Распродажа

Электронные компоненты со склада по низким ценам, подробнее >>>

Журнал Радио

2004: 
1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8
2003: 
1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12
2002: 
1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12
2000: 
1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12
1999: 
1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12
1998: 
1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12
1971: 
1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12
1947: 
1, 2, 3, 4, 5
1946: 
1, 2, 3, 4-5, 6-7, 8-9

Новости электроники

В 14 раз выросло количество россиян на MediaTek Labs ? проекте по созданию устройств "интернета вещей" и "носимых гаджетов"

Сравнив статистику посещения сайта за два месяца (ноябрь и декабрь 2014 года), в MediaTek выяснили, что число посетителей ресурса из России увеличилось в 10 раз, а из Украины ? в 12. Таким образом, доля русскоговорящих разработчиков с аккаунтами на labs.mediatek.com превысила одну десятую от общего количества зарегистрированных на MediaTek Labs пользователей.

Новое поколение Джобсов или как MediaTek создал свой маленький "Кикстартер"

Амбициозная цель компании MediaTek - сформировать сообщество разработчиков гаджетов из специалистов по всему миру и помочь им реализовать свои идеи в готовые прототипы. Уже сейчас для этого есть все возможности, от мини-сообществ, в которых можно посмотреть чужие проекты до прямых контактов с настоящими производителями электроники. Начать проектировать гаджеты может любой талантливый разработчик - порог входа очень низкий.

Семинар и тренинг "ФеST-TIваль инноваций: MAXIMум решений!" (14-15.10.2013, Новосибирск)

Компания Компэл, приглашает вас принять участие в семинаре и тренинге ?ФеST-TIваль инноваций: MAXIMум решений!?, который пройдет 14 и 15 октября в Новосибирске.

Мне нравится

Комментарии

дима пишет в теме Параметры биполярных транзисторов серии КТ827:

люди куплю транзистар кт 827А 0688759652

тамара плохова пишет в теме Журнал Радио 9 номер 1971 год. :

как молоды мы были и как быстро пробежали годы кулотино самое счастливое мое время

Ивашка пишет в теме Параметры отечественных излучающих диодов ИК диапазона:

Светодиод - это диод который излучает свет. А если диод имеет ИК излучение, то это ИК диод, а не "ИК светодиод" и "Светодиод инфракрасный", как указано на сайте.

Владимир пишет в теме 2Т963А-2 (RUS) со склада в Москве. Транзистор биполярный отечественный:

Подскажите 2т963а-2 гарантийный срок

Владимир II пишет... пишет в теме Параметры биполярных транзисторов серии КТ372:

Спасибо!

Журнал Радио 7 номер 2002 год. "РАДИО" - О СВЯЗИ

ЛИНИИ ПЕРЕДАЧИ

Игорь ГОНЧАРЕНКО (DL2KQ, EU1TT, dl2kq@qsl.net)  

Продолжение. Начало см. в "Радио", 2002, ╧ 4

Отметим, что если сопротивление нагрузки ZL не чисто активно и не равно Z0, то ни при какой длине линии невозможно получить входное сопротивление линии Zl, равное Zo. Это обстоятельство делает невозможным согласование передатчика (имеющего выходное сопротивление, равное волновому используемого кабеля) с антенной изменением длины кабеля.

Хотел бы обратить внимание на следующее обстоятельство, часто неверно трактуемое. Если линия нагружена на чисто активное сопротивление RL, которое не равно волновому Z0, то входное сопротивление линии не будет чисто активно, а будет иметь реактивную составляющую, если только длина линии не кратна λ/4. Посмотрите пример, приведенный на рис. 1, — активное сопротивление RL = 100 Ом преобразуется линией длиной 0,35λ в комплексное Zl = 33,74 + j24.06 Ом. На практике это значит, что если входное сопротивление настроенной в резонанс антенны чисто активно, но отличается от Z0 линии, то при длине линии, не кратной λ/4, передатчик будет "видеть" в нагрузке реактивное сопротивление.

Поэтому, если в описании антенны есть рекомендация питать ее только по кабелю с длиной, кратной целому числу полуволн, то это означает лишь то, что антенна не очень хорошо спроектирована (или компромиссна) и ее входное сопротивление на резонансе не равно волновому сопротивлению кабеля.

СОГЛАСОВАНИЕ И КСВ

Электромагнитная волна движется в линии от источника к нагрузке. Такая волна называется падающей. Если сопротивление нагрузки ZL = Z0, то вся энергия падающей волны переходит в нагрузку. В любом другом случае (ZL не равно Z0) в нагрузку переходит только часть энергии, а остальная отражается от нагрузки и движется по линии назад к источнику сигнала. Эта волна называется отраженной.

Если ZL = Z0, то амплитуда тока вдоль линии постоянна , как показано на рис. 2,а Если ZL не равно Z0, to отраженная волна накладывается на падающую и интерферирует с ней, в результате чего возникает распределение тока, показанное на рис. 2,б. Если линия короткозамкнута или разомкнута на конце, то происходит полное отражение падающей волны и минимумы в распределении тока достигают нуля — линия не передает активную мощность. Это случай показан на рис. 2,в.

Рис. 2,а—в получены с помощью MMANA на файле "...ANT/фидеры /feeder, maa" при разных сопротивлениях нагрузки. Откройте этот файл и посмотрите, как меняется распределение тока при разных нагрузках.

Мерой согласования линии с нагрузкой служит коэффициент стоячей волны — КСВ (в англоязычной литературе SWR): КСВ = (Uпад+Uотр)/(Uпад - Uотр), где Uпад и Uотр — амплитуда падающей и отраженной волн соответственно.

ПОТЕРИ В РАССОГЛАСОВАННОЙ ЛИНИИ (КСВ>1)

Этот вопрос, вместе с сопутствующим вопросом о допустимой величине КСВ, является одним из наиболее запутанных в любительской литературе. Во многих источниках указывается на недопустимо высокие потери при КСВ>3.. .5. Вместе с тем во многих антеннах используются λ/4 шлейфы и трансформаторы (J-антенна, например), резонансные линии питания, схемы согласования на отрезках длинных линий — КСВ во всех этих устройствах нередко превышает 10! И никаких значительных потерь в них не наблюдается... С другой стороны, почти все из практики знают, что антенна, питаемая по длинному кабелю с КСВ = 3...5, обычно работает гораздо хуже, чем при КСВ = 1, но опять же не всегда...

Давайте разбираться. Не подлежит сомнению, что в рассогласованной линии (с КСВ>1) потери выше, чем в согласованной. Причин тому две. Первая — возрастают тепловые потери. Дело в том, что эти потери пропорциональны квадрату тока, и заметное их возрастание на тех участках линии, где ток максимален (см. рис. 2, в), не компенсируется небольшим снижением их на участках, где ток минимален. Эти безвозвратные тепловые потери характеризует КПД рассогласованной линии. При небольших (менее 1...2дБ) потерях в согласованной линии а (тех, о которых шла речь выше) КПД рассогласованной линии ηлинии описывается формулой

Рассчитанные значения КПД рассогласованной линии (в процентах) даны в табл. 4.

Очевидно, что не так страшно высокое значение КСВ, как его малюют, гораздо большее влияние оказывает затухание а. В самом деле при α = 1 дБ (что соответствует коаксиальному кабелю весьма хорошего качества длиной 50 м при работе на частоте 20 МГц — см. табл. 3) и при КСВ = 1 КПД составляет 81,3 %. Но такой же КПД имеет двухпроводная линия среднего качества (а = 0,2 дБ) при КСВ = 10, или двухпроводная линия хорошего качества (α = 0,1 дБ) при КСВ = 20! Это объясняет, почему во всякого рода резонансных линиях, входящих в состав антенн и работающих с высоким КСВ, потери невелики — из-за малого затухания а в них.

Существует и вторая причина снижения мощности, дошедшей до нагрузки по рассогласованной линии. Возникают так называемые "потери рассогласования". Термин, на мой взгляд, неудачный и запутывающий суть дела. На самом деле это не безвозвратный уход мощности куда-то "на сторону", а всего лишь показатель того, что передатчик, не будучи нагружен на оптимальное для себя сопротивление, не отдает в линию всю ту мощность, на которую он способен. Это не потери в линии, а именно снижение мощности, отдаваемой в линию передатчиком. Важно отметить, что оставшаяся часть мощности передатчика никуда не рассеивается! Она просто не потребляется линией, поскольку передатчик не развивает на неоптимальной нагрузке всей своей мощности. Поэтому мы будем называть это явление не "потерями рассогласования", а снижением эффективной мощности передатчика из-за рассогласования с нагрузкой.

В чем механизм этого явления? Возьмем передатчик с выходным сопротивлением Rвых, равным волновому сопротивлению используемой линии Z0, например, транзисторный трансивер без согласующего устройства (СУ) или тюнера с фиксированным выходом 50 Ом, работающий на коаксиальный кабель 50 Ом.

Если линия согласована (КСВ = 1), отраженной волны нет, входное сопротивление линии со стороны трансивера 50 Ом, и трансивер, "увидев" в нагрузке оптимальные для него 50 Ом, отдает всю мощность в линию.

Если же КСВ>1, то отраженная волна, вернувшись от антенны к трансиверу, изменит входное сопротивление линии (как правило, появляется реактивная составляющая). На такое комплексное сопротивление трансивер, предназначенный для работы на 50 Ом, уже не сможет отдать полную мощность. Коэффициент снижения мощности описывается формулой где Рвых — мощность передатчика, отдаваемая в линию; Рвыхmах — мощность передатчика, которую он развивает на оптимальном для него сопротивлении при КСВ = 1.

Обратите внимание, в эту формулу не входят ни длина линии, ни частота. Это лишний раз подчеркивает, что речь здесь идет не о потерях в линии, а о снижении мощности передатчика на неоптимальной для него нагрузке, причем величина отклонения нагрузки от оптимума выражена через КСВ линии. С помощью этой формулы рассчитана табл. 5, где р дано в процентах.

Чрезвычайно важно отметить тот факт, что снижение эффективной мощности передатчика из-за рассогласования с нагрузкой происходит только в случае, если передатчик не может быть настроен на комплексное сопротивление нагрузки (то есть не имеет на выходе СУ).

Итак, в случае передатчика с фиксированным выходным сопротивлением (например, трансивер без тюнера) из максимальной выходной мощности Рвых max в антенну поступит мощность Рант = Рвых max• ηлинии•β-.Например, по линии с потерями α =1 дБ при КСВ = 3 до антенны дойдет (см. табл. 4 и 5) 72,3 % хх75 % = 54 %, а при КСВ = 5 — 62,5 % х х55,6 % = 34,75 %. Последнее почти соответствует отключению усилителя мощности (РА). Вот и ответ на вопрос, почему при КСВ в длинной линии 3...5 настолько ухудшается работа антенны.

Если передатчик имеет на выходе СУ или П-контур, способные настроится на комплексное входное сопротивление линии (т. е. обеспечить условия согласования Rвых пер = Rвх линии И jXвых пер = - jXвх линии) то снижение мощности передатчика из-за рассогласования отсутствует. Однако в этом случае добавляются потери в СУ КПД которого ηсу в зависимости от качества СУ и импеданса, на который оно настраивается, лежит в пределах 80...95%. В этом случае Рант = Рвых mах• ηлинии ηсу будет заметно выше, чем в предыдущем (так как г]су выше, чем быстро падающее с ростом КСВ β). Именно поэтому большинство современных трансиверов имеют встроенный тюнер.

Отметим следующий момент: допустим, мы точно настроили СУ на средней частоте диапазона. КСВ между передатчиком и СУ равен 1, и снижения эффективной мощности передатчика из-за рассогласования с нагрузкой нет. Но как только мы изменим частоту (не трогая настроек СУ), из-за изменившегося входного импеданса антенны изменится и входное сопротивление линии в точке подключения СУ. Но последнее-то настроено на другое (соответствующее середине диапазона) сопротивление линии! Поэтому передатчик "увидит" уже не прежние 50 Ом, а что-то иное, и КСВ между передатчиком и СУ возрастет. В результате снизится отдаваемая передатчиком мощность из-за рассогласования с нагрузкой. Поэтому желательно подстраивать СУ при изменении частоты, чтобы КСВ в линии между передатчиком и СУ не превышал 1,2...1,5.

КАКОЕ ЗНАЧЕНИЕ КСВ В ЛИНИИ СЧИТАТЬ ДОПУСТИМЫМ?

Из сказанного ясно, что и при КСВ = 3 до антенны может дойти только половина мощности передатчика, и при КСВ = 20 — более 80 %. Представляется, что определять максимально допустимый уровень КСВ надо в каждом конкретном случае, задаваясь допустимым КПД всего фидерного тракта: η = Рантвых mах•Лично мне кажется разумным порогом цифра 70 % (чуть менее 2 дБ суммарного ослабления), гарантирующая, что из 100 Вт мощности передатчика 70 Вт дойдут до антенны. Рассмотрим конкретные случаи.

Передатчик с СУ на выходе. Допустим, что СУ имеет КПД 90 %. Данные по максимально допустимому уровню КСВ для получения η >70 % (в зависимости от α) в этом случае приведены в табл. 6.

Отметим важный момент: кроме наличия СУ, необходимо, чтобы его диапазон перестройки по выходному импедансу позволял бы настроиться на данный входной импеданс линии.

Передатчик с фиксированным и не подстраиваемым Rвых. В этом случае максимально допустимый уровень КСВ (в зависимости от а) при том же η>70 % дан в табл. 7.

Таким образом, для того чтобы узнать, какой максимальный уровень КСВ допустим в каждом конкретном случае, надо сначала определиться с длиной и типом линии передачи. Затем надо оценить потери а в линии. И в завершение, по табл. 6 или 7 (в зависимости от наличия СУ) можно найти, какой максимальный КСВ может иметь ваша антенно-фидерная система.

Еще раз посмотрим на табл. 6 и 7. Видно, что при не подстраиваемом выходе передатчика (табл. 7) требования к КСВ намного жестче, но с другой стороны, нет особого смысла бороться за снижение потерь в линии до малых значений — разница в максимально допустимых значениях КСВ весьма невелика (меняется всего от 1,85 до 3,2).

Использование же СУ между передатчиком и линией (см. табл. 6) допускает более высокие предельные значения КСВ, причем быстро растущие до очень высоких значений при уменьшении потерь в линии При потерях в линии менее 0,2 дБ (длинные высокоомные двухпроводные линии или короткие и толстые коаксиальные кабели) вполне возможно работать и с КСВ>10.

На УКВ потери в линии выше, чем на KB (реально они крайне редко составляют менее 0,5 дБ), поэтому требования по максимальному значению КСВ для УКВ антенн жестче, чем для КВ.

РЕЗОНАНСНОЕ И НЕРЕЗОНАНСНОЕ ПИТАНИЕ АНТЕНН

Нерезонансное — это питание антенны по фидеру с бегущей волной, резонансное — по фидеру со стоячей волной. Четкой границы между этими понятиями нет, ибо и в случае нерезонансного питания, как правило, имеется отраженная волна, так и при резонансном питании обязательно присутствует бегущая, которая собственно и обеспечивает передачу активной мощности от передатчика в нагрузку.

Обычно имеется в виду, что при нерезонансном питании КСВ<2. При резонансном питании КСВ в линии может достигать 10...20, но линия при этом обязательно должна быть с малыми потерями, чтобы при высоком КСВ не слишком упал ее КПД. Если же попытаться использовать линию с относительно высокими потерями (например, α = 2 дБ при КСВ = 10), то это не будет являться резонансным питанием. И даже вообще не питанием, а, скорее, обогревом линии, ибо более 70 % мощности передатчика уйдет в потери.

Резонансное питание позволяет работать с высоким уровнем стоячей волны в линии, что значительно упрощает требования по входному импедансу и КСВ антенны. Часто резонансное питание применяется при работе одной антенны в нескольких диапазонах.

МИФЫ И ЗАБЛУЖДЕНИЯ О КСВ

Чтобы внести ясность в вопросы, по которым среди радиолюбителей бытуют самые противоречивые и часто неверные мнения, сформулируем кратко некоторые выводы.

(Окончание следует)

Вернуться к содержанию журнала "Радио" 7 номер 2002 год







Ваш комментарий к статье
Журнал Радио 7 номер 2002 год. РАДИО - О СВЯЗИ :
Ваше имя:
Отзыв: Разрешено использование тэгов:
<b>жирный текст</b>
<i>курсив</i>
<a href="http://site.ru"> ссылка</a>