Схемы эквивалентных нагрузок.

    Так уж повелось у меня, что об этом девайсе, всегда приходилось вспоминать только тогда, когда в этом возникала крайняя необходимость. Всем известно, что без хорошего, качественного эквивалента, невозможен ремонт или настройка ни одного радиопередатчика. Применяя всячекие суррогаты, такие как лампы накаливания, большие наборы из резисторов МЛТ-2, которые имеют уже неоднозначные показатели на более высоких частотах,мы так или иначе впадаем в ошибку, когда хотим настроить грамотно тот же П-контур усилителя мощности, согласующего устройства или другого устройства расчитанного под конкретную нагрузку.

У меня так же, за долгие годы радиолюбительства,приходилось обходится самодельными нагрузками, выполненными в основном из набора сопротивлений МЛТ-2, а сделать нормальный эквивалент, обладающий минимальной собственной ёмкостью и индуктивностью все никак не доходили руки да и собственно, было не из чего...

И вот благодаря Андрею YL3GDM,который подарил мне миниатюрный, но довольно мощный безиндуктивный резистор большой мощности (250wt),появилась наконец то возможность сделать удобный для применения эквивалент нагрузки мощность до 150 вт в режиме длительного поглощения, без боязни, что либо спалить по выходу (Hi).

Для удобства, сразу же решил поставить в корпус высокоомный ВЧ-вольметр, для снятия показаний посредством стрелочного прибора. Схема родилась в голове моментально, на основе классического дифференциального каскада с применением на входе обычного высокоомного делителя, благодаря которому установил фиксированно два порога измерения, от нуля до 10вольт, и от нуля до 50 вольт, что позволяет измерить мощность на нагрузке в 50 вт непосредственно по шкале микроамперметра. Но в ходе тестирования прибора,оказалось,что если стрелка ложится на упор шкалы, действующее значение равно 70 вольтам, что соответсвует штатной мощности обычного трансивера мощностью в 100 вт! Что собственно и было необходимо для меня. Таким образом, я не стал изменять режим измерения с 50вольт на 100 вольт. Можно конечно было установить в корпусе галетный переключатель на 7 положений и значительно расширить пределы измерений аж до 500вольт, но делать этого я не счел нужным...

Так же в корпусе установлен тумблер переключающий входные гнезда прибора. Одно положение тумблера,подача ВЧ на эквивалент в корпусе прибора, второе, переключение входа вольтметра на разъем BNC 50 ом, для измерения ВЧ напряжения во внешних цепях в качестве вольтметра-индикатора наличия ВЧ напряжения.Например, для проверки генераторов, гетеродинов и т.д. с помощью отдельного кабеля с ВЧ щупом.Просто для удобства и универсальности девайса в целом.

Схема простая и особо не нуждается в пояснении. Можно сказать, классика. Единственно,это требуется некоторое время при наладке, так это тщательный подбор сопротивлений входного делителя. Мне удалось довольно быстро все настроить обеспечив прибору погрешность измерения не более 5%, что вполне достаточно для таких измерений.

Питание осуществляется от батарейки Крона 9 вольт. Ток потребления, не более 2 ма. Стабильность прибора, очень хорошая. После установки стрелки на ноль, дрейф стрелки не более одного деления в час (0.1V).

Обязательное условие стабильности прибора,это необходимость выполнить качественно печатный монтаж схемы и очень тщательно очистить плату спиртом или ацетоном, для того что бы максимально убрать любые возможные окислы с поверхности платы. Схема работает на микротоках, особенно в районе делителя напряжений. Там должно быть очень чисто! Так же нужно покрыть плату лаком, по завершению всех работ. Это придаст всему устройству дополнительную термостабильность.

Отдельно по сопротивлению нагрузки! Лично я не стал испытывать судьбу и не подавал все 250 ватт на данный эквивалент. Думаю, даже, что скорей всего все же этот резистор сгорит. Не спасет его и большой радиатор. Все же слишком мал размер этого сопротивления и как следствие,мала площадь теплоотдачи у него. Но с другой стороны, проверено! Держит на радиаторе у меня мощность в 100 вт,более 30 минут! Температура радиатора при этом, доходит до 80 градусов! Думаю, что если подавать больше, нужно будет обеспечить радиатор принудительным дополнительным охлаждением с помощью небольшого вентилятора, что по идее позволит нагружать эквивалент, кратковеременно на 200 вт... , но это чисто, теоретически (Hi).

Частотный диапазон получился до 150 мгц включительно. Выше, уже сказывается удаленность входного разъема от места крепления самого сопротивления на радиаторе. У меня это примерно равно 4 см. Я это понимал изначально,что на высокой частоте, уже появится дополнительная индуктивность, за счет моего монтажа. Но поскольку, измеритель был думан в первую очередь для КВ диапазона, я не стал сильно заморачиватся этой проблемой...
В диапазоне от 1... до 30 мгц, КСВ везде 1.0 и только на 148 мгц, КСВ доходит уже до 1.2
Измерено при помощи антенного анализатора MFJ-259b

P.S. Схему я поленился чертить в программе, а потому, выложил тут скан с рисунка в тетрадке. Прощу прощения)))
Остальное все более менее наглядно и понятно.

Эквивалент нагрузки 50 Ом представляет собой устройство, которое позволяет осуществлять настройку передающей аппаратуры. Такой прибор обеспечивает поглощение электромагнитной энергии в широком интервале частот. Купить эквивалент нагрузки 50 Ом следует для обеспечения безопасности техники. Стоит отметить, что цена зависит от характеристик прибора. Однако купить эквивалент нагрузки 50 Ом можно совсем недорого.
В общем случае такой прибор представляет особую цепь, которая включает активные и реактивные компоненты. Эквивалент нагрузки 50 Ом, как правило, заключается в экранированный кожух, имеющий разъемы для подключений извне. Стоит отметить, что купить эквивалент нагрузки 50 Ом можно различной модификации. Он бывает:

  • выполненным в качестве имитирующего устройства приемной антенны;
  • прибором, осуществляющим функции передающего вертикала;
  • комбинированным устройством.

Прежде чем купить тот или иной прибор, следует определиться с его назначением. В соответствии с особенностями нормативных стандартов такие устройства не могут быть универсальными. Подобные эквиваленты предназначаются для небольших видовых категорий приемопередатчиков или же для конкретных типов радиостанций.

Как приобрести приборы?

Интернет-магазин «РадиоЭксперт» осуществляет продажу таких устройств на выгодных для клиента условиях. Стоимость изделий варьируется в зависимости от ряда факторов:

  • функций;
  • мощности;
  • количества приобретаемых приборов.

Прайс позволяет ознакомиться с ценой устройств. Поэтому каждый может купить приборы в соответствии со своими потребностями и финансовыми возможностями. Все представленные устройства отвечают установленным требованиям и стандартам.

Любой только что собранный или отремонтированный усилитель мощности звуковой частоты нуждается в испытании работоспособности, надежности, качества работы. Отладка усилителей как в самое плодотворное для мужчин ночное время, так и в любое другое, не менее плодотворное, при подключенных к ним акустических системах представляет немалую проблему. Чтобы понять величину этих неудобств, источником которых можете быть Вы, вспомните собственное раздражение, которое Вы испытываете, если кто-то, намывая или ремонтируя машину, поставленную рядом с вашими окнами, включит магнитолу на полную мощность, полагая, что его музыкальные предпочтения доставят безграничное эстетическое удовольствие волею обстоятельств оказавшимся рядом людям. Если 100 лет назад на выставленный барином на улицу поющий граммофон собиралась толпа праздного народа, то в настоящее время ситуация в корне изменилась, и людей, которые демонстрируют свои музыкальные вкусы на всю округу, можно назвать, как минимум, дурно воспитанными. Чтобы не доставлять больших неудобств другим людям, предварительную настройку УМЗЧ целесообразно проводить с беззвучным эквивалентом нагрузки. На рис.1 показана схема простого устройства, которое можно использовать для настройки усилителей звуковой частоты с выходной мощностью до 20...100 Вт и более.

Вместо реальной акустической системы нагрузкой для усилителя служат 6 мощных проволочных резисторов. Мощные проволочные резисторы в отличие от обычных углеродистых и металлопленочных имеют значительно большую собственную индуктивность, что немного приближает условия работы усилителя с эквивалентом нагрузки к работе в реальных условиях. Эквивалент нагрузки имеет сопротивление около 5 Ом. Основная часть поступающей мощности рассеивается в виде тепловой энергии на проволочных резисторах R1-R4. Проволочный резистор R5 - регулируемый, имеет открытую конструкцию, включен как подстроечный. В зависимости от положения на его корпусе токосъемного кольца на контрольную динамическую головку поступает большая или меньшая часть входящей мощности. Цепь C1R6 имитирует наличие в АС высокочастотной динамической головки. Светодиоды HL1, HL2 сигнализируют о наличие на выходе УМЗЧ постоянной составляющей, что обычно говорит о серьезной неисправности усилителя. Светодиод HL3 при отсутствии на входе УМЗЧ полезного сигнала сигнализирует своим свечением о самовозбуждении усилителя на высоких частотах. Светодиодная индикация аварийных режимов работы позволяет вовремя заметить ненормальное состояние УМЗЧ, что во многих случаях позволяет избежать появления более серьезных неисправностей, цена которых может достигать десятков и сотен USD.

На месте проволочных резисторов R1-R4 можно применить любые «старые» резисторы мощностью 4...100 Вт, например, ПЭВ, ПЭВР, ПЭВТ, С5-35, С5-36, С5-37В. Применение на их месте современных импортных проволочных резисторов в белом керамическом корпусе крайне нежелательно по причине их низкой надежности в этой конструкции. Резистор R5 можно установить типа ПЭВР или аналогичный сопротивлением 200...470 Ом. От мощности резисторов R1-R4 будет зависеть то, какую мощность можно подвести к эквиваленту нагрузки. Даже если суммарная мощность резисторов R1-R4 будет больше выходной мощности усилителя, при его мощности более 20 Вт эти резисторы могут значительно нагреваться и нагревать всю конструкцию в целом. Поэтому желательно предусмотреть в конструкции принудительное воздушное охлаждение, например, с помощью компьютерного вентилятора на 12 В. Резистор R6 можно установить мощностью 5...20 Вт любого типа из уже упомянутых. При необходимости число параллельно включенных резисторов можно увеличить, например, при 10 параллельно включенных резисторах мощностью по 20 Вт сопротивлением 40 Ом каждый к устройству можно подвести 200 Вт мощности. Принудительное воздушное охлаждение конструкции в этом случае будет обязательным, особенно при близком расположении относительно один от другого мощных резисторов. Динамическая головка используется для контрольного прослушивания работы усилителя, может быть любого типа с сопротивлением катушки 4... 16 Ом мощностью 2..5 Вт. Конденсатор С1 типа К73-17, К73-24, МБМ на рабочее напряжение не менее 160 В. Диоды VD1-VD4 можно заменить 1N4148, серий КД521, КД522 или выпрямительным мостом КЦ407А. Светодиоды подойдут любого типа, например, из серий АЛ307, КИПД40 или L-1503.

Кроме использования в качестве эквивалента нагрузки для предварительных испытаний УМЗЧ, возможно ее использование для настройки блоков питания, принудительной разрядки аккумуляторных батарей, для быстрой сушки склеиваемых поверхностей, подогрева растворов для увеличения скорости химических реакций. При эксплуатации этого устройства следует помнить, что проволочные резисторы могут сильно нагреваться, а размах амплитуды выходного сигнала мощных УМЗЧ может достигать 100...160 В и более - соблюдайте осторожность.

А.Л. Бутов, с. Курба, Ярославская обл., Радiоаматор №2, 2009г.

Список радиоэлементов

Обозначение Тип Номинал Количество Примечание Магазин Мой блокнот
VD1-VD4 Выпрямительный диод

1N914

4 В блокнот
С1 Конденсатор 1 мкФ 250 В 1 В блокнот
С2 Конденсатор 0.01 мкФ 1 В блокнот
С3 Конденсатор 0.047 мкФ 100 В 1 В блокнот
С3 Конденсатор 0.1 мкФ 1 В блокнот
R1-R4 Резистор

20 Ом

4 В блокнот
R5 Подстроечный резистор 200 Ом 1 В блокнот
R6 Резистор

4.7 Ом

1 5 Вт В блокнот
R7 Резистор

2.2 кОм

1 1 Вт В блокнот
R8 Резистор

эквивалент нагрузки кв трансивера

Эквивалент антенны 50 Ом

Как рассчитать и сделать эквивалент антенны для настройки радиопередатчика в домашних условиях, об этом и пойдет речь в данной статье. В основном, радиопередающие устройства рассчитаны на нагрузки с сопротивлением 50 и 75 Ом. Они должны быть согласованными, т.е. иметь малый коэффициент стоячей волны, во всем диапазоне рабочих частот конкретного ПРД.

Волей судьбы мне пришлось ремонтировать судовые радиостанции «Кама-Р», передатчик имел пятидесятиомный выход и радиостанцию «Рейд» — имеющую 75-омный выход. Ранее ремонт проходил в условиях лаборатории, но при этом необходимо было доставить станции на берег. И иногда из-за пустяка тратилось много сил и времени зря. Вот тогда и задумался об изготовлении самодельных нагрузок и КСВ метра. Кстати, конструкция КСВ метра из данного комплекта была описана в статье «Полосковые линии и КСВ метр». Интернета еще не было и пришлось долго искать подходящую информацию. Приглянулась статья «Элементы коаксиального тракта» из книги Изюмовой и Свиридова — «Волноводы, коаксиальные и полосковые линии» Как такового расчета согласованной нагрузки ВЧ и СВЧ трактов нет, но если «приспособить» имеющиеся в этой статье формулы к своим нуждам, то все должно получиться, что я и сделал. На фото внизу вид изготовленных мной нагрузок.

Слева, серая, это нагрузка для «Камы». Диапазон частот 300-336 мГц. КСВ в этом диапазоне составляет 1,2… 1,3. Когда я вырезал для нее конус, из жести от банки из-под половой краски, я о таком КСВ в данном диапазоне и не мечтал. Справа от нее – КСВ метр, который описан в вышеупомянутой статье, а за ним нагрузка и КСВ метр для СВ диапазона, они рассчитаны на коаксиальные линии с волновым сопротивлением 75 Ом. В основе нагрузок лежат безындукционные резисторы, образцы некоторых из них показаны на фото 1.

Верхний резистор имеет мощность 200 Вт, средний – 50 Вт, нижний не помню. Я делал нагрузки на 50 ваттном резисторе. Позже я пробовал делать нагрузки из соединенных определенным образом резисторов ОМЛТ-2. Брал 5 резисторов по 10 Ом. С помощью смывки старой краски удалял с резисторов покрытие. Для примера я уже сейчас сделал для вас фото с «голыми » резисторами.

У резисторов удалены выводы и зачищены торцы латунных контактных чашек. Торцы впоследствии облуживаются и все резисторы затем соосно этими торцами спаиваются в общий резистор. Получается что то подобие того, что показано на фото 1. Все надо делать аккуратно, лишний припой удалить, все должно быть ровно,/ прямо и гладко. От этого зависит КСВ нагрузки.
А теперь все по порядку. Наиболее интересным для нас является рисунок 45.

Он уже похож на то, что надо нам.

Я не стал на рисунке выставлять все обозначения. И так, D1 – это внутренний диаметр вашего разъема, d1 – диаметр внутреннего контакта разъема, d2 – диаметр Ом резистора. Теперь нам надо определить D2 и расстояние между концом резистора и металлизацией фольгированного стеклотекстолита – δ (дельта), я из него делал фланец. Практически и теоретически δ – это небольшая индуктивность, компенсирующая эквивалентную емкость.

Волновое сопротивление коаксиальной линии равно:

Вот из этой формулы мы найдем большой диаметр фланца – D2. Волновое сопротивление разъема – 50 Ом, диаметр резистора, составленного из 5 ОМЛТ – 8мм, диэлектрическая проницаемость воздуха – ε, почти единица. Отсюда получаем:

Решаем уравнение относительно D.
50 = 138 (lg D – lg d) = 138lg D – 138lg d ;
lg d = lg8 = 0,903;
Отсюда 138lg D = 50 + 138∙ 0,903 = 50 + 124,6 = 174,6;
Получаем lg D = 174,6: 138 = 1,265;
Таким образом, D = 10 в степени 1,265,
Воспользовавшись инженерным калькулятором винды, получаем D = 18,425056469655975849728067062433мм. Т.е. D = 18,4 мм
Расстояние дельта в большинстве практических случаев равна 0,1 D2. Получаем, дельта равна 1,85мм.

Теперь дело техники. Каждый это решит сам, будет он делать, как у меня, просто конус, или сделает экспоненциальный экран, у которого наружный проводник имеет в продольном сечении вид экспоненты, т.е.

Ну, здесь все понятно, я надеюсь, — делаем простой конус или, что-то приближенное к экспоненте. А теперь, когда мы умеем рассчитывать согласованные нагрузки, можно для проверки посмотреть эту выдержку из книги:

Теперь проверим наш расчет. d2 = 8мм. D2 = 8 ∙ 2,3 = 18,4мм. Ну, у нас точнее — 18,425056469655975849728067062433мм.

Теперь о дополнительном входе в корпусе нагрузки. Это вход для ВЧ головки для измерения мощности передатчика. На фото в правом верхнем углу виден разъем, в который вставлен горячий конец резистора, т.к. при пайке непосредственно самого резистора, серебреное напыление сразу исчезало. Толщина стеклотекстолита, из которого сделан фланец была меньше нужной величины дельта, поэтому, были применены дополнительные изоляционные шайбы. КСВ измерялся на 42 линии. На этом все. Успехов! К.В.Ю.

Дачная энциклопедия опытных советов Кашкаров Андрей Петрович

3.5.3. Полезный и простой эквивалент нагрузки антенны для настройки радиопередатчиков и антенно-фидерных систем

Измерение мощности на выходе передающего каскада радиостанции (на входе антенны) актуально для радиолюбителей, запускающих не одну-две, а десяток радиостанций в год. Особенно, если мощность передающего устройства составляет десятки Вт.

Суть предлагаемого способа заключается в том, что на выход передающего устройства (радиостанции, трансивера) к антенному разъему подключают эквивалент антенны. Он представляет собой радиотехнический кабель с волновым сопротивлением 50 Ом (например, РК-50) длиной 0,5 м, на конце которого вольтметром или осциллографом (разница в действующем или амплитудном значении контролируемого параметра напряжения) производят измерение действующего значения или амплитуды ВЧ сигнала.

Эквивалент антенны, подключаемый на конце радиотехнического кабеля длиной 50 см, представляет собой 20 постоянных резисторов МЛТ-2 сопротивлением 1 кОм, включенных параллельно.

На рис. 3.22 представлена схема соединения резисторов, а на рис. 3.23 внешний вид монтажа устройства.

Рис. 3.22. Схема соединения резисторов

Рис. 3.23. Вид готового блока смонтированных на плате резисторов

Общее сопротивление предложенной нагрузки составляет 50 Ом, что согласуется с волновым сопротивлением кабеля.

Как известно, включать передатчик (с любой частотой) в режим «передача» без присоединенной антенны нельзя – можно вывести из строя выходной каскад передатчика. Как правило, это дорогие мощные ВЧ транзисторы. Поэтому, в условиях радиолюбительской лаборатории, не оснащенной специальным оборудованием и приборами, допустимо использовать рекомендованный выше эквивалент антенны.

При подключении параллельно эквиваленту антенны вольтметру в режиме измерения действующего значения напряжения, очевидно, удается выяснить мощность передающего устройства, что полезно при его настройке.

В данном случае применяется формула:

где P – мощность ВЧ излучения передатчика, Вт R – активное сопротивление, Ом

U = U m /?2 – действующее напряжение ВЧ сигнала, В

U m – амплитудное значение ВЧ сигнала, В

Таким образом, при использовании в качестве измерительного прибора ВЧ-вольтметра определяется величина U (см. первую формулу), а при использовании осциллографа – U m .

Например, при измерении выходного сигнала на рекомендуемом эквиваленте антенны осциллографом С1-77, амплитуда ВЧ сигнала оказалась равной 29 В. Исходя из этого, выходная мощность радиопередатчика вычисляется согласно вышеприведенным формулам P = (29/1,44) І/50, что в результате примерно равно мощности 8 Вт.

На основе данной методики можно оперативно вычислить мощность различных радиостанций.

Особенности оформления в корпус

В домашних условиях лаборатории радиолюбителя, эквивалент антенны удобно оформить в любой подходящий корпус, например, как это сделано в авторском варианте – в жестяную банку из под кофе. Внешний вид конструкции представлен на рис. 3.24.

Рис. 3.24. Вид эквивалента нагрузки в самодельном корпусе

Жестяной корпус одновременно является ударопрочным, удобным для закрепления разъема антенны, а также экранирует шунт из резисторов. Общий провод припаивают внутри корпуса устройства непосредственно к жести.

Из книги Телевизионные антенны автора Рыженко Валентина И

Входное сопротивление антенны Антенна является источником сигнала, который характеризуется электродвижущей силой (ЭДС) и внутренним сопротивлением, которое называется входным сопротивлением антенны. Входное сопротивление определяется отношением направления на

Из книги Учебник подводной охоты на задержке дыхания автора Барди Марко

Согласование антенны с кабелем-фидером Согласование антенны с кабелем характеризуется коэффициентом бегущей волны (КБВ). При отсутствии идеального согласования антенны и кабеля имеет место отражение падающей волны (входного напряжения), например, от конца кабеля или

Из книги Правильный ремонт от пола до потолка: Справочник автора Онищенко Владимир

Ширина полосы пропускания антенны Полоса пропускания приемной телевизионной антенны представляет собой спектр частот, в пределах которого выдержаны все основные значения ее электрических характеристик. Частотная характеристика настроенной антенны подобна

Из книги Электронные фокусы для любознательных детей автора Кашкаров Андрей Петрович

Выбор места установки антенны Антенна не обеспечит высококачественного приема телевизионных передач, если место ее установки выбрано неправильно. Антенны устанавливают либо на крыше здания, либо на отдельно стоящей мачте.При выборе места установки антенны на крыше

Из книги Азбука туризма автора Бардин Кирилл Васильевич

Из книги Справочник строительных материалов, а также изделий и оборудования для строительства и ремонта квартиры автора Онищенко Владимир

Задачи, решаемые с помощью потолочных систем Потолочные системы призваны обеспечить решение двух задач – эстетической и функциональной, причем в большинстве случаев эти задачи необходимо решать одновременно.К эстетическим задачам относятся либо создание просто

Из книги Бывший горожанин в деревне. Полезные советы и готовые решения автора Кашкаров Андрей

Из книги Современный квартирный сантехник автора Бейкер Гленн И.

Из книги Справочник настоящего мужчины автора Кашкаров Андрей Петрович

Задачи, решаемые с помощью потолочных систем Потолочные системы призваны обеспечить решение двух задач – эстетической и функциональной, причем в большинстве случаев эти задачи необходимо решать одновременно.К эстетическим задачам относится либо

Из книги Инженерное оборудование для дома и участка автора Колосов Евгений Викторович

Из книги автора

Из книги автора

Проверка систем Существует поговорка: «Что не сломано – не чини». Тем не менее можно заметить такие недочеты, которые следует устранить. Вот их признаки: На участке работ наблюдается вода Просачивание и капанье воды Следы минеральных отложений на трубах

Из книги автора

Из книги автора

Эксплуатация и ремонт систем водоснабжения и канализации Проблема водоснабжения и канализации, особенно в тех случаях, когда отсутствует возможность подключения к централизованным системам, хорошо знакома тем, кто постоянно живет в индивидуальном доме и имеет участок,

Из книги автора

Проектирование и прокладка систем газоснабжения В частных домах природный газ используют для обогрева жилища, горячего водоснабжения, приготовления пищи. Это легко объяснить тем, что газ не только относительно дешевый вид топлива, но и очень удобный, поскольку его

Из книги автора

Виды и выбор вентиляционных систем Вентиляция - это «воздухообмен в помещениях, способствующий формированию и поддержанию оптимального для человека состояния воздушной среды (состава воздуха, температуры, влажности и др.) и совокупность технических средств, с помощью