Самодельный легко повторяемый антенный тюнер
Как ранее было показано в обзоре MFJ-971, типичный антенный тюнер представляет собой два переменных конденсатора и переменную катушку индуктивности. Звучит как что-то, что не сложно сделать самому. Давайте выясним, так ли это, и что в итоге получится по деньгам. Чтобы описанные далее шаги мог повторить любой желающий, было решено использовать исключительно компоненты, которые свободно и большом количестве продаются онлайн.
Вот эти компоненты и где они были куплены:
Цена конденсаторов включает доставку. Приехали они очень быстро, где-то за неделю или около того. Ко всему перечисленному стоит добавить немного нейлоновых стяжек, болтов, гаек и стоек M3, а также парочку коротких проводов. Они эффективно ничего не стоят.
Когда на руках есть все компоненты, задача — соединить их по уже знакомой нам T-образной схеме, только вместо антенны будут разъемы для ее подключения:
Вот как выглядит получившийся у меня тюнер, вид со снятой крышкой:
Должен признать, что переплетающиеся отрезки проволоки между галетным переключателем и катушкой выглядят не очень элегантно. Можно было бы достичь более удачного расположения компонентов, используя широкую сторону корпуса в качестве лицевой. Но мне что-то не захотелось сверлить отверстие для галетника свозь толстую колонну на этой стороне (см фото), и в итоге компоненты я разместил, как разместил.
Катушка была намотана на каркасе диаметром 45 мм и длиной 60 мм. У меня получилось 29 не очень ровных витков. Измеренная индуктивность катушки составила 25 мкГн. Каркас катушки был напечатан на 3D-принтере пластиком PLA. Также была напечатана небольшая «скамеечка», которая выполняет две функции. Во-первых, она позволяет закрепить катушку без использования клея и сверления отверстий в дне корпуса. Во-вторых, с ее помощью конденсаторы дополнительно придавливаются ко дну корпуса. Они отлично держатся и без «скамеечки», но мне что-то захотелось перестраховаться. Исходники обеих моделей для OpenSCAD вместе с файлами STL вы найдете в этом архиве.
Если у вас нет 3D-принтера или знакомого с 3D-принтером, это не страшно. Точные размеры катушки и ее индуктивность не очень важны. Вы можете намотать проволоку на кусок пластиковой бутылки, толстой трубы ПВХ или чего-то такого. Толщина и длина каркаса могут спокойно составлять ±10мм от тех, что использовал я. Число витков также не критично. В антенных тюнерах используется индуктивность где-то от 14 мкГн (в MFJ-971, согласно показаниям моего LRC-метра) до 37 мкГн (в MFJ-949E, согласно информации из сети). Вы наверняка попадете в эти границы. «Скамеечка», как видно из описания ее функций, не является обязательным элементом тюнера. Катушку можно закрепить в корпусе любым удобным вам способом.
Тюнер был протестирован на той же антенне «длинный провод», на которой я тестировал MFJ-971. В диапазонах 15, 17, 20, 40 и 80 метров все настраивается превосходно. В диапазонах 10, 12 и 30 метров КСВ не желает опускаться ниже 3. Это можно объяснить тем фактом, что при том же числе отводов я использовал большую индуктивность, чем у MFJ-971. Соответственно, в моем тюнере индуктивность подбирается с б
ольшим шагом. То есть, для данных диапазонов не удается точно подобрать необходимую индуктивность. Зато оказалось, что в отличие от MFJ-971, мой тюнер способен настроить 23 метра провода на диапазон 160 метров с КСВ 2.8.
При желании можно поэкспериментировать с разными индуктивностями и положением отводов. Или заменить галетный переключатель на аналогичный, но имеющий 24 положения (есть на eBay). Однако я решил не инвестировать время во все это. Во-первых, на 10 и 12 метрах сейчас все равно нет прохождения, а 30 метров мне не так уж и сильно нужны. Во-вторых, можно предусмотреть несколько внешних трансформаторов и использовать тот или иной в зависимости от ситуации. Например, в MFJ-971 есть встроенный балун 1:4. Думаю, моему тюнеру такой тоже не помешает. Но это уже тема для другого поста. Наконец, в-третьих, никто не отменял возможность подкорректировать размеры антенны под конкретный тюнер.
Для проведения тестовых радиосвязей были выбраны диапазоны 20, 40 и 80 метров, как наиболее популярные. Передача велась в режимах SSB и FT8 с мощностью 100 Вт и 40 Вт соответственно. Корреспонденты давали хорошие рапорты, вполне обычные для данной антенны.
По деньгам вышло 104.36$ плюс пара свободных вечеров. Официальная цена MFJ-971 составляет 139.95$, но в российских интернет-магазинах вы найдете его где-то за 163$. Таким образом, проект вышел экономически выгодным. При этом 70% стоимости составили переменные конденсаторы. Их можно найти дешевле на доске объявлений qrz.ru, извлечь из старой радиотехники или даже изготовить самостоятельно.
Как всегда, если после прочтения поста у вас остались какие-то вопросы, или же вам есть чем его дополнить, не стесняйтесь оставлять комментарии.
Дополнение: Вас также могут заинтересовать статьи Самодельный балун по току 1:4 и Согласование импеданса с помощью LC-схем.
Метки: Беспроводная связь, Любительское радио.
eax.me
АСУ. Схемы. Антенные тюнеры — R3RTambov
На рис. справа приведена принципиальная схема прибора, включающего в себя КСВ-метр, с помощью которого можно настроить Си-Би антенну, и согласующее устройство, позволяющее привести сопротивление настроенной антенны к Ra = 50 Ом.
Элементы КСВ-метра: Т1 — трансформатор антенного тока, намотанный на ферритовом кольце М50ВЧ2-24 12х5х4 мм. Его обмотка I — продетый в кольцо проводник с антенным током, обмотка II — 20 витков провода в пластиковой изоляции, ее наматывают равномерно по всему кольцу. Конденсаторы С1 и С2 — типа КПК-МН, SA1 — любой тумблер, РА1 — микроамперметр на 100 мкА, например, М4248.
Элементы согласующего устройства: катушка L1 — 12 витков ПЭВ-2 0,8, внутренний диаметр — 6, длина — 18 мм. Конденсатор С7 — типа КПК-МН, С8 -любой керамический или слюдяной, рабочее напряжение не менее 50 В (для передатчиков мощностью не более 10 вт). Переключатель SA2 — ПГ2-5-12П1НВ.
Устройство монтируют, минимизируя паразитные индуктивности и емкости ВЧ проводников.
Для настройки КСВ-метра его выход отключают от согласующего контура (в т. А) и соединяют с 50-омным резистором (два параллельно включенных резистора МЛТ-2 100 Ом), а ко входу подключают Си-Би радиостанцию, работающую на передачу. В режиме измерения прямой волны — в указанном на рис. 12.39 положении SA1 — прибор должен показать 70…100 мкА. (Это для передатчика мощностью 4 Вт. Если он мощнее , то «100» на шкале РА1 выставляют иначе: подбором резистора, шунтирующего РА1 при закороченном резисторе R5.)
Переключив SA1 в другое положение (контроль отраженной волны), регулировкой С2 добиваются нулевых показаний РА1.
Затем вход и выход КСВ-метра меняют местами (КСВ-метр симметричен) и эту процедуру повторяют, устанавливая в «нулевое» положение С1.
На этом настройку КСВ-метра заканчивают, его выход подключают к седьмому витку катушки L1.
КСВ антенного тракта определяют по формуле: КСВ=(А1+А2)/(А1-А2), где А1 — показания РА1 в режиме измерения прямой волны, а А2 — обратной. Хотя вернее было бы говорить здесь не о КСВ, как таковом, а о величине и характере антенного импеданса, приведенного к антенному разъему станции, о его отличии от активного Ra = 50 Ом.
Антенный тракт будет настроен, если изменениями длины вибратора, противовесов, иногда — длины фидера, индуктивности удлиняющей катушки (если она есть) и др. будет получен минимально возможный КСВ.
Некоторая неточность настройки антенны может быть компенсирована расстройкой контура L1C7C8. Это можно сделать конденсатором С7 или изменением индуктивности контура — например, введением в L1 небольшого карбонильного сердечника.
Как показывает опыт настройки и согласования Си-Би антенн самых разных конфигураций и размеров (0,1…3L), под контролем и с помощью этого прибора нетрудно получить КСВ = 1… 1,2 в любом участке этого диапазона.
Радио, 1996, 11
Простой антенный тюнер
r3rt.ru
Самодельный антенный тюнер. | Старый Клоподав
Сделал пять макетов тюнеров для сравнения. Это Г,Т,П — образные. Любое устройство из этих типов, нормально настроенное, работает нормально, поэтому выбор падает на тот, который проще и доступнее по деталям. В Г-образном многовато переключений, в Т-образном оси переменных конденсаторов должны быть изолированы, для них нужно придумывать переходные втулки с хорошей изоляцией, кроме того на 10-ке очень маленькая индуктивность катушки буквально 1-1,5 витка. Поэтому выбираю П-типа.
Конструктивно он проще предыдущих, корпуса переменных конденсаторов на корпусе. Для удобства подбора катушек и их настройки отказался от катушек с отводами и сделал для каждого диапазона отдельную катушку. На диапазоны 28,21, 18, 14 и 7 мгц катушки распаяны прямо на контактах переключателя, на 3,5 отдельно. Для этого применил переключатель с двумя галетам. На ползунке одной галеты вход, на ползунке второй галеты выход на антенну, на паре соответствующих контактов катушка. На верхних диапазонах катушки бескаркасные, намотанные на оправке 10-15 мм виток к витку и растягиваются при настройке. Индуктивности можно посчитать на любой программе в несколько кликов. Например, для 14 мгц наматываю на оправке 10 мм 10 витков одномиллиметрового или толще провода, припаиваю на контакты переключателя и уже сразу могу начинать пробовать без остальных диапазонов. Затем, делаю очередную катушку и повторяю процесс. Настройку делаю сначала на приём по максимуму шумов. Очень желательно подбор и настройку делать на макете, что сэкономит время. Макет можно состряпать за пару часов, а нормальную конструкцию… ну, это кому как.
P.S. забыл добавить. Секции конденсаторов запараллелены, на 80-м диапазоне левый (входной) конец катушки L6 через конденсатор 1000 пф на корпус, т.е. общая ёмкость С1= 2000 пф на этом диапазоне. 160 м не пробовал. Максимальная мощность 100 вт (FT-897).
Со временем выяснилось, что дополнительный конденсатор 1000 пф к С1 не нужен и был удален, С1 с запараллеленными секциями, С2 распараллелен и оставлена только одна секция.
Важное замечание: при переключении диапазонов отключаемые катушки не должны замыкаться на корпус, как это обычно делается. Они должны оставаться свободными.
radiofil.ru
Самодельный антенный тюнер — Согласующие устройства. Антенные тюнеры
Сделал пять макетов тюнеров для сравнения. Это Г,Т,П — образные. Любое устройство из этих типов, нормально настроенное, работает нормально, поэтому выбор падает на тот, который проще и доступнее по деталям. В Г-образном многовато переключений, в Т-образном оси переменных конденсаторов должны быть изолированы, для них нужно придумывать переходные втулки с хорошей изоляцией, кроме того на 10-ке очень маленькая индуктивность катушки буквально 1-1,5 витка. Поэтому выбираю П-типа.
Конструктивно он проще предыдущих, корпуса переменных конденсаторов на корпусе. Для удобства подбора катушек и их настройки отказался от катушек с отводами и сделал для каждого диапазона отдельную катушку. На диапазоны 28,21, 18, 14 и 7 мгц катушки распаяны прямо на контактах переключателя, на 3,5 отдельно.
Для этого применил переключатель с двумя галетам. На ползунке одной галеты вход, на ползунке второй галеты выход на антенну, на паре соответствующих контактов катушка. На верхних диапазонах катушки бескаркасные, намотанные на оправке 10-15 мм виток к витку и растягиваются при настройке. Индуктивности можно посчитать на любой программе в несколько кликов. Например, для 14 мгц наматываю на оправке 10 мм 10 витков одномиллиметрового или толще провода, припаиваю на контакты переключателя и уже сразу могу начинать пробовать без остальных диапазонов.
Затем, делаю очередную катушку и повторяю процесс. Настройку делаю сначала на приём по максимуму шумов. Очень желательно подбор и настройку делать на макете, что сэкономит время. Макет можно состряпать за пару часов, а нормальную конструкцию… ну, это кому как.
P.S. забыл добавить. Секции конденсаторов запараллелены, на 80-м диапазоне левый (входной) конец катушки L6 через конденсатор 1000 пф на корпус, т.е. общая ёмкость С1= 2000 пф на этом диапазоне. 160 м не пробовал. Максимальная мощность 100 вт (FT-897).
Со временем выяснилось, что дополнительный конденсатор 100л пф к С1 не нужен и был удален, С1 с запараллеленными секциями, С2 распараллелен и оставлена только одна секция.
Важное замечание: при переключении диапазонов отключаемые катушки не должны замыкаться на корпус, как это обычно делается. Они должны оставаться свободными.
Владимир Ходыкин
Поделитесь записью в своих социальных сетях!
При копировании материала обратная ссылка на наш сайт обязательна!
ra1ohx.ru
Антенные согласующие устройства. Антенные тюнеры. Схемы
На рис. справа приведена принципиальная схема прибора, включающего в себя КСВ-метр, с помощью которого можно настроить Си-Би антенну, и согласующее устройство, позволяющее привести сопротивление
настроенной антенны к Ra = 50 Ом.
Элементы КСВ-метра: Т1 — трансформатор антенного тока, намотанный на ферритовом кольце М50ВЧ2-24 12х5х4 мм. Его обмотка I — продетый в кольцо проводник с антенным током, обмотка II — 20 витков
провода в пластиковой изоляции, ее наматывают равномерно по всему кольцу. Конденсаторы С1 и С2 — типа КПК-МН, SA1 — любой тумблер, РА1 — микроамперметр на 100 мкА, например, М4248.
Элементы согласующего устройства: катушка L1 — 12 витков ПЭВ-2 0,8, внутренний диаметр — 6, длина — 18 мм. Конденсатор С7 — типа КПК-МН, С8 -любой керамический или слюдяной, рабочее напряжение не
менее 50 В (для передатчиков мощностью не более 10 вт). Переключатель SA2 — ПГ2-5-12П1НВ.
Устройство монтируют, минимизируя паразитные индуктивности и емкости ВЧ проводников.
Для настройки КСВ-метра его выход отключают от согласующего контура (в т. А) и соединяют с 50-омным резистором (два параллельно включенных резистора МЛТ-2 100 Ом), а ко входу подключают Си-Би
радиостанцию, работающую на передачу. В режиме измерения прямой волны — в указанном на рис. 12.39 положении SA1 — прибор должен показать 70…100 мкА. (Это для передатчика мощностью 4 Вт. Если он
мощнее , то «100» на шкале РА1 выставляют иначе: подбором резистора, шунтирующего РА1 при закороченном резисторе R5.)
Переключив SA1 в другое положение (контроль отраженной волны), регулировкой С2 добиваются нулевых показаний РА1.
Затем вход и выход КСВ-метра меняют местами (КСВ-метр симметричен) и эту процедуру повторяют, устанавливая в «нулевое» положение С1.
На этом настройку КСВ-метра заканчивают, его выход подключают к седьмому витку катушки L1.
КСВ антенного тракта определяют по формуле: КСВ=(А1+А2)/(А1-А2), где А1 — показания РА1 в режиме измерения прямой волны, а А2 — обратной. Хотя вернее было бы говорить здесь не о КСВ, как таковом,
а о величине и характере антенного импеданса, приведенного к антенному разъему станции, о его отличии от активного Ra = 50 Ом.
Антенный тракт будет настроен, если изменениями длины вибратора, противовесов, иногда — длины фидера, индуктивности удлиняющей катушки (если она есть) и др. будет получен минимально возможный
КСВ.
Некоторая неточность настройки антенны может быть компенсирована расстройкой контура L1C7C8. Это можно сделать конденсатором С7 или изменением индуктивности контура — например, введением в L1
небольшого карбонильного сердечника.
Как показывает опыт настройки и согласования Си-Би антенн самых разных конфигураций и размеров (0,1…3L), под контролем и с помощью этого прибора нетрудно получить КСВ = 1… 1,2 в любом участке
этого диапазона.
Радио, 1996, 11
r3rt.jimdo.com
Антенный тюнер своими руками — R3RTambov
При помощи этого антенного тюнера можно будет определять сопротивление антенны, измерять выходную и проходящую в антенну мощность, настраивать П-контур трансивера или усилителя мощности по минимальному КСВ на эквивалент нагрузки, приводить сопротивление антенны к сопротивлению трансивера.
Всё будет делаться в абсолютно безопасном для трансивера режиме. В случае, если длина фидера, питающего антенну, равна целому числу полуволн (с учётом коэффициента укорочения), то антенну можно настроить в резонанс.
Антенный тюнер состоит из нескольких основных узлов: эквивалента антенны, выполненного в виде аттенюатора на 17 дБ (50 раз по мощности), который имеет входное и выходное сопротивления равными 50 Ом. При подаваемой мощности 100 Вт на вход высокочастотного моста поступает 2 Вт. При этом на резисторе R2 рассеивается 75,3 Вт, на R4 – 21,25 Вт, на R4 -2,0 Вт.
Этот способ (настройка при помощи аттенюатора) хорош тем, что в случае обрыва антенны или её короткого замыкания, коэффициент стоячей волны (КСВ) на выходе трансивера не превысит 1,042, что абсолютно безопасно для любого усилителя мощности в трансивере. Когда мы настраиваем согласующее устройство (СУ) и изменяем величину катушки индуктивности, ролик, который катится по её виткам, может встретиться с неоднородностью, контакт на мгновение пропадёт, но это также ничем не грозит трансиверу.
Многие импортные трансиверы выпуска прошлых лет, или современные недорогие, не имеют автоматического антенного тюнера, поэтому для них тоже желательно настраивать СУ посредством аттенюатора. Даже если у Вас СУ настраивается при помощи КСВ-метра, а не ВЧ-моста, аттенюатор очень полезен. Надо просто изменить степень ослабления. При степени ослабления равной 6 дБ, это четыре раза по мощности, на вход КСВ-метра поступит 25 Вт, при 100 Вт выходной мощности трансивера. В самых худших случаях, при оборванной или короткозамкнутой антенне, величина КСВ не превысит 1,67, что также совершенно безопасно для любого современного импортного трансивера. Для этого случая величины R2 и R4 равняются по 150,5 Ом, а R3 — 37,3 Ом.
Разъём ХР2 предназначен для проведения измерений, например, измерения частоты, или подключения осциллографа для проверки линейности выходного каскада трансивера. Это осуществляется при помощи петли связи и резистора R1, величина которого подбирается. Резистор R5 предназначен для снятия с антенны статического электричества, конденсатор С6 состоит из шести параллельно включенных конденсаторов КСО-8 по 3600 пФ каждый. Конденсатор С6 предназначен для защиты трансивера от атмосферного электричества.
В состав СУ входит высокочастотный вольтметр, при помощи которого при срабатывании реле К5 можно измерять выходную мощность трансивера или усилителя, в зависимости от мощности применённого эквивалента нагрузки. При замыкании контактов реле К6 он служит индикатором выхода, проходящей в антенну мощности и исправности антенно-фидерной системы. Если величина КСВ В АНТЕННЕ НЕ ПРЕВЫШАЕТ 1,5, то с достаточной для радиолюбительских целей точностью им можно измерять проходящую в антенну мощность, величина которой вычисляется по формуле:
P = U2 / R
Собственно согласующее устройство, приведённое на рис. 2, состоит из катушки с переменной индуктивностью L1, переменных конденсаторов С16 и С17, к которым при помощи реле К7-К16 подключаются дополнительные конденсаторы С11-С22. Переменные конденсаторы применены небольшого размера, с воздушным зазором между пластинами равным 2,5 мм, что позволяет согласовывать трансивер с антеннами имеющими значительный КСВ.
Схема управления полудискретными конденсаторами переменной ёмкости приведена на рис 3. Как следует из рисунка, в положении 1 переключателя S1, включены только переменные конденсаторы С16 и С17, в положении 2 – параллельно к ним добавляются соответственно С11 и С18, подключаемые при помощи реле К7 и К12. В положении 3 – к уже подключенным параллельно к переменным конденсаторам С11 и С18 добавляются конденсаторы С12 и С19 и пределы перестройки переменных конденсаторов С16 и С17 составят от 380 до 560 пФ. Перекрытие по ёмкости во всех положениях переключателя S1 небольшое и одинаковое, составляет 180 пФ, что даёт некоторое дополнительное удобство, так как настройка плавная, как бы с электрическим верньером.
Как вариант, дополнительные конденсаторы можно подключать галетным переключателем, но тогда ёмкость каждого последующего конденсатора должна быть больше предыдущего на 180 пф (на величину перекрытия переменных конденсаторов по ёмкости: 200-20 =180).
При величине КСВ не превышающего 3, можно применить переменные конденсаторы от старых типов радиоприёмников «Балтика», «ТПС» и т. д., с воздушным зазором между пластинами равным 0,5 мм. В этом случае подключать дополнительные конденсаторы не надо, так как максимальная ёмкость будет равна 1000-1500 пФ.
П-образная схема согласующего устройства выбрана не случайно, ведь она, как и П-контур в ламповом усилителе мощности, даёт ослабление высших гармоник на 40-45 дБ, что позволяет работать с полной мощностью в зоне неуверенного приёма телевидения.
Дефицитной деталью является катушка переменной индуктивности, которую можно применить от радиостанций «РСБ-5», «Микрон», и т.п. Можно применить и дискретную катушку переменной индуктивности, величина индуктивности которой изменяется при помощи реле, аналогично, как изменялась величина ёмкости в СУ на рис. 2. Конечно, такой плавной регулировки величины индуктивности в этом случае не будет, если только не применить в качестве одной из катушек небольшую катушку с переменной индуктивностью, а при помощи реле только увеличивать её величину.
Антенный тюнер, схема которого приведена на рис. 1, может работать в шести режимах, приведённых в таблице 1. Управление режимом работ приведено на рисунке 4.
Табл. 1
| Позиция | Режим | Включенные реле |
| 1 | Измерение, Rant | |
| 2 | Настройка П-к TX | К5 |
| 3 | Измеренеи Pвых TX | К5 |
| 4 | Настройка СУ по минимуму КСВ | К2, К3, К4 |
| 5 | RX, прием | К1, К3 |
| 6 | TX, передача, индикация выхода, измерение Pант | К1, К3, К6 |
Основной частью тюнера является ВЧ-мост, схема которого приведена на рис. 5, так как он может быть изготовлен отдельно, независимо от антенного тюнера. Схема моста была найдена в старом Наndbook’е [1]. Основное требование при изготовлении моста — жёсткость, максимально возможная компактность, экранировка. Расстояние между его входом (точка 1) и его выходом (точка 2), не должно превышать 30-40 мм. Если будет выполнена отдельная конструкция ВЧ-моста, то это расстояние между входным и выходным разъёмами.
Это довольно удачная конструкция, так как конденсатор переменной ёмкости недефицитен, его гораздо легче найти, чем хороший переменный резистор с подавленной реактивностью и графитовым токосъёмом. Кроме того, он гораздо более долговечен, стабилен во времени, измерения, при его помощи, более точные. Как и «Антенноскоп» из К. Ротхаммеля [2], он позволяет измерять полные, (комплексные) сопротивления, или другими словами импеданс от 5 до 400 Ом. Высокочастотный мост работоспособен до 50-60 МГц.
Мощность высокочастотных колебаний приходящих на его вход должна находиться в пределах 0,5-2 Вт. Сдвоенный переменный конденсатор дифференциального типа (бабочка), но можно применить и обычный сдвоенный переменный конденсатор, что возможно даже лучше, так как угол его поворота будет равен 1800, против 900, у конденсатора типа «бабочка».
СДВОЕНЫЙ ПЕРЕМЕНЫЙ КОНДЕНСАТОР ДОЛЖЕН БЫТЬ ЗАКРЕПЛЕН НА ПЛАСТИНЕ ИЗ ХОРОШЕГО ДИЭЛЕКТРИКА, НАПРИМЕР, ИЗ СТЕЛОТЕКСТОЛИТА, КОТОРАЯ В СВОЮ ОЧЕРЕДЬ ДОЛЖНА БЫТЬ ЗАКРЕПЛЕНА НА РАССТОЯНИИ 20-25 ММ ОТ МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ ПЕРЕДНЕЙ ПАНЕЛИ. ВЫВЕДЕНАЯ НА ПЕРЕДНЮЮ ПАНЕЛЬ ОСЬ, ТАКЖЕ ДОЛЖНА БЫТЬ ИЗ ХОРОШЕГО ИЗОЛЯЦИОННОГО МАТЕРИАЛА. Это важный момент в конструктивном исполнении мостового измерителя сопротивлений. Кроме этого, необходимо проверить равенство величин емкостей обоих секций переменного конденсатора при различных углах поворота ротора. В случаях несовпадения, при помощи крайних, разрезанных на отдельные сектора пластин, уравнять величины емкостей в обеих секциях.
Градуировка (калибровка) ВЧ-моста производится при подключении к разъёму ХР3 безиндукционных сопротивлений с известными номиналами от 5 до 400 Ом, величина которых измерена при помощо цифрового мультиметра. В качестве калибровочных сопротивлений могут быть применены резисторы типа С2-10, С2-34.
Когда мост настроен, то на индикаторе наблюдается провал, величина которого зависит от наличия реактивности. Если стрелка индикатора ложится на ноль, реактивность отсутствует. Калибровку желательно провести на всех диапазонах, затем сравнить полученные результаты, но можно ограничиться и одним. Эквивалент нагрузки следует выполнить в виде «беличьего колеса», припаяв параллельно его входу компенсирующий конденсатор С1, величина которого подбирается при помощи хорошо откалиброванного КСВ-метра на 28 МГц . Ориентировочно его величина равна 10 пФ.
Если длина фидера, питающего антенну, равняется целому числу полуволн, то при помощи ВЧ-моста можно не только согласовывать сопротивления антенны и трансивера, но и изменением величин элементов СУ убирать реактивную составляющую, то есть настраивать антенну в резонанс.
Литература:
1. The radio amateurs Handbook.
2. К. Ротхаммель «Антенны».
А.Кузьменко RV4LK
73!
r3rt.ru
Собираем автоматический антенный тюнер UA3GDW. — 24 Января 2013
По публикациям в интернете и в журналах Радио Nr.2,3 за 2010 год, с описанием автоматического антенного тюнера от автора UA3GDW, разработана печатная плата процессорного блока этого тюнера.
В схему внесены небольшие изменения касающиеся выходных буферных микросхем, управляющих реле высокочастотного блока. К155ЛА8 заменены на импортные восьмиканальные ULN2803, работающие с нагрузкой до 500 мА и напряжением до 50 Вольт.
Одновременно, в схеме использован внешний кварц на 16 мГц, вместо, зачастую трудно доставаемого, интегрального генератора на эту же частоту и заменена экзотическая микросхема интерфейса ADM202 на более распостранённую MAX232.
На плате применены SMD конденсаторы и резисторы типоразмера 1206 или 0805, кроме электролитических. Микросхемы — в DIP корпусах.
Вид снизу на плату (окончательный вариант):
Для ЛУТ рисунок печатки нужно отзеркалить. Рисунок печатной платы в *.lay формате можно найти по ссылке:
Размер платы 100 х 66 мм.
Вытравленная плата (тестовый вариант):
Собранная плата:
Для упрощения поиска распиновки контроллера 16F874 для программирования, ниже приведён его рисунок:
Прошивку контроллера можно выполнить любым программатором, например — программатором PICkit 2 или простейшим JDM программатором.
Для правильного подключения контроллера к программатору можно ориентироваться по распайке универсальной панельки для программирования PIC в программаторе PICkit2, в случае 40 pin панельки (DIP40):
Программируем PIC:
Итак, контроллер запрограммирован.
Вставляем запрограммированный PIC в панельку на плате, собираем небольшой проверочный стендик из светодиодов и токоограничивающих резисторов — это позволит проверить работоспособность блока управления в целом (если у вас собран согласующий блок с реле, то эту операцию можно не делать, а подключить выходы непосредственно к ВЧ блоку). На входы падающей и отражённой волны нужно подключить напряжение +5В, имитирующее напряжение с выхода КСВ метра:
При включении питания и нажатии кнопки «Настройка» — начинают загораться контрольные светодиоды, перебирая варианты включения реле.
При уменьшении напряжения Uотр. до нуля (КСВ=1) настройка тюнера автоматически останавливается.
Программа, предложенная автором для контроля КСВ через порт COM1 компьютера — Tunings.exe, работает без проблем. Максимальное значение отображаемого ею КСВ — 25.5.
Автор пишет, что при повторном нажатии на кнопку «Настройка», настройка тюнера должна останавливаться. Но этого не происходит. Видимо, что это изменённая версия программы. После переписки с автором этой интересной конструкции, Роман прислал доработанную версию программного обеспечения с выполнением остановки при повторном нажатии кнопки «Настройка» (за что ему огромное спасибо за проделанную работу!) — программу необходимо протестировать.
Но, в общем, процессорный блок работает!
Далее, нужно собрать ВЧ блок по схеме:
А вот так можно запитать антенный тюнер по коаксиальному кабелю, установив тюнер, в герметичном боксе, непосредственно у антенны:
Особое внимание нужно уделить качественному выполнению дросселей, они не должны иметь паразитных резонансов во всём рабочем диапазоне частот. DL2KQ рекомендует их выполнить на каркасах диаметром 30мм, намотав 200 витков провода ПЭВ 0.35, причём первые 40 витков (подключённые к коаксиальному кабелю) нужно намотать с шагом 1 мм, остальные — виток к витку.
Дистанционное управление запуском автоматической настройки тюнера, по коаксиальному кабелю, можно реализовать путём кратковременной подачи, в коаксиальный кабель, развязанный дросселями, напряжения на несколько вольт больше, чем номинальное питание тюнера. В тюнере должен быть собран простейший компаратор, различающий уровни напряжения. Выход этого компаратора включает режим настройки, имитируя кратковременное нажатие кнопки «Настройка». В простейшем случае, роль компаратора может выполнять обычное реле, напряжение срабатывания которого немного больше напряжения питания тюнера.
Рисунок печатной платы высокочастотного блока на импортных реле с двумя переключающими контактами, включёнными в параллель (окончательный вариант):
Плата выполнена с большим запасом, при желании, её размер можно немного уменьшить.
Фото готовой платы (тестовый вариант):
Схема КСВ метра заменена на Tandem Mach, как не требующая настройки:
В нём используется импортный двухдырочный сердечник BN43-202.
В детекторе КСВ метра используюся SMD диоды Шотки 1N5711, BAT-43 или подобные.
Размер платы высокочастотного блока тюнера — 162 х 120 мм, применён двухсторонний (лучше односторонний с корректировкой рисунка печатной платы — будет меньше ёмкость монтажа) фольгированный текстолит.
Плата рассчитана на установку развязывающих SMD индуктивностей, конденсаторов и резисторов типаразмера 1206 или 0805.
В *.lay формате рисунок печатной платы ВЧ блока можно найти здесь:
=================================================
Ну, и немного информации по комплектующим:
По ниже приведённой ссылке, у итальянцев на e-bay, можно заказать комплект из 10 Амидоновскич колец Т80-2, диаметром 20.2 мм, для этого тюнера, за 15.9 USD c пересылкой (на 3.5 USD переплата за десяток, по сравнению с покупкой у американцев):
Причём, для конструкции этого тюнера хватит и четырёх колец, так как первые четыре катушки можно сделать безкаркасные — из-за малого количества витков (2, 3, 4, 5).
Уж не знаю, какую максимальную мощность сможет пропустить через себя этот тюнер с подобными кольцами, но, по информации, в ФНЧ передатчиков до 100 Вт, коллеги применяют кольца и Т50 (12 мм), и Т68 (17.5 мм)…
По крайней мере, в тюнере LDG-100 (125 Вт) используются кольца, очень похожие, по размеру, на T80-2 (на фото можно ориентироваться по размерам DIP микросхемы, с стандартным расстоянием между её выводами 2.54 мм или по длине реле FRT3-SL2 — 20.2 мм):
Реле, для ВЧ блока согласования, можно купить на e-bay у китайцев (4 комплекта по 5 штук — 31.96 USD, с пересылкой):
Три реле останутся в запасе.
(Кстати, цена только одного реле, используемого в тюнере LDG-100 — FRT3-SL2, на e-bay, вместе с пересылкой, составляет более 20 USD!)
На e-bay легко можно купить и кварцы на 16 мГц, причём стоят они очень дёшево: 10 шт. — 1.61 USD (пересылка бесплатно):
Все микросхемы для процессорного блока есть в наличии в фирме farnell.com — её филиалы есть во многих странах, обойдутся они в районе 15 USD + пересылка:
Общая стоимость покупных деталей для тюнера получается в районе 70 USD.
=================================================
Приближаемся к финишу:
Использован ряд индуктивностей (кольца Т80-2, провод 0.9 мм, в мкГн):
0.08
0.16
0.32
0.64
1.25
2.5
5.0
10.0 (два сложенных вместе кольца Т80-2).
Ряд ёмкостей (в пФ):
10
20
40
80
160
320
640
1280
Ёмкости подпаиваются к шпилькам, поэтому могут быть легко заменены, при необходимости.
Проверил работу тюнера с эквивалентами и реальными антеннами — всё работает. Есть небольшие пожелания по совершенствованию схемотехники, железа и программы, но работать можно и в таком варианте этой конструкции:
В чём удобство в использовании этого варианта тюнера — если он не может выполнить 100% согласование с нагрузкой в течении 8 секунд, то он останавливается на минимальном значении КСВ, полученном при согласовании.
* Несколько позже, программой MMANA просчитал возможные величины согласуемых сопротивлений Г-образной цепью, с выходным сопротивлением выходного каскада передатчика 50 Ом и выше приведёнными номиналами индуктивности и ёмкости, на разных частотах.
В результате получено:
Частота 1825 кГц Z = 16…..1097 Ом
Частота 3550 кГц Z = 5.6…..4015 Ом
Частота 7050 кГц Z = 1.5…….15700 Ом
Частота 14150 кГц Z = 0.4…….63100 Ом
……………………………………………………..
Частота 28500 кГц Z = 0.1……бесконечность Ом
При рассчётах пришёл к выводу, что ставить столь большое значение суммарной индуктивности (19.95 мкГн) нет смысла. Её значение определяет верхнее значение сопротивления согласования. Достаточно ограничиться максимальной суммарной индуктивностью 10 мкГн. А это, ряд индуктивностей с максимальным значением последней катушки — 5 мкГн.
Поскольку при реальном согласовании присутствует реактивная составляющая монтажа самого тюнера, то пределы согласования могут существенно отличаться (в меньшую сторону).
О общем, же, случае Z=R+jX, где jX=j(wL-1/wC).
К компьютеру подключать тюнер нет необходимости — на фото подключение к COM порту выполнено для контроля КСВ при проверке работы тюнера. Вместо компьютера, КСВ можно контролировать и по встроенному КСВ метру самого трансивера или внешнему КСВ метру, включённого между трансивером и тюнером. Или, используя КСВ датчик тюнера, подключить к нему плату КВС метра на PIC контроллере или измерительный стрелочный прибор с переключателем «Прямая-Обратная» волна.
Весь тюнер неплохо размещается в герметичном корпусе пластмассовой распределительной коробки IP65 размерами 180 х 180 х 80 мм. серого цвета. Платы, в этом случае, располагаются «этажеркой». Фото выложу позже, после завершения компановки плат в корпусе.
Для перехода от нессиметричного выхода тюнера к симметричной антенне, можно установить дополнительный трансформатор на выходе тюнера:
Необходимо помнить, что подобный трансформатор трансформирует сопротивление 1 : 4 для симметричных антенн и 1 : 9 для LW.
Колечко, видимо, FT125-43. Цена около 5 USD за 2 шт. у американских коллег.
Либо, может быть такой вариант, без трансформации сопротивлений:
А вот и более дешёвый вариант симметрирующего трансформатора 1:4, выполненного на трубках от мониторного компьютерного видеокабеля.
Трансформатор содержит 2 + 2 + 2 витков провода ПЭВ 1.0
Чем, кроме цены, ещё хорош подобный трансформатор, по сравнению с вышеприведёнными конструкциями — полное симметрирование нагрузки + точка заземления полотна антенны, для стекания наведённой статики!
По замерам, максимальная асимметрия трансформатора на частоте 51 мГц составила 100 мВ и 118 мВ. при намотке трансформатора тремя проводами одновременно, можно улучшить этот параметр.
Более подробное описание этого трансформатора можно найти здесь.
Кто соберёт этот тюнер — пишите здесь о своих впечатлениях. Буду рад!
===============================================
Если кому-то сложно самому собрать подобную конструкцию, то, в районе, 200 USD (вместе с пересылкой из Штатов), можно купить готовый LDG 100 plus:
Цена очень выгодная, так как стоимость только одного двухстабильного реле, в интернет магазине в Германии, составляет 6.90 Евро + пересылка, а их там 15 шт! Плюс Амидон и прочая мелочёвка.
Успехов!
yl2gl.ucoz.net
No related posts.
Обзор автоматического антенного тюнера из Китая
Самодельный антенный тюнер
Самодельный антенный тюнер
Автоматический антенный тюнер N7DDC из Китая
Автоматический антенный тюнер N7DDC из Китая
Как ранее было показано в обзоре MFJ-971, типичный антенный тюнер представляет собой два переменных конденсатора и переменную катушку индуктивности. Звучит как что-то, что не сложно сделать самому. Давайте выясним, так ли это, и что в итоге получится по деньгам. Чтобы описанные далее шаги мог повторить любой желающий, было решено использовать исключительно компоненты, которые свободно и большом количестве продаются онлайн.
Вот эти компоненты и где они были куплены:
- Переменные конденсаторы 22-360 пФ на 1 кВт — 2 шт, 74.40$;
- Эмалированная проволока диаметром 1.5 мм — 1 шт, 7.65$;
- Галетный переключатель на 12 позиций — 1 шт, 5.2$
- Ручка для галетного переключателя — 1 шт, 0.85$
- Разъемы SO-239 на панель — 2 шт, 2.76$
- Коннектор для подключения двух проводов — 1 шт, 1$;
- Металлический корпус 165x127x75 мм — 1 шт, 12.25$;
Цена конденсаторов включает доставку. Приехали они очень быстро, где-то за неделю или около того. Ко всему перечисленному стоит добавить немного нейлоновых стяжек, болтов, гаек и стоек M3, а также парочку коротких проводов. Они эффективно ничего не стоят.
Когда на руках есть все компоненты, задача — соединить их по уже знакомой нам T-образной схеме, только вместо антенны будут разъемы для ее подключения:
Вот как выглядит получившийся у меня тюнер, вид со снятой крышкой:
Должен признать, что переплетающиеся отрезки проволоки между галетным переключателем и катушкой выглядят не очень элегантно. Можно было бы достичь более удачного расположения компонентов, используя широкую сторону корпуса в качестве лицевой. Но мне что-то не захотелось сверлить отверстие для галетника свозь толстую колонну на этой стороне (см фото), и в итоге компоненты я разместил, как разместил.
Катушка была намотана на каркасе диаметром 45 мм и длиной 60 мм. У меня получилось 29 не очень ровных витков. Измеренная индуктивность катушки составила 25 мкГн. Каркас катушки был напечатан на 3D-принтере пластиком PLA. Также была напечатана небольшая «скамеечка», которая выполняет две функции. Во-первых, она позволяет закрепить катушку без использования клея и сверления отверстий в дне корпуса. Во-вторых, с ее помощью конденсаторы дополнительно придавливаются ко дну корпуса. Они отлично держатся и без «скамеечки», но мне что-то захотелось перестраховаться. Исходники обеих моделей для OpenSCAD вместе с файлами STL вы найдете в этом архиве.
Если у вас нет 3D-принтера или знакомого с 3D-принтером, это не страшно. Точные размеры катушки и ее индуктивность не очень важны. Вы можете намотать проволоку на кусок пластиковой бутылки, толстой трубы ПВХ или чего-то такого. Толщина и длина каркаса могут спокойно составлять ±10мм от тех, что использовал я. Число витков также не критично. В антенных тюнерах используется индуктивность где-то от 14 мкГн (в MFJ-971, согласно показаниям моего LRC-метра) до 37 мкГн (в MFJ-949E, согласно информации из сети). Вы наверняка попадете в эти границы. «Скамеечка», как видно из описания ее функций, не является обязательным элементом тюнера. Катушку можно закрепить в корпусе любым удобным вам способом.
Тюнер был протестирован на той же антенне «длинный провод», на которой я тестировал MFJ-971. В диапазонах 15, 17, 20, 40 и 80 метров все настраивается превосходно. В диапазонах 10, 12 и 30 метров КСВ не желает опускаться ниже 3. Это можно объяснить тем фактом, что при том же числе отводов я использовал большую индуктивность, чем у MFJ-971. Соответственно, в моем тюнере индуктивность подбирается с большим шагом. То есть, для данных диапазонов не удается точно подобрать необходимую индуктивность. Зато оказалось, что в отличие от MFJ-971, мой тюнер способен настроить 23 метра провода на диапазон 160 метров с КСВ 2.8.
При желании можно поэкспериментировать с разными индуктивностями и положением отводов. Или заменить галетный переключатель на аналогичный, но имеющий 24 положения (есть на eBay). Однако я решил не инвестировать время во все это. Во-первых, на 10 и 12 метрах сейчас все равно нет прохождения, а 30 метров мне не так уж и сильно нужны. Во-вторых, можно предусмотреть несколько внешних трансформаторов и использовать тот или иной в зависимости от ситуации. Например, в MFJ-971 есть встроенный балун 1:4. Думаю, моему тюнеру такой тоже не помешает. Но это уже тема для другого поста. Наконец, в-третьих, никто не отменял возможность подкорректировать размеры антенны под конкретный тюнер.
Для проведения тестовых радиосвязей были выбраны диапазоны 20, 40 и 80 метров, как наиболее популярные. Передача велась в режимах SSB и FT8 с мощностью 100 Вт и 40 Вт соответственно. Корреспонденты давали хорошие рапорты, вполне обычные для данной антенны.
По деньгам вышло 104.36$ плюс пара свободных вечеров. Официальная цена MFJ-971 составляет 139.95$, но в российских интернет-магазинах вы найдете его где-то за 163$. Таким образом, проект вышел экономически выгодным. При этом 70% стоимости составили переменные конденсаторы. Их можно найти дешевле на доске объявлений qrz.ru, извлечь из старой радиотехники или даже изготовить самостоятельно.
Как всегда, если после прочтения поста у вас остались какие-то вопросы, или же вам есть чем его дополнить, не стесняйтесь оставлять комментарии.
Дополнение: Вас также могут заинтересовать статьи Самодельный балун по току 1:4, Самодельный антенный тюнер, построенный по LC-cхеме, Анализ антенного тюнера при помощи Python и КСВ/ваттметр по схеме Стоктона на бинокле BN61-202.
Метки: Беспроводная связь, Любительское радио.
Антенные согласующие устройства. Тюнеры
АСУ. Антенные тюнеры. Схемы. Обзоры фирменных тюнеров
В радиолюбительской практике не так часто можно встретить антенны, в которых входное сопротивление является равным волновому сопротивлению фидера, а также выходному сопротивлению передатчика.
В преимущественном большинстве случаев обнаружить такое соответствие не удается, поэтому приходиться использовать специализированные антенные согласующие устройства. Антенна, фидер и выход
передатчика (трансивера) входят в единую систему, в которой энергия передаётся без каких-либо потерь.
Нужен ли вам антенный тюнер?
От Алексея RN6LLV:
В данном видео я расскажу начинающим радиолюбителям об антенных тюнерах.
Для чего нужен антенный тюнер, как его грамотно использовать совместно с антенной, и какие типичные заблуждения о применении тюнера бытуют у радиолюбителей.
Речь идёт о готовом изделии — тюнере (произведённом фирмой), если есть желание построить собственный, сэкономить или поэкспериментировать — то можно видео пропустить и см. далее (ниже).
Совсем внизу — обзоры фирменных тюнеров.
Антенный тюнер, антенный тюнер купить, цифровой тюнер +с антенной, автоматический антенный тюнер, антенный тюнер mfj, кв антенные тюнера,
антенный тюнер +своими руками, антенный тюнер кв диапазона, схема антенного тюнера, а
нтенный тюнер LDG, ксв метр
Вседиапазонное
согласующее устройство (с раздельными
катушками)
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.
Также можно применить обычный галетный переключатель, заменив ось вращения на диэлектрическую (стеклотекстолит).
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.
Источник:
http://ra1ohx.ru/publ/skhemy_radioljubitelju/soglasujushhie_ustrojstva_antennye_tjunery/vsediapazonnoe_su_s_razdelnymi_katushkami/19-1-0-652
Простое согласование антенны LW — «длинный провод»
Нужно было срочно запустить 80 и 40 м в чужом доме, выхода на крышу нет, да и времени на установку антенны нет.
Бросил с балкона третьего этажа на дерево полёвку чуть более 30 м. Взял кусок пластиковой трубы диаметром примерно 5 см, намотал порядка 80 витков провода диаметром 1 мм. Снизу сделал отводы
через каждые 5 витков, а сверху через 10 витков. Собрал на балконе вот такое простейшее согласующее устройство.
На стенку повесил индикатор напряжённости поля. Включил диапазон 80 м в режиме QRP, сверху катушки подобрал отвод и конденсатором настроил свою «антенну » в резонанс по максиму показаний
индикатора, потом внизу подобрал отвод по минимуму КВС.
Времени не было, а посему галетники не ставил. и по виткам «бегал » при помощи крокодильчиков. И вот на такой суррогат мне отвечала вся европейская часть России, особенно на 40 м. На мою полёвку
даже никто не обратил внимания. Это конечно не настоящая антенна, но информация будет полезна.
RW4CJH info — qrz.ru
Согласующее устройство для антенн НЧ диапазонов
Радиолюбители, проживающие в многоэтажных домах, нередко применяют на НЧ диапазонах рамочные антенны.
Такие антенны не требуют высоких мачт (их можно натянуть между домами на сравнительно большой высоте), хорошего заземления, для их питания можно применить кабель, да и помехам они меньше
подвержены.
На практике удобен вариант рамки в виде треугольника, так как для ее подвески требуется минимальное число точек крепления.
Как правило, большинство коротковолновиков стремятся использовать такие антенны в качестве много диапазонных, однако в этом случае крайне сложно обеспечить приемлемое согласование антенны с
фидером на всех рабочих диапазонах.
В течение более чем 10 лет я использую антенну типа «Дельта» на всех диапазонах от 3.5 до 28 МГц. Ее особенности — это расположение в пространстве и использование согласующего устройства.
Две вершины антенны закреплены на уровне крыш пятиэтажных домов, третья (разомкнутая) — на балконе 3-го этажа, оба ее провода введены в квартиру и подключены к согласующему устройству, которое
соединено с передатчиком кабелем произвольной длины.
При этом периметр рамки антенны около 84 метров.
Принципиальная схема согласующего устройства приведена на рисунке справа.
Согласующее устройство состоит из широкополосного симметрирующего трансформатора Т1 и П-контура, образованного катушкой L1 с отводами и подключаемыми к ней конденсаторами.
Один из вариантов выполнения трансформатора Т1 приведен на рис. слева.
Детали.
Трансформатор Т1 намотан на ферритовом кольце диаметром не менее 30 мм с магнитной проницаемостью 50- 200 (некритично). Обмотка выполняется одновременно двумя
проводами ПЭВ-2 диаметром 0,8 — 1,0 мм, число витков 15 — 20.
Катушка П-контура диметром 40…45 мм и длиной 70 мм выполнена из голого или эмалированного медного провода диаметром 2-2.5 мм. Число витков 13, отводы от 2; 2,5; 3; 6 витков, считая от левого по
схеме вывода L1. Подстроенные конденсаторы типа КПК-1 собраны на шпильках в пакеты по 6 шт. и имеют емкость 8 — 30 пФ.
Настройка.
Для настройки согласующего устройства необходимо в разрыв кабеля включить КСВ метр. На каждом диапазоне согласующее устройство настраивается по минимуму КСВ с
помощью подстроенных конденсаторов и при необходимости подбором положения отвода.
Советую перед настройкой согласующего устройства отсоединить от него кабель и настроить выходной каскад передатчика, подключив к нему эквивалент нагрузки. После этого можно восстановить
соединение кабеля с согласующим устройством и выполнить окончательную настройку антенны. Диапазон 80 метров целесообразно разбить на два поддиапазона (CW и SSB). При настройке легко добиться КСВ
близкого к 1 на всех диапазонах.
Данную систему можно использовать также на WARC диапазонах (надо только подобрать отводы) и на 160 м, соответственно увеличив число витков катушки и периметр антенны.
Необходимо отметить, что все сказанное выше справедливо только при непосредственном подключении антенны к согласующему устройству. Конечно, данная конструкция не заменит «волновой канал» или
«двойной квадрат» на 14 — 28 МГц, но она хорошо настраивается на всех диапазонах и снимает многие проблемы у тех, кто вынужден использовать одну многодиапазонную антенну.
Вместо переключаемых конденсаторов можно применить КПЕ, но тогда придется каждый раз настраивать антенну при переходе на другой диапазон. Но, если дома такой вариант неудобен, то в полевых или
походных условиях он вполне оправдан. Уменьшенные варианты «дельты» для 7 и 14 МГц я неоднократно применял при работе в «поле». При этом две вершины крепились на деревьях, а питающая подключалась
к согласующему устройству, лежащему непосредственно на земле.
В заключение могу сказать, что используя для работы в эфире только трансивер с выходной мощностью около 120 Вт без каких-либо усилителей мощности, с описанной антенной на диапазонах 3,5; 7 и 14
МГц никогда не испытывал затруднений, при этом работаю, как правило, на общий вызов.
С. Смирнов, (EW7SF)
Конструкция простого антенного тюнера
Конструкция антенного тюнера от RZ3GI
Предлагаю простой вариант антенного тюнера, собранного по Т-образной схеме.
Опробованы совместно с FT-897D и антенной IV на 80, 40 m.
Строится на всех КВ диапазонах.
Катушка L1 намотана на оправке 40 мм с шагом 2 мм и имеет 35 витков, провод диаметром 1,2 — 1,5 мм, отводы (считая от «земли») — 12, 15, 18, 21, 24, 27, 29, 31, 33, 35 витков.
Катушка L2 имеет 3 витка на оправке 25 мм, длина намотки 25 мм.
Конденсаторы С1, С2 с Сmax = 160 пф (от бывшей УКВ станции).
КСВ метр применяется встроенный (в FT — 897D)
Антенна Inverted Vee на 80 и 40 метров — строится на всех диапазонах.
Юрий Зиборов RZ3GI.
Фото тюнера:
«Z-match» антенный тюнер
Под названием «Z-match» известно превеликое множество конструкций и схем, я бы даже сказал больше конструкций чем схем.
Основа схемного решения от которого я отталкивался широко распространена в интернете и offline литературе, всё выглядит примерно так (см. справа):
И вот, рассматривая множество различных схем, фотографий и заметок размещенных в сети, родилась у меня идея собрать и для себя антенный тюнер.
Под рукой оказался мой аппаратный журнал (да, да, я приверженец старой школы — олдскул, как выражается молодёжь) и на его страничке родилась схема нового, для моей радиостанции прибора.
Пришлось изъять страничку из журнала «для приобщения к делу»:
Заметно, что имеют быть значительные отличия от первоисточника. Я не стал применять индуктивную связь с антенной с её симметричностью, для меня достаточно автотрансформаторной схемы т.к. питать
антенны симметричной линией не планируется. Для удобства настройки и контроля за антенно-фидерными сооружениями я добавил в общую схему КСВ-метр и Ваттметр.
Покончив с расчетами элементов схемы можно приступить к макетированию:
Кроме корпуса приходится изготавливать и некоторые радиоэлементы, одной из немногих радиодеталей которую радиолюбитель может сделать сам это катушка индуктивности:
А вот, что получилось в результате, внутри и снаружи:
Еще не нанесены шкалы и обозначения, лицевая панель безлика и не информативна, но главное РАБОТАЕТ!! И это хорошо…
R3MAV. info — r3mav.ru
Согласующее устройство по аналогии Alinco EDX-1
Эта схема антенного согласующего устройства заимствована мной с фирменного Alinco EDX-1 HF ANTENNA TUNER, который работал с моим DX-70.
Детали:
С1 и С2 300 пф. Конденсаторы с воздушным диэлектриком. Шаг пластин 3 мм. Ротор 20 пластин. Статор 19. Но можно применить сдвоенные КПЕ с пластиковым диэлектриком от старых транзисторных
приёмников или с воздушным диэлектриком 2х12-495 пф. (как на снимке)
Вы спросите: «А не прошьёт?». Дело в том, что коаксиальный кабель припаян непосредственно к статору, а это 50 Ом, и где должна проскочить искра при таком низком сопротивлении?
Достаточно от конденсатора протянуть «голым» проводом линию длиной 7-10 см, как он сгорит синим пламенем. Для снятия статики конденсаторы можно зашунтировать резистором 15 кОм 2 W. (цитата из
«Усилители мощности конструкции UA3AIC»).
L1 — 20 витков посеребренного провода Д=2.0 мм, бескаркасная Д=20 мм. Отводы, считая от верхнего по схеме конца:
L2 25 витков, ПЭЛ 1.0, намотана на двух, сложенных вместе ферритовых кольцах, размером Д наруж.=32 мм, Д вн.=20 мм.
Толщина одного кольца = 6 мм.
(Для 3.5 МГц).
L3 28 витков, а всё остальной как у L2 (Для 1.8 МГц).
Но, к сожалению, в то время я не смог найти подходящих колец и поступил так: Выточил из оргстекла кольца и на них намотал провода до заполнения. Соединил их последовательно – это получился
эквивалент L2.
На оправке диаметром 18 мм (можно использовать пластиковую гильзу от охотничьего ружья 12 калибра) виток к витку намотал 36 витков – это получился аналог L3.
На снимке все видно. И КСВ-метр тоже. КСВ метр из описания Тарасова А. UT2FW «КВ-УКВ» № 5 за 2003 год.
Согласующее устройство для антенн дельта, квадрат, трапеция
Среди радиолюбителей большую популярность имеет петлевая антенна периметром 84 м. В основном его настраивают на 80М диапазон и с небольшим компромиссом его можно использовать на всех
радиолюбительских диапазонах. Такой компромисс можно принять если работаем ламповым усилителем мощности, но если имеем более современный трансивер, там дело уже не пойдет. Нужен согласующее
устройство, который устанавливает КСВ на каждом диапазоне, соответствующий нормальной работе трансивера. HA5AG рассказывал мне за простое согласующее устройство и прислал мне краткое его описание
(смотри рисунок). Устройство разработано для петлевых антенн практически любой формы (дельта, квадрат, трапеция, и.т.д.)
Краткое описание:
У автора согласующее устройство было опробовано на антенне, форма которого почти квадрат, установленная на высоте 13 м в горизонтальном положении. Входное сопротивление этой QUAD антенны на 80 м
–ом диапазоне 85 Ом, а на гармониках 150 – 180 Ом. Волновое сопротивление питающего кабеля 50 Ом. Задача стояла согласовать этот кабель с входным сопротивлением антенны 85 – 180 Ом. Для
согласования был применен трансформатор Tr1 и катушка L1.
В диапазоне 80 м с помощью реле Р1 замыкаем накоротко катушку n3. В цепи кабеля остается включенным катушка n2, которая со своей индуктивностью ставит входное сопротивление антенны на 50 Ом. На
остальных диапазонах Р1 отключен. В цепи кабеля включены катушки n2+n3 (6 витков) и антенна согласует 180 Ом на 50 Ом.
L1 – удлиняющая катушка. Он найдет свое применение на диапазоне 30 м. Дело в том, что третья гармоника 80 м –го диапазона не совпадает с разрешенным диапазоном частоты 30 м –го диапазона. (3 х
3600 Кгц = 10800 Кгц). Трансформатор T1 согласует антенну на 10500 Кгц, но это еще мало, нужно включить и катушку L1 и в таком включении антенна уже будет резонировать на частоте 10100 Кгц. Для
этого с помощью К1 включаем реле Р2, который при этом открывает свои нормально замкнутые контакты. L1 еще может послужить и в диапазоне 80 м, когда желаем работать в телеграфном участке. На 80
м–ом диапазоне полоса резонанса антенны около 120 Кгц. Для сдвига частоты резонанса можно включить L1. Включенная катушка L1 заметно снижает КСВ и на 24 Мгц частоте, а также на 10 м
диапазоне.
Согласующее устройство выполняет три функции:
1. Обеспечивает симметричное питание антенны, так как полотна антенны изолирована по ВЧ от «земли» через катушки трансформатора Tr1 и L1.
2. Согласует импеданс, описанным высшее способом.
3. С помощью катушек n2 и n3 трансформатора Tr1 ставит резонанс антенны в соответствующие, разрешенные полосы частоты по диапазонам. Об этом немного подробнее: Если антенна изначально настроена
на частоту 3600 кгц (без включения согласующего устройства), то на 40 м диапазоне будет резонировать на 7200 Кгц, на 20 м на 14400 Кгц, а на 10 м уже на 28800 Кгц. Это значит – антенну нужно
удлинять в каждом диапазоне, и при этом чем высшее частота диапазона тем больше требует удлинения. Вот, как раз такое совпадение используется для согласования антенны. Катушки трансформатора n2 и
n3, T1 c определенной индуктивностью, тем больше удлиняет антенну, чем высшее частота диапазона. Таким способом на 40 м катушки удлиняют в очень маленькой степени, а на 10 м диапазоне уже в
значительной степени. Правильно настроенную антенну согласующее устройство ставит в резонанс на каждом диапазоне в районе первой 100 Кгц частоты.
Положение выключателей К1 и К2 по диапазонам указаны в таблице (справа):
Если входное сопротивление антенны на 80 м диапазоне устанавливается не в пределах 80 – 90 Ом а в пределах 100 – 120 Ом, то количество витков катушку n2 трансформатора T1 нужно увеличить на 3, а
если сопротивление еще больше так на 4. Параметры остальных катушек остаются без изменений.
Перевод: UT1DA источник — (http://ut1da.narod.ru) HA5AG
КСВ-метр с согласующим устройством
На рис. справа приведена принципиальная схема прибора, включающего в себя КСВ-метр, с помощью которого можно настроить Си-Би антенну, и согласующее устройство, позволяющее привести сопротивление
настроенной антенны к Ra = 50 Ом.
Элементы КСВ-метра: Т1 — трансформатор антенного тока, намотанный на ферритовом кольце М50ВЧ2-24 12х5х4 мм. Его обмотка I — продетый в кольцо проводник с антенным током, обмотка II — 20 витков
провода в пластиковой изоляции, ее наматывают равномерно по всему кольцу. Конденсаторы С1 и С2 — типа КПК-МН, SA1 — любой тумблер, РА1 — микроамперметр на 100 мкА, например, М4248.
Элементы согласующего устройства: катушка L1 — 12 витков ПЭВ-2 0,8, внутренний диаметр — 6, длина — 18 мм. Конденсатор С7 — типа КПК-МН, С8 -любой керамический или слюдяной, рабочее напряжение не
менее 50 В (для передатчиков мощностью не более 10 вт). Переключатель SA2 — ПГ2-5-12П1НВ.
Для настройки КСВ-метра его выход отключают от согласующего контура (в т. А) и соединяют с 50-омным резистором (два параллельно включенных резистора МЛТ-2 100 Ом), а ко входу подключают Си-Би
радиостанцию, работающую на передачу. В режиме измерения прямой волны — в указанном на рис. 12.39 положении SA1 — прибор должен показать 70…100 мкА. (Это для передатчика мощностью 4 Вт. Если он
мощнее, то «100» на шкале РА1 выставляют иначе: подбором резистора, шунтирующего РА1 при закороченном резисторе R5.)
Переключив SA1 в другое положение (контроль отраженной волны), регулировкой С2 добиваются нулевых показаний РА1.
Затем вход и выход КСВ-метра меняют местами (КСВ-метр симметричен) и эту процедуру повторяют, устанавливая в «нулевое» положение С1.
На этом настройку КСВ-метра заканчивают, его выход подключают к седьмому витку катушки L1.
КСВ антенного тракта определяют по формуле: КСВ=(А1+А2)/(А1-А2), где А1 — показания РА1 в режиме измерения прямой волны, а А2 — обратной. Хотя вернее было бы говорить здесь не о КСВ, как таковом,
а о величине и характере антенного импеданса, приведенного к антенному разъему станции, о его отличии от активного Ra = 50 Ом.
Антенный тракт будет настроен, если изменениями длины вибратора, противовесов, иногда — длины фидера, индуктивности удлиняющей катушки (если она есть) и др. будет получен минимально возможный
КСВ.
Некоторая неточность настройки антенны может быть компенсирована расстройкой контура L1C7C8. Это можно сделать конденсатором С7 или изменением индуктивности контура — например, введением в L1
небольшого карбонильного сердечника.
Как показывает опыт настройки и согласования Си-Би антенн самых разных конфигураций и размеров (0,1…3L), под контролем и с помощью этого прибора нетрудно получить КСВ = 1… 1,2 в любом участке
этого диапазона.
Радио, 1996, 11
Простой антенный тюнер
Для согласования трансивера с различными антеннами можно с успехом применить простейший ручной тюнер, схема которого показана на рисунке. Он перекрывает диапазон частот от 1,8 до 29 мГц.Кроме
того, этот тюнер может работать как простейший коммутатор антенн, имеющий еще и эквивалент нагрузки. Мощность, подводимая к тюнеру, зависит от от зазора между пластинами применяемого конденсатора
переменной емкости С1 – чем он больше, тем лучше. С зазором 1,5-2 мм тюнер выдерживал мощность до 200 Вт (может и больше – для дальнейших экспериментов мощности моего TRX не хватило). На входе
тюнера для измерения КСВ можно включить один из КСВ-метров, хотя при совместной работе тюнера с импортными трансиверами это не обязательно — все они имеют встроенную функцию измерения КСВ (SVR).
Два (или больше) ВЧ разъема типа PL259 позволяют подключить антенну, выбранную с помощью галетного переключателя S2 «Коммутатор антенн» для работы с трансивером. Этот же переключатель имеет
положение «Эквивалент», при котором трансивер может быть подключен к эквиваленту нагрузки сопротивлением 50 Ом. С помощью релейной коммутации можно включить режим «Обход» и антенна или эквивалент
(в зависимости от положения коммутатора антенн S2) будут напрямую подсоединены к трансиверу.
В качестве С1 и С2 применяются стандартные КПЕ-2 своздушным диэлектриком 2х495 пФ от промышленных бытовых приемников. Их секции продернуты через одну пластину. В С1 задействованы две
секции, соединенные параллельно. Он установлен на пластине из оргстекла толщиной 5 мм. В С2 – задействована одна секция. S1 – галетный ВЧ переключатель на 6 положений (2Н6П галеты из керамики, их
контакты соединены параллельно). S2 — такой же, но на три положения (2Н3П, или на большее число положений в зависимости от количества антенных разъемов). Катушка L2 — намотана голым медным
проводом d=1мм (лучше посеребренный), всего 31 виток, намотка с небольшим шагом, внешний диаметр 18 мм, отводы от 9 + 9 + 9 + 4 витка. Катушка L1 -тоже, но 10 витков. Катушки установлены
взаимно-перпендикулярно. L2 можно припаять выводами к контактам галетного переключателя, изогнув катушку полукольцом. Монтаж тюнера проводится короткими толстыми (d=1,5-2 мм) отрезками голого
медного провода. Реле типа ТКЕ52ПД от радиостанции Р-130М. Естественно, оптимальным вариантом является применение более высокочастотных реле, например, типа РЭН33. Напряжение для питания реле
получено от простейшего выпрямителя, собранного на трансформаторе ТВК-110Л2 и диодном мосту КЦ402 (КЦ405) или им подобным. Коммутация реле осуществляется тумблером S3 «Обход» типа МТ-1,
установленном на лицевой панели тюнера. Лампа La (не обязательна) служит индикатором включения. Может оказаться, что на низкочастотных диапазонах не хватает емкости С2. Тогда параллельно С2 можно
с помощью реле Р3 и тумблера S4 подключать или его вторую секцию или дополнительные конденсаторы (подобрать 50 – 120 пФ — на схеме показано пунктиром).
По рекомендации, оси КПЕ соединены с ручками управления через отрезки дюритового бензошланга, служащие изоляторами. Для их фиксации использованы водопроводные хомутики d=6 мм. Тюнер был
изготовлен в корпусе от набора «Электроника-Контур-80». Несколько бОльшие размеры корпуса, чем у тюнера, описанного в , оставляют достаточный простор для доработок и модификаций данной схемы.
Например, ФНЧ на входе, согласующий симметрирующий трансформатор 1:4 на выходе, вмонтированный КСВ-метр и другие. Для эффективной работы тюнера не следует забывать о хорошем его заземлении.
Простой тюнер для настройки симметричной линии
На рисунке приведена схема простого тюнера для согласования симметричной линии. В качестве индикатора настройки используется светодиод.
и в журналах Радио Nr.2,3 за 2010 год, с описанием автоматического антенного тюнера от автора UA3GDW, разработана печатная плата процессорного блока этого тюнера.
В схему внесены небольшие изменения касающиеся выходных буферных микросхем, управляющих реле высокочастотного блока. К155ЛА8 заменены на импортные восьмиканальные ULN2803, работающие с нагрузкой до 500 мА и напряжением до 50 Вольт.
Одновременно, в схеме использован внешний кварц на 16 мГц, вместо, зачастую трудно доставаемого, интегрального генератора на эту же частоту и заменена экзотическая микросхема интерфейса ADM202 на более распостранённую MAX232.
На плате применены SMD конденсаторы и резисторы типоразмера 1206 или 0805, кроме электролитических. Микросхемы — в DIP корпусах.
Вид снизу на плату (окончательный вариант):
Вытравленная плата (тестовый вариант):
Собранная плата:
Для упрощения поиска распиновки контроллера 16F874 для программирования, ниже приведён его рисунок:
Прошивку контроллера можно выполнить любым программатором, например — программатором PICkit 2 или простейшим JDM программатором.
Для правильного подключения контроллера к программатору можно ориентироваться по распайке универсальной панельки для программирования PIC в программаторе PICkit2, в случае 40 pin панельки (DIP40):
Программируем PIC:
Итак, контроллер запрограммирован.
Вставляем запрограммированный PIC в панельку на плате, собираем небольшой проверочный стендик из светодиодов и токоограничивающих резисторов — это позволит проверить работоспособность блока управления в целом (если у вас собран согласующий блок с реле, то эту операцию можно не делать, а подключить выходы непосредственно к ВЧ блоку). На входы падающей и отражённой волны нужно подключить напряжение +5В, имитирующее напряжение с выхода КСВ метра:
При включении питания и нажатии кнопки «Настройка» — начинают загораться контрольные светодиоды, перебирая варианты включения реле.
При уменьшении напряжения Uотр. до нуля (КСВ=1) настройка тюнера автоматически останавливается.
Автор пишет, что при повторном нажатии на кнопку «Настройка», настройка тюнера должна останавливаться. Но этого не происходит. Видимо, что это изменённая версия программы. После переписки с автором этой интересной конструкции, Роман прислал доработанную версию программного обеспечения с выполнением остановки при повторном нажатии кнопки «Настройка» (за что ему огромное спасибо за проделанную работу!) — необходимо протестировать.
Но, в общем, процессорный блок работает!
А вот так можно запитать антенный тюнер по коаксиальному кабелю, установив тюнер, в герметичном боксе, непосредственно у антенны:
Дистанционное управление запуском автоматической настройки тюнера, по коаксиальному кабелю, можно реализовать путём кратковременной подачи, в коаксиальный кабель, развязанный дросселями, напряжения на несколько вольт больше, чем номинальное питание тюнера. В тюнере должен быть собран простейший компаратор, различающий уровни напряжения. Выход этого компаратора включает режим настройки, имитируя кратковременное нажатие кнопки «Настройка». В простейшем случае, роль компаратора может выполнять обычное реле, напряжение срабатывания которого немного больше напряжения питания тюнера.
Рисунок печатной платы высокочастотного блока на импортных реле с двумя переключающими контактами, включёнными в параллель (окончательный вариант):
Плата выполнена с большим запасом, при желании, её размер можно немного уменьшить.
Фото готовой платы (тестовый вариант):
Схема КСВ метра заменена на Tandem Mach, как не требующая настройки:
В нём используется импортный двухдырочный сердечник BN43-202.
В детекторе КСВ метра используюся SMD диоды Шотки 1N5711, BAT-43 или подобные.
Размер платы высокочастотного блока тюнера — 162 х 120 мм, применён двухсторонний (лучше односторонний с корректировкой рисунка печатной платы — будет меньше ёмкость монтажа) фольгированный текстолит.
Плата рассчитана на установку развязывающих SMD индуктивностей, конденсаторов и резисторов типаразмера 1206 или 0805.
Ну, и немного информации по комплектующим:
По ниже приведённой ссылке, у итальянцев на e-bay, можно заказать комплект из 10 Амидоновскич колец Т80-2, диаметром 20.2 мм, для этого тюнера, за 15.9 USD c пересылкой (на 3.5 USD переплата за десяток, по сравнению с покупкой у американцев):
Причём, для конструкции этого тюнера хватит и четырёх колец, так как первые четыре катушки можно сделать безкаркасные — из-за малого количества витков (2, 3, 4, 5).
Уж не знаю, какую максимальную мощность сможет пропустить через себя этот тюнер с подобными кольцами, но, по информации, в ФНЧ передатчиков до 100 Вт, коллеги применяют кольца и Т50 (12 мм), и Т68 (17.5 мм)…
По крайней мере, в тюнере LDG-100 (125 Вт) используются кольца, очень похожие, по размеру, на T80-2 (на фото можно ориентироваться по размерам DIP микросхемы, с стандартным расстоянием между её выводами 2.54 мм или по длине реле FRT3-SL2 — 20.2 мм):
Реле, для ВЧ блока согласования, можно купить на e-bay у китайцев (4 комплекта по 5 штук — 31.96 USD, с пересылкой):
Три реле останутся в запасе.
(Кстати, цена только одного реле, используемого в тюнере LDG-100 — FRT3-SL2, на e-bay, вместе с пересылкой, составляет более 20 USD!)
На e-bay легко можно купить и кварцы на 16 мГц, причём стоят они очень дёшево: 10 шт. — 1.61 USD (пересылка бесплатно):
Все микросхемы для процессорного блока есть в наличии в фирме farnell.com — её филиалы есть во многих странах, обойдутся они в районе 15 USD + пересылка:
Общая стоимость покупных деталей для тюнера получается в районе 70 USD.
=================================================
Приближаемся к финишу:
Использован ряд индуктивностей (кольца Т80-2, провод 0.9 мм, в мкГн):
10.0 (два сложенных вместе кольца Т80-2).
Ряд ёмкостей (в пФ):
Ёмкости подпаиваются к шпилькам, поэтому могут быть легко заменены, при необходимости.
Проверил работу тюнера с эквивалентами и реальными антеннами — всё работает. Есть небольшие пожелания по совершенствованию схемотехники, железа и программы, но работать можно и в таком варианте этой конструкции:
В чём удобство в использовании этого варианта тюнера — если он не может выполнить 100% согласование с нагрузкой в течении 8 секунд, то он останавливается на минимальном значении КСВ, полученном при согласовании.
* Несколько позже, программой MMANA просчитал возможные величины согласуемых сопротивлений Г-образной цепью, с выходным сопротивлением выходного каскада передатчика 50 Ом и выше приведёнными номиналами индуктивности и ёмкости, на разных частотах.
В результате получено:
Частота 1825 кГц Z = 16…..1097 Ом
Частота 3550 кГц Z = 5.6…..4015 Ом
Частота 7050 кГц Z = 1.5…….15700 Ом
Частота 14150 кГц Z = 0.4…….63100 Ом
……………………………………………………..
Частота 28500 кГц Z = 0.1……бесконечность Ом
При рассчётах пришёл к выводу, что ставить столь большое значение суммарной индуктивности (19.95 мкГн) нет смысла. Её значение определяет верхнее значение сопротивления согласования. Достаточно ограничиться максимальной суммарной индуктивностью 10 мкГн. А это, ряд индуктивностей с максимальным значением последней катушки — 5 мкГн.
В среде радиолюбителей-коротковолновиков популярны антенные тюнеры фирмы MFJ различных модификаций, в том числе на мощность 1…3 кВт. Автору статьи не раз приходилось видеть «внутренности» тюнеров этой фирмы, вышедших из строя. Возможно, что при более «деликатном обращении» подобных плачевных последствий и удаётся избежать, но и это не является фактором высокой надёжности тюнера. Также немаловажную роль играет их стоимость…
В настоящее время на радиорынках СНГ, в том числе и на интернет-рынках появилось множество радиокомпонентов от военной техники СССР, снятой с вооружения, но вполне пригодных для радиолюбительских конструкций.
Изучив информацию по ручным Т-тюнерам MFJ и различным «самодельным» устройствам, автор собрал тюнер на максимальную проходную мощность 3 кВт в радиолюбительских диапазонах 1,8…30 МГц, применив соответствующие компоненты.
Устройство представляет собой законченную конструкцию и позволяет:
1. Подключать к усилителю мощности (УМ) внешнюю нагрузку 50 Ом через измеритель КСВ и проходной мощности.
2. Коммутировать две антенны через измеритель КСВ и проходной мощности напрямую без тюнера.
3. Подключать одну антенну к тюнеру через измеритель КСВ и проходной мощности и согласовать нагрузку, эквивалентную сопротивлению 10…1000 Ом в диапазоне 1,8….30 МГц.
4. Измерять КСВ в подключённой антенно-фидерной системе с минимальной мощностью 50 Вт на нагрузке 50 Ом.
5. Измерять мощность проходящего сигнала в трёх интервалах: 0,3 кВт, 1,5 кВт, 3 кВт.
6. Подавлять внеполосные излучения (не менее 10 дБ).
Принципиальная схема антенного тюнера показана на рис. 1. Сигнал передатчика подаётся на разъём XW1 и через первичную обмотку трансформатора Т1 измерителя КСВ и проходной мощности поступает на переключатель выбора направления передачи мощности — SA2. В положении 1 переключателя SA2 сигнал поступает на разъём XW2, к которому подключают безындуктивную нагрузку с сопротивлением 50 Ом на соответствующую мощность. Этот режим необходим для настройки лампового усилителя мощности, чтобы исключить пробой конденсаторов переменной ёмкости (КПЕ) П-контура. Часто бывает, что радиолюбители в П-контуре ламповых усилителей большой мощности применяют конденсаторы с довольнотаки малыми зазорами, например, трёх-, пятисекционные КПЕ с ёмкостью секции 12/495 или 17/500 в лучшем случае.
Рис. 1. Принципиальная схема антенного тюнера
В положениях 2 и 3 переключателя SA2 сигнал передачи может поступать на разъёмы XW3 и XW4 соответственно, к которым подключают антенно-фидерные устройства с волновым сопротивлением 50 Ом. В положении 4 переключателя SA2 сигнал передачи поступит на тюнер и далее на разъём XW5, к которому может быть подключено антеннофидерное устройство с сопротивлением 10…1000 Ом.
Тюнер выполнен по Т-образной схеме и состоит из двух КПЕ С6 и С7, катушки с переменной индуктивностью L1 и конденсаторов С8, С9, подключаемых автоматически выключателями SA3 и SA4 при вращении роторов КПЕ С6 и С7.
При измерении проходной мощности ВЧ-сигнал снимается с вторичной обмотки трансформатора Т1 через цепь VD1C3R3 и через контакты 1, 2 или 3 переключателя SA1 и соответствующие добавочные резисторы R4-R8 поступает на измерительный прибор РА1.
При измерении КСВ сигнал снимается с вторичной обмотки трансформатора Т1, детектируется цепями VD1C3R3 и VD2C4R3, через контакты 4 или 5 переключателя SA1 с движка переменного резистора R3 поступает на прибор РА1. Цепь VD1C3R3 — детектор прямой волны, цепь VD2C4R3 — детектор отражённой волны. Переменным резистором R3 устанавливают положение стрелки прибора РА1 на конечное деление шкалы в положении 4 переключателя SА1. В положении 5 переключателя SА1 производят считывание показаний КСВ. Измерительный прибор РА1 имеет две шкалы: шкалу проходной мощности и шкалу отсчёта КСВ.
Основные узлы в конструкции применены от согласующе-симметрирующего устройства радиостанции Р-140. Измеренная ёмкость конденсаторов С6 и С7 — 26…206 и 26…209 пФ соответственно. Толщина дюралюминиевых пластин ротора и статора КПЕ — 3,7 мм. Зазор между пластинами ротора и статора при введённом роторе — 7 мм. Роторы этих КПЕ вращаются без ограничений на 360 о (рис. 2). При выборе КПЕ другого типа необходимо обратить внимание на толщину пластин, так как тонкие пластины при сигнале большой мощности могут изгибаться, тем самым способствуя ВЧ-пробою. У применённых КПЕ имеются мощные щёточные коммутаторы из латуни. С их помощью подключаются дополнительные конденсаторы С8 и С9 — К15У-1 на номинальное напряжение 3,5 кВ и реактивную мощность 8 кВАр.
Рис. 2. Роторы КПЕ
Цилиндрический вариометр L1 — также от радиостанции Р-140. Его катушка выполнена медной шиной 10×1,2 мм и содержит 22 витка с шагом 6 мм. Вариометр можно применить и от другой техники, но не с худшими данными.
Переключатель выбора подключаемой нагрузки SA2 — щёточного типа, керамический с площадью контакта не менее 7 мм 2 . Переключатели со сферической формой контакта не годятся ввиду малой площади контакта. Переключатель SA1 — ПГК 5П2Н или другой подходящего типа на радиокерамике.
Трансформатор Т1 намотан на магни-топроводе типоразмера К20х10х5мм из феррита 50ВЧ. Первичная обмотка Т1 представляет собой медный проводник диаметром 3 мм и длиной 40 мм, на который надета фторопластовая трубка. Этот проводник проходит сквозь ферритовое кольцо с вторичной обмоткой, которая выполнена двумя параллельно идущими многожильными проводами, взятыми из монтажного шлейфа. Провода в ПХВ-изоляции содержат две жилы из семи проводников медного лужёного провода диаметром 0,15 мм. Эта обмотка содержит десять витков, намотанных равномерно по кольцу. Кольцо предварительно обмотано лентой из фторопласта или лакоткани. Средняя точка вторичной обмотки получается соединением конца одного провода обмотки с началом второго.
Автор давно использует такой тип вторичной обмотки при изготовлении КСВ-метров до 50 МГц, зарекомендовавший себя как наиболее оптимальный и надёжный. Следует иметь в виду, что верхний вывод конденсатора С1 подключён к проводнику первичной обмотки Т1 после него (не со стороны подключения входного разъёма!). Шина общего провода измерителя выполнена из медного провода диаметром 3 мм. Одним концом эта шина подключена к корпусу входного разъёма, а вторым — к оплётке кабеля, идущего на переключатель SA2. Центральный провод этого кабеля подпаян к проводнику первичной обмотки Т1 после него.
Конденсатор С1 — любой подходящий с воздушным диэлектриком, С2 — КСО-1, КТК, КДК на номинальное напряжение не менее 250 В. Резисторы R1, R2, R6, R8 — МЛТ-2. Переменный резистор R3 — СП3-9а, СП3-4а или СП группы В. Подстроечные резисторы R4, R5, R7 — СП3-9а, СП4-1 группы А. Конденсаторы С3, С4 составлены из двух конденсаторов КДК ёмкостью 6800 пФ, включённых параллельно, С5 — КДК. Все конденсаторы — на номинальное напряжение 250 В. Диоды VD1, VD2 можно заменить подобранными диодами Д9Ж. Прибор РА1 — М24 с током полного отклонения стрелки 200 мкА. Можно применить другой на ток от 50 до 300 мкА с соответствующей коррекцией добавочных резисторов. От чувствительности прибора зависит минимальная мощность контроля КСВ. В авторском варианте — это 50 Вт. Выбор такой мощности сделан из соображений комфортной работы тюнера в момент согласования с большим сопротивлением нагрузки.
Все ВЧ-разъёмы — СР-50-165Ф. Для подключения эквивалента нагрузки 50 Ом применён 50-омный разъём другого типа, чтобы не путать с другими направлениями.
Тюнер смонтирован в корпусе размерами 480x320x300 мм от генератора Г3-33. К корпусу снизу привинчены резиновые ножки, в задней стенке вырезаны отверстия под разъёмы. Также на задней стенке корпуса установлена клемма «земля».
Лицевая панель тюнера и шасси изготовлены из стали толщиной 1,5 мм и представляют собой цельную жёсткую конструкцию. Они соединены посредством полуавтоматической сварки (КЭМП), но можно применить заклёпочно-винтовой способ соединений. Важно, чтобы конструкция была достаточно жёсткой, поскольку применяемые радиодетали имеют сравнительно большие размеры и массу. Панель крепления ВЧ-разъёмов размерами 442x75x4 мм изготовлена из дюралюминия и закреплена на шасси сзади. Разъёмы крепятся латунными винтами и гайками М3. Монтажные лепестки из лужёной латуни подходящего размера крепят под латунными гайками. В конструкции все площадки под винты, гайки, лепестки и разъёмы перед монтажом хорошо зачищают. Передняя панель и шасси тюнера окрашены эмалью ПФ-115 серого цвета. Все надписи сделаны переводным шрифтом (рис. 3).
Рис. 3. Передняя панель тюнера
В боковых стенках шасси в местах крепления КПЕ и вариометра вырезаны прямоугольные окна для уменьшения ёмкости монтажа. Узлы измерительного прибора, измерителя КСВ и проходной мощности закрыты коробчатыми экранами. Узел измерителя КСВ и проходной мощности дополнительно закрыт Г-образным экраном из дюралюминия.
Компоновка узлов тюнера показана на фото (рис. 4).
Рис. 4. Компоновка узлов тюнера
При монтаже КПЕ следует учесть, что они изолированы от шасси. Металлические оси управления КПЕ соединяют с осями роторов КПЕ через изоляционные высо-
ковольтные муфты. Также на оси управления крепят диски диаметром 100 мм из металла или пластика для шкал. Шкалы изготавливают на принтере или рисуют от руки на плотной белой бумаге. Рабочее поле шкал КПЕ — 360 о. В лицевой панели тюнера под эти шкалы по месту вырезаны отверстия. Отверстия закрыты пластинами из оргстекла толщиной 1 мм и снабжены визирами по центру. Шкала прибора РА1 изготовлена таким же способом.
Конденсаторы С8 и С9 монтируют на задних стенках корпусов С6 и С7 соответственно. При установке вариометра обращают внимание, что ось управления вариометра соединена с его подвижными контактами. Поэтому токосъёмник подвижных контактов соединяют с ближайшим выводом катушки вариометра и подключают к общему проводу — пластине крепления ВЧ-разъёмов. В качестве шкального устройства вариометра использован модернизированный шкальный механизм от радиостанции 10РТ-26. Шкалу вариометра также изготавливают вышеуказанным способом.
Монтаж тюнера выполнен коаксиальным кабелем РК50-9-12, рассчитанным на проходную мощность более 3 кВт при КСВ=1. Измерительный узел РА1С5R3 подключён экранированными НЧ-проводами. Остальные соединения выполнены лужёной медной шиной 10×1 мм и трубкой диаметром 5 мм по кратчайшему пути. Детали С1-С4, R1, R2, VD1, VD2 смонтированы навесным способом на керамической пластине c монтажными лепестками. Как сказано выше, конденсаторы С3 и С4 составлены из пар конденсаторов ёмкостью 6800 пФ. Одни установлены на пластине, а вторые — на переключателе SА1. Подстроечные резисторы R4, R5, R7 смонтированы на боковой панели шасси для возможности регулирования извне (рис. 5). Там же сделано отверстие для регулировки конденсатора С1. Фиксатор положений переключателя SА1 необходимо несколько ослабить для более мягкого переключения. Ось переключателя SА1 выведена на переднюю панель тюнера через ось с двумя пружинными карданами. Переменный резистор R3 также установлен на лицевой панели. Элементы R3, PA1, C5 закрыты коробчатым экраном. Диоды VD1, VD2 должны быть подобраны в пару. Упрощённый подбор — по измерению прямого сопротивления цифровым измерителем сопротивлений. Для более точного подбора диодов можно воспользоваться известными методиками из литературы или Интернета.
Рис. 5. Монтаж резисторов
Все работы по налаживанию тюнера выполняются при строгом соблюдении техники электробезопасности!
Настройка производится на диапазоне 14 МГц. На остальных диапазонах результаты получаются вполне приемлемые, и никаких дополнительных настроек не требуется.
Вначале проверяют правильность монтажа всего устройства. Убедившись, что всё в порядке, устанавливают переключатель SA2 в положение 1 («50Е») и подключают к разъёму XW2 безындуктивное сопротивление 50 Ом соответствующей мощности. Подключают выход трансивера или усилителя мощности к разъёму XW1. Движок переменного резистора R3 устанавливают в крайнее правое положение (подвижный контакт соединяют с общим проводом). Переключатель SА1 устанавливают в положение 4 («F», прямая волна). Включают трансивер в режим передачи, настраивают его П-контур на нагрузку 50 Ом и устанавливают выходную мощность 50 Вт. Если у трансивера транзисторный выход, то он уже настроен на 50 Ом. Переменным резистором R3 устанавливают стрелку прибора РА1 на середину шкалы. Переводят SА1 в положение 5 («R», отражённая волна) и диэлектрической отвёрткой вращают ротор конденсатора С1. Стрелка прибора РА1 идёт к нулю. Возвращают SА1 в положение «F» и резистором R3 устанавливают стрелку РА1 на конечное значение шкалы. Переключают SА1 в положение «R» и конденсатором С1 устанавливают стрелку РА1 на нулевую отметку шкалы. Повторяют эту операцию и, если нужно, корректируют настройку. Эта настройка будет соответствовать КСВ, равному единице. Шкала КСВ-метра градуируется согласно расчётам по формуле
КСВ = (1+U отр)/(1-U отр).
Вместо 1 подставляют конечное значение шкалы, вместо U — показания в режиме отражённой волны. Полученное значение будет значением КСВ. Например, вся шкала имеет 100 делений. Показание отражённой волны — десять делений. Подставляем эти значения в формулу и делаем расчёт:
КСВ = (100+10)/(100-10) = 1,22.
Полученное значение и будет соответствовать КСВ в данной точке шкалы. Таким способом можно рассчитать всю шкалу КСВ-метра. Варьируя цифрами в этой формуле, можно отградуировать шкалу в желаемых значениях.
Далее настраиваем измеритель проходной мощности, который имеет три кратных предела измерения: 0,3 кВт, 1,5 кВт и 3 кВт. Для настройки понадобится ВЧ-вольтметр с пределом измерения напряжения 400 В. Для этих целей подойдут вольтметры, имеющие в комплекте ВЧ-делители напряжения. Почему до 400 В? Потому, что при мощности 3 кВт на нагрузке 50 Ом будет ВЧ-напряжение 387 В, при мощности 1,5 кВт — 274 В, при 0,3 кВт — 123 В. Эти значения получены расчётом по формуле
По этой же формуле определяются промежуточные значения шкалы измерителя проходной мощности. Следует отметить, что шкала мощности нелинейна, и использовать линейную шкалу прибора РА1 напрямую для отсчёта мощности не удастся.
В режиме измерителя проходной мощности движок переменного резистора R3 устанавливают в нулевое положение. Переводят переключатель SА1 в положение 1 (0,3 кВт), уровень передачи на нуле. Подстроечные резисторы R4, R5, R7 устанавливают в положение максимального сопротивления. Плавно подают входной сигнал и контролируют ВЧ-напряжение на нагрузке 50 Ом. При достижении напряжения 123 В подстроечным резистором R4 устанавливают стрелку прибора РА1 на конечное значение шкалы. Это положение будет соответствовать проходной мощности 0,3 кВт. Аналогичным способом настраивают измеритель в других положениях SА1 в соответствии с ВЧ-напряжениями, значения которых приведены выше. Первоначально добавочные резисторы R6 и R8 имеют сопротивление 200 кОм и 470 кОм соответственно. При настройке, возможно, придётся их подобрать. Они обеспечивают плавность регулировки подстроечными резисторами R5, R7.
Промежуточные значения мощности получают из формулы. Много значений создавать вряд ли следует. Достаточно, например, оцифровать такие: 100 Вт, 200 Вт, 250 Вт, 300 Вт. Множитель даст: 0,5 кВт, 1 кВт, 1,25 кВт, 1,5 кВт или 1 кВт, 2 кВт, 2,5 кВт, 3 кВт.
Подключают к тюнеру заземление (клемма X1), сопротивление нагрузки 50 Ом (разъём XW2), выход трансивера/усилителя (разъём XW1) и согласуемую антенну (к разъёму XW5).
Переводят переключатель SА2 в положение 4 «TUNER». Включают трансивер в режиме приёма и вращают ручку настройки вариометра L1 до получения максимального шума эфира. Устанавливают мощность передачи порядка 50 Вт и настройкой конденсаторов С6 и С7 добиваются минимума КСВ. На практике лучше перестраивать конденсатор С6 с небольшим шагом, затем производить точную подстройку на минимум КСВ конденсатором С7. Если необходимо, подстраивают катушку L1, но это в последнюю очередь. Процедура повторяется до достижения минимального КСВ. Когда он получен, можно увеличивать выходную мощность передатчика.
Следует иметь в виду, что минимальный КСВ можно получить в разной комбинации положений ручек тюнера.
По достижении минимума КСВ следует проверить мощность, отдаваемую передатчиком, и убедиться в том, что его система ALC не уменьшила её значительно. Если это всё же произошло, следует искать минимальный КСВ при другом положении вариометра. Чтобы каждый раз не искать точки настройки тюнера, полезно составить таблицу положения ручек настройки по участкам диапазонов.
Необходимо помнить, что настройку тюнера следует производить на мощности менее 100 Вт! Мощность увеличивать только после настройки тюнера и не использовать режим передачи длительное время при высоком КСВ.
Некоторые напоминания. Если применяется фидер питания антенны длиной, кратной нечётному числу 1/4λ (с учётом коэффициента укорочения), то фидер превращается в высокоомный трансформатор. Если длина фидера кратна чётному числу 1/4λ, то имеем повторитель входного сопротивления антенны. То есть к тюнеру будет подведено входное сопротивление антенны. Это следует учитывать при постройке как однодиапазонных, так и многодиапазонных антенн, чтобы получить их максимальную эффективность.
Дата публикации:
02.07.2018
Мнения читателей
- сергей
/ 10.12.2018 — 10:54
Приветствую! где бы заказать сиё?
Материал — вдогонку к свежему описанию на Московском УКВ портале .
Бесспорно, уважаемый в непрофессиональной среде бренд, но… есть тут в случае с
любым антенным тюнером свои «подводные
камни».
Собственно, будут изложены всего лишь азы практической
радиотехники, которые прекрасно знакомы военным КВ-радистам (нашим и
«не нашим»), а также «дедам» радиолюбительской связи, на которых нынешнее
поколение, избалованное «крутизной» (а иногда – и «псевдокрутизной»)
современной техники смотрит снисходительно; как подростки на родителей, считая
что они-то уж все понимают лучше «предков», ибо на дворе — новое время. Но — не
стоит обольщаться, что в эпоху «интеллектуальной» техники не нужно ничего
знать. Ибо любая степень технического прогресса не изменит основных законов
физики; и это так же точно, как и то, что солнце вдруг не начнет ходить с
запада на восток.
Вернемся к теме.
Первое и главное: если вы работаете на стационарную антенну
в каком-то одном диапазоне, или переключаете несколько стационарных диапазонных
антенн с уже настроенными элементами согласования – забудьте слово «антенный
тюнер» в принципе и дальше не читайте. Эта техника вам не нужна. Она
применяется:
Со «случайными» антеннами (луч произвольной длины и
произвольного размещения в пространстве; особенно при работе в широком
диапазоне частот);
С укороченными антеннами (скажем, ограниченное пространство
не позволяет на НЧ-диапазонах использовать полную геометрию, и нет возможности
измерить антенный импеданс, чтобы сделать цепь согласования);
С одновходовыми многодиапазонными полноразмерными антеннами
«хитрой» геометрии или с трапами (особенно – горизонтальной поляризации, так
как ограниченность высоты их подвеса очень сильно влияет на входное сопротивление
в зависимости от частотного диапазона, разница которых простирается почти на
порядок от 3,5 до 29 МГц)
Что чисто физически делает антенный тюнер (хоть
автоматический, хоть – ручной)? И где вообще его место в тракте? Рисуем
несколько простецких схем, из которых без лишних слов все становится понятно.
Схема 1-я, бесфидерная
(наиболее часто применяемая
полевыми военными радистами в условиях слабо- и среднепересеченной местности
для ближней тактической связи («нижнее» КВ, в отличие от УКВ, такую неплохо огибает).
Ну, в эпоху глобальных сетей уже нет смысла использовать КВ для контактов с
резидентурой, заброшенной за пару тысяч километров на территорию потенциального
противника, как это было, скажем, до и
во время Второй Мировой войны.
Данная схема – в случае конструктивно заложенного широкого
размаха изменения параметров импеданса тюнера на выходе к антенне (т.е.не
только активного R
, но
и его реактивной составляющей) – способна согласовать буквально любые отрезки
провода, которые будут использоваться в качестве собственно антенны и ее
противовеса. Из схемы понятно, что тюнер должен быть прямым продолжением
входа/выхода радиостанции, либо конструктивно находиться внутри нее (что и
сделано в полевых военных КВ-трансиверах, взять хоть старую-добрую Р-107М, хотьCodan
2110).
Раз нет фидера и с антенной стороны тюнера – значит, рация
сама стоит в поле, а наиболее подходящая к ней антенна – либо вертикальный,
либо наклонный луч с произвольной длиной, которые при изменении диапазона
(т.е.изменении соотношения длины антенного провода к длине волны) нужно будет
подстраивать тюнером по его выходу на антенну (т.к.на стороне тюнера,
обращенного к радиостанции – неизменное волновое сопротивление
приемо-передающего тракта). В таких антеннах в качестве противовеса часто
используется металлический корпус самой рации и его емкостная (реже – через
заземлитель) связь с землей. Видим: ну, не радиолюбительский это вариант «для
дома», и уж тем паче – малопригоден он для DX
в городских условиях: радиостанцию придется ставить у окна,
выводить через его раму антенный луч и городить «искусственную землю» на
заземлитель ванны.
Схема 2-я, с фидером от радиостанции до тюнера.
Такое
соединение предполагает, что постоянное сопротивление выхода приемо-передающего
тракта (чаще всего — коаксиальный выход 50 Ом) нагружается на фидер
произвольной длины с тем же волновым сопротивлением, и вход тюнера тоже должен
быть настроен на это значение. Тогда КСВ между выходом приемо-передатчика и
входом тюнера будет равно единице. То есть по передаче в тюнер попадет вся
мощность передатчика, а по приему – приемник получит всю мощность из тюнера
(разумеется, за исключением погонных потерь в фидере, тем больших, чем больше
его длина и меньше диаметр). Раз схема оперирует лишь фидером от радиостанции
до тюнера, из этого следует прямое соединение второй стороны тюнера с тем, что
мы будем применять в качестве антенны и ее противовеса. Это уже могут быть и
диполи, и ромбы, и… Да все, что душе угодно; хоть для зенитной связи в пару
сотен километров, хоть для контактов с другим полушарием! Однако следует также
и то, что в помещение можно поставить лишь радиостанцию, но – не тюнер (он-то –
непосредственно на антенне!). А это в свою очередь означает, что тюнер в такой схеме:
Должен иметь уличное исполнение;
Быть автоматическим (если предполагается работа на разных
диапазонах; не налазишься же каждый раз его на мачту подстраивать!);
-иметь линию питания приводов автоматики до помещения или встроенные элементы
питания (последнее – очень не здорово ни зимой, ни в случае размещения
элементов антенны на высокой мачте).
В-общем, имеем опять не очень-то радиолюбительский вариант
(хотя и самый лучший), учитывая, что хорошие «уличные» тюнеры еще и в цене как
пол-трансивера, т.к. даже простейшая «интеллектуальная» автоматика,
качественные приводы для его настройки и надежно загерметизированный корпус –
весьма недешевы.
Остается третья схема, чисто «радиолюбительская». Но именно
та, которую очень часто применяют некорректно, отчего старики Герц и Попов
наверняка переворачиваются в местах своего упокоения.
Схема 3-я, с фидером от тюнера к антенне.
Она также
предполагает и короткий кабельный соединитель от тюнера к трансиверу, что не
доставляет никаких хлопот, как мы видели из рассмотрения схемы 2.
Идем по антенную сторону тюнера и смотрим, что мы будем
иметь при соединении тюнера и антенны коаксиальным кабелем произвольной
длины.
Сразу вспоминаем: коаксиал произвольной длины работает как
чисто омическая линия передачи только с антеннами, настроенными в резонанс
(т.е. имеющих чисто активное сопротивление в теории, ну или минимальную
реактивность на практике). Если у нас «случайная» антенна с импедансом, далеким
от чистой активности на рабочей частоте, кабель произвольной длины превращается
в длинную линию, далекую от чисто омической. И вот этот-то комплекс
«кабель+антенна» тюнер воспринимает как нагрузку, настраивая ее на отдачу
максимальной мощности от предатчика. Что же при этом будет излучено в эфир
именно антенной составляющей этого комплекса – одному богу известно!
Вот тут и кроется основная ошибка применения «домашних»
антенных тюнеров.
Чтобы ее избежать, опять вспоминаем теорию линий передачи и
обнаруживаем одну замечательную особенность: питающая линия длиной, кратной
полуволне, имеет импеданс, близкий к бесконечности (рис.3). Именно отсюда,
кстати, следует, что ее можно использовать с абсолютно любым (!) собственным
волновым сопротивлением. Т.е. при присоединении антенны к тюнеру посредством
такой линии – у нас ее как бы нет!
Рассчитав такую линию длиной Л/2, к примеру, из коаксиала
(хоть 50, хоть 75 Ом; не забываем про коэффициент укорочения в диэлектрике) для
диапазона 3,5 МГц (это при коэфф.укорочения в полиэтилене 0,66 для полволны
составит 28,3 м – достаточно даже для приличных по высоте мачт), мы получим ее
замечательное свойство «бесконечного» импеданса (нулевого шунтирования
проходящего сигнала, если хотите) на частотах 7; 10,5; 14; 17,5; 21; 24,5 и 28
МГц. Узнаете знакомый ряд? Пусть несколько худший, но все равно близкий даже
для WARC
-диапазонов. И
это свойство линии на указанных частотах не изменяет любой импеданс антенны. То
есть тюнер будет настраиваться на отдачу максимальной мощности именно в нее,
просто «не видя» кабеля, чего нам и надо. И при этом тюнер может находиться
рядом с трансивером, а не на антенне, позволяя ее комфортную «диванную»
настройку.
Не могу обойти нюансы нашего «волшебного» фидера. Их – два.
Первый: используйте толстый кабель (RG
-213, 8D
-FB
, 10D
-FB
), т.к. иначе его погонное затухание на «высоких» диапазонах
будет весьма существенным.
Второй – связан с его настройкой. Ее следует
проводить для самого высокого по частоте диапазона с максимальным количеством
полуволн по длине (тогда он окажется автоматически настроен на диапазоны с
более низкими частотами). На практике автор, пользуясь антенными анализаторами MFJ
, обнаружил очень острую
настройку по максимуму КСВ замкнутой полуволновой линии на рабочей частоте
(рис.4). Достаточно просто понемногу укорачивать и замыкать заведомо более
длинный отрезок кабеля до резкого пика высокого КСВ (под 10 и более) на частоте
генератора прибора 28,4…28,5 МГц. Прибору это не вредит.
Последний нюанс:
великое множество антенных тюнеров
строятся по Т- или П-образной схеме согласующего L
2C
-звена. По этой самой причине, любая подстройка «ручного» тюнера
с одной его стороны, всегда влечет некоторую расстройку предварительно
настроенной его другой стороны. Так что для оперирования таким устройством
нужна определенная практика.
- Собственно давно чесались руки (Hi), собрать это незатейливое устройство
для своего же удобства. Имея на руках готовый тюнер от компани MFJ, который
мне любезно предоставил YL3GDM… — сей девайс не произвел на меня впечатления.
Данный тюнер собран по классической Т-образной схеме для согласования различных антенн
в диапазоне сопротивлений от 20 и до 1000 ом и к сожалению расчитан всего навсего
на мощность от силы в 150вт. И хотя в Тех.паспорте указана мощность 300wt PEP,
должен сразу сказать, что его переменные конденсаторы уже прошивает ВЧ токами
при мощности свыше 200вт, особенно если подключенная к нему нагрузка будет имеет
сопротивление свыше 300-400 ом. Кроме того, данный тюнер имеет на борту всего
два антенных входа. Говоря проще, это хороший тюнер для выезда на природу
«заточенный» под штатную мощность стандартного фабричного трансивера.
Для своего базового шэка, решил собрать компактный вариант Т-тюнера, который
будет способен при необходимости выдержать мощность моего УСМ в 500-600вт и иметь
встроенный переключатель на 7 антенн, а так же встроенную систему защиты от
статического напряжения на входе, которая сможет предохранить трансивер от выхода
из строя во время грозы.
Не распологая какими то специальными комплектующими, делать пришлось из того,
что было в наличии. А были обычные два переменника от старых бытовых ламповых
радиоприемников, да коробка, корпус от какого то измерительного прибора…
Первым делом, необходимо было проредить переменные конденсаторы.
В стандартном виде,это были два двух секционных конденсатора по 2х495 пф.
Путем прореживания, удалось увеличить зазор между статором и ротором до 2 мм.
При измерении, получилось по 105пф на секцию. Катушка тюнера была просто намотана
на болванке диаметром 40 мм толщиной провода в 2.5мм. Конструкция безкаркасная
и содержит 36 витков с шагом 2 мм. Отводы, их 12 штук, выполенны через каждые 2 витка,
считая от точки подключения к конденсаторам.
С целью защиты от статики и пробоя во время грозы, установлен на входе дроссель
индуктивностью 2.5 мгн, который гарантированно предохранит вход трансивера,
разряжая по постоянному току на землю накопившееся электричество с антенн.
Дополнительно установлен грозовой вакуумный разрядник, тип Р-350, который служит
дополнительным защитный устройством, от пиковых напряжений в полотнах антенн превышающих
порог в 310 вольт. Переключатели все в тюнере, галетного типа, где выполнено паралельное
соединение переключающих групп для усиления площади контактов. Установлено два
измерительных стрелочных прибора. Один прибор выполняет роль КСВ-метра,
второй, индикатора мощности на выходе устройства. Внутри АСУ установлен эквивалент —
сопротивление в 50 ом, расчитанное под нагрузку до 500вт с креплением
на корпусе согласователя выполняющего функцию радиатора для отвода тепла.
Остальное, все видно наглядно из приведенных фотографий и принципиальной схемы,
которую я набросал от руки (Sorry).
Почему я остановился именно на Т-образном варианте тюнера? Не секрет, что антенный
тюнер можно выполнить и по разным другим, классическим вариантам. Существует «Г»- схема,
«П»-контурная схема и т.д. Дело в том, что в каждом варианте, есть свои достоинства
и недостатки. Классический П-контур, наверное один из самых эффективных вариантов
согласования и с хорошим подавлением гармоник, но требует наличие переменных
конденсаторов большой ёмкости, до 1000 и 1500пф, которых у меня не было в наличии.
А если принять во внимание то, что мне еще и необходимо пропускать через тюнер
большую мощность, то есть, иметь конденсаторы с большими зазорами на эту мощность,
то схема по типу «П»-контура была уже не приемлема. Варианты «L» и «Г», типы схем,
которые не могут трансформировать входное сопротивление в таком широком диапазоне
сопротивлений как это удается сделать при помощи Т-образной схемы согласователя,тоже
были мной отклонены.
Кроме того, в Т-образнике, достаточно переменных конденсаторов с емкостью всего
в 200пф максимум, что бы произвести согласование на 80-ти метровом диапазоне.
Это собственно и предопределило всю схему моего согласующего устройства.
«Веревками» случайной длинны я не пользуюсь. В основном,это настроенные антенны
с кабельным питанием. Максимум, антенны многодиапазонного типа, такие как OCF диполя,
где приходится убирать реактивную составляющую на определенных диапазонах в пределах 150-200 ом,
с чем прекрасно справляет Т-образный тюнер. Поэтому в моей конструкции, я не устанавливал
широкополосный трансформатор на кольце, что бы питать симметричные антенны или антенн типа LW.
Недостатки моей конструкции, как и всякой другой (Hi), конечно же имеют место быть!
Самый важный и основной, это переключение отводов катушки L1, за счет обычного галетника
на 12 положений. По уму, там должна стоять катушка с подвижным отводом, по типу вариометра
как это есть у радиостации РСБ или подобных. Благодаря этому, тюнер можно настроить более
гибко на любую буквально нагрузку. Но подобной детали у меня не было в наличии…
Второй недостаток, это тесноватый, узкий корпус. Все согласующие устройства выполняются
в довольно просторных корпусах ибо по закону радиотехники, катушки согласования должны
быть удалены от стенок корпуса, на один диаметр своего размера или расположены перпендикулярно
относительно стенок корпуса, то есть с минимальным влиянием.
Это повышает добротность контура в целом. Но не имея такой возможности, в моем случае,
катушка установлена почти по середине, с одинаковым удалением от передней и задней стенки корпуса.
Изготовлнный вариант моего тюнера прошел испытание всей мощности моего УСМ на всех
диапазонах, включая и WARC. Везде удалось выполнить согласование с трансивером
имеющейся у меня OCF антенны расчитанной под диапазоны 40-20-15-10м. Пробоев переменных
конденсаторов не было, так же не пробивало галетных переключателей и не шило на корпус.
Методика настройки простая. Вначале настраиваем АСУ в связке Трансивер-АСУ-Антенна,
мощностью 5-20вт по показанию встроенного КСВ-метра. Далее подключаем на выход УСМ
и не трогая ручек настойки АСУ, строим выходной каскад УСМ.
Собственно, ничего сложного.
И напоследок, коснусь вопроса прореживания конденсаторов.
(Для наглядности, следует увеличить фото миниатюр, нажав мышкой!)
Этот вопрос волнует многих радиолюбителей, так как не все владеют технологией этой доработки.
Переменные конденсаторы стали довольно дефицитными. Покупка импортных переменников, стоит денег,
да и не всегда есть возможноть их преобрести, а потому, решил разместить тут несколько фотографий,
по ходу этого процесса для наглядности.
Первым делом, нужно выбрать достойный кондер для этой доработки. Идиально подходят
переменники от старых советских ламповых радиоприемников 50-60 годов (Рис.1)
. Они имеют более
твердый материал на своих корпусах и более толстые пластины ротора-статора.
В моих переменниках был использован аллюминий толщиной 0.8мм, который был плотно завальцован
на латунных осях. Далее, нужно полностью разобрать конденсатор, раскрутив торцевую гайку и выкрутив
центрующий винт с шариком скольжения. Выворачиваем ротор к верху и вытягиваем его полностью из статора (Рис.3)
.
Все шарики, аккуратно,преворительно пересчитав, складываем в отдельную коробочку,
что бы ничего не потерялось. (Hi)
Следующим действием, будет отпайка статорных секций (Рис.2)
, от самого корпуса переменника.
Выполняется так же осторожно, что бы не повредить фарфоровые изоляторы-стойки у мест припайки.
Как только вы выбрали статор, можно приготовится как самому процессу прореживания.
Прореживание начинать нужно тогда, когда будет проведена правильная разметка.
Маркируем черным маркером пластины, через одну, что бы потом в попыхах, случайно
не ошибиться и не выдернуть лишнего…
Нужно запомнить одну деталь и это важно!
Ось (за который мы вращаем конденсатор), прижимается
в сторону шариков скольжения торцевым винтом с контрующей гайкой установленной с противоположной стороны(Рис.7)
.
А это значит, что пластины нужно выбирать начинать именно со стороны противоположной от оси
ручки настройки конденсатора на статорных секциях. А на роторе, наоборот!
Пластины начинаем выбирать со стороны ручки настройки. Через одну! В будущем, это позволит
при сборке выставить правильный зазор, без перекосов.
Для выборки пластин, необходим нужный инструмент
. Нужна тонкая «минусовая» отвертка, шириной 2-3 мм,
у которой напильником затачиваем конец остро, что бы получилось такое мини зубило. Небольшой молоток, 100-150гр.
Пинцет и тонконосые пассатижы, которые я называю «утканосами» для захвата и дергивания самих пластин…
Отличной помощью в работе будет наличие у радиолюбителя бор машинки (Рис.5) с бором диаметром на конце 1.5мм,
тогда эта процедура вообще идет очень легко… (у меня есть в наличии, мне было проще).
Далее, закрепляем секции статора в маленьких настольных тисках, той частью, где видны развальцовки
крепления пластин. Аккуратно, отверткой-зубильцем, срубаем выступающие части этой развальцовки.
И так, каждую через одну и по кругу (4 точки крепления). На роторе обычно два пояса крепления,
плюс еще и на оси. На статоре, обычно четыре пояса крепления (оси там нет). Срубив, переходим к бор-машине.
Каждое срубленное место, аккуратно протачиваем по ходу паза в глубь, на 0.5 мм примерно (Рис.4)
.
На фото видно как это выглядит. Материал — аллюминий, все обрабатывается легко, главное не торопиться.
После проточки, зажимаем статор в тисках пластинами вверх (проточки внизу и по бокам) и «утканосами»
беремся за первую крайнюю пластину и вытаскиваем её. Усилия быть большого не должно!
Если все проточено правильно
, пластина легко выдергивается без значимых усилий.
Проредив статор, переходим к ротору.
Проредив статор и ротор (Рис.6)
, далее, собираем конденсатор обратно. Тут тоже есть одна тонкость
.
Вставив статор на свое место,не припаеваем его! Он должен просто стоять (конечно завистит от конкретной
конструкции конденсатора), по своему месту, даже если и будет там вихлять и болтатся, лишь бы не выпадал.
Все внимание нужно сначало уделить роторной части. Установить, набить ось шариками скольжения,
закрутить торцевой винт, но слегка, лишь только только поджав, что бы не слетало. Проверить как все ходит….
А вот дальше, разогрев паяльник, необходимо выставить статор ПО МЕСТУ ОТНОСИТЕЛЬНО УСТАНОВЛЕННОГО РОТОРА!
То есть с нужным и ровным зазором с обоих сторон! Как только поставили, делаем предварительный припай, легкий,
что бы чуть чуть зафиксировать и только. Внимательно осматриваем, как и что, что бы все было ровно.
Делаем смещение (центруем), путем дожимания торцевого винта ротора в сторону ручки оси, если это надо!
Нужно понимать, что регулировать мы можем (и то не много) только в одну сторону, в сторону ручки настройки,
дожимая или отжимая торцевой винт. Таким образом нужно смотреть как установить правильно статорные секции.
Опять таки, напомню. Роторные пластины должны быть с ровным зазором по сторонам к статорным и входя
в статор (максимальная ёмкость!), должны иметь полностью утопленный вид, как и положено, без перекосов
по горизонтали.
И лишь убедившись окончательно, что все ровно,крутим ось кондера и если ничего не люфтует в оси,
только тогда уже капитально запаеваем все 4 точки крепления на статорных секциях к корпусу переменника
.
Проверяем еще раз на равномерность зазоров и замеряем полученную ёмкость мультиметром.
У меня вся процедура заняла 3 часа. Результат на фото ниже (Рис.9)
.
Таким образом выполняется прореживание переменного конденсатора.
Способ дедовский, но проверенный!
Самодельный антенный тюнер
Самодельный Г тюнер КВ диапазона . Постройка, работа.
Самодельный антенный тюнер.
Наш проект живет и развивается для тех, кто ищет ответы на свои вопросы и стремится не потеряться в бушующем море зачастую бесполезной информации. На этой странице мы рассказали (а точнее — показали 🙂 вам Как сделать антенный тюнер своими руками. Кроме этого, мы нашли и добавили для вас тысячи других видеороликов, способных ответить, кажется, на любой ваш вопрос. Однако, если на сайте все же не оказалось интересующей информации — напишите нам, мы подготовим ее для вас и добавим на наш сайт!
Если вам не сложно — оставьте, пожалуйста, свой отзыв, насколько полной и полезной была размещенная на нашем сайте информация о том, Как сделать антенный тюнер своими руками.