаматора до виготовлення приладу, КСВ-метр може спричинити зміну хвильового опору фідерної лінії залежно від частоти.

Пропонований увазі КСВ-метр на основі смужкових спрямованих відгалужувачів позбавлений подібних недоліків, конструктивно виконаний у вигляді окремого самостійного приладу і дозволяє визначити відношення прямої і відбитої хвиль в ланцюгу антени при потужності, що підводиться до 200 Вт в частотному діапазоні 1 ... 50 МГц при хвильовому опорі 50 Ом.

Схема КСВ-метра проста:

Якщо потрібно мати лише індикатор вихідної потужності передавача або контролювати струм антени, можна скористатися таким пристроєм:

При вимірі КСВ у лініях з хвильовим опором відмінним від 50 Ом, значення резисторів R1 і R2 слід змінити до величини хвильового опору вимірюваної лінії.

Конструкція
КСВ-метр виконаний на платі із двостороннього фольгованого фторопласту товщиною 2 мм. Як заміна можливе використання двостороннього склотекстоліту.

Лінія L2 виконана на тильній стороні плати та показана переривчастою лінією. Її розміри 11 70 мм. В отвори лінії L2 під роз'єм XS1 і XS2 вставлені пістони, які розвальцьовані і пропаяні разом з L2. Загальна шина з обох боків плати має однакову конфігурацію та на схемі плати заштрихована. У кутах плати просвердлені отвори, в які вставлені відрізки дроту діаметром 2 мм, пропаяні з обох боків загальної шини.

Лінії L1 і L3 розташовані з лицьового боку плати і мають розміри: пряма ділянка 2×20 мм, відстань між ними 4 мм та розташовані симетрично поздовжньої осі лінії L2. Зміщення між ними вздовж поздовжньої осі L2-10 мм. Всі радіоелементи розташовані з боку полоскових ліній L1 та L2 і припаяні внахлест безпосередньо до друкованих провідників плати КСВ-метра. Друковані провідники плати слід посрібляти.

Зібрана плата припаюється безпосередньо до контактів роз'ємів XS1 та XS2. Застосування додаткових з'єднувальних провідників чи коаксіального кабелю є неприпустимим.

Готовий КСВ-метр поміщають у коробку з немагнітного матеріалу завтовшки 3...4 мм. Загальну шину плати КСВ-метра, корпусу приладу та роз'ємів з'єднують між собою електрично.

Відлік КСВ роблять наступним чином: у положенні S1 «Пряма» за допомогою R3 встановлюють стрілку мікроамперметра на максимальне значення (100 мкА) і перевівши S1 в «Зворотна», відраховують значення КСВ. При цьому показання приладу 0 мкА відповідає КСВ 1; 10 мкА - КСВ 1,22; 20 мкА - КСВ 1,5; 30 мкА - КСВ 1,85; 40 мкА - КСВ 2,33; 50 мкА - КСВ 3; 60 мкА - КСВ 4; 70 мкА - КСВ 5,67; 80 мкА - 9; 90 мкА - КСВ 19.

Після закінчення складання будь-якої антени або антени необхідно провести перевірку КСВ. Це дасть вам впевненість, що все, що Вами зроблено - зроблено правильно. Даний КСВ-метр призначений для роботи в діапазонах частот 144, 432 та 1296 МГц.

Конструкція
Конструкція приладу досить проста та зрозуміла. Прилад виконується із двостороннього фольгованого склотекстоліту товщиною 1,5...2,0 мм.
На рис.1 показано монтаж КСВ-метра. Центральний провідник виконаний з латунного дроту діаметром 10 мм. Лінія зв'язку виконується з виведення діода D1 і D2, так як ваш діод буде практично вставленим в отвір, зроблений вами в перемичці.

Всі з'єднання корпусу КСВ-метра необхідно ретельно пропаяти - це забезпечить жорсткість конструкції та стабільність параметрів. Перегородка, що встановлюється між вимірювальним та приладовим відсіками КСВ-метра, показана на рис.2.

Для розв'язки вимірювальних ланцюгів конденсатори С3 і С4 повинні бути опорними, наприклад - марки КДО і мати ємність 3300 або 6800 пф. Як діоди D1 і D2 можна застосувати й інші діоди, але що забезпечують роботу КСВ-метра на цих частотах. Перед встановленням діодів в КСВ-метр вам необхідно перевірити паспортні дані діода, що встановлюється.

Правильність виконання вимірювального відсіку КСВ-метра, в якому розташовуються вимірювальні лінії, наведена на рис.3.

Вимірювання
Процес виміру особливостей немає, і багаторазово був описаний у різній радіоаматорській літературі. Для полегшення відліку складено таблицю 1. Усі значення, наведені в таблиці 1, були розраховані для приладу на 100 мкА.

Справ......КСВ

Якщо у вас є інший прилад, який відрізняється від пропонованого, вам необхідно зробити перерахунок за формулою:

КСВ = (Uпрям + Uотр) / (Uпрям - Uотр), де:

Uпрям. - напруга прямої хвилі
Uотр. - напруга відбитої хвилі
Після цього можна скласти таблицю, але вже для вашого приладу.

Модернізація
Для покращення параметрів вашого приладу вам необхідно доопрацювати резистори R1, R2, а також конденсатори С1, С2 за допомогою розчинника змити фарбу.

Висновок, що йде на корпус у резистора R1, R2, як і виведення конденсаторів С1, С2 повинні бути мінімально короткими і мати пайку з обох сторін фольгованого склотекстоліту, тобто висновки повинні вставлені в попередньо підготовлений вами отвір, висновок від радіодеталей повинен виходити зі зворотного боку фольгованого склотекстоліту на 1...2 мм і тільки після цього проводиться паяння. Резистори R1 і R2 можна використовувати як опорні стояки і впаювати у фольгований склотекстоліт вертикально.

Якщо у вас є прилад 100 мкА, який рекомендований, то цю конструкцію можна доповнити ще одним відсіком, встановивши його на КСВ-метр. При правильно зібраному вами монтажі та витриманих розмірах, КСВ-метр починає працювати відразу і вам залишається лише відкалібрувати його, тобто. скласти таблицю з КСВ чи нанести ці значення на шкалу вашого приладу.

Розміри відсіку з роз'ємом і діаметр латунної трубки розраховані на хвилевий опір 75 Ом, а не на 50. ".

Заберіть другі конденсатори з діодів, зайве неузгодженість, залиште по одному на кожному діоді і максимально вкоротіть їх висновки, насамперед висновки конденсаторів, які йдуть на діоди, але й на землю теж. Висновки діодів теж укоротіть. Провід до тумблера використовуйте жорсткі, одножильні, за мінімальною відстанню до висновків. З "загального" виходу тумблера припаяйте знову ж таки найкоротшим шляхом ємність кілька тис. пф на землю.

Можна також ще й паралельно роз'єму теж ємність припаяти на землю. Усі елементи постарайтеся розмістити якомога симетричніше. У відсіку з розніманнями бажано пропаяти землю між стінками по всій довжині. Дивитися показання треба лише із закритою верхньою кришкою.

Резистори ви сподіваюся 50 Ом поставили, безіндукційні? На хороше, їх треба підбирати. І паралельно щупам мультиметра на самому мультиметрі теж поставте невелику ємність, а ще краще все-таки використовувати голівку, а то ці китайські мультиметри... І тумблер постарайтеся розмістити вертикально (тобто повернути його на 90 градусів, "симетрії" :)

Діоди: ГД501 507 508 Д18 Д28 Д9 Д2 Д310 Д311 Діоди бажано підібрати за однаковою ВАХ (вольтамперною характеристикою) або близькими параметрами.

Відкалібрувати прилад за найближчим рядом резисторів: 50,75, 100,150 ом (включивши замість антени), відповідно КСВ буде 1; 1.5; 2.0; 3.0. Після цього можна перевірити прилад на симетричність (помінявши місцями вхід і вихід).

Дане схемне рішення скопійоване з промислового КСВ метра ROGER RSM-200, що має такі характеристики: смуга частот від 1,6 до 200 МГц, прохідна потужність не більше 200 Вт.

Зовнішній вигляд:

Прилад нереверсивний, тому треба дотримуватися правильності включення входу та виходу.

Трансформатори L1 L2 намотані на феритових кільцях типорозмір 12x7x6 мм проводом ПЕВ-0,4 мм 22 витка, рівномірно мотається по всьому колу кільця. Потім обидва намотані кільця вставляється латунна трубка діаметром 3,5 мм і довжиною 40 мм (автор використовував елемент антени від кишенькових приймачів) і розпаюється на роз'ємах PL. Зразок наведено на фото:

Дроселі L3 L4 мотаються на аналогічних кільцях та мають по 19 витків ПЕВ 0,4 мм. Зверніть увагу, що через отвори кілець L3 L4 у кембрику пропущені перемички, які з'єднують діоди та дроселі L1 L2 (як показано на схемі та видно на фото). Друкована плата двостороння, на боці показаної на фото, розташовані два п'ятачки для пропаювання роз'ємів PL. З другого боку розташовані інші елементи схеми:

Висновки елементів мають бути гранично короткі.

Друкована плата виконана прасково-лазерною технологією. Її розміри 60 мм. Х 33 мм. Плата поміщається в жерстяний екран 60х33х33 мм.

Блок, що вийшов, розташовують в будь-якому зручному корпусі з алюмінію або текстоліту з вимірювальною головкою і перемикачами. Всі змінні та підстроювальні резистори розташовуються на окремій платі біля вимірювальної головки. Налаштування КСВ метра зводиться до калібрування зворотної хвилі резистором R3. Калібрування приладу проводиться резисторами R4, R5 у піддіапазоні 200 та 20 ват.

73!

Переглядів: 2 365