Как настроить п контур с антенной

Hi! Я настраиваю П-контур по «холодной» методике. Расчитав Roe, соединяю его с «горячим» концом П-контура. Аппарат НЕ включаю. FT897 соединяю, через КСВ-метр с «холодным» концом П-контура. К аноду ламп присоединяю ВК7-9. Уменьшаю мощность до 5 Ватт и провожу настройку П-контура. Настраиваю по минимальному КСВ и по максимальному напряжению на аноде. Подсчитать напряжение на аноде просто. Оно равно корню квадратному из отношения Roe делённое на Rn и умноженное на 15,8 ( 15,8 — это напряжение на нагрузке 50 Ом при 5 Ваттах ). Настраивать можно и при меньших мощностях ( БЗОПАСНЕЙ! ) 73! de ra1qea

Добавлено через 29 минут(ы):

да вы правы!
Помоему, схема должна выглядеть вот так:

А какой дедовский метод есть для настройки п-контура с вариометром где применяется постоянные кондёры в горячем конце.
Такие схемы предварительно настраивают еще на стадии разработки.

Добавлено через 7 минут(ы):

Спасибо всем, ответившим по существу вопроса. В том то и дело, что антенна — не константа. Вчера я её на вишню закидывал, а сегодня — на яблоню, но пониже; а завтра поеду в лес и на каку-либо ёлку заброшу, при этом длину дотачаю. (
После предварительной настройки на «усредненную» антенну п-контур позволит согласовать Ваш ТХ с сопротивлением антенны в очень широком диапазоне, от Ом до кОм.
А еще лучше для такой работы сделать како-нибудь дополнительное СУ, тем более, что мощность небольшая.

Не прибегая к калькуляторам, а пользуясь имеющимися амперметрами анода и антенны. Жаль, если таковой не существует

П — контур благодаря переменным конденсаторам на входе и выходе позволяет настроить выход передатчика на антенны с разными сопротивлениями. Предварительно можно настроить П — контур по величине провала анодного тока, его можно считать нормальным
если провал составляет 10%. Если провал слишком большой, то нужно уменьшать количество витков. Если это достигнуто, то должно быть совпадение провала тока и максимума напряжения в антенне. В этом случае можно считать, что П — контур настроен правильно и передатчик согласован с антенной. Существуют и научные методы согласования, но вряд ли они добавят много мощности в антенну.

Научный метод позволяет определить оптимальное соотношение L и С. Эмпирическим путём невозможно добиться оптимальных результатов разве что случайно в них попасть.

Ага, в армии Р-140 академики настраивают согласующее устройство на «случайную» антенну на любую частоту в пределах от 1 до 30 мГц. И киловатт весь улетает в эфир. Никаких КСВ метров. Мост из четырех резисторов по 50 Ом. Вернее вместо четвертого — согласующее устройство (в данном случае П-контур) с антенной.

Эмпирическим путём невозможно добиться оптимальных результатов разве что случайно в них попасть.

Почти сто лет коротковолновики настраивали передатчики эмпирическим методом и выходит всегда попадали в настройку случайно. Кроме
наличия программы настройки нужно еще соображение о том, что нужно сделать и что получается.

материал в «букваре» занимает одну страницу печатного текста!

Источник

Тема: методика настройки П-контура

Опции темы

Поиск по теме

Использую примерно такую методику, только ГСС ни к чему его прекрасно заменяет трансивер, только мощность у него сбрасываю до минимума, у тому же в трансивере есть КСВ который очень даже кстати.

To YL2MU Абсолютно не согласен.
600в.0.3 а. и 2000в 1а.
А почему Вы просто не посчитали по закону ома. чтобы получить сопротивление.
Так вот из конкретной практики. 2200в. 1.8 а. Изходя из вашей прикидки выходное сопротивление будет 600ом.
На практике 300ом. Пересчитал режимы по Бунину все совпало 300ом.
По моему убеждению самый лучший расчет это по Бунину.
По поводу настройки.
Настраивать П контур отдельно . Думаю не хорошо.
Для ВЧ диапазонов плохо.
Можно конечно подобрать витки П контура и вхолодную.Но все равно потом подстроить или проверить при полной отдаче.
П контур в резонанс строится + и — виток. Поэтому точно подбирал по КПД выходного каскада.
Я сначала настраивал при 0.5 мощности. Потром подходил к максималке и точной настройке. И это совсем не долго.
Больше всего задерживают мероприятия по защите от поражения электричеким Анодным напряжением.
73 САША

Определить Rое просто.
См. выше вложение «Выходные контура усилителя мощности»
из РЛ КВ и УКВ, N9, 1995г.
Там все написано.
Физические размеры индуктивностей можете взять из конструкции усилителя мощности на 2-х ГУ-50, авторы — создатели трансивера КРС.

Попробую свои пять копеек вставить. Делаю так. Рассчитываю оптимальное сопротивление нагрузки, из него горячую ёмкость П-контура. С учётом выходной ёмкости лампы и примерной ёмкости монтажа ставлю постоянный кондёр на данный диапазон. Убавляю напряжение возбуждения до минимума, кручу вариометр, ищу резонанс. Думаю, отличить настройку на гармонику от основной сможете. Прибавляя мощность и подсоединив антенну, добиваетесь кондёром связи с антенной отличия анодного тока в резонансе от тока при расстройке примерно в 10 — 15%. Всё. Контур настроен, антенна согласована. Ничего не сгорело.

При холодной настройке П-контура из приборов использую только трансивер с КСВ метром. Сначала по любой известной методике определяю параметры элементов П-контура. Для определения реальных параметров, которые могут зависеть от конструкции, проделываю следующее. В усилителе при установленной выходной лампе, отключаю все питающие напряжения. К аноду лампы подключаю резистор, рассчитаный по программе LZ2ZK. Можно использовать и другие методики вычисления R, но у Кирилла учитывается в каком классе усиления работает усилитель. К выходу УМ подключаю трансивер и устанавливаю минимальный уровень выходной мощности, достаточный для работы КСВ метра. Подбор элементов П-контура производится по минимуму КСВ на выходе трансивера. При правильной настройке КСВ равен 1.

Чего-то я не понимаю. У трансивера сопротивление нагрузки одно, как оно относится к входному реального П-контура, причём тут КСВ=1, он что призван показать резонанс? Может Вы что-то не дописали?

То Синтез. Для П-контура все равно что согласовывать высокое эквивалентное выходное сопротивление лампы и нагрузку 50 Ом или низкое выходное сопротивление трансивера (50 Ом) с высоким эквивалентным сопротивлением лампы. Другими словами. Oбычно источник сигнала включается с высокоомной стороны П-контура и согласуется с низкоомной (Рис. 1) Аналогично ведет себя Пконтур и при включении источника сигнала в низкоомную сторону и согласовании с высокоомной (Рис.2) При правильном согласовании низкоомного выхода трансивера с высокоомным сопротивлением лампы КСВ=1

А ПАЛЫЧ абсолютно прав.
Лучше строить с холодного конца.
А теперь опишу методику настройки выходного фильтра из тех документации по ремонту.
Стенд ( ИЧХ на данный диапазон с холдного конца выход ичх сгорячего сопротивление последовательно входду низкоомной дет.головки. сопротивление эквивалентно выходному сопротивлению лампы.)
Лично мне методика настройки по расчетам не совсем импонирует вот по какой причине.
К примеру . Я сейчас строю РА на ГУ-74Б. К примеру паспортная мощность 550ви. Мне в общем нравится. Но при 2200вольт люди снимают и 800вт. А в реализуемой мною конструкции стоит анодник
от СВЧ печи мощностью 600вт. ( Р= сечение в квдрате.)
Вторичка 0.4 мм. Считал ток для плотности тока для анодной обмотки с расчета 2.5 а намм.квд. и на всякий случай посчитал что даст обмотка при плотности 4 а на мм. А так-же предусмотрительно сделал вывод для внешнего анодника .(так на всякий случай) кроме этого в усилителе стоит механическое запоминающее на 18 позиций от Р-836
Тоже интересно при одной точке настройки на диапазон на сколько будет падать КПД вых. каскда.
А теперь что нам считать?. Ват этак на 400 бо трансформатор маловат .Жалко если сгорит. И как будет падать мощность на краях диапазона .Следовательно и КПД вых лампы будет падать. Что не есть хорошо и в этом случае прийдется Р вых. делать поменьше дабы лампу не гробить. Или все окажется нормально. И при Р вых 800вт. внешний анодник нужен только для ФМ на 10ке. таксистов поганять или для работы в тестах где мы не учавствуем.
И делаем вывод. Что расчет нужно делать на 400 ват и на 800ватт.
Одновременно.
Так-что я лучше по старинке начиная с резонанса и мощности процентов 30. и постепенно к 100 процентам мощности.
А настроив на 1м. диапазоне. можно уже сесть за калькулятор и посчитать значения индуктивности для всех диапазонах.
73 САША

Друзья, мы же с вами уже в 2008 году живем! Точность компьютерного моделирования намного выше точности «предварительной настройки». Возмите хорошую программу — я пользуюсь программкой PI-EL от Tonne Software, она бесплатная и лежит тут:
http://tonnesoftware.com/piel.html
Считает Pi и Pi-L контура.

После расчета количество витков определяется измерением индуктивности. Очень удобен для этого портативный измеритель RLC Е7-22:

Им удобно измерять индуктивность и емкость уже смонтированных компонентов. Не забудьте померить реальное значение емкости монтажа+емкости лампы + начальной емкости КПЕ в горячем конце Pi-контура и сравните с расчетным. Это важно на ВЧ-диапазонах.

Источник

Настройка и согласование антенн

В практике работы любительских, коммерческих и военных радиостанций пожалуй осталась одна область покрытая мраком таинственности и неопределенности- это сама антенна. То есть один или два провода присоединенных к выходам передатчика и ни с чем не соединенными противоположными концами или замкнутыми в виде петли. За долгие годы работы и наблюдений в эфире чего только не приходилось слышать по поводу их настройки. Начиная от лазания по крыше и отрезания лишних кусков или их загибания до применения различных согласующих устройств рекомендованных в литературе с настройкой по КСВ-метру. Весь диапазон возможных вариантов заполнен бесчисленным количеством конструктивных решений. В известных справочниках по антеннам приводятся лишь рекомендации для копирования. Причем, как показывает практика, оно очень часто не приводит к положительным результатам, что как раз и является следствием начальной неясности всего опубликованного и потому заполняемого чисто опытными частными пробами. Именно это и побудило автора взяться за изучение антенного вопроса, используя все правила проведения научного исследования. Представляется, что результаты его найдут широкое применение и предотвратят излишние мучения и трату сил многих энтузиастов эфира.

Правильно ли мы рассчитываем П- контур.

Где-то в 70-десятые годы в журнале Радио появилась статья об удобстве применения П-контуров в выходных каскадах см. Рис 1. До этого в выходных каскадах использовался параллельный контур с одним конденсатором и катушкой, к которой, через конденсатор с большой емкостью, присоединялась антенна к некоторым средним виткам (это определялось практически).

Рис1 Схема П-контура. R- сопротивление нагрузки (антенны),с1, с2- переменные емкости настройки и связи, L- катушка индуктивности.

Те, кто использовал П-контур сразу же убедились, что настраиваться на антенну с ним значительно проще, чем это было ранее с параллельным контуром. Из рекомендованного расчета следовало, что он дает возможность согласовать сопротивление излучения антенны (оно же — нагрузка для контура) с эквивалентным сопротивлением выходного каскада . Расчет параметров каскада рекомендовалось проводить по следующим зависимостям:

Определяется среднее значение нагрузки 2. Задается значение добротности Q, 3. Вычисляются реактивные сопротивления конденсаторов 4. Определяется реактивное сопротивление катушки индуктивности и далее по формулам и находятся величины емкостей и индуктивности. Например, если задаться значениями , , и ,то в результате можно получить , и . Неожиданность здесь состоит в том, что если испытать контур с этими параметрами, то сопротивление на входе в него будет вовсе не 3000 ом, как это закладывалось, а 3800 ом за счет появления емкостного реактивного сопротивления в 2450 ом. Причем обнаружить это с помощью КСВ-метра невозможно ибо отраженная волна идет от самого контура а не после него, где устанавливается КСВ-метр. Не правда ли неожиданный вывод? Ведь в справочниках об этом ничего не говорится. Должен заметить, что расчетная задача для этого случае не представляет собой какую-либо новость. Вся теория уже давно разработана и дает возможность точно рассчитать любые цепи. Автор специально составил компьютерную программу рассчитывающую эквивалентные схемы через функции комплексного переменного, где абсолютно точно выявляется этот эффект. Он предсказуем и, по-видимому, известен специалистам. Кстати, наличие дополнительного реактивного сопротивления на практике ликвидируется особым порядком настройки П- контура, когда емкость конденсатора связи постепенно уменьшают при беспрерывной подстройке резонанса конденсатором настройки. В этом случае можно подобрать такое значение емкостей и индуктивности, что входное реактивное сопротивление пропадет. Все это принуждает к более глубокому изучению того, что происходит в П- контуре. Кстати многие уже знакомы с эффектом, когда настроенный по КСВ- метру контур увеличивает мощность при небольшой расстройке. То есть минимум КСВ не дает максимум мощности. Это явление одного и того же порядка, что и появление дополнительного реактивного сопротивления.

Так в чем же дело?

С точки зрения азов радиотехники идея П- контура, связана с комбинацией двух Г-образных звеньев представленных на рис 2

Рис 2. Схемы Г-образных звеньев. Zn- реакт. сопротивления.

Если соединить z31 и z32, то это и будет П- контур. Относительно точки соединения эти фильтра представляют собой последовательные контуры с общим напряжением в точке соединения. Напряжение в точки подключения антенны и выходного каскада, ввиду резонанса напряжения, должно быть выше, чем в средней точке. Рассмотрим более подробно вывод необходимых расчетных соотношений.

Расчет П-контура.

Рис. 1 Схема преобразования П-контура к двум последовательным контурам.

Поскольку через фильтры проходит одинаковая мощность то добротность фильтров определяется выражениями: и .

Общая добротность П- контура — . Отсюда следует, что сопротивление в точке соединения- . Здесь — активное сопротивление последовательного контура в точке соединения двух индуктивностей z31, z32.

Пользуясь правилами символического метода расчета сопротивлений вычислим проводимость параллельно соединенных цепей активной нагрузки и конденсатора связи для правого последовательного контура на рис Причем активная нагрузка является сопротивление излучения антенны. Здесь учитывается, что реактивное емкостное сопротивление отрицательно.

(1)

После преобразований получим выражение

(2)

При резонансе реактивный, последний член в (2), компенсируется индуктивностью z32.

Активная часть представляет собой сопротивление в точке разрыва индуктивности

, (3)

а индуктивность равна

Из (3) следует выражение для расчета z2

(4)

Как видно обязательно .

Далее вычислим эквивалентное сопротивление левой части П-контура

Здесь учитывается, что реактивное индуктивное сопротивление положительно.

или умножив и разделив числитель и знаменатель на сопряженное число знаменателю получим.

(5)

В резонансе последний член равен нулю, что означает равенство нулю его числителя.

(6)

Совместно с первым членом выражения (5) для реактивных составляющих получаются два уравнения с двумя неизвестными. Для их определения выразим

Подставляя это выражение в (6), после преобразований получим

(7)

Теперь подставим эти комбинации, а также

в первый член правой части (5).

Отсюда (8)

С учетом этого выражения получаются окончательные выражения

(9), (10)

Как видно здесь обязательно

Величина индуктивности определяется суммой необходимой для резонанса правой части контура и левой части

(11)

Здесь можно дополнительно рассмотреть два предельных случая.

Если , то это означает, что входная емкость равна нулю. Иначе она отсутствует. Тогда из (3) . Это означает, что рассматривается последовательный контур, в котором действуют преобразованные зависимости (9) и(10).

Если , то это значит, что конденсатор настройки П- контура отсутствует. Тогда из (10) следует, что , а из (9) — . Это означает, что рассматривается Г-образный последовательный контур, для которого справедливы соотношения

Расчет Т-контура.

В случае Т-контура добротность определяется из соотношения

Отсюда

Обозначим сопротивление в точке соединения двух последовательных контуров через r, а сопротивление нагрузки в правой части через R.

В этом случае правая часть представляет собой последовательный контур, для которого

После умножение числителя и знаменателя на число сопряженное знаменателю получим

(12)

При резонансе последний член должен быть равным нулю, что означает равенство нулю числителя

(13)

Выразим Подставляя это выражение в (13)

получим (14) и (15) Подставляя теперь, аналогично расчету П-контура, эти значения в первый член правой части (12) получим

или (16)

С учетом этого значения, (14) и (15) примут вид

(17), (18)

Здесь подтверждается известное соотношение

Конденсатор левой часть фильтра, при резонансе, нагружен параллельно активным сопротивлением r. Для этой пары справедливо выражение (2), в котором необходимо провести замену обозначений

(19)

Последний член правой части полностью компенсируется индуктивностью z31, а первый член равен эквивалентному сопротивлению источника

(20)

Отсюда можно определить сопротивление конденсатора настройки

(21)

Величина индуктивности из (19) равна

(22)

Емкости рассчитанные по (11) и (14) должны складываться по правилам параллельного включения емкостей.

Величина суммарной емкости, по правилам параллельного соединения емкостей, представляет собой сумму емкостей двух контуров, поскольку они соединяются в одной точке.

Варианты двухзвенных согласующих устройств.

1) Устройство согласующее активную нагрузку и активное эквивалентное совпротивление выходного контура.

Если необходимо повысить фильтрующие способности этого устройства, то между конденсатором и индуктивностью включается последовательный контур настроенный на эту же частоту.. Тогда получается автотрансформаторный вход передатчика.

Реактивное сопротивление конденсатора здесь равно сумме сопротивлений согласующего устройства и кондесатора дополнительного последовательного контура. Если пна подключаемых концах антенны имеется какое-то реактивное сопротивление, то оно может быть нейтрализовано изменением емкости С согласующего устройства. Таким образом это устройство может согласовывать нагрузки, если она меньше эквивалентного сопротивления выходного каскада.

Для этого устройства целесообразно провести новый расчет

Представим это выражение в виде

Далее, при последовательном подключении реактивного сопротивление от катушки L1 получим

Наконец, введя обозначения и

подсоединяя паралелльно катушку XL2 получим

Условие резонанаса сводится к равенству нулю мнимого второго члена, что возможно при

Отсюда следуют два предельных случая

, при котором XL2=0 и

XL1=0 . После подстановки сюда a и b получим

Это очень примечательное выражение, ибо оно дает возможность вычислить сопротивление индуктивности по известному сопротивлению нагрузки и емкостному реактивному соппротивлению параллельного контура. Отсюда видно, что подключение нагрузки к параллельному контуру изменяет частоту резонанса.

Расчет по новому выражению для П-контура, для приведенных выше условий, дает значения: с1=60,11 пкф, с2=232пкф, L=9,31мкгн. Как видно, различие в значениях, особенно с2, с ранее приведенным, весьма большое. Именно по этим данным такая настройка и проводится практически. То есть этот расчет показывает, что правильно рассчитанный П-контур действительно хорошо фильтрует сигнал и согласует входное сопротивление антенны в случае отсутствия в нем реактивной составляющей. Но он удобен только в случае лампового выходного каскада с высоким эквивалентным сопротивлением. Для выходного каскада на транзисторах, с низким выходным сопротивлением, расчетные значения конденсаторов оказываются очень большими и трудно выполнимыми практически. Поэтому здесь целесообразно использовать второй вариант комбинации двух Г- образных звеньев, когда они меняются местами и соединяются своими точками с высоким напряжением, а точки с низким напряжением соединяются с антенной и выходным каскадом с низким эквивалентным сопротивлением,. Впрочем, можно несколько изменить Т- контур заменив индуктивности на емкости и наоборот. Тогда будет новый вариант.

Можно ли работать на нескольких диапазонах с одной антенной?

Судя по рассмотренным выше особенностям П-контура, его применение как согласующего устройства для работы с одной антенной на разных диапазонах, возможно, для ламповых выходных каскадов, если дополнительно компенсировать реактивные сопротивления в самой антенне. Оно ограничено только возможным диапазоном изменения переменных конденсаторов и переменных индуктивностей с переключателями на различное число витков. Допустим очень трудно регулировать очень малые емкости или создавать большие индуктивности. Если антенна питается через коаксиальный кабель, то в принципе это ничего не меняет, ибо надо только рассчитать какой ток он может выдержать в узлах. Для транзисторных выходных каскадов более подходит, описанный выше Т- контур. Однако все зависит еще и от фактических входных параметров антенны на разных диапазонах. Вообще желание иметь одну антенну на все диапазоны вполне осуществимое дело. Надо только хорошо разбираться как это сделать.

Трудно ли определить сопротивление излучения и реактивную составляющую антенны на разных диапазонах?

Эти параметры также являются весьма завуалированными в различных описаниях, ибо отсутствуют простые способы их определения. Автор практически опробовал несколько вариантов таких устройств и подобрал наиболее удачную схему. Для ее реализации нет необходимости строить специальное сооружение в корпусе ибо в таком виде оно даже может исказить результаты. На первых порах достаточно иметь ГИР (Например, промышленный ГИР1) , микроамперметр на 50 мка с выпрямляющим мостом, два переменных конденсатора 15-500 пкф, две катушки индуктивности в 30 мкгн., с напаянными выводами для захвата крокодильчиками через 2-3 витка, размещенных на корпусах диаметром 60 мм с шагом укладки намотки в 3-1,5мм -для удобства напайки жестких отводов. Можно также использовать катушки со скользящими контактами. Кроме этого надо иметь набор проводов длиной по 10-15 см с крокодильчиками на концах для проведения временных соединений. Затраты на изготовление и приобретение всего названного с лихвой окупятся эмоциональностью лицезрения действия многих полезных функций создаваемого прибора. Полная схема его показана на рис 3:

Рис 3. Схема прибора.

. Микроамперметр присоединяется параллельно к клеммам 1 совместно с клеммами ВЧ напряжения от ГИРа. Если используется источник ВЧ напряжения с низким выходным сопротивлением, то подключение проводится через резистор. Падение напряжения на нем как раз и фиксируется в резонансе. Установив нужную частоту источника, постепенно увеличивается напряжение ВЧ и проверяется наличие отклонения стрелки прибора.. Теперь можно приступить к первому этапу работы- тарировке емкости конденсаторов по углу поворота и индуктивности по числу витков. Сначала надо добиться резонанса вращением конденсатора С1 в сторону максимума показания прибора. После этого следует увеличить ВЧ напряжение до максимальной точки шкалы. Подключая параллельно контуру различные постоянные конденсаторы и восстанавливая резонанс находится несколько контрольных точек, по которым определяется зависимость емкости конденсатора от угла поворота. Затем по показаниям емкости тарируется катушка индуктивности. Эти данные заносятся в таблицу и интерполируются на целые деления угла поворота через 10 градусов. Аналогичная процедура проводится и с парой С2 , После этого можно приступить к измерениям. Для несведущих напомним, что любая антенна ведет себя двояко. С одной стороны ее можно представить как последовательный контур, соединяющий индуктивность и емкость, и некоторое активное сопротивление называемое сопротивлением излучения. Если к концам 2 на рис 3 подключить активное сопротивление то вместе с L2 и C2 как раз и будет образован последовательный контур. С другой стороны та же самая антенна может работать как параллельный контур по типу L1, C1 с концами 1 замкнутыми сопротивлением излучения. Эти сопротивления, для одной и той же антенны, отличается на порядок. Почему именно так работает антенна никому неизвестно, хотя и есть обоснованные предположения. Но что это именно так, можно убедиться из последующих измерений. Чтобы определить сопротивление излучения при параллельном подключении антенны используется только L1 и C1. Включив ГИР необходимо подать переменное напряжение на одном из рабочих диапазонов добившись резонанса по максимуму отклонения стрелки микроамперметра. Затем необходимо определить емкость конденсатора по углу поворота. После этого к концам катушки L1 подключаются выводы антенны (Для антенны типа длинный провод одним концом является заземление.). После подключения показания прибора снизятся. Это произойдет ввиду наличия в антенне реактивного и активного сопротивления. Вращая ручку конденсатора следует вновь добиться резонанса по максимуму показаний и определить емкость конденсатора. Необходимо также записать новое показание прибора. Если емкость конденсатора увеличилась, то это значит, что антенна обладает дополнительным индуктивным сопротивлением Xa, которое подключаясь параллельно к индуктивному сопротивлению L1 уменьшая его значение. Для определения индуктивного сопротивления антенны, именно в этом случае, необходимо вычислить емкостное сопротивление конденсатора, которое было до подключения антенны и после подключения Xc, Xca, и провести вычисления по формулам X=Xc-Xca Xa=X*Xc/(Xc-X) . Далее по Xa следует вычислить величину индуктивности за зажимах антенны. Подключая затем вместо антенны переменное сопротивление и устанавливая резонанс необходимо добиться того же показания прибора, которое было при подключенной антенне. Это как раз и будет сопротивлением излучения. Если емкость при подключении антенны, в резонансе, уменьшится, то это значит, что антенна обладает дополнительным емкостным сопротивление. Величина изменения емкости конденсатора как раз и будет равна входной емкости антенны. . Работа по определению сопротивления излучению при последовательном резонансе проводится после подключения антенны к разъему 2. При этом устанавливается максимум показаний при вращении конденсатора 1 и минимум показаний при вращении конденсатора 2. Это достигается последовательно несколькими настройками. После этого записываются показания двух конденсаторов и прибора. Далее вместо антенны подключается переменное сопротивление и, повторяя всю процедуру устанавливая резонанс двумя конденсаторами и величину сопротивления так, чтобы добиться прежнего показания прибора. После этого вновь записывают показания двух конденсаторов и тестером измеряют величину переменного сопротивления. Она и будет равна сопротивлению излучения. Величина емкости С1 должна автоматически быть той же, что и при подключении антенны. По значению отклонения С2 с антенной и с активным сопротивлением можно найти величину реактивного сопротивления антенны. Если емкость с антенной была меньше, чем с активным сопротивлением, то это значит, что антенна имеет дополнительное индуктивное входное сопротивление, которое в приборе компенсируется уменьшением емкости. Это уменьшение и будет численно равно индуктивному сопротивлению. Если, наоборот, емкость с антенной больше, что означает уменьшение емкостного сопротивления, то следовательно антенна имеет дополнительное емкостное сопротивление- как раз то, на которое уменьшилось сопротивление конденсатора. Точка подключения к контуру L1, C1 определяется удобством измерений. В качестве примера ниже приведены результаты таких измерение для антенны типа LW длинный провод с заземлением имеющей собственную резонансную частоту в 5,94 мгц.

Сопротивление в омах

Частота в мгц.	Параллельное соединение	Последовательное соединение
28	Активное 75 Реактивное -210	Активное 61 Реактивное -210
21	Активное 1600 Реактивное -25	Активное 100 Реактивное -25
14	Активное 3800 Реактивное 0	Активное 43 Реактивное -500
7	Активное 2300 Реактивное 170	Активное 44 Реактивное 700
3,5	Активное 25 Реактивное -130	Активное 22 Реактивное -510
1,84	Активное 1900 Реактивное -690	Активное 25 Реактивное -750

Как видно, результаты, что называется не предсказуемы. Точность измерений здесь находится в пределах 10-20 процентов. Менее точно измеряются параметры на более высоких диапазонах.

Что же дальше?

После определения сопротивления излучения и реактивного сопротивления на всех диапазонах антенна была подключена к П- контуру передатчика с возможностью регулировки мощности в пределах 1-20 ватт и минимальным эквивалентным сопротивлением выходного каскада на лампе ГУ-50 равным 7500 ом. В результате оказалось, что на 28 мгц антенна работала в последовательном резонансе с добротностью порядка 11, что можно подсчитать разделив 7500 на сопротивление излучения в 75 ом и извлекая квадратный корень из по полученного значения. На 21 мгц антенна работала в параллельном резонансе. На 14 мгц удалось добиться согласования регулировкой конденсаторов контура, но антенна работала в параллельном резонансе- то есть конденсатор связи пришлось уменьшить почти до предела. Естественно большое сопротивление нагрузки привело к уменьшению добротности до 1,4. При этом естественно фильтрация гармоник практически отсутствовала ( для нормальной работы добротность должна быть не ниже 8). На 7 мгц антенна также работала в параллельном подключении с плохими фильтрующими свойствами. На частотах 3,5 и 1,84 мгц добиться хотя бы удовлетворительной работы не удалось. Далее были предприняты попытки применить дополнительные согласующие устройства. На частоте 28 мгц оказалось удобным подключить в разрыв антенны последовательный контур настроенный на эту же частоту переменным конденсатором из того же набора, что и в измерениях. Установка последовательного контура здесь играет двойную роль. Он, с одной стороны, компенсирует излишнее реактивное сопротивление антенны, и действует как фильтр-пробка для гармоник. Путем последующей подстройки контура на 28 мгц удалось несколько улучшить согласование, то есть анодный ток увеличился. На 21 мгц таким добавлением также несколько улучшилось согласование. На частоте 14 мгц добиться перехода в последовательный резонанс не удалось. Но за счет установки последовательного контура значительно увеличилась добротность и емкость конденсатора связи стала больше. То есть произошло смещение в сторону последовательного резонанса и добротность стала равной примерно 8. Отдаваемая мощность увеличилась примерно на 20 процентов.. Это же самое произошло и на частоте 7 мгц., где мощность увеличилась на 25-30 процентов. На частоте 3,5 мгц., с помощью последовательного контура удалось полностью компенсировать реактивное сопротивление и антенна хорошо работала в последовательном резонансе отдавая полную мощность при высокой добротности- около 20-ти. На частоте 1,84 мгц оказалось целесообразным подключить антенну к параллельному контуру и того же набора, что и при измерениях. Затем на 1/5 витков катушки был подключен выход передатчика, что снизило сопротивление нагрузки до 760 ом Далее настройкой П-контура и конденсатора параллельного контура весьма своеобразным способом удалось добиться полного согласования и отдачи мощности так, что этот диапазон стал доступным несмотря на 13-метровую антенну. Из параметров антенны должно быть ясным почему именно на этом диапазоне пришлось применить параллельный контур- ведь сопротивление излучения в параллельном резонансе, для этого диапазона, очень велико. Таким образом в данном конкретном случае удалось согласовать имеющуюся антенну для работы на всех диапазонах без каких-либо действий над самой антенной, а лишь только путем установки дополнительного последовательного контура.. Только в диапазоне 1,84 мгц был установлен дополнительный параллельный контур. Думаю, что таким же образом можно исследовать любую антенну и добиться удовлетворительной или даже хорошей ее работы не загрязняя эфир побочными излучениями. Характерной особенностью работы настроенной антенны является полное совпадения максимума мощности с максимумом тока и напряжением в антенне и максимумом анодного тока, а также максимума напряженности поля. Таким образом однозначно решается вопрос о способе определении точки полной настройки антенны- ее можно определять только по максимальному анодному току. КСВ-метр оказался лишним. Кстати он определяет только отношение мощности отраженной или возвращаемой мощности, ввиду несогласованности, к подводимой, но не раскрывает причину почему это происходит. При полном согласовании полностью пропадают признаки какого-либо самовозбуждения или наличия ВЧ на ключе, педали управления и наушниках. Более того практически исчезают помехи телевидению там, где ранее, как казалось, они были неизбежны. Приведенный пример послужит помощью тем, кто уже имеет передатчик с П- контуром. Для тех же, кто имеет импортную аппаратуру с фиксированным выходным эквивалентным сопротивлением, например в 50 ом, то здесь несколько сложней добиться именно такого входного сопротивления от антенны. Очевидно придется сделать специальное согласующее устройство использующее свойства Г- образного звена последовательного контура. Беспокоиться о фильтрации гармоник здесь не придется ибо на выходе, как правило, сигнал уже хорошо отфильтрован. Надо только избавиться от реактивной составляющей за счет дополнительного значения последовательного включения емкости или индуктивности. Для тех, кто занимается конструированием передающей аппаратуры на транзисторах придется решать задачу согласования при очень маленьком эквивалентным сопротивлении выходного каскада. Как отмечено выше это удобней сделать Т-контуром. Например, антенна, с приведенными выше параметрами, согласовывалась с транзисторным выходом трансивера мощностью 2 ватта, с эквивалентным выходным сопротивлением в 35 ом, на трех диапазонах 14, 7 и 3,5 мгц. В первом случае, ввиду отсутствия реактивной составляющей антенны, использовался Т-контур, в котором катушка индуктивности подключалась одним концом к массе, а ко второму концу подключался корпус двухсекционного переменного конденсатора, неподвижные и изолированные секции которого образовывали две ветви. К одной из них подключалась антенна, а ко второй -выход передатчика. Затем подбором витков и настройкой в резонанс по максимуму коллекторного тока устанавливалось полное согласование. Впрочем на этом же диапазоне хорошо работал просто последовательный контур, у которого катушка индуктивности подключалась к массе, а конденсатор- к выходу трансивера. Антенна присоединялась к части витков катушки индуктивности так, чтобы при резонансе ток был максимально допустимым. Кстати, этот вариант очень простой и удобный. Надо только соблюдать условия достаточности фильтрации сигнала устанавливая значения емкости и индуктивности соответствующие большой добротности . Добротность рассчитывается как корень квадратный из частного от деления сопротивления в точке соединения этих элементов на эквивалентное сопротивление выходного каскада. На диапазоне 7 мгц использовался только последовательный контур подключенный как описано выше. Поскольку на этом диапазоне антенна имеет дополнительное индуктивное сопротивление, то, при подключении ее к части витков индуктивности контура, уменьшает индуктивность той части катушки, к которой она присоединяется. Это уменьшение компенсируется подстройкой конденсатора. На диапазоне 3,5 мгц также использовался последовательный контур. При этом катушка индуктивности подключалась к массе, а антенна- к конденсатору. Выход от передатчика подключался к части витков катушки индуктивности. Поскольку на этом диапазоне антенна имеет емкостное сопротивление, то оно компенсируется увеличенной индуктивностью контура. Таким образом и в этом случае удается добиться хорошего согласования.

Заключение

За долгую и славную эпоху существования радиолюбительского движения энтузиасты эфира внесли большой вклад в теорию и практику проведения связей и конструирования аппаратуры. Думаю, что появление этой статьи побудит новую волну многочисленных исследователей по раскрытию еще неизвестных закономерностей в области антенн. Мы просто должны преодолеть то, что нам еще неизвестно или в чем мы сомневаемся . Несмотря на появление специальных импортных Матч-боксов, в том числе и встроенных в трансивер, с автоматической подстройкой под любую антенну, которые как бы уже все решают, в основе их, все еще, просто механическая копировка известных решений без осмысленного применения. Основываясь на изложенных здесь принципах и при использовании компьютерных программ, можно быстро рассчитать любое устройство и, затем, с меньшими затратами провести опытную проверку с минимальной доработкой. Это дает также возможность внести изменения в существующие конструкции, где по разным причинам оказались скрытыми неучтенные возможности или погрешности в расчетах.

Источник

Как настроить п контур с антенной

Настройка П-контура усилителя в каждодневной работе