Ватметър HF/VHF 1-200 MHz- 500W

 

Това е една моя радиолюбителска разработка на миниатюрен стрелкови ватметър за мощности до 500 W. Може да се използва реално от 1-200 MHz. Работя с него повече от 10 години и не ми е правил никакви проблеми. Схемата е изключително проста, НО все пак си има тънкости при изпълнението. Примерно, че целият ватметър е побран в лята,алуминиева кутия. Входните резистори са свързани два по два в паралел и двете двойки са сгънати във формата на латинската буква „ U”. Това е направено с цел да се намали паразитната им индуктивност. През двете двойки резистори токът тече в противоположни посоки,с което се изпълнява някаква частична честотна компенсация на индуктивността им.За входни резистори е най-добре да се ползват металослойни, безиндуктивни резистори, но и българските РПМ-2W вършат добра работа.
Това е еднопелупериоден детектор на напрежение,измерващ падът върху съгласуван товар 50 Ома.
Друг „тънък” момент е калибрирането на измервателната скала. Не е нужно да притежаваме специализирана лабораторна техника за калибровка! Това лесно става,когато разполагаме с нисковолтов мрежов,понижаващ трансформатор 50 Hz.
Правим си разчетна таблица от която ясно можем да видим какво еднополупериодно изправено напрежение ще детектираме при 1,2 ,3,4 или 5 W. Все пак трябва да използваме за точно замерване цифров волтметър с висок клас на точност!!!
При всички положения естествено трябва да можем да регулираме входното напрежение постъпващо на диодния детектор/кондензаторът се елиминира при калибровката, защото на 50Hz ще има доста голяма реактивност/. Сигналът го подаваме СЛЕД разделителният кондензатор С1!
Когато вече сме изчислили колко волта ще е напрежението на детектора при еднопътно изправяне за различните мощности,ние си задаваме от лабораторния източник последователно съответстващите напрежения, които предварително сме записали и подредили в таблица. Отбелязваме ги върху бъдещата скала с много остър предмет-да речем игла,което ще ни помогне по-нататък при окончателното и оформяне.
Знаете, че ефективната мощност Peff = (0.707Upeak)^2/R ,където R=50 ома. 0,707.Upeak просто представлява ефективната стойност, измерена от волтметъра на честота 50Hz.
Коефициентът на пропорционалност за останалите 2 диапазона го докарваме с регулировка на тример-потенциометрите. Почваме градуирането от края на скалата- 5W на най-ниския диапазон в посока надолу! Оттам сваляме постепенно подаваните напрежения до нула. Като калиброваме този най-нисък диапазон,другите два вече са лесни,защото са пропорционални на първия.Достатъчно е да подадем при включен втори диапазон напрежението съответстващо на 50W, а с тримерът R10 установяваме стрелката на крайното най-дясно деление върху скалата. Аналогично процедираме при калибровка на диапазон 500W използвайки R8 .Е, не е сложно,но трябва внимание и търпение. Бутонът е въведен за бързо тестване дали няма да забие стрелката на прибора в крайно дясно/грешен диапазон,изключен товар или просто претоварване с мощност по-висока от 500W/. Ключът S1 може въобще да изключи измервателната верига на стрелковата система. Реализираната практическа точност на уреда е в рамките на 5-7%.

 

Успех във всички начинания,73!

02/07/2011 гр.Варна инж. Е. Бучков – LZ2EMO

Тестер за кварцове „QARTZ-1”

Това малко устройство,побиращо се върху платка с размери не повече от 20 х 20 мм. е много необходимо в радиолюбителската практика, когато трябва да си подбираме кварцови резонатори. Има резонатори, които по една или друга причина са дефектни или с течение на времето са се повредили. Тези елементи много лесно се увреждат и от удар. С тестера проверяваме кварцове на основна честота на генерация – до към 15-20 MHz, а също и кварцове, предназначени за работа на висш нечетен хармоник, та чак до около 100 MHz .

Подобни схеми има описани изключително много в литературата, но при тази имаме още едно допълнително стъпало – транзистора VТ2, който ни усилва полезния сигнал до едно по-високо и отчетливо ниво, което да задейства VТ3 и в крайна сметка да получим добра светлинна индикация от червения светодиод HL1 .

VТ2 служи и като буфер за изходния сигнал към BNC- гнездото J в което може да се включи честотомер за точен контрол на номинала на кварцовия резонатор. Ако не измерим точно основната честота, то и погрешно ще си направим заключение за висшия му нечетен хармоник. А с увеличаване на номера на хармоника грешката при отчитането на основната честота се умножава с неговия номер!!! Примерно – ако на основна честота сме отчели номинала с грешка от плюс 1 kHz, то на пета хармонична честотата ще e по-ниско с цели 5kHz от тая, която ние си мислим !

Лесно и просто за изпълнение в кутийка, малко по-голяма от кибритена такава .

13/07/2011г. гр. Варна Успех и 73! инж. Емил Бучков – LZ2EMO .

Импулсно захранване за радиостанции S-350-12 и някои проблеми с него.

Широко известното в цял свят малогабаритно, евтино, ефективно и сравнително надеждно импулсно захранване 12V/29А – 350W, внасяно масово и у нас аз ползвам от време около 2 месеца безпроблемно за захранване на ICOM-746 PRO. Основни производители на въпросния захранващ блок S-350-12 са фирми от Китай и Тайван.
Преобладаващата част от радиолюбителите по света изказват добри впечатления от изделието, като имат определени забележки относно недоброто филтриране на собствените смущаващи сигнали, проявяващи се основно на долните К.В.-диапазони. По англо и рускоезичните НАМ-форуми дори се срещат предложения за редуциране на въпросните QRN- смущения.
Има един друг проблем, който е по-опасен за работоспособността на захранващото устройство и това е статиката създадена по време на БУРИ. Независимо от характерът на тези бури, който могат да са пясъчни, дъждовни или снежни в късовълновите антени се индуцират сравнително плавно нарастващи статични електрически потенциали с положителна или отрицателна полярност според скоростта и честотата на следване поривите на вятъра. Обикновенно говорим за скорости около и над 20 метра в секунда (м/с) . Нека не бъркаме този вид бури с гръмотевичните такива. При последните нарастването на индуцираните в антената на радиостанциите статични потенциали е много по-рязко, а амплитудите са обратно пропорционални на разстоянието до гръмотевичния разряд, което прави често всякакви защити и заземления слабо ефективни или безполезни!
Нека говорим сега за факта, че повечето радиолюбители /руските форуми/ споделят почти едно и също впечатление. Дефектиране на изделието при ПЪРВАТА буря! Проблемът-статичното електричество, породено от триенето във въздуха на песъчинки, прах, сняг или дъждовни капки. При мен проблемът последва точно при една снежна буря. Вятър северен, над 20м/с, сняг и температура -11С. В момента на дефектиране радиостанцията е била изключена, но с включени 2 антени и щепсъл на захранването в контакта ~220V. При опит да я включа тя въобще не се задейства. Светодиодът на захранването на S-350-12 светеше слабо. Измерено напрежение на изхода от 7,5-8V нестабилно, падащо дори и при минимално натоварване. След отваряне корпуса на захранването и замерване се оказа дефектирала интегрална схема на двойния биполярен операционен усилвател U2 – LM-358. Пробив към + VDD в изхода и, поради което вентилаторът- М постоянно въртеше с особен бръмчащ звук. Други радиолюбители констатират, че не само ОУ, но и интегралната схема U1, изпълняваща роля на ШИМ и генератор TL-494 също дефектира. В този случай направете като мен-да премахнете въпросните чипове и на тяхно място да запоите съответните цокли, а в последствие при нужда, след като сте се запасили с резервни ИС, да можете бързо да ги сменяте без запояване. Не забравяйте, че всеки един полупроводников елемент е в състояние да дефектира непредсказуемо при статика . Не се опитвайте да сменяте сдвоените мощни, бързодействащи изправителни диоди с дискретни, отделни такива!!! Натоварването им е голямо и основно те загряват алуминиевото шаси при работа! Сдвоените диоди имат еднакви параметри и еднакво охлаждане, което не може да се осигури с отделни диоди. Имайте предвид, че термисторът задействащ принудителното вентилаторно охлаждане не е свързан механично с алуминиевия корпус, а отчита температурата на въздуха вътре в него.
Аз предлагам да експериментирате най-безболезнено една ценерова защита от статични пренапрежения , използувайки последователно-насрещно свързани ценерови диоди с пробивно напрежение 15-18V. Така диодите ще се отпушват винаги при статика , независимо от нейната полярност над праговото напрежение на ценерите. Едната група диоди ще замасява плюса, а другата минуса на захранването към „земя”. Необходимо е захранването на изправителя да става с трижилен мрежов кабел, осигуряващ фаза/L/, нула/N/ и земя. Това го казвам, тъй като в реални условия радиолюбителите живеещи в панелни блокове , особено на по-горните етажи по никакъв начин не могат да си заземят корпусите на радиоапаратурата в шака чрез класическо заземление изискващо максимално къс и широк/дебел/ проводник към земя. Да не говорим, че с новите PVC-водопроводни тръби не може да използваме и водопроводната мрежа на апартамента за заземление. Единственото свястно и възможно решение е заземителният или занулителният проводници на силовото захранване 220V.
Привеждам схема /трудно се открива в интернет/ на захранването S-350-12, макар тя да е за варианта 24V. На друга схема съм изложил свързването на защитата.

Принципна схема на S-350-12

Ценерова защита.

Сн. 1

Сн. 2

Ограничаване на смущенията създавани от изправителя.
Тъй като на най-ниските диапазони : 160; 80; 40 и 30 метра генерираният в приемника плаващ по честота паразитен шум е твърде силен и дразнещ, аз само с външно включване на 3 кондензатора успях да го редуцирам на слух поне с 30-40%. Между корпус и „минус 12V” свързах два кондензатора в паралел.Единият е керамичен , неполярен – 1 uF/250V ( 400V) и един стирофлексен – 2,2 nF/630V. Между „плюс 12V” и „минус 12V” един стирофлексен кондензатор – 1000 pF/630V. След тази доработка на 30 метровия диапазон и нагоре практически не се усещаше вече никакво смущение.

29-01-2012г. 73! Инж. Емил Бучков-LZ2EMO

* * *

Изкуствен товар 50 Ohm 100 W 0-1GHz

След като на пазара се появиха миниатюрни,евтини безиндуктивни високочестотни резистори макар и втора употреба на цени $1-3 от типа на RFP 1109 работещи от 0 до 3GHz си струва да захвърлим старите самоделни изкуствени товари, правени с обикновени резистори и както се казва „за 5 пари” да си изработим нещо по-свястно и компактно.

http://www.banggood.com/100W-Dummy-Load-RF-RFP-1109-Microwave-Resistor-Power-Watt-50-0-3GHz-p-1019108.html

Необходими са подходящи радиатори осигуряващи добро охлаждане на активния елемент, който не трябва да прегрява над +155С !

Такива с размер 150Х105Х25мм. могат да се намерят на верига магазини „Елимекс” за 4,90лв бройката. В случая са необходими два броя. Преди да се слепят с плоската си част един за друг се намазват с топлопроводяща силиконова паста. Товарът е разположен в средата на радиатора за по-равномерно охлаждане. Сглобката е пристегната с винтчета М3 и съответните гайки. Между товара и късия коаксиален кабел RG-58 /дължина 50 мм./ е поставена преходна платка с фолирани медни, посребрени островчета. Целта е да няма никакво механично напрежение между жилото на коаксиалния кабел и активния извод на товара,който е много нежен,тънък и специално трябва да се внимава с него! Между жилото на коаксиалния кабел и активния извод на RFP 1109 е запоена тънка медна, посребрена пластинка с триъгълен профил за напасване ширината към ширината на извода на резистора. Такива замасяващи пластини имаше в старите български телевизионни тунери „ИТК-1П” по капаците на кутиите им.

Очевидно поради кабелната връзка и самата конструкция не може да се очаква домашно произведеният товар също да работи до 3GHz.

А и аз съм ползвал конектор SO-239, който формално се води UHF-тип понеже е измислен много отдавна, но по-добрите са N-конекторите естествено!

След натоварване със 100 вата в продължение на няколко минути температурата на радиатора около резистора измерена с дистанционен инфрачервен термометър достигна около 37С. Другото се вижда от снимките.

19-07-2016 гр.Варна Успех и 73! Инж. Емил Бучков LZ2EMO

В.Ч. детекторна сонда за измерване на двойната амплитуда Up-p 30kHz-200MHz.

Предложената от мен сонда – детектор на двойна амплитуда или Up-p е нещо много необходимо на всеки, който се занимава с конструиране или ремонт на КВ и УКВ апаратура. Хем просто като устройство, хем върши и добра работа. С тази сонда, ако не разполагате с високочестотен ватметър, може също спокойно да си измервате мощности на предаватели, ако те разбира се работят върху съгласуван товар, да речем стандартно-50 ома. Естествено трябва да ви са познати и електрическите зависимости от електротехниката. Ефективната мощност върху товар 50 ома се изразва така:

P eff = 0.707 *Up-p^2 / 4*R . При R=50 ома товар знаменателят в дробта става 200 ;

P eff = 0.707*Up-p^2 / 200 . Знакът ^ означава повдиганато в степен , в случая – втора.

Четворката в знаменателя се получава поради факта, че ние измерваме удвоената пикова амплитуда на напрежението! За да получим реална стойност на мощността делим на 2, но понеже квадратът се отнася и за знаменателя по отношение на напрежението, така оттам получаваме четворката. Тя умножена по 50 ома дава числото 200.

Умножавайки целия резултат с константата 0,707 от пиковата мощност получаваме ефективната и стойност – т.е. P eff.

 

Схемата е изпълнена като детектор-удвоител на напрежението със „закрит вход”. Казва се „закрит” заради разделителния кондензатор, спиращ постоянния ток на входа. Той играе и ролята на автоматично преднапрежение за диодите VD1 и VD2. Когато детекторът няма разделителен кондензатор се казва, че това е детектор от „открит” тип.

Кондензаторите са дискови-керамични от типа ККрД – българско производство. Диодите са руски Д2Е – високочестотни и за сравнително високо обратно напрежение /напрежение на пробив/. Нисконапреженови В.Ч. диоди тука НЕ СА ПОДХОДЯЩИ по разбираеми причини! R1 и R2 са ограничаващи тока през диодите, тъй като цифровият прибор на изхода погрешно може да е включен не като високоомен волтмер, а като низкоомен ампермер, което ще доведе до дефектация на диодите. Сондата е изработена от месингова тръбичка, с подходящи профилно изработени на струг запушващи втулки отпред и отзад, направени от изолационен материал – текстолит, ебонит, плексиглас или да речем тефлон. Схемата е изпълнена на миниатюрна платка, която е снабдена с подходящи дъгообразни медни, посребрени пружиниращи контакти, които имат за цел да предават по-добре нулевия потенциал между външния корпус и платката с елементите.

Вътрешен изглед – страна фолио.

 

Изглед – страна елементи.

Изглед платка с елементи – профил .

Изглед в затворено, работно състояние .

Отляво е крокодилът за заземление.Свързващият проводник между крокодила и корпуса на сондата е максимално къс, за да не се създават излишни паразитни индуктивности при измерването, което пък да доведе до грешки при измерването на по – високите диапазони. Свързващият кабел трябва да е сравнително тънък, гъвкав и с добра В.Ч. екранировка. Подходящ е RG-174 или подобен. На другия край на кабела поставяме два банан-щекера за връзка със цифров измервателен прибор .

С тази сонда работя от 1994г. безпроблемно.

* * *

13/07/2011г. гр.Варна Успех и 73! инж. Емил Бучков – LZ2EMO .

 

Комплект слушалки с микрофон за работа с ICOM IC-746pro.

В радиолюбителската практика при работа със слабочуващи се станции често се налага да слагаме слушалки за по-добра разбираемост. Ако обаче в същия момент ползваме и ръчен микрофон като НМ-36 жиците стават повечко и можем неволно да се оплетем. За да бъде по-удобна работата на оператора предлагам настоящата схема за включване на комплект обикновени компютърни слушалки с микрофон. Самите слушалки са свързани чрез своите 3мм. стерео жакове , което дава възможност лесно да ги подменяме, без каквото и да е разпояване и запояване. За целта се подготвят две ширмовани качествени кабелчета. Едното е по-късо и е с едно жило. То осъществява връзката с микрофонния стерео жак който всъщност винаги е вътрешно свързан като моно. На единия край запояваме кабелна стереобукса със запоени вътре в нея SMD елементи, а другият край запояваме към пинове № 1 и № 7 на куплунг аналогичен на оригиналния микрофон НМ-36 според схемата.

Второто ширмовано кабелче е по-дълго и трябва да е с две жила. На единия му край се свързва малка пластмасова кутийка с 3 бутона : PTT , UP и DOWN. Вторият край се запоява в куплунга към пинове №№ 3, 5 и 6.

На задната стена на кутийката е залепена с каноконлит малка щипка от бадж с цел да може да прикрепим комутациите по-нагоре по кабела на слушалките на удобно за ръката ни място. Това място е регулаторът на усилването.

На края е необходим и един преходник стереокуплунг 3мм/стереожак 6,3мм за да можем да включваме слушалките към гнездото HEADPHONES на трансивъра.

Използваме и няколко черни кабелни превръзки за пристягане на кабелите един към друг.

Този комплект е пробван на всички КВ, 50 и 144 MHz диапазони на 100W изходна мощност и не се забелязва влизане на висока честота.

02/2013 инж. Е. Бучков / LZ2EMO/