КСВ

Моля, помогнете ми за коефициента на стоящи вълни. Знам, че е важен, особено за предавателните антени и фидери и че се мери с КСВ -метър, но как точно?

Ако питаш практически как се отчита стойноста на КСВ, това се прави така:

Ето ти снимка на един обикновен КСВ метър:


Слагаш (средния) превключвател на положение SWR (КСВ).

Слагаш (десния) превключвател в положение "FWD" (forward, права вълна). Настройваш потенциометъра така, че стрелката да се отклони на 100% от скалата (там където на снимката има "CAL"). По този начин калибрираш уреда. Превключваш на положение "REF" (reflected, отразена вълна) и отчиташ по скалата стойноста на КСВ. Чрез другите превключватели можеш да направиш КСВ метъра да мери мощност, както и да превключва чувствителноста (в случая 200/20/4 W).

Коефицента на стояща вълна (SWR - Standing Wave Ratio) показва отношението между енергията в права посока и тази в обратна. Стоящата вълна се наблюдава обикновено при несъгласуваност. Най елементарния пример е предавател който е проектиран за товар 50 ома и свързан към антена (товар) с импеданс 75 ома. Поради разлика в импеданса се получава несъгласуваност и съответно стояща вълна. В случая - 1.5:1 Тази стояща вълна връща част от енергията на предавателя обратно - тоест вместо всичко да се излъчи от антената в ефир, антената "отразяа" обратно известна част от енергията по фидера. Отношението между тези две величини (права и обратна) е КСВ. Смята се като VSWR (Voltage SWR) = Vr/ Vf , където Vr е отразената, а Vf е правата вълна.
Стремежа е системите предавател-фидер-антена ("барбар" с конектори и всичко останало на пътя на сигнала да имат максимална съгласуваност и минимален КСВ. Тогава системата е най-ефективна и предавателя е най-"доволен", загубите в отопление на кабели са най-малко и т.н.
Измерването на КСВ може да стане със специализиран КСВ-метер както Рамирез ти обясни, но също може да стане и със "directional wattmeter" от типа на на Bird 43 например. Този тип ват-метри измерват мощност в определена посока (предвател - товар или товар-предвател). Чрез две измерваниа (по едно във всяка посока) и малко математика или таблица може да се разбере какво е КСВ-то.
Други ват-метри / КСВ-метри пък показвзат едновремено и двете мощности с две стрелки и имат по една скала за всяка посока и трета скала там където двете стрелки се пресичат за да покажат SWR-a. И при тях е нужна бърза сметка на ум за да сметне човек ккава е абсолютната мощност (Pf-Pr), която стига до антената, но според мен са по-удобни за ползване .
Ето снимка на такъв:

[линк][линк]

Забравих да добавя че много от модерните transceivers имат вградени SWR meters. Голям SWR e нежелателен, не само от гледна точка на ниска ефективност, но също и поради опасност от повреда на предавателя. "Отразената" енергия попада обратно в крайното стъпало и то трябва да я разсее. По време на висок SWR, стъпалото се претоварва, а също и захранващия блок страда поради повишената консумация.
Модерните transceivers следят за висок SWR и съответно свалят автоматично мощноста на предавателя при такъв за да го предпазят от повреда.
Из интернет има доста схеми и конструкции на SWR meters, не са трудни за правене и са интересни за занимание, защото имат и известно механично конструиране (на directional coupler) освен електронната част, която всъщност е сравнително елементарна.

Принципно не са трудни, но подбора на елементна база и конструктивно решение, са от значение. След като сте избрали и направили схемата остава да настроите уреда и тук възниква проблема, защото ще ви трябдват тарирани уреди. Предавател с точно определан мощност и широк обхват на излъчване, щото КСВ мерът е честотно зависим уред. Съответно товар и ватметър. Дори и да си ви дали таблица със стойностите на получени замервания, все пак ако ви се отдаде възможност да го тарирате направето го.

Май най-добре е да прочетеш внимателно поста на Хамчо, и се опитай да вникнеш в същността му.

Е какво има да вникна, човека си задава въпроса, Хамчо му отговаря, аз добавям, към общата тема и моите мисли. Човека пита за методиките на измерване, явно не е наясно със самата идеология на КСВ мера и ватметрите.
Хамчо е споменал че има конструкции в нета колкото щеш, аз имам също 2 броя аз съм си ги правил, свалени са от промишлена апартура, само че съм добавил към тях и АЦП с индикация и интерфейс към РС.

В любителското радио рядко е нужен супер-точен ват-метер. Осве ако човек не работи QRP или QRPP, точноста на ват-метер-а не е от кой-знае какво значение стига грешката да е в разумни граници - от другата страна няма да направят разлика между 100W и 90W. Точноста е от по-голямо значение при сматането на SWR-a. Задоволителна точност (от порядъка на 10-на процента) при калибриране ватметър може да се постигне с точен мултицет и RF сонда. RF сондата е много лесна за правене и има подобна конструкция на детектора във ват-метъра. Ето примерна : [линк]. Вярно е че има нелинейност по отношение на честотата и измерваната мощност (която идва от нелинейноста на диода в детектора) но не е толкова зле за любителски цели. Мисълта ми е че в домашни условия без човек да разполага с лабораторна апаратура, с помоща на сонда и комплект dummy loads - 25, 50, 75 и 100 ома за проверка на КСВ-то може да се постигне достатъчно добро калибриране. Дори и точни ват-метри като Bird 43 са с допустима грешка от 5%.
Ако човек иска да си направи наистина прецизен уред, горещо препоръчвам LP-100 на Larry Phipps! Напълно е документиран, firmware-a е безплатен за download, но е сравнително сложен за правене и изисква специфични компоненти. Аз си сглобих кит-версията и спрях да ползвам Bird-a напълно! Спокойно мога да заявя че е най-добрия и точен векторен ват-метър който съм имал, да не говорим че е много повече от ват-метър. Правенето му в домашни условия от "нула" е трудничко но не е невъзможно.
Ето и URL-to : [линк].
Упътването съдържа всички подробности и схеми - човек обаче трябва да си разработи платката сам, ако не купува kit-а. Firmware-a и PC software-a са също там.
Има из интернет и други PIC цифрови ватметри, които ползват по стандартен подход от този на N8LP, но и при тях критичната част е механичната конструкция на coupler-a и компонентите му, а и тези на детектора

Ако ще си меря КСВ-то с компютър ще взема да се откажа от радиолюбителството! Аман от сложни ненужни технологии. Отвори стари списания от 60-70 години, пълно е стакива конструкции - два диода накръст, а дали КСВ-то ни е 1,3, ; 1,1 или ... 0,98 както някой смятат въобще не ние грижа!

За Хамчо - това твое процесорно чудо като го "бахна" с 1КВ с КСВ 1,5 ела та гледай кво показва и ми доказвай че е точно калибрирано! Де що има метал по масата жужи и пари
В 99% случаи не е необходимо стойността на КСВ-то да е точно измерено, предпочитам върнатата енергия да е минимума, който антенното съоръжение може да понесе заедно с предавателя и което мога да постигна.

"процесорното чудо" се държи отлично и без грижи на моите 750+W. Виждал съм го как работи на 1.5kW - пак така - без грижи. А и ми спасявало кожата (усилвателя) - има SWR аларма и KEY-a към линейния усилвател минава през него (реле контролирано от алармата) и така въднъж като не бях на правилната антена прекъсна KEY-a сигнала към усилвателя, когато се опитах да излъча 700W в дипол който изобщо не беше резонантен и имаше SWR над 3:1 (без тунер). За съжаление в момента потягам линейния усилвател и е разглобен напълно, иначе щях да post-на снимки при голяма мощност и голям SWR. (коаксиалния кабел, ползван в coupler-a e MIL-spec с тефлон и издържа доста сериозно нагряване)
Larry N8LP има комерсиални клиенти (разбирай - broadcast stations и лаборатории), които го ползват на няколко киловата. За тях има има версия на coupler-a до 5kW и друга до 10kW.
Стандартния coupler описан в ръководството работи гарантирано над 3kW (тествано и потвърдено от приятел) без проблем.
Компютърния интефейс е доста по-полезен от колкото изглежда на пръв поглед. Софтуера контролира радиото като го поставя в режим на предаване на CW от някаква зададена стартова честота и със зададена стъпка, LP-100 прави измерване на на SWR, resistance and reactance and phase angle, софтуера променя честотата със зададената стъпка (примерно 5kHz) и прави ново измерване и така докато стигне крайната честота. След "семплирането" от тия измервания построява Smith chart. Та комбинацията LP-100, радио и компютър се превръща в абсолютно незаменим антенен анализатор, който прави Smith chart i pokazwa графично комплексния импеданс (R, X и фазов ъгъл). За хора които експериментират с антени, алтернативните уреди са доста скъпи, а този се прави и в домашни условия. Иначе си прав - само по себе си не е нужна изключителна прецизност (аз го казах това и преди) когато се мери мошноста освен ако човек не се занимава с настройка на апаратура или работи на много малки мощности например.

Ето и един доста лесен за правене цифров метър - [линк]
Coupler-a му е класика и може да се ползва и за аналогова версия доста лесно.
Друга вариант - [линк]

Ето един хубав site за аналогов метър - [линк]

Що трябва да е цифрово? Що трябва да е с процесор и с отделно захранване? Да се чудиш на поляната 'де да му търсиш батерии? Всеки път като гледам дали нещо става с антените защо да си слагам очилата? Съвремемнно ли да е - това е само за заблуда на противника - да си мислите, че плащате за съвършено устройство. От всичките ми конструирани досега КСВ метри и фабрично закупувани такива най- харесвам това:

[линк]

от това съгласуващо устройство:

[линк]

Просто, лесно за изработка и ... ефектът от него е същия. Гарантирам, че ако настороиш антената по твоите хилядодоларови анализатори и по тоя прибор ефектът ще е един и същ. И най-вайното - не си слагам очилата като настройвам!



П.С. Има почти честотнонезависими методи за измерване на КСВ с насочени отклониели, които бих предпочел пред тия с токов траф.

Благодаря на всички за дискусията по въпроса! Преди време си направих КСВ метър по схема от Наръчник на радиолюбителя - ІІ част, онзи американският. Хората там са описали как се прави настройката, измерването и т.н. Проблема беше, че не знаех как точно се изчислява КСВ. Иначе принципа е ясен - В положение падаща стрелката се настройва на максимум с регулатора за чувствителност, а в положение отразена - настройваме фидера и антената за минимално отклонение.Тогава ще имаме и най-нисък КСВ. Та последен въпрос - колко приблизително струва в БГ един аналогов КСВ -метър, който е калибриран и може задоволително точно да ми покаже колко е КСВ?

Хамчо каза - антенен анализатор, Смит диаграма, куп полезни неща.

Не само при хамството но и при много други неща се произвеждат цели гами уреди в голям ценови диапазон. От прости стрелкови уреди, които ти показват само един-два параметъра, до сложни уреди с микроконтролерно или компютърно управление/отчитане даващи всякакви параметри.

"Защо трябва да е цифрово?" - "защото така го искам!". За съжаление не мога да си позволя финансово такива уреди, освен ако не седна сам да си ги направя. Ако имам цифров уред с процесор, ще се погрижа когато отида на поляната да му взема и батерийки.

Всеки решава сам за себе си какво иска от уреда и дали той му е необходим. За всеки влак си има пътници.

КСВ и ват метъра ми са обеденени в една платка 10х4.5 см. Използва се плоска вълнова линия 2 диода, 2 донастройващи керамични кондензатора, няколко резистора, 2 дросела и 2 микроампера и 2 светодиода, 2 бр 50 ом куплунга. Това е ,от там на татък вече, са мой главоблъсканици. Всичките чаркове са SMD, за да не наруша характеристиките на вълновата линия. Това нещо в полеви условия не му трябва захранване грам.

na prikazki lesno se pravi,a shte potyrsq tel,dano go namerq,che da si kupishne sa skypi,edva li e poveche ot 80lv.izhojdam ot sobstven opit,mnogo nervi,mnogo maistorlyk...

Колеги, ще помоля да спазвате дървовидната структура на темите и отговорите да бъдат точно на когото трябва, а не на последната тема. Знам, че в разширен вид темата се чете по-лесно, но все пак чуквайте бутончето за отговор точно на когото искате да отговорите.

Като писах, че не мога да си позволя такъв уред, имах предвид уреда който ползва Хамчо и за моите скромни приходи идва твърде много. КСВ метър имам вграден в радиото - TS-450 и FT-817 и толкова колкото да си проверя антената дали става или не става ми върши работа. А иначе веднага бих си купил процесорния КСВ метър (а той е много повече от обикновен КСВ метър) стига да можех да си го позволя. Аз лично имам нужда от такъв уред.