Высокочастотный измерительный мост Трансиверы •

Высокочастотный измерительный мост

Высокочастотный измерительный мост, о котором пойдет речь в этой статье, отличается более удобной балансировкой моста и более точным определением сопротивления, соответствующего балансу моста.

Собственно мост с индикатором баланса представляют собой отдельный узел, который работает в широкой полосе частот. Верхняя частотная граница определяется конструкцией моста (паразитными емкостями и индуктивностями) и в обычном исполнении без труда достигает значения 30…50 МГц.

схема высокочастотного моста

Мост может использоваться с внешним генератором, обеспечивающим на нем высокочастотное напряжение несколько вольт. Для этих целей подойдет и собственно радиостанция, но уровень ее мощности надо уменьшить до требуемых значений — регулятором уровня (если он есть) или дополнительным аттенюатором. Однако, если необходимо работать в полевых условиях, мост целесообразно объединить в одном приборе с генератором, который питается от автономного источника. Именно такой его вариант, предназначенный для измерений в Си-Би диапазоне, и описан в статье.

В отличие от распространенных конструкций высокочастотных измерительных мостов в этом приборе балансировка моста осуществляется двумя последовательно включенными резисторами, что позволяет точнее произвести эту операцию. Наличие двух резисторов практически исключает возможность отсчета сопротивления, соответствующего балансу моста, по шкале прибора. В приборе для определения этого сопротивления предусмотрено его измерение с помощью внешнего омметра.

ВЧ напряжение от генератора поступает в точку соединения резисторов R5, R6, образующих верхние плечи моста. Соединенные последовательно резисторы R7 и R8 составляют регулируемое плечо, а измеряемым является входное сопротивление антенны или антенно-фидерной системы, подключаемых к прибору через гнездо XW1 “RX”.

Как видно из схемы, регулируемое плечо R7R8 соединено с мостом через переключатель SA1.1. Он позволяет подключать это плечо и к гнезду XS2 для измерения, установленного при балансе суммарного сопротивления резисторов с помощью омметра (мультиметра). В измерительную диагональ моста включена цепь VD1C9, со средней точкой которой соединена цепь VD2R9C8R10 со стрелочным индикатором баланса РА1 (R10 — регулятор его чувствительности). С ним же соединены нижнее плечо моста (R8), оплетка коаксиального кабеля и противовес антенны (через гнездо XW1), а также измерительная цепь индикатора баланса РА1. Благодаря такому решению уменьшается влияние тела оператора на результаты измерений.

Внутренний генератор собран на транзисторе VT1 с колебательным контуром L1C1 в коллекторной цепи и кварцевым резонатором ZQ1 в цепи базы. С катушки связи L2, индуктивно связанной с L1, ВЧ напряжение с генератора подается на вход усилителя мощности, выполненного на транзисторе VT2. Резистор R4 ограничивает его ток базы, дроссель L3 является коллекторной нагрузкой, а последовательный колебательный контур L4C7 служит для установки необходимого уровня ВЧ напряжения питания измерительного моста.

Генератор и усилитель питаются постоянным током от стабилизатора напряжения DA1. Внешний источник должен обеспечивать напряжение 12… 15 В при токе нагрузки до 100 мА. Его подключают через гнездо XS1. Светодиоды HL1 и HL2 — индикаторы подачи питания на прибор и режимов его работы. В режиме “Отсчет”, т. е. при измерении суммарного сопротивления резисторов R7 и R8 выносным омметром, питание отключается во избежание перегрузки индикатора РА1, возникающей при резком разбалансе моста вследствие отключения регулируемого плеча.

Прибор выполнен в металлическом корпусе размерами 130x80x40 мм. В “полевых” условиях (на автомобиле, на катере) его питают от бортовой сети транспортного средства, а в домашних — от аккумуляторной батареи или сетевого блока питания трансивера. Все органы управления выведены на лицевую панель, а гнезда — на боковые стенки. Остальные детали смонтированы на двух печатных платах из фольгированного стеклотекстолита, чертежи которых показаны на рис. 2 (узел А1) и 3 (узел А2).

печатка антенноскопа

печатка детектора антенноскопа

Все соединения выполнены короткими жесткими проводами, плата А1 помещена в отдельный металлический экран из листовой латуни толщиной 0,5 мм.

При монтаже использованы постоянные резисторы МЛТ, конденсаторы К50-35 (С5), КТ, КД и КМ (остальные). Переменные резисторы R10 СПЗ-4аМ, R7 — сдвоенный СПЗ-ЗдМ с номинальным сопротивлением 1 кОм (секции соединены параллельно), R8 -СП2-За. Потому что номинальные сопротивления резисторов R5 и R6 (примерно 200 Ом) некритичны, однако важно, чтобы они были одинаковыми (допустимое отклонение — не более 5 %).  Сопротивление резисторов R7 и R8 (600 Ом) выбрано исходя из возможных значений входных сопротивлений большинства антенн. Кварцевый резонатор ZQ1 — любой малогабаритный с собственной частотой (или третьей гармоники), соответствующей частоте одного из средних (15-25) каналов поддиапазона (сетки) “С” Си-Би.

Катушки L1, L2 и L4 намотаны проводом ПЭВ 0,31 на полистироловых каркасах диаметром 7,5 мм с подстроечниками СЦР-1 из карбонильного железа. L1 содержит 12, L2 (намотана поверх L1) — 4, L4 — 10 витков. Дроссель L3 — унифицированный ДМ-0,1 с индуктивностью 20 мкГн. Высокочастотное гнездо XW1 -СР-50-73П8, XS1 и XS2 — любые низкочастотные экранированные. Переключатель SA1 — малогабаритный тумблер любого типа на два положения и два направления. При повторении прибора для работы на других диапазонах надо изменить все элементы, влияющие на его частотные характеристики (кварцевый резонатор, катушки и конденсаторы колебательных контуров).

При налаживании прибора вращением подстроечника катушки L1 настраивают контур L1C1 на частоту кварцевого резонатора. Далее устанавливают ВЧ напряжение на измерительном мосте. Для этого вместо последнего к конденсатору С6 подключают постоянный резистор сопротивлением 120…130 Ом с рассеиваемой мощностью 0,5… 1 Вт и, изменяя подстроечником индуктивность катушки L4, устанавливают на нем ВЧ напряжений 9…10 В. В заключение удаляют резистор и восстанавливают соединение конденсатора С6 с мостом.

Перед пользованием высокочастотный измерительный мост

движок переменного резистора R10 необходимо установить в положение, соответствующее минимальной чувствительности РА1 (по схеме нижнее), а переключатель SA1 — в положение “Отсчет”. Затем к гнезду XS1 подключают источник питания (при этом должен загореться светодиод HL2), к гнезду XS2 — мультиметр в режиме измерения сопротивлений от 0 до 600 Ом, а к XW1 — согласуемую антенну с неизвестным входным сопротивлением RA.

Далее переключатель SA1 переводят в положение “Баланс” (загорается светодиод HL1) и изменением сопротивления введенных частей переменных резисторов R7 (грубо) и R8 (точно) добиваются минимума показаний микроамперметра РА1, одновременно повышая его чувствительность уменьшением сопротивления резистора R10. Минимальное показание при максимальной чувствительности прибора соответствует точному балансу моста. После этого переключатель возвращают в положение “Отсчет” и по показанию омметра определяют суммарное сопротивление резисторов R7, R8. Закончив измерения, переводят движок резистора R10 в исходное положение и выключают питание.

В общем случае входное сопротивление антенно-фидерного тракта при КСВ, не равном 1, имеет как активную, так и реактивную составляющие. Таким образом антенноскоп не имеет в регулируемом плече элементов компенсации реактивной составляющей, то в отдельных случаях минимум, соответствующий балансу моста, может быть не очень глубоким. Но тем не менее значение сопротивления, полученное в результате измерений антенноскопом, близко к значению активной составляющей входного сопротивления антенно-фидерного тракта. Его можно использовать при настройке антенны для оценки степени согласования передатчика с антенно-фидерным трактом и для улучшения степени согласования.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий