Amperomierz wysokiej częstotliwości do fal krótkich. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Technologia pomiarowa

 Komentarze do artykułu

W przypadku fal krótkich podczas ustawiania lub testowania sprzętu często konieczny jest pomiar prądu o wysokiej częstotliwości. Radioamator zwykle nie ma standardowych przyrządów do takich pomiarów. Łatwo jest zmierzyć napięcie o wysokiej częstotliwości (dioda, kondensator, wskaźnik). Nie ma problemów z pomiarem napięcia w urządzeniach. Jest obudowa, względem której mierzone są wszystkie napięcia. A przewody od punktów pomiarowych do woltomierza RF są zwykle tak krótkie (w odniesieniu do długości fali mierzonego napięcia λ), że prawie nie wpływają na testowane urządzenie.

Ale w technologii antenowej jest to trudniejsze. Po pierwsze, anteny często w ogóle nie mają „masy” (na przykład anteny symetryczne). Po drugie, nawet jeśli istnieje uziemienie (powiedzmy dipol GP lub dopasowany do Y), przewody pomiarowe są niedopuszczalnie długie. Wyobraź sobie, jak wyglądałaby próba zmierzenia napięcia na środku GP: w końcu od tego punktu do podstawy szpilki będziesz musiał pociągnąć za drut! W rzeczywistości stają się one częścią anteny, zmieniając jej działanie i rozkład napięć tak bardzo, że dokładność i wartość takich pomiarów jest bardzo niska.

Aby zbadać i zmierzyć, co dzieje się w przewodach antenowych, potrzebujesz amperomierza RF. W przeciwieństwie do woltomierza podłączany jest w jednym punkcie, co oznacza, że ​​nie posiada długich przewodów pomiarowych, które zniekształcają pomiar.

Podstawą amperomierza RF jest czujnik prądu. Jest to specjalny transformator wysokiej częstotliwości na rdzeniu magnetycznym z pierścieniem ferrytowym. Uzwojenie pierwotne tego transformatora to drut, w którym mierzymy prąd. Uzwojenie wtórne składa się z kilkudziesięciu zwojów obciążonych na rezystorze o niskiej rezystancji.

Pokazano na ryc. 1 przekładnik prądowy działa w ten sposób. Prąd płynący w mierzonym przewodzie przez obwód magnetyczny indukuje prąd w uzwojeniu wtórnym, który będzie mniejszy niż prąd w obwodzie pierwotnym w stosunku do liczby zwojów uzwojeń. Na przykład przy stosunku liczby zwojów uzwojeń wynoszącym 20 (jak w naszym urządzeniu) będzie to 20 razy mniej. Ten prąd przepływający przez rezystor obciążenia spowoduje na nim spadek napięcia RF. Te ostatnie można już zmierzyć dowolnym woltomierzem RF (są dwa punkty pomiaru - wyjścia uzwojenia wtórnego): od diody detektora do analizatora widma lub odbiornika.

Ryż. 1. Obwód przekładnika prądowego

Jeśli wybrana zostanie rezystancja rezystora obciążenia R, na przykład 50 omów, przy prądzie I_vh w uzwojeniu pierwotnym napięcia transformatora U_O (na jego uzwojeniu wtórnym będzie U_vyx=(I_vh/20)*50=2,5I_вx. Rezystancja 50 Ohm nie została wybrana przypadkowo jako obciążenie, ale po to, aby móc wykorzystać odbiornik lub analizator widma jako woltomierz RF (pomiar bardzo małych prądów RF).

Stosunek N liczby zwojów uzwojeń, tj. liczby zwojów uzwojenia wtórnego (pierwotne ma zawsze jeden zwój), dobierany jest ze względów kompromisowych. Z jednej strony im mniej zwojów w uzwojeniu wtórnym, tym szerszy będzie transformator. Z drugiej strony im większe N ​​tym mniejsza rezystancja wprowadzana do mierzonego przewodu i mniejszy wpływ naszego transformatora na mierzony przewód. Rezystancja wstawiania równa się R/N², czyli w naszym przypadku 50/20²\u0,125d 0,125 oma. Zatem aktywna rezystancja wejściowa naszego amperomierza RF wynosi XNUMX oma, co jest akceptowalne dla większości pomiarów.

Potrzebujemy urządzenia pomiarowego, a nie „wyświetlacza”. W tym celu konieczne jest, aby obwód magnetyczny mógł pracować w danym paśmie (tzn. ferryt nie powinien mieć zbyt niskiej częstotliwości) i nie nasycać się przy znacznych prądach w mierzonym przewodzie (tzn. wymiary obwodu magnetycznego muszą być wystarczająco duży).

Dodatkowo obwód magnetyczny musi być podzielony na dwie połowy, a jego rama musi być zatrzaskiwana. Bez tego korzystanie z urządzenia będzie prawie niemożliwe: nie za każdym razem przeciągniesz początek mierzonego przewodu przez obwód magnetyczny i przesuniesz go do punktu pomiarowego.

I ostatni (wspomniany, ale nie ważny) wymóg dotyczący obwodu magnetycznego przekładnika prądowego: otwór musi być duży, aby można było zmierzyć prąd w oplotach grubych kabli.

Na tej podstawie wybrano rdzeń magnetyczny 28A3851-0A2 o wymiarach 30x30x33 mm i otworze o średnicy 13 mm. Jest to tłumiący zakłócenia zatrzaskowy obwód magnetyczny wykonany z ferrytu o początkowej przenikalności magnetycznej około 300 przy częstotliwości 25 MHz. Najprawdopodobniej wystarczy wiele innych rdzeni magnetycznych o podobnym przeznaczeniu.

Nawijamy 20 zwojów cienkiego drutu montażowego na obwód magnetyczny (ryc. 2) i zabezpieczamy uzwojenie wtórne rurką termokurczliwą (ryc. 3).

Ryż. 2. Rdzeń magnetyczny z cienkim drutem montażowym

Ryż. 3. Rdzeń magnetyczny z rurką termokurczliwą

Mocujemy go do małego (20 ... 30 cm) pręta dielektrycznego ze współosiowym złączem instrumentu na dolnym końcu. Od złącza do uzwojenia wtórnego w pręcie rysujemy cienki kabel koncentryczny o charakterystycznej impedancji 50 omów.

Teraz możesz sprawdzić jakość wyprodukowanego przekładnika prądowego. W tym celu przeprowadzimy pomiary zgodnie ze schematem pokazanym na ryc. 4.

Ryż. 4. Schemat pomiarów

Oszacujmy oczekiwany współczynnik przenikania. Prąd płynący przez R1 wynosi U_vh/R1. Zastępując to I_vh do poprzedniego wzoru otrzymujemy U_O=U_vh/ 20.

Oznacza to, że współczynnik przenoszenia takiego obwodu wyniesie 1/20 lub -26 dB. Wtedy transformator pracuje idealnie. Porównajmy tę wyliczoną wartość z praktyką. Wyniki pomiarów w paśmie 0,3...30 MHz przedstawiono na rys. 5.

Ryż. 5. Wyniki pomiarów w paśmie 0,3...30 MHz

Widać, że różnica między współczynnikiem przenoszenia a obliczonym jest mniejsza niż 0,9 dB, czyli transformator okazał się bardzo dokładnym czujnikiem pomiarowym. I nie można ręczyć za to, że blokada odpowiedzi częstotliwościowej na krawędzi wysokiej częstotliwości jest związana z właściwościami ferrytu, a nie z rzeczywistym spadkiem prądu przez transformator. Faktem jest, że drut przechodzący przez transformator ma niezerową indukcyjność, co zwiększa impedancję obciążenia, co powoduje nieznaczny wzrost wynikowego SWR (osiągając 1,1 przy częstotliwości 30 MHz) i spadek prądu obciążenia. I jest bardzo prawdopodobne, że spadek na wykresie odpowiedzi częstotliwościowej po prostu pokazuje prawdę: prąd w obciążeniu RF spada.

W każdym razie widać, że dokładność pomiaru jest bardzo wysoka (błąd poniżej 1 dB) w paśmie częstotliwości od 0,3 do 30 MHz.

Opisany powyżej przekładnik prądowy jest stosowany w dwóch wersjach.

Po pierwsze, do autonomicznej pracy (np. na dachu w celu pomiaru prądu w antenach i zbadania jego rozkładu, lub wyszukania, w których kablach radiostacji rozchodzi się prąd wspólny z nadajnika), detektor diodowy z impedancja wejściowa 50 omów z przełącznikiem granic pomiarowych i przełącznikiem podłączonym do transformatora.urządzenie. Na przykład taki, jak pokazano na rys. 6.

Ryż. 6. Schemat połączeń

Rezystory R3-R6 są wybierane na podstawie czułości urządzenia wskazującego zgodnie z następującą metodą. Za pomocą przełącznika SA1 w pozycji „10 A” dostarczamy stałe napięcie 25 V ze źródła zasilania na wejście urządzenia i wybierając rezystor R6 ustawiamy pełne odchylenie skali. Należy to zrobić szybko, rezystory R1 i R2 bardzo się nagrzewają. Na granicy „3 A” robimy to samo przy napięciu 7,5 V wybierając rezystor R5, na granicy „1 A” - przy napięciu 2,5 V wybieramy rezystor R4, na granicy „0,3 A” " - przy napięciu 0,75 V wybieramy rezystor R3.

Okazuje się, że jest to wygodny samodzielny amperomierz RF, za pomocą którego można zbadać prawie każdą antenę. Niemal dlatego, że rezystancja dowolnego amperomierza powinna być wielokrotnie mniejsza niż rezystancja mierzonego obwodu. Dlatego używanie tego amperomierza RF w miejscach, gdzie rezystancja jest mniejsza niż kilka omów (pętle zwarć, ramki magnetyczne, skrócone anteny) jest nie tylko niemożliwe, ale i nieuzasadnione. Włączenie amperomierza w takie miejsca spowoduje zauważalną zmianę prądu i nie poznasz jego prawdziwej wartości.

Aby zmierzyć niskie prądy (na przykład prądy błądzące szumu wspólnego w różnych przewodach i kablach), podłącz wejście 50 omów odbiornika lub analizatora widma do transformatora.

Na przykład na ryc. 7 pokazuje, jakie sygnały są obecne w przewodzie zasilającym przedłużacza, do którego podłączony jest komputer, monitor i oscyloskop cyfrowy (także w zasadzie komputer). Badane jest pasmo amatorskie o długości 160 metrów od 1,8 do 2 MHz.

Ryż. 7. Wykres obrazujący obecność sygnałów w przewodzie zasilającym przedłużacza, do którego podłączony jest komputer, monitor i oscyloskop cyfrowy

Tak ponury obraz dają tylko trzy zasilacze impulsowe. Co więcej, to wciąż dobre zasilacze, spełniające normy dotyczące promieniowania pasożytniczego. Nie wyklucza to jednak faktu, że mogą one zakłócać odbiór DX. Opisany czujnik prądu HF pomoże znaleźć najbardziej problematyczne pod względem zakłóceń kable i urządzenia.

Autor: I.Gonczarenko

Zobacz inne artykuły Sekcja Technologia pomiarowa.

Czytaj i pisz przydatne komentarze do tego artykułu.

<< Wstecz

Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:

Maszyna do przerzedzania kwiatów w ogrodach 02.05.2024

We współczesnym rolnictwie postęp technologiczny ma na celu zwiększenie efektywności procesów pielęgnacji roślin. We Włoszech zaprezentowano innowacyjną maszynę do przerzedzania kwiatów Florix, zaprojektowaną z myślą o optymalizacji etapu zbioru. Narzędzie to zostało wyposażone w ruchome ramiona, co pozwala na łatwe dostosowanie go do potrzeb ogrodu. Operator może regulować prędkość cienkich drutów, sterując nimi z kabiny ciągnika za pomocą joysticka. Takie podejście znacznie zwiększa efektywność procesu przerzedzania kwiatów, dając możliwość indywidualnego dostosowania do specyficznych warunków ogrodu, a także odmiany i rodzaju uprawianych w nim owoców. Po dwóch latach testowania maszyny Florix na różnych rodzajach owoców wyniki były bardzo zachęcające. Rolnicy, tacy jak Filiberto Montanari, który używa maszyny Florix od kilku lat, zgłosili znaczną redukcję czasu i pracy potrzebnej do przerzedzania kwiatów. ... >>

Zaawansowany mikroskop na podczerwień 02.05.2024

Mikroskopy odgrywają ważną rolę w badaniach naukowych, umożliwiając naukowcom zagłębianie się w struktury i procesy niewidoczne dla oka. Jednak różne metody mikroskopii mają swoje ograniczenia, a wśród nich było ograniczenie rozdzielczości przy korzystaniu z zakresu podczerwieni. Jednak najnowsze osiągnięcia japońskich badaczy z Uniwersytetu Tokijskiego otwierają nowe perspektywy badania mikroświata. Naukowcy z Uniwersytetu Tokijskiego zaprezentowali nowy mikroskop, który zrewolucjonizuje możliwości mikroskopii w podczerwieni. Ten zaawansowany instrument pozwala zobaczyć wewnętrzne struktury żywych bakterii z niesamowitą wyrazistością w skali nanometrowej. Zazwyczaj ograniczenia mikroskopów średniej podczerwieni wynikają z niskiej rozdzielczości, ale najnowsze odkrycia japońskich badaczy przezwyciężają te ograniczenia. Zdaniem naukowców opracowany mikroskop umożliwia tworzenie obrazów o rozdzielczości do 120 nanometrów, czyli 30 razy większej niż rozdzielczość tradycyjnych mikroskopów. ... >>

Pułapka powietrzna na owady 01.05.2024

Rolnictwo jest jednym z kluczowych sektorów gospodarki, a zwalczanie szkodników stanowi integralną część tego procesu. Zespół naukowców z Indyjskiej Rady Badań Rolniczych i Centralnego Instytutu Badań nad Ziemniakami (ICAR-CPRI) w Shimla wymyślił innowacyjne rozwiązanie tego problemu – napędzaną wiatrem pułapkę powietrzną na owady. Urządzenie to eliminuje niedociągnięcia tradycyjnych metod zwalczania szkodników, dostarczając dane dotyczące populacji owadów w czasie rzeczywistym. Pułapka zasilana jest w całości energią wiatru, co czyni ją rozwiązaniem przyjaznym dla środowiska i niewymagającym zasilania. Jego unikalna konstrukcja umożliwia monitorowanie zarówno szkodliwych, jak i pożytecznych owadów, zapewniając pełny przegląd populacji na każdym obszarze rolniczym. „Oceniając docelowe szkodniki we właściwym czasie, możemy podjąć niezbędne środki w celu zwalczania zarówno szkodników, jak i chorób” – mówi Kapil ... >>

Przypadkowe wiadomości z Archiwum Gęste drzewo kuloodporne 15.03.2018 Naukowcy z University of Maryland opracowali technologię wytwarzania drewna o dużej wytrzymałości, która może być obecnie stosowana w miejscach, gdzie tradycyjnie używano i obecnie używa się cięższych metali i stopów. Ponadto proces wytwarzania tak wytrzymałego drewna jest dość prosty, polega na wstępnej obróbce drewnianej półfabrykatu w roztworze wodorotlenku sodu i siarczanu sodu w temperaturze wrzenia wody. Chemikalia te usuwają z drewna ligninę i hemicelulozę, substancje, które są podstawą jego struktury i nadają drewnu wytrzymałość. Po takiej obróbce chemicznej drewniany klocek jest ściskany między dwiema płytami rozgrzanymi do 100 stopni Celsjusza pod ciśnieniem 5 megapaskali, czyli 50 razy wyższym niż normalne ciśnienie atmosferyczne. W wyniku sekwencji takiego przetwarzania objętość drzewa zmniejsza się o 20 procent w stosunku do jego pierwotnej objętości, a gęstość powstałego materiału jest trzykrotnie większa niż pierwotna gęstość. A dzięki temu przetworzone gęste drewno nabiera zupełnie nowych właściwości fizycznych. Wytrzymuje 11.5 razy większe naprężenia mechaniczne, co plasuje go pod względem wytrzymałości na równi ze stalą, ale impregnowane drewno jest jednocześnie znacznie lżejsze od stali. Jako przykład właściwości nabytych przez zagęszczone drewno, naukowcy wystrzelili w nie stalowymi kulami z wiatrówek. A jeśli te kulki przeszły przez surowe drewno, to albo odbiły się od deski ubitego drewna, albo utknęły w tej desce. Chemikalia używane do produkcji zagęszczonego drewna nie są istotnym problemem dla środowiska. Jednocześnie procesowi zagęszczania poddawany jest prawie każdy rodzaj drewna, począwszy od najbardziej gęstych i ciężkich odmian po lekkie i mniej gęste. Naukowcy są przekonani, że nowy materiał może stać się alternatywą dla stosowania stali tam, gdzie wymagana jest np. czystość ekologiczna budowanych budynków i konstrukcji. Ponadto niektóre elementy pojazdu mogą być wykonane z nowego materiału drzewnego, który w ten sposób stanie się nieco lżejszy i będzie zużywał mniej paliwa lub energii.

Inne ciekawe wiadomości:

▪ Rejestrator DrivePro 520 firmy Transcend nagrywa na zewnątrz i wewnątrz samochodu

▪ Sprężone światło do kolorowych zdjęć nanomateriałów

▪ Rozwój rynku rolnictwa precyzyjnego

▪ Linie energetyczne przeszkadzają pszczołom

▪ Podobieństwo twarzy zwiększa zaufanie między osobami tej samej płci

Wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika

Ciekawe materiały z bezpłatnej biblioteki technicznej:

▪ sekcja strony Historia technologii, technologii, obiektów wokół nas. Wybór artykułów

▪ artykuł o zarządzaniu finansami. Kołyska

▪ artykuł Kto mieszkał na Olympusie, a kto na Parnasie? Szczegółowa odpowiedź

▪ artykuł Dekarz dachów rolowanych i dachów z tworzyw sztucznych. Opis pracy

▪ artykuł Uchwyt jest prosty, ale ... Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

▪ artykuł Organizacja i eksploatacja instalacji elektrycznych. Konserwacja, naprawa, modernizacja i przebudowa. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Zostaw swój komentarz do tego artykułu:

Wszystkie języki tej strony

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn

www.diagram.com.ua
2000-2024