Автор Тема: Самодельный КСВ метр и измеритель мощности  (Прочитано 83617 раз)

0 Пользователей и 1 Гость просматривают эту тему.

Оффлайн RZ4HD

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 3750
  • Репутация: +382/-140
  • Дружу с паяльником 50 лет
             Здравствуйте, коллеги. Хочу затронуть на данном форуме вопрос изготовления  в домашних условиях хорошего, точнее, правильно показывающего, КСВ метра и измерителя мощности для диапазонов 144 МГц, 432 МГц и 1296 МГц на основе микроконтроллера. Думаю, что  найдётся очень много желающих изготовить такой малобюджетный прибор. Про желающих его иметь и не говорю. Не для рекламы, а в качестве информации, скажу, что заказал в Украине и быстро получил платку обработки сигнала от направленного ответвителя. Ссыка на сайт производителя: http://www.us8igi.narod.ru/index.html  Железка понравилась. Фото прилагаю. Очень легко собирается из двух платок, высылаемых в виде конструктора.  При заявленном напряжении питания 4.4 - 6 Вольта практически работает от 3.2 Вольта и выше. Можно реально запитать в переносном приборе от аккумулятора  для сотовых телефонов. Потребляемый ток из-за снижения напряжения питания составляет всего 46 мА при горении на всех знакоместах по нескольку сегметов. Очень хорошо работает от дешёвых тридцатирублёвых китайских зарядных устройств для телефонов и блоков питания для антенных усилителей с применением стабилизатора. Пробовал и 7805, и LM317, выкручивая у последней выходное напряжение в 3.5 Вольта. Очень подробное описание как самого прибора, так и процесса калибровки. Стоило всё с учётом пересылки в декабре для россиян 450 рублей. КСВ можно измерять при различных разумных уровнях мощности и не надо ничего переключать. Есть индикация о малой мощности и мощности, когда диод  работает ещё на нелинейном участке. Или очень большом уровне сигнала на диоде. Повторюсь. Понравился конструктор. Фото прилагаю.
           Но в комплект прибора не входит направленный ответвитель. Логично. У каждого радиолюбителя свои задачи. Я хочу применить данный прибор для своих РА на все три диапазона и для изготовления переносного КСВ метра – измерителя мощности. По усилителям вопросов нет. Здесь планируются мощности по 1000 Ватт для 144 МГц и 432 МГц и 400 Ватт для 1296 МГц. Я использую для изготовления направленного ответвителя при таких мощностях самодельный кусок коаксиала, у которого в качестве центрального проводника используется медная трубка диаметром 8 мм, а экран представляет собой трубку квадратного сечения, с растоянием между стенками в 17 мм. Несколько таких ответвителей я делал и выкладывал чертежи и фотографии на сайте. Проторенный путь. Повторяться не буду. Есть небольшие отличия конструкции НО для применения в РА. Фото заготовки прилагаю. С одной строны к корпусу НО припаивается обрезанный разъём СР-50 - кабельная мама, который крепиться к задней стенке РА. С другой стороны припаивается обрезанный разъём СР-50 папа, который накручивается непосредственно на реле РЭВ-14. Для 144 МГц направленный ответвитель делается несколько длиннее.
              Есть вопросы по направленным ответвителям для переносного прибора. Дело в том, что хочется измерять уровни мощности  в условно большом диапазоне : от 1 Ватта и до 1000-1500 Ватт на 144 МГц и 432 МГц и от 1 Ватта до 500 Ватт на частоте 1296 МГц.  Я привязан к диодам КД-922А и ВАТ-62. Другого у меня пока нет. У КД-922 обратное напряжение 20 Вольт, а у ВАТ-62 – 40 Вольт. Это соответствует для однополупериодной схемы выпрямителя максимальному напряжению, снимаемого после детектора,  приблизительно в 6,5 и 14 Вольт соответственно для этих двух диодов. Минимальное ВЧ напряжения для работы диода на более менее линейном участке должно быть порядка 1 Вольта. Если сделать НО конструктивно так, чтобы при проходящей мощности в 2 Ватта на частоте 144 МГц на выходе детектора получалось напряжение в 1 Вольт, то выходному напряжению детектора в 6.5 Вольта будет соответствовать в 42 раза большая мощность. То есть мощность порядка 70-80 Ватт. Применяя диод КД922, по моим рассуждением, можно сделать прибор с одним ответвителем с перекрытием по мощности не более, чем в 35 раз. Диод, при этом будет всегда работать на линейном участке и не сгорит. Как вариант, будет шкала в 10 Ватт и 100 Ватт. До мощности в 1-1.5 Ватта прибор будет подвирать. Сделать прибор, используя всего один направленный ответвитель для мощности со шкалой ещё и в 1000 Ватт нереально.  При использовании диода ВАТ-62 можно расширить диапазон правильного измерения уровня мощности до 170.  Если сделать НО конструктивно так, чтобы при проходящей мощности в 2 Ватта на частоте 144 МГц на выходе детектора получалось напряжение в 1 Вольт, то выходному напряжению детектора в 13 Вольт будет соответствовать в 170 раз большая мощность. То есть мощность порядка 340Ватт. Здесь при использовании одного НО реально получить три шкалы: 10 Ватт, 100 Ватт и 300 Ватт для одного диапазона. Как получают три шкалы в 10, 100 и 1000 Ватт, да ещё для двух диапазонов, пока понять не могу. Какие же там диоды стоят? С обратным напряжением в 100 Вольт?  Подскажите, пожалуйста, кто знает.
       Ещё незадача. Направленные ответвители частотнозависимы. С уменьшением (увеличением) частоты в 9 раз   так же в 9 раз уменьшается (увеличивается) мощность, наведенная в НО. Это добавляет дополнительные проблемы. Получается, что при малых мощностях на частоте 144 МГц диод детектора работает ещё на нелинейном участке и прибор будет врать, а при средних мощностях на 432 МГц диод уже не работает, так как сгорает. В приборах для радиолюбителей, изготовливаемых  промышленостью, часто  используются  несколько НО. Один НО используется для 144МГц и 432 МГц в приборе SX-400  с пределами измерения мощности в 10, 100 и 1000 Ватт. Видимо там применяются условно высоковольтные диоды в детекторе. А вот в SX-1000 используется, как и в некоторых других приборах, два ответвителя. Логично, что для 1296 МГц лучше делать отдельный НО. Опять же мощность в 500 Ватт и 1 Ватт требует скорее всего два НО. Подскажите как решить эту проблему с уменьшением количества направленных ответвителей. Дело в том, что для корректного изготовления направленного ответвителя нужно затратить два дня, при этом имея весь необходимый инструмент, материалы и руки, растущие из нужного места. Напрашивается решение с применением трёх направленных ответвителей. Не для трёх разных диапазонов. В зависимости от мощности и частоты один и тот же НО может применяться для двух, а то и трёх диапазонов. Хотелось бы применить всего два. Кто уже решал такой вопрос? Речь идёт не о конструктивах НО конкретно, а о их числе. Делать отдельные ответвители с отдельным блоком индикации не хотелось бы. Смотрите фото. Для себя вижу прибор в виде единого блока. Видимо НО для малых мощностей буду делать из стеклотекстолита, а для  средних мощностей  буду делать на основе 3 мм фольгированного ФФ-4. Он просто у меня есть. Смотрите фото. С большой мощностью уже писал. Квадратные коаксиалы. Для 144 МГц  и 432 МГц для всех мощностей применю советские посеребрянные разъёмы СР-50  диаметром 18 мм. Для 1294 МГц – хорошие разъёмы N типа. SMA  для мощности до 10 Ватт применять, видимо, не буду. Как бы лишний НО не вышел при этом.
            Какие диоды применить, что бы работали на 1296 МГц, в крайнем случае на 432 МГц и имели высокое обратное напряжение? Отдельная просьба к RU3MD и RA3WDK. Правильно ли я рассуждаю и как разобраться с ответвителями? Помогите с советами и консультациями. Обязуюсь опубликовать прибор, как обычно, с чертежами и фотографиями. Нужная вещь для многих. Юрий. RZ4HD.
Я не такой богатый, чтобы покупать дешёвые вещи. А скупой всегда платит дважды.

Оффлайн RA3WDK

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 6019
  • Репутация: +445/-52
Юрий , эта проблема с обеспечением точности измерения в таком широком диапазоне частот стоит и в промышленных устройствах . Наиболее реальный выход из этой ситуации - использовать ОУ (к примеру Analog Device, есть прецизионные ОУ до 600 МГц, есть и для более вымоких частот) . Но придется столкнуться с тем , что для обеспечения динамического диапазона ОУ необходимо относительно высокое и двухполярное напряжение (+/- 10-15 В )
Т.е вместо детектора будет стоять ОУ с КП 1:10 (ослабление) , далее детектор также на ОУ (необходима будет постоянно установка "0" ) .
Вот только необходимость измерения в таком широком диапазоне ?  Измерение КСВН - вещь полезная , но не обязательная в применении в постоянной работе 1000 Вт . Соответственно остается измерение мощности от 1 до 1000 Вт . Если это НО накручено на РА с мощностью 1 кВт , то индикация на его выходе 1 Вт явно необязательна . Т.е. вполне хватает предела измерения 100 -1000 Вт с точностью 5% . 
По стрелочным приборам SX-144/430 , там есть куча калибровочных резисторов на шкале и пару на самом НО , НО сделано безобразно .  По поводу диодов сказать плохое ничего не могу - они пока не горели . Но этот прибор "предназначен" для измерения от 1 до 1000 Вт , и что получается , при 1 кВт на 144 МГц из него уже идет дым (долго не померяешь - горят резисторы) , а при 500 вт на 432 МГц уже идет дым . У меня два прибора , там я поменял эти подстроечные резисторы . Пришлось перекалибровывать приборы ( они , правда, и до этого подвирали) . Теперь я их использую для контроля антенн нечасто . Как правило , мощемеры после РА всегда показывают изменение состояния антенны изменением мощности при тех же показаниях Ia и Ic .  Но я отклонился в сторону от темы .

Вот этот донецкий "КСВ/ВАТТ-метр цифровой" от 50 мВ до 3В , а мощность от 0,1 до 5кВт  - но это только разряды индикации позволяют , что будет при 3В и 5000 кВт , т.е. не переключив предел уже невозможно будет увидеть 1 Вт . Так что все равно придется делать прибор с переключением пределов . Можно для увеличения обратного напряжения детектора использовать цепочку из 2-3 диодов , но подпереть их со стабилизатора из тех же 2-3 диодов (нужно будет отрицательное напряжение) - хотя эта схема и не всегда термостабильна - плаывут характеристики из за мощности (но можно получить хорошие % точности).

Вообщем вопрос остается открытым , возможно что и ламповый диод просится в НО (как в ВЧ вольтметре).

Оффлайн RU5C Владимир

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 723
  • Репутация: +107/-16
Может лучше сделать измеритель мощности 1mw - 1kW без высокочастотных коммутаций, как на странице 16 рис 39. даташита AD8307?
ex RA3DQT

Оффлайн Sergi

  • Модератор форума
  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 2725
  • Репутация: +351/-212
  • FD - The contest
  • QRA: KN69
Для малых мощностей (до 5-10Вт) мне понравились мостовые измерители КСВ, их проще сделать, чем измеритель на основе НО, так же можно сделать не только на 50 Ом, а на другие часто используемые сопротивления антенных систем. С применением SMD деталей нормально работают на 430 и даже 1296. Буржуйские диоды не использовал, из наших в основном КД922, Д18. Малогабаритность схемы позволяет собрать такой измеритель в готовых корпусках с ВЧ разъемами от всевозможных детекторных головок, аттенюаторов старой измерительной аппаратуры. Из недостатков, пожалуй только то, что это прибор для настройки АФУ, а не для постоянного контроля проходящей мощности.



--... ...-- -.. . ..- --.. ..--- .... --..

Оффлайн RZ4HD

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 3750
  • Репутация: +382/-140
  • Дружу с паяльником 50 лет
Re: Самодельный КСВ метр и измеритель мощности
« Ответ #4 : 01 Февраль 2009, 00:15:53 »
Здравствуйте, коллеги. Спасибо за ответы. Иван. Для РА мне и другим нужен измеритель мощности с 20% точностью и КСВ метр для больших мощностей. Чисто показометр, относящийся к приборам с клеймом И – индикаторный. Именно здесь у меня вопросов нет. Здесь диапазон изменения мощности 500-1000 Ватт и просто используется более  короткая линия в НО. Кстати. 50 Омная линия самого ответвителя  (ширина 4.5 мм с зазором в 1 мм от массы) длиной в 25 мм в ответвителе с коаксиалом квадратного сечения 17х17 мм, о котором я уже писал на форуме,  выдаёт затухание по мощности на частоте 1296 МГц в 220 раз по отношению к проходящей мощности. Но это при нагрузке ответвителя на 50 Омный импеданс. Как указано на Рис 6 приложенного набора схемок. То есть выход НО обязательно грузится на 50 Омную нагрузку. На частоте 432 МГц затухание равно 660 раз. На 144 МГц уже не помню. При мощности РА на 432 МГц порядка 600-700 Ватт переменное напряжение будет порядка 7 Вольт. Но это с нагрузкой. У КД-922 это потолок для данного конструктива. Если использовать НО просто с детектором, как приведено на Рис1-Рис4, то измерительная система получается более чувствительной. В данной ситуации лучше ставить 2-3 диода, соединённых последовательно. В РА точно не будет мощности в 50-100 Ватт и не будет проблем от работы диодов на нелинейном участке.
          А вот в отдельном приборе измерять и мощность хочется точно в пределах 3-1000 Ватт на трёх УКВ диапазонах, и КСВ при разных уровнях мощности. Я знаю о проблемах заводских малобюджетных КСВ метров и о качестве их работы. Поэтому и хочу сделать свой прибор. У RW3AZ  в SX-400 горели резисторы в линиях направленных ответвителей. Кстати. Хочу обратить внимание на подбор этих резисторов по мощности. Здесь маленькие SMD резисторы не работают. Горят. Часто нужны мощности в 1-2 Ватта.
         Отдельный прибор и на столе может трудиться для измерений мощности и КСВ, и на крыше и в поле. Я всегда перед выездом и после монтажа антенн в поле проверяю КСВ антенных систем на 144 МГц и 432 МГц  от портативок. Мощность 4 -5 Ватт. А на рабочем месте он может трудиться для контроля КСВ и мощности в 1.5 кВт в составе усилителя. Тот же прибор. Для контроля трансиверов нужна измеряемая мощность в 50-100 Ватт. Так что такой диапазон мощности нужен, но не более. Можно применить и мостовой измеритель КСВ. Но тогда будет два прибора. Один для измерения КСВ, другой для измерения мощности. А во время работы тоже надо следить за КСВ. Мостовой метод тут не проходит. Хотя у меня и есть такой прибор. Но использую только дома на столе. Лучше один прибор вместо двух. На рабочем месте дома у меня в фидер включён НО, а измерительная головка стоит на столе. Кабель под столом. Ликвидировалась проблема сброса КСВ метра со стола толстым кабеле фидера. А их к прибору подходит, естественно, два.
        О применении  AD8307 и AD8313 думал. Даже хотел написать, что бы о них не говорилось на данном форуме. Но вдруг идея будет интересная? Не написал. Да, мощность можно измерять по методу, изложенному в даташите. Смотрите второе приложение. Очень интересная вещь. Возьмите её на вооружение. Но она не измеряет КСВ. Кроме того, при большом динамическом диапазоне, что является отличным достоинством, очень сложно отследить изменение мощности 2 Ватт от 2.1 Ватта. По крайней мере на аналоговом приборе. Да и сложно рассчитывать всё при лагорифмической шкале даже с цифровым индикатором.  А вот ваттметр со шкалой  в 10 Ватт это изменение хорошо видит. Я к AD8307 ставил специально масштабирующий усилитель для уменьшения динамики и улучшения разрешающей способности. Можно и к НО приладить две AD8307. Интересная вещь получается, но для малых мощностей. И тогда  программу контроллера надо переписывать. Я это не умею и учиться пока не собираюсь этому. Есть конструкторы из Украины.
          Иван. По поводу конструктора. Поэтому и задаю вопросы, так как  для того, чтобы на узел обработки шло напряжение в пределах 50-3000 мВ, надо несколько направленных ответвителей. Для 10 Ватт с более длинными линиями НО, для больших мощностей, соответственно, с более короткими. Ну и диапазоны разные. Это самое правильное, но муторное для изготовления дело- иметь кучу НО. Думаю уложиться в три ответвителя. Завтра поэкспериментирую, посмотрю что наводиться и как. А сделать питание + - 15 Вольт не проблема. Если не сложно, подскажи, что за операционники от AD и сколько приблизительно стоят?
          А пока с удовольствием применяю тридцать лет  ВУ-15 и В7-26 1975 года выпуска. У второго более современный диод стоит до 1000 МГц. Отлично видят напряжения от 100мВ до 100Вольт без делителя. Использую для измерения мощности тройник и эквивалент. Но это более громоздко. Хочется более удобный прибор. Юрий. RZ4HD.
Я не такой богатый, чтобы покупать дешёвые вещи. А скупой всегда платит дважды.

Оффлайн Sergi

  • Модератор форума
  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 2725
  • Репутация: +351/-212
  • FD - The contest
  • QRA: KN69
Re: Самодельный КСВ метр и измеритель мощности
« Ответ #5 : 01 Февраль 2009, 00:52:29 »
Если использовать НО просто с детектором

Вы сравнивали точность измерения такого НО, как на рис.4 с более "классическими" вариантами? В промышленной аппаратуре мне приходилось встречать НО, которые обычно были с резистором 50 Ом. Если бОльшая чувствительность будет не в ущерб точности, можно взять на "вооружение" такой вариант ;)
--... ...-- -.. . ..- --.. ..--- .... --..

Оффлайн khach

  • Старожил
  • ****
  • Сообщений: 303
  • Репутация: +31/-6
Re: Самодельный КСВ метр и измеритель мощности
« Ответ #6 : 01 Февраль 2009, 12:55:49 »
Я бы рекомендовал обратить внимание на польский интернет-аукцион allegro.pl. В последнее время там регулярно проскакивают двунаправленные ответвители katrein от базовых станций GSM900. http://allegro.pl/item542321994_sprzegacz_kierunkowy_z_przewodami_z_demontazu.html . За направленные ответвители с разьемами типа N идет драка, а модуля с раземами 7/16 обычно уходят по 15 -20 $, потому что переходников с 7/16 на что-то более удобоваримое нет или дороги.
Эти ответвители обмеряли- 30 дб в диапазоне от 100 МГц до 4.5 ГГц. 200 Ватт держат.
Александр

Оффлайн RZ4HD

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 3750
  • Репутация: +382/-140
  • Дружу с паяльником 50 лет
Re: Самодельный КСВ метр и измеритель мощности
« Ответ #7 : 04 Февраль 2009, 00:13:31 »
               Здравствуйте, коллеги. В выходные дни закончил изготовление направленного ответвителя, собранного по схеме на  Рис 6. НО сделан, как уже писалось,  на базе квадратного коаксиала 17х17мм и 8 мм трубки внутри, у которого всего одна линия НО, с двух сторон нагруженная на резисторы в 50 Ом и  оснащённая детекторами.  Также проверил НО, собранный по схеме на Рис 3. Это тот же НО, но с двумя линиями, расположенными по разные стороны центрального проводника, с одной стороны нагруженными на резисторы 50 Ом, а с другой стороны оснащёнными детекторами. В качестве диодов везде стояли КД-922А. Китайским тестером, имеющим высокое входное сопротивление, измерялось напряжение на выходах детекторов прямой и отражённой волн. В качестве генератора использовался трансивер ICOM-910H. Мощность измерял КСВ - метром Sincron SX-400, так как не ставил задачи высокоточных измерений. Чисто радиолюбительские измерения. Нагрузкой служил хороший трубчатый эквивалент. В первой  таблице приведены данные для частоты 144 МГц.


Р прох.   3 Вт   5 Вт   10  Вт   20 Вт   30 Вт   40 Вт   50 Вт   60 Вт   70 Вт   80 Вт   90 Вт
Uпад.   0.51 В   0.65 В   0.88 В   1.41 В   1.72 В   1.98 В   2.22 В   2.43 В   2.62 В   2.78 В   2.92 В
Uотр.   0.02 В                           0.06 В   

            Обычно такой ответвитель сам имеет КСВ на 1296 МГц порядка 1.15. Поэтому напряжение детектора отражённой волны почти равно нулю. Изменение мощности в 1.5 раза (по напряжению в 1.225 раза) со значения 60 Ватт до 90 Ватт соответствует изменению напряжения на выходе детектора в 1.2 раза со значения  2.43 Вольта до 2.92 Вольта. Теория различается от практических значений с точностью в 2%. Это неплохо. На меньших мощностях изменение мощности в 2 раза с 5 Ватт до 10 Ватт соответствует изменению напряжения в 1.354 раза практически вместо 1.414 теоретически. Точность совпадения порядка 4.2 %. Тоже неплохо. Изменение мощности в 2 раза с 10 Ватт до 20 Ватт соответствует изменению напряжения в 1.6 раза практически вместо 1.414 теоретически. Точность совпадения порядка 11 %. Здесь много погрешностей не самого ответвителя, а установки мощности на трансивере и других составляющих погрешности. Сложновато  точно устанавливать мощность, да и КСВ- метр обладает погрешностями. Нет времени чертить график на компьютере, чтобы определить и показать линейный участок.  На бумаге он есть. Изменение мощности в 10 раз от значения в 100 Ватт до 1000 Ватт должно увеличить выходное напряжение детектора прямой волны приблизительно до 10 Вольт. Для КД-922А при применении однополупериодной схемы выпрямления детектора - это уже, к сожалению, запредельное значение, но может и не будет сгорать. А вот ВАТ-62 это терпит. Однозначно можно сказать, что применяя стрелочный прибор, с таким ответвителем спокойно можно достоверно измерять КСВ и мощность от 2 до 1000 Ватт на частоте 144 МГц, применяя диод ВАТ-62. С КД-922А я бы ограничился мощностью в 500 Ватт. Кому необходим диапазон только 144 МГц, можно обойтись более дрянными, но высоковольтными, диодами. Ещё раз замечу, что длина линии ответвителя равна 25 мм. Если особо не нужна  хорошая точность в районе значений мощности в 3-5 Ватт, соединяйте два КД-922А последовательно. Для стрелочного прибора в процессе градуировки можно сделать таблицу соответствия мощности и показания прибора. На точность измерения это не повлияет. С конструктором на микроконтроллере пока не знаю. Там тоже, как вариант, можно сделать таблицу соответствия. Ну а КСВ от портативки с помощью такого НО можно будет измерять и тем более смотреть динамику его изменения. Вывод. Данный конструктив можно для диапазона 144 МГц реально применить в приборе со шкалой в 5,10, 50, 100, 250, 500 и 1000 Ватт. Он один всё перекроет.

             Значения измерений на частоте 432 МГц этого же ответвителя приведены в следующей таблице.

Р прох.   2
Вт   5
Вт   10
Вт   20 Вт   30 Вт   40 Вт   50 Вт   60 Вт   70 Вт   80 Вт   90 Вт   100
Вт
Uпад.   1.25 В   1.84 В   2.42 В   3.47 В   4.20 В   4.78 В   5.31 В   5.69 В   6.16 В   6.51 В   6.86 В   7.19 В
Uотр.   0.12 В   0.19 В   0.27 В   0.4 В   0.52
В   0.58 В   0.63 В   0.7 В   0.76 В   0.81 В   0.86 В   0.9 В
КСВ
SX-400   1.25   1.35   1.5   1.25   1.3   1.32   1.32   1.32            
КСВ
отв.   1.21   1.23   1.25   1.26   1.35   1.28   1.27   1.28   1.28   1.285   1.285   1.285

          Изменение мощности в 10 раз (теоретически по напряжению в 3.16 раза) со значения 10 Ватт до 100 Ватт соответствует изменению напряжения на выходе детектора в 2.97 раза со значения  2.42 Вольта до 7.19 Вольта. Теория различается от практических значений с точностью в 6%. Изменение мощности в 1.5 раза (теоретически по напряжению в 1.225 раза) со значения в 60 Ватт до 90 Ватт соответствует изменению напряжения на выходе детектора в 1.2 раза со значения  5.69 Вольта до 6.86 Вольта. Теория различается от практических значений с точностью в 2%.   Этот же ответвитель может использоваться с диодом КД-922А на частоте 432 МГц лишь до мощности в 100 Ватт. С ВАТ-62 - до мощности порядка 400 Ватт. Замечание по КСВ метру SX-400. При смене диапазона с 10 Ватт на 100 Ватт, КСВ сразу «улучшился». Такое впечатление, что ещё до детектора погасили ВЧ напряжение, но такое очень маловероятно.
             Я раньше измерял на таком ответвителе без детектора прибором М3-56, имеющим входной импеданс 50 Ом, изменение  коэффициента ответвления при переключении с частоты  с 1296 на 432 МГц. Это изменение было очень точно равно трём. С 220 раз на частоте 1296 МГц до 660 раз на частоте 432 МГц. Но там измерялось отношение  мощности. С детекторами такого отношения напряжений, эквивалентное отношению мощностей, равное трём, я не наблюдал. Видимо, сказывается влияние постоянного падения напряжения на диоде в 0.7 Вольта, на всю картину получения выходного напряжения детектора при разных мощностях. Это отношение напряжений детектора при одной и той же мощности, но на разных диапазонах равны: для 10 Ватт - 2.75 раза, для 20 Ватт - 2.46 раза, для 30 ватт – 2.44 раза, для 40 Ватт –2.41 раза, для 50 Ватт -  2.39 раза, для 60 ватт и далее – 2.35. Эти измерения делались просто ради интереса,  как сильно изменяется выходное напряжение при смене диапазона. Это было важным.
              Ввиду того, что КСВ на 432 МГц ухудшился, (а я применял три промежуточных соединительных кабеля и несколько переходов), то на 1296 МГц я использовал самый лучший эквивалент и два кабеля с одним переходом. КСВ этого эквивалента на 1296 МГц равно 1.02. Измерен хорошим прибором в НИИ. В эти выходные не смог договориться об аренде прибора М3-56 для измерения мощности и на 1296 МГц сделал измерения на трёх уровнях мощности трансивера: максимальном (порядка 9 Ватт), минимальном и среднем. Этого вполне достаточно, чтобы определиться с применением НО на этой частоте. Результаты приведены в таблице.
   
     

Р прох.   9
Вт   Р средн.
   Р
мин.
Uпад.   7.55В   3.77В   1.27 В
Uотр.   1.32 В   0.65В   0.21 В
КСВ
отв.   1.42      

       Данный ответвитель можно использовать с диодом КД-922А на частоте 1296 МГц только до мощности в 10 Ватт и  до мощности порядка 40 Ватт с диодом ВАТ-62. КСВ чисто одного этого ответвителя без кабелей гораздо лучше и его параметры я уже описывал на одном из форумов.
                Теперь приведу данные в таблице для вновь изготовленного НО для частоты 144 МГц.  Длина его линии НО равна 20 мм. Она нагружена с двух сторон резисторами в 50 Ом и имеет два детектора.

Р прох.   3 Вт   5 Вт   10  Вт   20 Вт   30 Вт   40 Вт   50 Вт   60 Вт   70 Вт   80 Вт   90 Вт
Uпад.   0.16 В   0.195 В   0.255В   0.44 В   0.52 В   0.64В   0.68В   0.74 В   0.82В   0.87В   0.95В
Uотр.   0.02 В                  0.05
В         0.08 В   

         Видно, что чувствительность измерительной системы заметно упала. Этот НО был специально разработан для РА на модулях с мощностью 1000 Ватт для диапазонов 144 МГц и 432 МГц. С его помощью измеряется мощность и организована защита РА от плохого КСВ. Видимо этот НО целесообразно использовать на частоте 144 МГц на мощностях 50-2000 Ватт.

Значения измерений на частоте 432 МГц этого же ответвителя приведены в следующей таблице.




Р прох.   2.2
Вт   5
Вт   10
Вт   20 Вт   30 Вт   40 Вт   50 Вт   60 Вт   70 Вт   80 Вт   90 Вт   100
Вт
Uпад.   0.43В   0.62В   0.87В   1.23В   1.53В   1.72В   1.92В   2.05В   2.2В   2.42В   2.53В   2.71В
Uотр.   0.02 В   0.02 В   0.02 В   0.03 В   0.04
В   0.04 В   0.04 В   0.045 В            0.05 В
КСВ
SX-400   1.25   1.35   1.55                           1.48
КСВ
отв.                                    

         КСВ не подсчитывал, так как он приличный. Практически не наводится обратная волна. Здесь линия короче, она одна и её влияние на неоднородность импеданса в НО меньше. Не знаю, почему SX-400 показывал плоховатое КСВ.
С диодом КД-922А данный  НО обеспечит измерение мощности на частоте 432 МГц  с 10 Ватт до 1200 Ватт.         
         Табличка измерений для частоты 1296 МГц приведена ниже. Я в данном случае вообще не использовал соединительные кабели. Лишь пару переходов.


Р прох.   9
Вт   Р средн.
   Р
мин.
Uпад.   3.95В   1.86В   0.58В
Uотр.   0.3В   0.19 В   0.045 В
КСВ
отв.   1.16      

           Данный ответвитель обеспечит измерение мощности с диодом КД-922А в пределах 2- 40 Ватт. С диодом ВАТ-62 –  2- 160 Ватт. Создаётся впечатление, что с ростом частоты уменьшается динамический диапазон измерения мощности. В конструкции РА на 8 модулях для диапазона 1296 МГц планирую использовать этот НО, но с двумя-тремя последовательно соединёнными  диодами КД-922А в детекторе прямой волны.
             Для прибора, измеряющего на частотах 144 МГц и 432 МГц мощности порядка 1000 Вт и 150 Ватт на 1296 МГц вполне подойдут только эти два НО. Без третьего. На каких частотах и при каких мощностях подключать конкретный НО выбирайте сами, в зависимости от желаемых пределов измерений. Придётся применить много подстроечных резисторов.
           Может кто проведёт ещё какой-нибудь анализ измерений и сделает дополнительные выводы? Я имею образование немного в другой области. Работал также не по радио. Это моё хобби. Фото готового НО и вариант его применения в РА прилагаю на  фотографиях. Графики выложу позже. Юрий. RZ4HD.
           
         
Я не такой богатый, чтобы покупать дешёвые вещи. А скупой всегда платит дважды.

Оффлайн RZ4HD

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 3750
  • Репутация: +382/-140
  • Дружу с паяльником 50 лет
Re: Самодельный КСВ метр и измеритель мощности
« Ответ #8 : 04 Февраль 2009, 00:16:06 »
Теперь фотографии.Юрий. RZ4HD.
Я не такой богатый, чтобы покупать дешёвые вещи. А скупой всегда платит дважды.

Оффлайн UA3MEZ

  • Постоялец
  • ***
  • Сообщений: 58
  • Репутация: +15/-1
Re: Самодельный КСВ метр и измеритель мощности
« Ответ #9 : 04 Февраль 2009, 02:55:19 »
Я бы не стал верить подобным показаниям. Ответвительная линия, теоретически, должна быть нагружена с обоих сторон на активные сопротивления, равные ЕЁ (ответвительной линии) волноновому сопротивлению, которое составляет в данном конструктиве отнють не 50 Ом... Разница характеристик диодов и несимметрии ответвителя определяется проще - смена выхода со входом (при соответствующей смене выходов детекторов) не должна влиять на результаты замеров! Практика показывает что, увы, идеальной симметрии не бывает! Вопрос - каким показаниям верить?

Оффлайн RZ4HD

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 3750
  • Репутация: +382/-140
  • Дружу с паяльником 50 лет
Re: Самодельный КСВ метр и измеритель мощности
« Ответ #10 : 04 Февраль 2009, 08:27:38 »
То: UA3MEZ. Здравствуйте. Тридцать лет занимаюсь ответвителями и ничего не изобретаю. Велосипед давно придумали до нас. Если Вы их с полсотни видели, НО, то наверное обратили внимание, как их делают на практике, в том числе и многочисленные КСВ метры для радиолюбителей. Полтора десятка имею у себя дома от военных передатчиков. Конструктивы разные, полоски, коаксиалы, разные волновые сопротивления и т.п. Но от резистора на конце линии НО, равным в идеале волновому сопротивлению линии самого НО, и детектора на другом, Вы никуда не уйдёте. Да, есть НО без детекторов. Просто детектирование производят в другом месте. У меня были ранее на сайте описаны несколько других НО, в частности и без детектора. Разрабатывался для диапазона 1296 МГц на мощность в 500 Вт. Там работает либо AD8317, либо при больших мощностях используется простой диодный детектор. Без нагрузки в 50 Ом со стороны детектора измерительная система более чувствительная. Посмотрите профессиональные радиостанции. Вчера ковырял РА от Нокии  CDMA  станции на 450 МГц. Там полосковый НО, две линии, два резистора и два диода. Всё работает. И мощность измеряется и защищает систему от плохого КСВ. А аккуратно выполненный НО имеет  собственное КСВ, не знаю правильного термина для этого, порядка 1.1на частоте 1296 МГц и его можно переворачивать наоборот, и всё ОК. Проверено. Есть подобранные пары и четвёрки тех же КД-922А. Сделайте всё правильно и всё работает. А если у Вас при обратном включении НО данные не симметричные, ищите причину из-за чего это происходит. Успехов на УКВ. Юрий. RZ4HD.
Я не такой богатый, чтобы покупать дешёвые вещи. А скупой всегда платит дважды.

Оффлайн RZ4HD

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 3750
  • Репутация: +382/-140
  • Дружу с паяльником 50 лет
Re: Самодельный КСВ метр и измеритель мощности
« Ответ #11 : 04 Февраль 2009, 08:33:06 »
Здравствуйте, коллеги. У меня в тексте табличка с данными без разграничений и данные сдвинуты. Смотреть как-то неудобно. Высылаю полный текстовый файл измерений. Юрий. RZ4HD.
Я не такой богатый, чтобы покупать дешёвые вещи. А скупой всегда платит дважды.

Оффлайн RA3WDK

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 6019
  • Репутация: +445/-52
Re: Самодельный КСВ метр и измеритель мощности
« Ответ #12 : 04 Февраль 2009, 09:18:43 »
Юрий , огромная работа проделана , спасибо .
Цитировать
Замечание по КСВ метру SX-400. При смене диапазона с 10 Ватт на 100 Ватт, КСВ сразу «улучшился». Такое впечатление, что ещё до детектора погасили ВЧ напряжение, но такое очень маловероятно.
Перекалибровывать прибор надо , сам сталкивался с таким часто , там много подстроечников , дело 30 минут закалибровать все 3 положения . Использую для этого FT7800 - имеет фиксированные уровни мощности , эквивалент Ericcson с выходом продетектированного сигнала.


Оффлайн RZ4HD

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 3750
  • Репутация: +382/-140
  • Дружу с паяльником 50 лет
Re: Самодельный КСВ метр и измеритель мощности
« Ответ #13 : 05 Февраль 2009, 21:20:11 »
Здравствуйте,  коллеги. Ещё один вопрос по данному форуму. Всегда делал НО с коаксиальным расположением разъёмов. Смотрите Рис1. приложения. Контакт разъёма СР-50 18 мм и у приборной и у кабельной “мамы” (извиняюсь за вульгарность)  имеет диаметр 4.2 мм. Медная 8 мм трубка, которая используется в качестве центрального проводника, имеет внутренний диаметр 6мм. Для изготовления центрального проводника и корректной пайки трубки и контакта разъёма всегда вытачивал конусный переходник из латуни или бронзы. Он же убирал резкие скачки импеданса. Такие конструктивы НО очень удобно включать непосредственно в разрыв фидера, а прибор иметь на рабочем столе. Для КСВ метра, как переносного прибора,  хочу сделать другое расположение разъёмов, перпендикулярное оси центрального проводника. Смотрите Рис2. приложения. Как грамотно сделать переход с трубки на разъёмы на частотах 1296 МГц? На 432 МГц и 144 МГц картина всегда более простая. Что бы ответить на этот, как бы простой вопрос, надо было бы это всё уже сделать и проверить на приборах. Как минимум подержать всё живьём в руках и покрутить. Напрашивается решение - просто припаять трубку к контактам и всё. Как и где компенсировать неоднородность импеданса по линии? Такой же вопрос и по НО, сделанного на базе двухстороннего  фольгированного фторопласта ФФ-4. Смотри Рис 3. приложения. Контакт разъёма расположен по высоте прямо над поверхностью платы и, сужающаяся полосковая линия, припаивается к контакту разъёма. Поставить конструкционные конденсаторы-флажочки и подгибать их к корпусу. Опять вопросы к Ивану RA3WDK. Благодарен ему, кстати, от имени всех посетителей сайта за ответы на предыдущие вопросы этого форума, да и за другие ответы, советы и грамотные решения и предложения. Не хочу писать в личку. Ответ этот для всех интересен. Юрий. RZ4HD.
Я не такой богатый, чтобы покупать дешёвые вещи. А скупой всегда платит дважды.

Оффлайн RA3WDK

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 6019
  • Репутация: +445/-52
Re: Самодельный КСВ метр и измеритель мощности
« Ответ #14 : 05 Февраль 2009, 23:42:00 »
Юрий , RZ4HD , расположение разъемов сбоку может повлиять только на входной и выходной КСВН самой линии . Естественно в худшую сторону . Как любой уголковый разъем .
Флажки конечно дадут КСВН даже менее 1,05 , но чем больше реактивность компенсируется флажками - тем уже полоса этого НО .
Хотя Synhron 144/432 имеет как раз такое расположение разъемов в НО , и вообще безобразное исполнение НО , тем не менее на 144 МГц КСВН не превышал 1.07 , а на 432 1,15 .
Так что на 1296 МГц если очень необходимо - то можно вполне воспользоваться и таким способом . если использовать не флажки - а просто винты с пятачками - которые будут вкручиваться и выкручиваться напротив выходов разъема - можно скомпенсировать индуктивность .
Но вносит рассогласование и направленная линия , поэтому , строго говоря основную линию надо делать на сопротивление несколько выше , чем 50 Ом . Хотя при коээфициенте ответвления за -20 дб , этим можно пренебречь .
Кстати статья по НО в журнале Радио 6 / 2008 , приводится расчет и чертеж . Если кому понадобиться - отправлю в личку .