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无线电电子与电气工程百科全书 短波高频电流表。 无线电电子电气工程百科全书
对于短波，在设置或测试设备时，通常需要测量高频电流。 无线电爱好者通常没有用于此类测量的标准仪器。 易于测量高频电压（二极管、电容器、指示器）。 测量设备中的电压没有问题。 有一个外壳，用于测量所有电压。 而且从测量点到射频电压表的连线通常很短（以被测电压波长λ计），几乎不会影响被测设备。 但在天线技术方面则更加困难。 首先，天线通常根本没有“地”（例如，对称天线）。 其次，即使有接地（例如，GP 或 Y 匹配偶极子），测试引线也太长。 想象一下尝试测量 GP 中间的电压会是什么样子：毕竟，从这一点到引脚底部，您将必须拉一根电线！ 它们实际上成为天线的一部分，极大地改变了天线的操作和电压分布，以至于此类测量的准确性和价值非常低。 要研究和测量天线导体中发生的情况，您需要射频电流表。 与电压表不同，它是连接在一点上的，这意味着它没有长测量线，不会影响测量结果。 射频电流表的基础是电流传感器。 这是一种铁氧体环形磁路上的特殊高频变压器。 该变压器的初级绕组是我们测量电流的导线。 次级绕组由几十匝负载在低阻电阻器上组成。 如图所示。 1个电流互感器的工作原理如下。 被测导线中的电流通过磁路在次级绕组中感应出电流，该电流将小于初级电路中的电流（与绕组匝数有关）。 例如，当绕组匝数比为 20（如我们的设备中）时，它将减少 20 倍。 流经负载电阻的电流将在其两端产生射频压降。 后者已经可以使用任何射频电压表进行测量（有两个测量点 - 次级绕组的输出）：从检波二极管到频谱分析仪或接收器。
如果选择负载电阻 R 的阻值，例如 50 欧姆，电流为 I凛 在变压器初级绕组中的电压 UØ （在其次级绕组上将有U维克斯=（我凛/20)*50=2,5I索引。 选择 50 欧姆电阻作为负载并非偶然，而是为了能够将接收器或频谱分析仪用作射频电压表（测量非常小的射频电流）。 绕组匝数比N，即次级绕组的匝数（初级总是一匝）是根据折衷考虑选择的。 一方面，次级绕组匝数越少，变压器就越宽。 另一方面，N越大，引入被测导线的电阻越小，我们的变压器对被测导线的影响也越小。 插入电阻等于 R/N2，即在我们的例子中为 50/2020,125 欧姆。 因此，我们的射频电流表的有源输入电阻为 0,125 欧姆，这对于大多数测量来说是可以接受的。 我们需要一个测量设备，而不是一个“显示仪表”。 为此，磁路必须能够在给定频带内工作（即铁氧体的频率不应太低），并且在被测导线中的大电流下不会饱和（即磁路的尺寸必须足够大）。 此外，磁路必须分成两半，并且其框架必须是卡扣式的。 如果没有这个，几乎不可能使用该设备：每次您都不会将被测电线的开头穿过磁路并将后者移动到测量点。 最后（顺便提一下，但不是很重要）电流互感器磁路的要求：孔必须很大，以便能够测量粗电缆编织层中的电流。 综上所述，选择磁芯28A3851-0A2，尺寸为30x30x33mm，孔直径为13mm。 这是一种由铁氧体制成的抗干扰卡扣式磁路，在 300 MHz 频率下初始磁导率约为 25。 最有可能的是，许多其他用途相似的磁芯也可以。 我们在磁路上缠绕 20 匝细安装线（图 2），并用热缩管保护次级绕组（图 3）。
我们将其连接到一个小的（20 ... 30 厘米）电介质棒上，下端有一个同轴仪器连接器。 从连接器到杆中的次级绕组，我们绘制了一条特性阻抗为 50 欧姆的细同轴电缆。 现在您可以检查制造的电流互感器的质量。 为此，我们将根据图 4 所示的方案进行测量。 XNUMX.
让我们估计预期的传输系数。 通过 R1 的电流为 U凛/R1。 用这个代替我凛 代入前面的公式，我们得到 UØ=U凛/ 20。 也就是说，这种电路的传输系数将为 1/20 或 -26 dB。 此时变压器工作正常。 让我们将这个计算值与实践进行比较。 0,3...30 MHz 频段的测量结果如图 5 所示。 XNUMX.
可以看出，传输系数与计算值之间的差异小于0,9 dB，即变压器是一个非常精确的测量传感器。 并且您不能保证高频边缘频率响应的阻塞与铁氧体的特性相关，而不是与通过变压器的实际电流降相关。 事实是，穿过变压器的导线具有非零电感，这会增加负载阻抗，从而导致所得的 SWR 略有增加（在 1,1 MHz 频率下达到 30），并且负载电流下降。 频率响应图中的下降很可能只是说明了事实：射频负载中的电流下降。 无论如何，可以看出在1至0,3 MHz频段内测量精度非常高（小于30 dB误差）。 上述电流互感器有两个版本。 首先，对于自主操作（例如，在屋顶上测量天线中的电流并研究其分布，或者搜索来自发射器的共模电流传播到无线电台的哪些电缆），需要使用二极管检测器输入阻抗为 50 欧姆，带有测量限值开关，并且开关连接到变压器。 例如，如图所示。 6.
电阻器R3-R6根据指针装置的灵敏度按照以下方法选择。 当 SA1 开关位置为“10 A”时，我们从电源向器件的输入提供 25 V 的恒定电压，并选择电阻器 R6，设置满量程偏差。 这必须很快完成，电阻器 R1 和 R2 会变得非常热。 在“3 A”的限制下，我们在 7,5 V 的电压下选择电阻器 R5，在“1 A”的限制下进行同样的操作 - 在 2,5 V 的电压下，我们选择电阻器 R4，在“0,3 A”的限制下“ - 在 0,75、3 V 电压下，我们选择电阻器 RXNUMX。 事实证明，这是一款方便的独立射频电流表，您可以用它来检查几乎任何天线。 几乎是因为任何电流表的电阻都应该比被测电路的电阻小很多倍。 因此，在电阻小于几欧姆的地方（短路回路、磁架、缩短的天线）使用这种射频电流表，不仅不可能，而且不合理。 在这些地方安装电流表会导致电流发生明显变化，您将无法知道其真实值。 要测量低电流（例如，各种电线和电缆中的杂散共模噪声电流），请将接收器或频谱分析仪的 50 欧姆输入连接到变压器。 例如，在图中。 图7示出了计算机、监视器和数字示波器（原则上也是计算机）所连接的延长线的电源线中存在什么信号。 160 至 1,8 MHz 的 2 米业余频段正在研究中。
如此惨淡的景象仅由三个开关电源就能给出。 而且，这些仍然是符合寄生辐射标准的良好电源。 然而，这并不排除它们可能会干扰 DX 接收的事实。 所描述的高频电流传感器将帮助您找到干扰、电缆和设备方面最有问题的问题。 作者：I.Goncharenko
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