Ксв метр на микроконтроллере своими руками
Добавил пользователь Владимир З. Обновлено: 04.10.2024
Проект цифрового измерителя КСВ и мощности с автоматическим переключением пределов. Программа написана на .
Небольшой рассказ о простом КСВ-метре (SWR-Meter) Реклама на канале: goo.gl/UOl01I Монетизация роликов: .
Прибор на базе ARDUINO NANO LCD1602. Позволят измерять КСВ, подводимую мощность к нагрузке с учетом КСВ и .
Недавно собрал данный приборчик и решил поэкспериментировать с различными методами измерения мощности.
SW-102 Недорогой измеритель выходной мощности, частоты и КСВ с AliExpress Узнать цену SW-102 ali.pub/4aagtg .
Начнем с того, что КСВ-метры строятся по двум схемам. С КСВ-метрами построенными по мостовой схеме, с ними можно .
как оказалось .действительно эта схема ксв метра работает от 1 МГц и до 430 МГц. по этой схеме делал данный прибор .
Нашел по сусекам у себя КСВ-метр собранный для 2-х метрового диапазона на полосковых резонаторах.Сначала этот .
Бывают случаи когда под рукой нет специализированного прибора для анализа работы антенн. И тогда можно прибегнуть .
Изготовил рефлектомер на отрезке коаксиального кабеля ,показан процесс измерения на нагрузках . Нагрузки сделаны в .
Для настройки антенн носимых УКВ радиостанций или для сравнения таких антенн между собой удобно использовать .
Как пользоваться КСВ-метром на примере SWR-420 Второе видео о том как пользоваться КСВ-метром на примере .
Еще одна самоделка, на пяти элементах, которая собирается просто и быстро, буквально за 10 минут. На этот раз .
Проект цифрового измерителя КСВ и мощности с автоматическим переключением пределов и меню настроек. Программа .
изготовилКСВ-метрПо материалам из известной книги К.Ротхаммеля [1] был повторен коаксиальный рефлектометр.
Собирая свою самодельную радиостанцию, а может просто подбирая антенну к уже готовой, купленной рации, вы, рано или поздно, придёте к рассмотрению вопросов согласования передатчика с антенной, настройки антенны и фидерного тракта.
И, как не надеялся их обойти, к этим задачам всё же пришёл и я, пытаясь понять почему так сильно греется выходной транзистор передатчика и почему при достаточной мощности передачи максимальная дальность радиосвязи так мала.
Хорошая новость ‒ изобретать и выдумывать ничего не придётся, методики и способы давным-давно известны, нужно только как можно точнее следовать правильным рекомендациям.
Известен и параметр, который потребуется научиться измерять при настройке антенны и согласовании её с радиостанцией. Называется он " коэффициентом стоячей волны ", сокращённо "КСВ", либо по английски "SWR", от "standing wave ratio".
Наверное самое простое и наглядное, на пальцах, объяснение, что из себя представляет этот коэффициент и каким он должен быть, мне встретилось вот в этой статье:
Хотя и кроме неё в интернете достаточно информации по данному вопросу, достаточно набрать запрос в поисковике.
А для измерения коэффициента стоячей волны потребуется прибор, называемый КСВ-метром, или SWR-метром.
Бюджетные, но тем не менее, широко используемые, варианты со стрелочной измерительной головкой, такие как Vector (или Optim) SWR-420, SWR-430, SWR-171, Surecom SW-111 можно приобрести как в отечественных магазинах радиоэлектроники , так и на всемирно известной торговой площадке в Поднебесной .
Продаются и готовые приборы, и отдельные градуированные измерительные головки для их сборки, а также просто радиоконструкторы.
Например в Радиолавке КВ и УКВ (RV_3_YF_Radio Store) встречаются радиоконструкторы для сборки измерителя КСВ
Есть и более полные и дорогие радиоконструкторы, например такой или такой .
Что интересно, цены на измерители КСВ, например на SWR-420 или SWR-430 в отечественных магазинах, по сравнению с тем же AliExpress не сильно отличаются.
При выборе той или иной модели нужно ориентироваться не только на цену, функциональность и удобство работы с прибором, но и на частотный диапазон работы КСВ-метра и максимальную проходную мощность. Эти параметры должны быть сопоставимы с характеристиками вашей радиостанции.
Собрался приобрести один из подобных измерителей КСВ и я. Да остановило отсутствие ответных разъёмов PL-259 в комплекте поставки и у меня в наличии. "Колхозить" подключение на проводках не хотелось, заказывать разъёмы для подключения отдельно и снова ждать. ждать. ждать. тоже.
И я подумал: А почему бы вместо месяца-полутора ожидания очередной посылки с почты не собрать этот измеритель самостоятельно?
Тем более, что схема не слишком сложная (и даже совсем простая, специально такую выбирал!), без железной коробочки экранирующего корпуса вполне можно и обойтись, а из всех деталей самая дорогостоящая ‒ это стрелочная измерительная головка, которую на первых порах вполне заменит простой стрелочный тестер-авометр.
В общем, схему измерителя КСВ для сборки выбрал вот из этой статьи:
Автор книги, в свою очередь, упоминает, что первая такая схема мостового измерителя КСВ появилась ещё в 30-х годах прошлого века.
Кому утомительно читать мои лирические отступления и пояснение для новичков, могут переходить сразу к картинкам и схемам. В статье возможно содержатся ошибки и не точности, но таково мое понимание и я могу ошибаться.
После приобретения рации, и сляпанной наспех антенне, задумался, ну не может же у меня антенна сразу взять и настроится. Надо КСВ померить. А померить то нечем…
Когда-то давно, лет 10 назад, вещал я на 100 м в АМ с бандитами-хулиганами, радио-пиратами. )))
Так как приборов не было, а о приборах ИЧХ, АЧХ, ГКЧ, ГСС я только читал из умных книжек, и приобрести было тогда для меня их невозможно, приходилось делать пробники и тестеры самостоятельно. Вот об одном из них я и расскажу.
Немного теории, как я ее понимаю, кратко на словах, без углубления.
Радиоволны от передатчика передаются по кабелю (фидер, не важно какой) в нагрузку. Нагрузка, это наша антенна. Если волновое сопротивление выхода передатчика, фидера и антенны равны, то КСВ=1, и вся энергия почти без потерь передается в антенну.
Теперь еще один немаловажный фактор, резонанс. В 2х словах, это совпадение величин индуктивного и емкостного сопротивления на определенной частоте. На частоте выше резонансной, индуктивное сопротивление растет, а емкостное падает и наоборот при понижении частоты. Работу на гармониках рассматривать не будем. Соответственно, на резонансной частоте мы получаем максимальное сопротивление антенны, максимальное излучение сигнала в пространство. И вот такая задача у нас стоит, что бы все эти сопротивления были согласованы и равны допустим 50 Ом.
Если мы согласовали передатчик и фидер (мы точно знаем, что выход рации 50 Ом и знаем, что кабель 50 Ом), то нужно подогнать сопротивление антенны к 50 Ом.
Что же происходит, когда КСВ у нас большое (допустим 4 или 5) и чем это чревато.
Волны от передатчика, проходят к нагрузке, но не поглощаются ей (нагрузкой=антенной), а отражаются и приходят обратно в передатчик. Так происходит обычно при обрыве в антенне или КЗ. Напряжение растет на выходе передатчика, и выходной каскад сгорает. На лампах плавятся аноды…
Теперь как его измерить, этот КСВ.
Я знаю 2 принципиально разных способа.
1й способ.
Измерение с помощь трансформаторов тока непосредственно на фидере.
2й способ, измерение с помощью ВЧ моста, он предназначен для настройки на небольшой мощности 0,5-10Вт.
Приведу здесь оригинальную схему, а ниже дополню своими комментариями и ссылками на похожие схемы и реализации. Ну и мою реализацию этого прибора.
Плата делалась методом вырезания пятачков.
Измерение на нагрузке
Измерение на антенне
На рисунке ниже видно, что R1 и R2 образуют делитель напряжения. R3 и R4 образуют 2й делитель напряжения. И между точками A и B напряжение будет равно нулю! Если R4 заменить на неизвестное сопротивление не равно 50 Ом, то напряжения на делителе изменится, и между точками AB возникнет разность потенциалов, и что бы вернуть баланс, нужно изменить R3, чтобы оно стало равным R4, и тогда между A и B напряжение снова станет равно нулю. Измерив R3, мы узнаем, чему равно R4! Если изменять R4, то, когда оно станет равным R3, в точках АВ тоже станет ноль.
Вы уже догадались, что если включить вместо R4 антенну, а вместо батареи включить передатчик, то можно либо измерить ее сопротивление, либо подстроить антенну под нужное сопротивление, для согласования с фидером.
Оказывается, точность у этого моста обалденная, мне удалось добиться точности балансировки 0,01V на постоянном токе! На ВЧ влияют емкости и внешние наводки.
Теперь о том, какие резисторы выбрать и как подогнать мост, если резисторы с разбросом.
Повторюсь, настраивал на постоянном токе, с точностью до 0,01V по мультиметру.
Ну а вот пример на УКВ и СВЧ диапазон (сделано не мной), попробую сделать что то типа такого, а-ля антеноскоп.
Всем 73! Хорошей связи без помех!
Мостовой КСВ-метр v2.0
В борьбе за точность измерений, была собрана 2я версия КСВ-метра на SMD 1206, 2х100 Ом в плечо.
Все равно был небольшой дисбаланс, отсоединив разъем на выходе и запаяв нагрузочный резистор на плату, дисбаланс пропал. Вывод, разъемы гамно, имеют большую емкость внутреннюю, которая разбалансирует мост на ВЧ.
Измерительная головка выведена обычным проводом, переменный резистор включен потенциометром.
При мощности в 8 Вт резисторы могут взорваться через 20-30 секунд, мост рассчитан на 0,5Вт.
Измерял быстро )))
Автор: Ю. Погребан, (UA9XEX).
Формат: txt, jpg.
Архив: rar.
Размер архива: 84,3 kb.
После окончания сборки любой антенны или антенной системы необходимо произвести проверку КСВ. Это даст вам уверенность что всё, что Вами сделано - сделано правильно. Данный КСВ-метр предназначен для работы в диапазонах частот 144, 432 и 1296 МГц.
Конструкция
Конструкция прибора достаточно проста и понятна. Прибор выполняется из двухстороннего фольгированного стеклотекстолита толщиной 1,5…2,0 мм.
На рис.1 показан монтаж КСВ-метра. Центральный проводник выполнен из латунного прутка диаметром 10 мм. Линия связи выполняется из вывода диода D1 и D2, так как ваш диод будет практически вставленным в отверстие сделанное вами в перемычке.
Все соединения корпуса КСВ-метра необходимо тщательно пропаять - это обеспечит жесткость конструкции и стабильность параметров. Перегородка, устанавливаемая между измерительным и приборным отсеками КСВ-метра показана на рис.2.
Для развязки измерительных цепей конденсаторы С3 и С4, должны быть опорными, например - марки КДО и иметь емкость 3300 или 6800 пф. В качестве диодов D1 и D2 можно применить и другие диоды, но обеспечивающие работу КСВ-метра на этих частотах. Перед установкой диодов в КСВ-метр вам необходимо проверить паспортные данные устанавливаемого диода.
Правильность выполнения измерительного отсека КСВ-метра в котором располагаются измерительные линии приведена на рис.3.
Измерение
Процесс измерения особенностей не имеет, и многократно был описан в различной радиолюбительской литературе. Для облегчения отсчета составлена таблица 1. Все значения, приведенные в таблице 1 были рассчитаны для прибора на 100 мкА.
Если у вас есть другой прибор, который отличается от предлагаемого, то вам необходимо произвести перерасчет по формуле:
КСВ = (Uпрям + Uотр) / (Uпрям - Uотр), где:
Uпрям. - напряжение прямой волны
Uотр. - напряжение отраженной волны
После этого можно составить таблицу, но уже для вашего прибора.
Модернизация
Для улучшения параметров вашего прибора вам необходимо доработать резисторы R1, R2, а так же конденсаторы С1, С2 при помощи растворителя смыть с них краску.
Вывод идущий на корпус у резистора R1, R2, как и вывод конденсаторов С1, С2 должны быть минимально короткими и иметь пайку с обоих сторон фольгированного стеклотекстолита, то есть выводы должны вставлены в предварительно подготовленное вами отверстие, вывод от радиодеталей должен выходить с обратной стороны фольгированного стеклотекстолита на 1…2 мм и только после этого производится пайка. Резисторы R1 и R2 можно использовать в качестве опорных стоек и впаивать в фольгированный стеклотекстолит вертикально.
Если у вас есть прибор 100 мкА, который рекомендован, то данную конструкцию можно дополнить еще одним отсеком, установив его в КСВ-метр. При правильно собранно вами монтаже и выдержанных размерах, КСВ-метр начинает работать сразу и вам остается только его откалибровать, т.е. составить таблицу с КСВ или нанести эти значения на шкалу вашего прибора.
Доработки и рекомендации радиолюбителей:
Размеры отсека с разъемом и диаметр латунной трубки рассчитаны на волновое сопротивление 75 Ом, а не на 50.Чтобы было 50 ом надо или миллиметров на 5 увеличивать диаметр латунного стержня, или миллиметров на 11 уменьшать каждую сторону (как бы диаметр) отсека с "трубкой".
Уберите вторые конденсаторы с диодов, лишняя рассогласовка, оставьте по одному на каждом диоде и максимально укоротите их выводы, в первую очередь выводы конденсаторов, которые идут на диоды, но и на землю тоже. Выводы диодов тоже укоротите. Провода до тумблера используйте жесткие, одножильные, по минимальному расстоянию до выводов. С "общего" выхода тумблера припаяйте опять же кратчайшим путем емкость несколько тыс. пф на землю.
Можно так же еще и параллельно разъему тоже емкость припаять на землю. Все элементы постарайтесь разместить как можно более симметрично. В отсеке с разъемами желательно пропаять землю между стенками по всей длине. Смотреть показания надо только с закрытой верхней крышкой.
Резисторы вы надеюсь 50 Ом поставили, безиндукционные? По хорошему, их надо подбирать. И параллельно щупам мультиметра на самом мультиметре тоже поставьте небольшую емкость, а еще лучше все-таки использовать головку, а то эти китайские мультиметры. И тумблер постарайтесь разместить вертикально (т.е. повернуть его на 90 градусов, для "симметрии" :)
Диоды: ГД501 507 508 Д18 Д28 Д9 Д2 Д310 Д311 Диодоы желательно подобрать по одинаковой ВАХ (вольтамперной характеристике) или близким параметрам.
Откалибровать прибор по ближайшему ряду резисторов: 50,75, 100,150 ом (включив вместо антенны), соответственно КСВ будет 1;1.5;2.0;3.0. После этого можно прибор проверить на симметричность (поменяв местами вход и выход).
Читайте также: