|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
ENCYKLOPEDIA RADIOELEKTRONIKI I INŻYNIERII ELEKTRYCZNEJ Pomiar czułości odbiorników radiowych z anteną magnetyczną. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki
Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / odbiór radia Anteny magnetyczne są szeroko stosowane w odbiornikach radiowych do odbioru sygnałów w pasmach LW, MW i rzadziej KB. Aby zmierzyć czułość w miejscu anteny radia za pomocą znanej techniki, wytwórz pole elektromagnetyczne o znanej intensywności. Artykuł analizuje tę technikę i podaje zalecenia dotyczące jej poprawy. Czułość odbiornika radiowego to taka wartość sygnału wejściowego, przy której na jego wyjściu powstaje określony stosunek sygnału do szumu. Podczas pomiaru czułości napięciowej wejście odbiornika radiowego jest połączone z generatorem sygnału poprzez odpowiednik anteny - obwód elektryczny symulujący parametry anteny zewnętrznej. W przypadku odbiorników radiowych z anteną magnetyczną wykonuje się pomiary czułości pola, ale w literaturze technicznej bardzo mało uwagi poświęca się temu zagadnieniu. Zwykle wszystko sprowadza się do odwołania się do rzekomo znanych metod [1-3], których istotą jest wytworzenie określonego natężenia pola magnetycznego za pomocą pętli prądowej połączonej z generatorem pomiarowym. Zmieniając sygnał generatora z uwzględnieniem współczynnika konwersji ramek, ustala się natężenie pola, przy którym sygnał wyjściowy odbiornika radiowego ma wymagane parametry. Znajomość źródeł [1-3] wykazała, że chodzi o tę samą technikę, w której jednozwojowa rama w kształcie kwadratu o boku 380 mm, wykonana z rurki miedzianej o średnicy 3...5 mm, jest używany. Jest podłączony bezpośrednio do wyjścia generatora sygnału poprzez rezystor 80 omów. Środek anteny magnetycznej odbiornika radiowego jest umieszczony w odległości 1 m od środka ramy tak, aby oś anteny była prostopadła do płaszczyzny ramy. W tym przypadku natężenie pola (mV/m) w miejscu anteny magnetycznej jest liczbowo równe napięciu wyjściowemu generatora sygnału (mV). Zastosowanie tej techniki z wykorzystaniem nowoczesnych generatorów sygnału RF doprowadziło do przygnębiających wyników – zmierzona czułość odbiorników radiowych okazała się około dziesięciokrotnie gorsza od oczekiwanej. Bardziej szczegółowe badanie tej sytuacji wykazało, że technika ta została opracowana dla przypadku zastosowania generatora GSS-6, w którym przy wyłączonym tłumiku zewnętrznym sygnał wyjściowy jest dziesięciokrotnie większy niż odczyty jego tłumika tłumik zewnętrzny ma współczynniki transmisji 10, 1 i 0,1). W konsekwencji napięcie na ramie jest dziesięciokrotnie wyższe, a całkowity współczynnik konwersji sygnału generatora na pole elektromagnetyczne jest równy 1 ze względu na fakt, że współczynnik konwersji ramki pomiarowej wynosi 0,1. Ponadto impedancja wyjściowa generatora GSS-6 w tym trybie wynosi 80 omów, co tłumaczy rezystancję dodatkowego rezystora. Ale nowoczesne generatory sygnału RF mają zazwyczaj impedancję wyjściową 50 omów. Wszystko to skłoniło nas do dostosowania znanej metody badania czułości odbiorników z anteną magnetyczną.
Zacznijmy od samej ramki magnetycznej. Tak zwana ramka standardowa składa się z jednej cewki w kształcie kwadratu o boku 380 mm i jest stosowana w zakresie częstotliwości 0,15...1,6 MHz. Oczywiście jego wymiary są znacznie mniejsze niż długość fali promieniowania, a odległość od ramki do anteny magnetycznej jest większa niż jej wymiary, dlatego w zakresie częstotliwości pracy jest elementarnym promiennikiem magnetycznym. Analiza pola elementarnego emitera magnetycznego [4] pokazuje, że w odległościach r<λ pole magnetyczne istnieje we wszystkich kierunkach od emitera. Interesujące są dwa kierunki (pokazane na rysunku). Pierwsza jest prostopadła do płaszczyzny ramy, natomiast oś anteny magnetycznej powinna być skierowana do środka ramy. Teoretycznie ten kierunek w strefie dalekiej odpowiada minimum wzoru promieniowania. Drugi znajduje się w płaszczyźnie ramy, podczas gdy oś anteny magnetycznej jest do niej prostopadła. W strefie dalekiej kierunek ten odpowiada maksymalnej charakterystyce promieniowania emitera. Korzystając z wyrażeń na natężenie pola magnetycznego w tych kierunkach [4] i przechodzącego od momentu magnetycznego wibratora do ramy z prądem [5] otrzymujemy
gdzie H1 H2 jest natężeniem składowej magnetycznej pola odpowiednio w punktach 1 i 2 (patrz rysunek); S - powierzchnia ramy, m2; I - prąd w ramce, A; d jest odległością między środkami ramy a anteną magnetyczną, m; A, - długość fali sygnału, m. Wyrażenia (1), (2) umożliwiają obliczenie natężenia pola magnetycznego w dowolnej odległości od ramy w dwóch kierunkach. Można wykazać, że przy małych odległościach {λ/2π) pokrywają się one z wyrażeniami na pole magnetyczne pętli z prądem stałym. Ale intensywność pola elektromagnetycznego jest zwykle mierzona intensywnością jego składowej elektrycznej. W utworzonym polu elektromagnetycznym istnieje ścisła zależność między intensywnością składników elektrycznych i magnetycznych. Aby znaleźć siłę składowej elektrycznej pola, która odpowiada znanej składowej magnetycznej, konieczne jest pomnożenie wyrażeń (12) przez opór falowy ośrodka, który jest równy 120π dla powietrza. Biorąc pod uwagę fakt, że na małych odległościach 2πr<<λ te wyrażenia są przekształcane:
gdzie E1,E2 to natężenie pola elektromagnetycznego odpowiednio w punktach 1 i 2 (patrz rysunek). Z otrzymanych wyrażeń wynika, że natężenie pola elektromagnetycznego w pobliżu pętli z prądem zależy od jej powierzchni, wartość prądu jest odwrotnie proporcjonalna do sześcianu odległości i nie zależy od długości fali. W tym przypadku siła pola w pierwszym kierunku jest dwa razy większa niż w drugim. To w szczególności wyjaśnia fakt, że w wykrywaczach metali w większości przypadków stosuje się położenie cewki, która jest równoległa do badanej powierzchni. Używając wyrażeń (3), (4) można obliczyć natężenie pola dla ramy o dowolnym dopuszczalnym rozmiarze przy znanym prądzie i odległości. Jednak wygodniej jest powiązać natężenie pola z sygnałem wyjściowym generatora sygnału, do którego podłączona jest pętla. Aby ustawić prąd, dołączony jest szeregowo z nim dodatkowy rezystor. Zwykle reaktancja indukcyjna pętli jest pomijalna i można ją zignorować. W tym przypadku prąd w pętli bez uwzględnienia jej rezystancji indukcyjnej jest równy
gdzie U jest napięciem wyjściowym (zgodnie z odczytami jego tłumika) generatora, V; Rr - rezystancja wyjściowa generatora, Ohm; Rd to rezystancja dodatkowego rezystora, Ohm. W rezultacie wyrażenia
gdzie K1 K2 jest współczynnikiem konwersji napięcia sygnału generatora na natężenie pola elektromagnetycznego w pozycji anteny odbiorczej odpowiednio w punktach 1 i 2 (patrz rysunek). Wyrażenia (5), (6) umożliwiają obliczenie współczynnika konwersji sygnału wyjściowego generatora na wartość natężenia pola elektromagnetycznego, lub wyznaczenie pola powierzchni ramy lub odległości do niej dla podana wartość współczynnika konwersji. Zgodnie z nimi, w znanej technice przelicznik dla ramki kwadratowej o boku 380 mm, generatora o rezystancji wyjściowej 80 Ohm i dodatkowego rezystora o tej samej rezystancji daje wartość 0,108 przy a odległość 1 m. Oczywiście w tej technice ramka została obliczona ze współczynnikiem konwersji 0,1. Mały błąd najprawdopodobniej jest spowodowany zaokrągleniem rozmiarów ramek w górę i nie ma znaczenia dla pomiaru czułości. Dla nowoczesnych generatorów sygnałowych o impedancji wyjściowej 50 omów z taką ramką z dodatkowym rezystorem 80 omów współczynnik konwersji K1 = 0,133 i z dodatkowym rezystorem 51 omów K1 = 0,172, co jest niewygodne w praktycznym zastosowaniu. Wymiary ramy (jej powierzchnia) przy współczynniku przeliczeniowym K, = 1 można określić z wyrażenia (5). Dla r \u1d 50 m, Rr \u51d 0,84 omów, Rd \u2d 0,917 omów powierzchnia powinna wynosić 1,035 m4. Odpowiada to kwadratowej ramie o boku około 4,5 m lub okrągłej ramie o średnicy 1 m. Ale jej indukcyjność, w zależności od zastosowanej średnicy drutu, wyniesie XNUMX ... XNUMX mH, co doprowadzi do zauważalnego zależność prądu w ramce od częstotliwości sygnału przy częstotliwościach powyżej XNUMX MHz. Ponadto takie wymiary stają się współmierne do odległości od anteny, przez co wzory uzyskane dla elementarnego promiennika magnetycznego stają się nieprzydatne. Wygodniej jest zastosować przelicznik K1 = 0,1, co pozwoli na zastosowanie stosunkowo niewielkiej ramy o powierzchni 0,085 m2 – odpowiada to ramie kwadratowej o boku 291 mm lub ramie okrągłej o średnicy 328 mm. Przy średnicy przewodu 3 mm jego indukcyjność wynosi około 1 mH. Dla takich pętli, z dodatkowym rezystorem 51 omów, sygnał wyjściowy generatora równy 15 mV będzie odpowiadał natężeniu pola 1,5 mV / m w odległości 1 m. Uwzględnienie wpływu indukcyjności pętli pokazuje, że można ją wykorzystać do pomiaru czułości odbiorników radiowych z anteną magnetyczną do częstotliwości 8 MHz, przy której natężenie pola zmniejszy się o około 9%. Przy wyższych częstotliwościach można zastosować stelaż o powierzchni 84,17 cm2 (co odpowiada kwadratowi o boku 92 mm lub okręgu o średnicy 104 mm), wykonanym z miedzianej rurki lub drutu o średnicy 3 mm. Przy takiej ramie i dodatkowym rezystorze 51 Ohm współczynnik konwersji wyniesie K, = 0,01, więc wygenerowanie pola 1,5 mV/m w odległości 1 m wymagałoby wyjścia generatora 150 mV. Pomiary czułości można wykonać do częstotliwości 30 MHz, przy której natężenie pola zmniejszy się o około 8%. Ta sama ramka zapewni współczynnik konwersji K, = 0,1 przy odległości 465 mm, jednak w tym przypadku wymagana będzie duża dokładność ustawienia odległości między ramką a anteną. Dokładność ustawienia tej odległości wpływa na błąd pomiaru. Tak więc w odległości 1 m błąd ±3,33 cm prowadzi do błędu pomiaru ±10%. W odległości 465 mm ten sam błąd pomiaru wystąpi przy dokładności instalacji ± 1,55 cm. Ramki okrągłe i kwadratowe są równoważne, można również zastosować ramki o innym kształcie, np. trójkątne, ważne jest, aby ich powierzchnia była dokładnie równa wymaganej. Dlatego z konstruktywnego punktu widzenia wygodniej jest użyć kwadratowej ramy, ponieważ w tym przypadku łatwiej jest uzyskać dany obszar. Wszystkie powyższe przykłady dotyczą przypadku, gdy oś anteny magnetycznej znajduje się prostopadle do płaszczyzny ramy, przeciągniętej przez jej środek (pozycja 1, patrz rysunek). Ale do pomiaru czułości można użyć innego kierunku (pozycja 2). Zgodnie z wyrażeniem (6) w tej pozycji współczynnik konwersji zmniejszy się dokładnie dwa razy. Dlatego, aby stworzyć wymagane natężenie pola, ceteris paribus, konieczne jest podwojenie sygnału generatora lub zmniejszenie odległości do środka kadru w Jednak druga pozycja może być wygodna z punktu widzenia zwartości miejsca pracy, ponieważ rama może być umieszczona na przykład nad pulpitem. Ale we wszystkich przypadkach ważne jest, aby w strefie pomiarowej nie było dużych metalowych przedmiotów, które mogłyby zauważalnie zniekształcić pole. literatura
Autor: D. Ałchimow, Smoleńsk; Publikacja: radioradar.net
Maszyna do przerzedzania kwiatów w ogrodach
02.05.2024 Zaawansowany mikroskop na podczerwień
02.05.2024 Pułapka powietrzna na owady
01.05.2024
▪ Układ jednoukładowy Exynos 9611 ▪ Aparat Lytro Illum po fokusie ▪ Tranzystor z płynnego grafenu do implantacji ▪ Nostalgia zmniejsza ból fizyczny
▪ sekcja serwisu Ładowarki, akumulatory, akumulatory. Wybór artykułów ▪ artykuł Kto obalił nauki Ptolemeusza? Szczegółowa odpowiedź ▪ Artykuł o konopiach indyjskich. Legendy, uprawa, metody aplikacji ▪ artykuł Odbarwianie i dezodoryzacja nafty. Proste przepisy i porady
Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn
www.diagram.com.ua |
czasy. Jednak odległość mniejsza niż 0,5 m nie jest zalecana, ponieważ zależność sześcienna znacznie zwiększa błąd pomiaru wynikający z niedokładności ustawienia odległości do anteny. Ponadto, gdy odległość od ramy staje się współmierna do jej wymiarów, powyższe wyrażenia dają zawyżoną wartość natężenia pola elektromagnetycznego, ponieważ emiter nie może być już traktowany jako punkt.
Zobacz inne artykuły Sekcja 
Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:
Wszystkie języki tej strony