SWR 仪表指示器。方案、说明

SWR 仪表指示器。无线电电子电气工程百科全书

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尽管驻波比表的电路和设计多种多样，但它们都具有相同的结构：有直接波传感器和反射波传感器，输出端带有检测器。从探测器接收到的恒定电压 Uad 和 Uref 与入射波和反射波的幅度成正比，被馈送到指示器。在最简单（也是最常见）的情况下，指示器有一个开关Upad、Uotr和一个带有调节器的指针装置，如图1所示。二极管VD1、VD2和电容器C1、C2组成检测器Upad和Uotr。

SWR 仪表指示灯

每个人都知道如何使用这样的 SWR 计。测量时，需要进行三个简单的操作：

将开关 S1 置于“Upad”位置；
用可变电阻R1将箭头设置到指针装置P1刻度的最后一格；
将开关S1置于“U0TP”位置，读取P1刻度上的SWR值。

测量装置 P1 的刻度根据众所周知的公式进行校准：

然而，使用这样的指标并不是很方便 - 您需要对每次测量进行大量操作。此外，你还需要一个好的、价格不菲的指针式测量装置，其刻度仍需要通过拆卸装置来校准。

让我们尝试以不同的方式解决指示问题。为此，在公式（1）中，我们将分子和分母同时除以 Upad，结果是：

现在，要确定 SWR，只需知道 Uref / Upad 的比率，而不需要知道它们的绝对值。如何分担压力？当然是电阻分压器。因此，让我们打开带有分压器的可变电阻，如图所示。 2.

SWR 仪表指示灯

如何使用这样的指标呢？说明并不太复杂，只需旋转可变电阻R1的旋钮，直到设备显示为零，此时从电阻刻度上读取SWR值。只有一次手术而不是三次。而且没有开关。更方便、更简单、更快捷。

这种 SWR 表的细节有两个要求（它们也很方便）：

1、指针装置不应是测量装置（带有刻度），而是指示装置（刻度中间有一个零，该处有一个标记）。换句话说，一个便宜的指示器，例如旧录音机的录音电平指示器，可以作为一种装置，你只需转动紧固件，将箭头移动到刻度的中间即可。

2.可变电阻器R1必须带有刻度，例如，用不可磨灭的毡尖标记在固定电阻器R1的面板上用“鸟嘴”形式的手柄进行描画是合适的。

该指标如何工作？在唯一的情况下，通过器件 P1 的电流等于零，即器件两端的电压相同。左侧输出始终有一个电压 Uotr。在右侧输出上，通过可变电阻器的移位消除的电压等于 U0TP。因为我们将仪器设置为零。换句话说，我们将 Upad 与可变电阻分开，以便得到等于 U0TP 的值。显然，在这种情况下，可变电阻R1（如果是“A”组）的轴的旋转角度与U0TP/Upad的比值成正比，根据公式（2），可以得到电阻可以直接在SWR中校准。

按照传统方案组装的驻波比表中，在低功率时，需要将电位器的阻值减小到几乎为零。在这种情况下，检测器的负载电阻较低，这会恶化线性度。在所述的指示器中，探测器的负载电阻恒定且较高，保证了最佳的探测线性度。

此外，与根据通常方案组装的仪表不同，可变电阻器 R1 不会引入额外的误差，因为在测量时流过它的电流为零，因此电路中实际上不存在器件 P1（零电流是对设备的其余部分没有影响，就好像包含绝缘体而不是设备一样）。

在高功率下工作时，通过一对背对背硅二极管来保护 P1 器件免受过载是有意义的。

欧姆表足以校准可变电阻器 R1 的刻度（假设电压检测器 Uotr 和 Upad 是线性的）。通过测量电阻器 R1 的下部和中部（根据电路）输出之间的电阻（之前已将它们与设备的其余部分断开），标记电阻器的刻度。这可以通过两种方式完成：

1. 与大多数驻波比表一样，绘制了通常的线性刻度。当电阻器 R1 的阻值等于 10 kOhm 时，秤的校准点根据表进行应用。 1.

SWR 仪表指示灯

2. 根据表应用一种非常规但在实践中更方便的非线性标度。 2.

SWR 仪表指示灯

根据可变电阻组的不同，刻度的类型也会相应变化。为了在测量高 SWR 时获得更准确的读数，最好使用“B”组电阻，而对于通常的刻度，最好使用“A”组电阻。

如果您有一个阻值不同于 10 kOhm 的可变电阻器，则需要相应地更改电阻器 R2 的阻值，以便探测器具有相等的负载，并使用以下公式重新计算刻度标记

式中，Rtek为当前大地到发动机的电阻值； R1——可变电阻器的标称阻值； SWR - 对应于 Rcurrent 的 SWR 值。

对于低 SWR 的测量，可以方便地进行扩展，包括在电阻器 R1 的上端串联一个附加电阻器 R3，在测量高 SWR 值时通过开关闭合。将R3代入式(1)中的总和(R1+R3)即可得到SWR值。因此，在 R3 = R1 = 10 kOhm 时，扩展刻度 R1 将具有与表一致的刻度。 3. 除了主要刻度之外，此刻度也可用于放置设备的刻度。

SWR 仪表指示灯

完全放弃指针装置，可以进一步简化SWR表电路。毕竟，事实上我们只需要一个零指标。并且可以在LED上完成

现代红色 LED 在电流为 20 ... 30 μA 时就已发出相当明显的光芒。在这种情况下，二极管两端的正向电压为 1,58..1,62 V。如果将一个 1,5 V 原电池与 LED 串联（正向），那么 LED 的点亮电压将只有几十伏。毫伏。事实上，这只是一个名称：“一伏半元件”。但事实上，新鲜电池的闲置电压几乎等于 EMF，为 1,58 .. 1,6 V。

因此，具有串联元件的 LED 将在几十 mV 的电压和 20..30 μA 的电流下点亮 - 为什么不使用零指示器呢？

用它代替指针设备，我们得到一个设备，其示意图如图3所示。 1、仪表的使用说明仍然包括一项：旋转可变电阻RXNUMX的旋钮，注意LED点亮的瞬间，从电阻刻度上读取SWR值。

SWR 仪表指示灯

当然，使用LED（图3）时的测量精度低于带有指针指示器的仪表（见图2），特别是在低功率下，但LED不是指针设备。但该设备的极其简单和廉价很吸引人。此外，在大多数情况下，在调谐天线时，不需要高精度的SWR测量。

该设计必须在 LED 上方提供遮光罩，因为后者虽然以微安为单位的电流点亮，但当然并不明亮。在明亮的阳光下，这会产生问题。

不需要单独的电池开关 - 在没有来自检测器输出的信号的情况下，除了 LED 之外，一个元件还不足以打开 VD2 二极管，因此该设备不消耗电流。

使用根据图 2 的图表组装的 SWR 计。 3和图。 1、天线调谐比传统的方便很多。原因有二：测量过程更简单（一次操作与三次操作）；箭头P2的移动方向（图3）或辉光亮度的变化方向（图XNUMX）明确地指示了SWR的变化方向。

他们会反对——在传统指标中（见图 1），您还可以关注电压 Uref 的下降。唉，并非总是如此。假设 Uref 下降了。但 Upad 的下降幅度可能比 Uref 更急剧（例如，在发射机负载高度不匹配的情况下），这意味着尽管 Uref 下降，但 SWR 却增加了。只是 Uop 下降仍然没有任何意义。有必要和Upad对比一下。在传统指示器中，这种比较必须手动完成，每次翻转开关并重新校准指示器。在所描述的设备中，Uotr 和 Upad 的比较自动发生在分压器的可变电阻器和零指示器上。

当然，这样的指示器不太适合直接集成到收发器或功率放大器中。但在专为天线测量而设计的单独 SWR 计中，它明显比传统的更方便。

作者：Igor Goncharenko (DL2KQ - EU1TT)，德国波恩

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