Noise bridge, kao što mu ime kaže, je uređaj tipa mosta. Izvor buke stvara buku u rasponu od 1 do 30 MHz. Korištenjem visokofrekventnih elemenata ovaj se raspon proširuje, a po potrebi se mogu konfigurirati i antene u rasponu od 145 MHz. Noise bridge radi u sprezi s radio prijamnikom, koji se koristi za otkrivanje signala. Svaki primopredajnik također će raditi.
Shematski dijagram uređaja prikazan je na sl. 1. Izvor buke je zener dioda VD2. Ovdje treba napomenuti da neki primjerci zener dioda nisu dovoljno "bučni", te treba odabrati najprikladniju. Signal buke koji stvara zener dioda pojačava se širokopojasnim pojačalom pomoću tranzistora VT2, VT3.
Broj stupnjeva pojačanja može se smanjiti ako korišteni prijemnik ima dovoljnu osjetljivost. Zatim se signal dovodi do transformatora T1. Namotan je na toroidni feritni prsten 600 NN promjera 16 ... 20 mm istovremeno s tri upletene PELSHO žice promjera 0,3 ... 0,5 mm; broj zavoja -6.
Podesivi krak mosta sastoji se od promjenjivog otpornika R14 i kondenzatora C12. Mjereni krak su kondenzatori C10, SI i spojena antena s nepoznatom impedancijom. Na mjernu dijagonalu spojen je prijemnik kao indikator. Kada je most neuravnotežen, u prijemniku se čuje jak, jednoličan šum. Kako se most podešava, buka postaje sve tiša i tiša. "Mrtva tišina" označava precizno balansiranje. Treba napomenuti da se mjerenje odvija na frekvenciji ugađanja prijemnika. Tiskana pločica i raspored dijelova na njoj prikazani su na sl. 2.
Uređaj je konstrukcijski izveden u kućištu dimenzija 110x100x35 mm. Na prednjoj ploči nalaze se promjenjivi otpornici R2 i R14, promjenjivi kondenzatori C11 i C12 i sklopka napona napajanja. Sa strane se nalaze konektori za spajanje radio prijemnika i antene. Uređaj se napaja internom baterijom ili akumulatorom tipa Krona. Potrošnja struje - ne više od 40 mA.
Promjenjivi otpornik R14 i kondenzator C12 moraju biti opremljeni ljestvicama.
Podešavanje, balansiranje i kalibracija
Spojimo radio prijemnik s isključenim AGC sustavom na odgovarajući priključak. Kondenzator C12 postavljamo u srednji položaj. Okretanjem otpornika R2, trebali biste se uvjeriti da je generirani šum prisutan na ulazu prijemnika na svim rasponima. Na konektor "Antena" spajamo neinduktivne otpornike tipa MLT ili OMLT, prethodno izmjerivši njihove vrijednosti digitalnim avometrom. Pri povezivanju otpora postižemo rotiranjem R14 oštro smanjenje razine buke u prijemniku.
Odabirom kondenzatora C12 minimiziramo razinu šuma i pravimo oznake na skali R14 u skladu s priključenim referentnim otpornikom. Na taj način kalibriramo uređaj do oznake od 330 Ohma.
Kalibracija C12 ljestvice je nešto kompliciranija. Da bismo to učinili, naizmjenično spajamo na konektor "Antena" paralelno spojeni otpornik od 100 Ohma i kapaciteta (induktiviteta) od 20...70 pF (0,2...1,2 µH). Ravnotežu mosta postižemo postavljanjem R14 na 100 Ohma na skali i minimiziranjem razine buke rotiranjem C 12 u oba smjera iz položaja "O". Ako postoji RC lanac, na ljestvicu stavljamo znak “-”, a ako postoji RL lanac, stavljamo znak “+”. Umjesto induktiviteta, možete spojiti kondenzator od 100 ... 7000 pF, ali u seriju s otpornikom od 100 Ohma.
Mjerenje impedancije antene
R14 postavljamo na položaj koji odgovara impedanciji kabela - u većini slučajeva to je 50 ili 75 Ohma. Kondenzator C12 postavljamo u srednji položaj. Prijemnik je podešen na očekivanu rezonantnu frekvenciju antene. Uključujemo most i postavljamo određenu razinu signala buke. R14 podešavamo na minimalnu razinu buke, a C12 dodatno smanjujemo buku. Ove operacije provodimo nekoliko puta, budući da regulatori utječu jedni na druge. Antena podešena na rezonanciju mora imati nultu reaktanciju, a aktivni otpor mora odgovarati karakterističnoj impedanciji korištenog kabela. U stvarnim antenama otpor, i aktivni i reaktivni, može se značajno razlikovati od proračunatog.
Određivanje rezonantne frekvencije
Prijemnik je podešen na očekivanu rezonantnu frekvenciju. Promjenjivi otpornik R14 postavljen je na otpor od 75 ili 50 Ohma.
Kondenzator C12 se postavlja na nulti položaj, a upravljački prijemnik se podešava po frekvenciji dok se ne postigne minimalni signal šuma.
Jednostavna metoda za usklađivanje HF antena u "hladnom" načinu rada.
Trenutno se ugađanje i usklađivanje antene provodi uglavnom pomoću SWR mjerača, kada se anteni dovodi prilično velika RF snaga. U isto vrijeme, antena ga emitira, a budući da je tijekom ugađanja potrebno nekoliko puta rekonstruirati odašiljač unutar radnog dometa antene, stvaraju se značajne smetnje drugim radio postajama.
U međuvremenu, postoji još jedan način podešavanja antena - pomoću HF mosta, opisano je u poznatoj referentnoj knjizi Rothhammel. Ali čak iu ovom slučaju, rad mosta zahtijeva značajnu snagu, koja može osigurati dovoljnu struju u krakovima mosta.
Međutim, ako malo modernizirate most, tada možete koristiti signal konvencionalnog generatora RF signala za podešavanje, s izlaznim naponom od 0,5 - 1 volta. Ali za to je potrebno da RF signal bude moduliran signalom niske frekvencije od 400 -1000 Hz, a još bolje, da generator radi u modu video modulacije s impulsima te frekvencije.
Takvi načini rada dostupni su u gotovo svim modernim generatorima signala.
Dijagram spajanja za podešavanje antene na željenu frekvenciju i usklađivanje s koaksijalnim kabelom od 50 ohma prikazan je na slici. RF generator je postavljen na video modulaciju ili AM mod s modulacijskim koeficijentom od 100% i spojen na utičnicu X1, antena - po mogućnosti prva izravno - spojena je na utičnicu X2. Slušalice se spajaju na HT utičnice.
Generator se tada podešava na frekvenciju antene. Ako se istovremeno u slušalicama čuje niskofrekventni signal modulacijske frekvencije generatora, to znači da na toj frekvenciji antena ima ulaznu impedanciju različitu od aktivnih 50 ohma. Podešavanjem frekvencije generatora u bilo kojem smjeru od zadane, postižemo gubitak signala u slušalicama. To će biti frekvencija na kojoj je aktivan ulazni otpor i jednaka je 50 ohma.
Ovisno o tome u kojem smjeru i koliko se ta frekvencija razlikuje od željene, mijenjamo geometrijske dimenzije antene ili podatke odgovarajućih elemenata, te ponovno provjeravamo balansnu frekvenciju mosta. Postigavši ravnotežu na traženoj frekvenciji, na antenu spojimo 50 ohmski fider i izvršimo sličnu provjeru cijelog puta antena-fider.
Ako je dovod u dobrom stanju i postavke su ispravno izvedene, nakon spajanja dovoda nema razlike u mjerenjima sa ili bez dovoda, a spajanje SWR mjerača pokazuje SWR jednak 1 ili blizu njega.
Ova metoda je testirana pri podešavanju antena na raspon od 14 MHz; obje žičane antene su podešene na 160 i 80 metara, a antena s 4 elementa na raspon od 20 metara.
U svim slučajevima bilo je moguće izvršiti prilagodbe brzo i točno.
Standardni generatori signala (SSG) daju napon od 1 ... 2 V pri opterećenju od 50 Ohma, što očito nije dovoljno za rad s mjeračima otpora mostne antene. Kako bi se koristili konvencionalni mjerači otpora mosta bez njihove modifikacije, potrebno je koristiti širokopojasno pojačalo snage. Krug takvog pojačala prikazan je na slici.
Širokopojasno pojačalo daje najmanje 1 W izlazne snage kada radi zajedno s GSS-om u frekvencijskom području od 1 do 30 MHz. Ako smanjite napon napajanja na 12 V i koristite nazivne vrijednosti komponenti navedene u zagradama, izlazna snaga pojačala pada na 600 mW, što je dovoljno za rad s mnogim vrstama mjernih mostova. Prilikom sastavljanja pojačala od servisiranih dijelova i podešavanja struje kolektora naznačene na dijagramu, pojačalo je odmah operativno i ne zahtijeva podešavanje. Prikladno je sastaviti pojačalo tako da ga objesite.
Transformator T1 izrađen je na prstenastoj magnetskoj jezgri dimenzija K7x4x2 od ferita s propusnošću od 400 ... 600. Namoti sadrže 12 zavoja žice tipa PEL-2-0,35, namotane s uvijanjem - jedan uvoj po centimetru. Feritni prsten se također može koristiti u većim veličinama. Pojačalo se može sastaviti u kućište od folije od stakloplastike. Tranzistor VT1 je instaliran na radijatoru. Visokofrekventni ulazno-izlazni priključci i vodovi za napajanje pojačala izlaze na kućište pojačala.
Ponekad je nezgodno koristiti GSS u kombinaciji s pojačalom snage. To mogu biti slučajevi kada se mjerenja provode na terenu; s GSS-om koji se napaja iz baterija, itd. U ovom slučaju možete koristiti most s visokofrekventnim neuravnoteženim naponskim pojačalom.
Dijagram takvog mosta je sljedeći:
Razlika između njega i drugih strujnih krugova mosnih mjerača je u tome što se visokofrekventni napon ne detektira i ne mjeri odmah, već se dovodi preko transformatora T1 na ulaz tranzistorskog dvostupanjskog pojačala i zatim detektira. To omogućuje odbacivanje razine RF napona koje proizvodi standardni generator signala prilikom ugađanja antena.Pojačalo se može sastaviti pomoću bilo kojeg visokofrekventnog tranzistora kao što su KT315, KT312. Frekvencijski odziv pojačala je linearan do 40 MHz. Transformator T1 sadrži 22 zavoja žice PEL-0.1 u svakom namotu. Namoti su smješteni simetrično na obje polovice prstena dimenzija K10x7x4 s propusnošću od 400...600
Kalibracija uređaja sastoji se od označavanja otpora opterećenja na brojčaniku promjenjivog otpornika R2. To je najbolje učiniti pomoću digitalnog ohmmetra. Očitanja brojčanika pri balansiranju mosta odgovarat će otporu antene koja se mjeri.
Mosni mjerač je sastavljen u kućištu od folije od fiberglasa.Njegova instalacija treba biti što kompaktnija i čvršća.Limb promjenjivog otpornika treba imati što veće dimenzije kako bi se povećala točnost mjerenja.
Slika 1 prikazuje krug RF mosta razvijenog na temelju dizajna UA9AA.
Sl. 1
U pravilu, viseća instalacija koja se koristi u proizvodnji mosta ograničava radni frekvencijski raspon takvih uređaja na 140 ... 150 MHz. Kako bi se osigurao rad u rasponu od 430 MHz, preporučljivo je proizvoditi uređaj na dvostranoj folijskoj tiskanoj ploči. Jedna od uspješnih opcija instalacije prikazana je na sl. 2 i 3.
sl.2
Na gornjoj strani pločice (slika 2) nalaze se dva neinduktivna otpornika R1, R2 s kompenzacijskim kondenzatorima C4, C5. Ostali dijelovi mosta nalaze se na donjoj strani (sl. 3). Montaža je izvedena na "spotovima".
sl.3
Razmaci između "zakrpa" određeni su veličinama korištenih dijelova. Krugovi, koji su na slikama označeni isprekidanim linijama, međusobno su povezani kroz rupe na ploči.
Prilikom izrade mosta posebnu pozornost treba obratiti na kvalitetu upotrijebljenih dijelova. Kondenzatori C1, C2 - keramički, bez izvoda, tipa K10-42, K10-52 ili slično. Referentni kondenzator C3 je KDO-2. Trimer kondenzatori C4, C5 tipa KT4-21, KT4-25; preostali kondenzatori su KM, KTs. Otpornici R1, R2 moraju biti tipa MON, C2-10, C2-33 snage 0,5 W i imati isti otpor unutar 20 ... 150 Ohma. Ako se koriste otpornici tipa MON, onda se njihovi izvodi odgrizu za bazu, koja se očisti i pokositri, a zatim zalemi na željenu “flasteru”. Otpornik R3 - tip SP4-1, SP2-36, bez indukcije, s grafitnom stazom. Ovaj otpornik je montiran na bočnu stijenku od folije PCB, ali je folija na mjestu njegovog pričvršćenja uklonjena. Tijelo otpornika nije spojeno na zajedničku žicu, inače se most ne može uravnotežiti. Ručka pričvršćena na os otpornika mora biti izrađena od izolacijskog materijala. Osim otpornika R3, CP-50 konektori su montirani na bočne stijenke. Spojevi (spojevi) između bočnih stijenki i glavne ploče pažljivo su zalemljeni.
Snaga signala iz generatora trebala bi biti oko 1 W. Kao generator može poslužiti npr. IC-706MK2G, trostruki varaktor i sl.
Pri provjeri balansiranja RF mosta u VHF i UHF pojasevima koriste se samo neinduktivni otpornici. Precizno ugađanje kompenzacijskih kondenzatora (s istim otporom opterećenja) odgovara konstantnoj ravnoteži na nekoliko raspona (na primjer, 7...430 MHz). Ako nije moguće odabrati dovoljan broj neinduktivnih otpornika za kalibraciju mosta, srednje vrijednosti ljestvice uređaja mogu se kalibrirati u niskofrekventnim područjima pomoću uobičajenih otpornika, na primjer tipa MLT ili MT.
Za mjerenje reaktivnosti opterećenja morat ćete zamijeniti kondenzator C5 promjenjivim (sa zračnim dielektrikom i maksimalnim kapacitetom od oko 20 pF), međutim, gornja granica frekvencije mjerenja ograničena je na raspon od 144 MHz, jer nije moguće u potpunosti nadoknaditi kapacitet instalacije.
Ako uređaj koristi prigušnice s induktivitetom od 200 μH, frekvencijski raspon mosta bit će 0,1 ... 200 MHz.
Predloženi dizajn ima vrlo dobru ponovljivost, za razliku od uređaja izrađenih pomoću zidnih instalacija.
Književnost
- Yu.Selevko (UA9AA). Uređaj za podešavanje antene. Radioamater, 1991, N5, S.32...34.
