自动 SWR 仪表指示器。方案、说明

自动 SWR 仪表指示器。无线电电子电气工程百科全书

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自动 SWR 计因其不需要持续校准而获得了当之无愧的普及。这极大地简化了测量过程本身，并提供了在空中工作时快速监控天馈路径匹配质量的能力。无线电爱好者提出的大量成功的电路解决方案可以分为两类。

第一个包括基于 PHI 控制器的解决方案 [1-4]。这些是相对复杂的电路设备，通常由两个块组成 - 用于三个或四个运算放大器的实际自动校准单元和一个指示单元（指针设备上的模拟或带有相当复杂转换器的 LED 数字）。第二组包括基于电阻分压器的设备 [5-7]，其特点是执行简单。它们的构造原理以及基于电阻分压器计算 SWR 计的方法在 I. Goncharenko [5] 的文章中非常简单易懂。

带有 LED 指示灯的 SWR 仪表在人体工程学、设计和易于视觉控制方面非常有吸引力。值得注意的是这些设备的两个重要特征。首先，校准或自动校准的操作本身是不必要的。测量精度仅由电阻值选择的精度和比较器的灵敏度决定。其次，良好的速度使我们能够推荐将其用于天馈路径的运行和紧急情况的运行监控。在这种情况下，计算两个或三个阈值水平就足够了，例如，如[7]中所示。但为了作为主 SWR 仪表舒适使用，最好将显示级别的数量增加到至少 5-7 个。

我们向您提供的带有单极电源的自动 LED SWR 计版本有十个参考级别，并且由于使用了经济实惠且廉价的 LM3914 微电路而非常简单 [8]。这个微电路——一个用于控制线性LED刻度的专用控制器——拥有我们所需要的一切，即：一个线性分频步长为0,1的精密十级分压器、十个比较器和一个LED控制单元。

该装置的方案如图所示。 1.电压直接U_пp 和反射U_否定来自 SWR 传感器的波被提供给 DA1 芯片的输入。直波的允许电压为+ 1 ... + 11 V。当发射器的额定功率施加到匹配负载时，在调整传感器期间设置该电压。最好将此电压的下限值限制在大约 2 V 的水平，以便最大限度地减少 SWR 传感器的锗二极管的非线性对测量精度的影响。直接波和反射波传感器是定向耦合器、电流互感器或电桥上的任何已知装置，其在文献中被重复描述。我想推荐 E. Gutkin 的一个很好的制造设计，它可以在 [9] 中访问和详细描述。

自动 SWR 指示器
米。 1. LED自动驻波表方案

通过电阻R2的直波电压被馈送到引脚6DA1——内部电阻分压器的上臂，该电阻分压器是由1个相同的电阻串联而成，阻值约为2kOhm。使用额外的外部电阻器 R1 可以在设置比较器阈值以及相应地选择 LED 指示的 SWR 值时获得一定的灵活性。在作者的指示器版本中，图中显示了这些电阻的值，HL1,2 LED 的发光对应于 SWR 2，HL1,4 LED - 3，HL7 LED - I.4， HL2 LED-5、HL2,5 LED-6、HL3 LED-7、LED HL4-8、LED HL5-9、LED HL7-10、LED HL11-XNUMX。

如果内部分压器的总电阻为 10 kOhm，则这些值有效，但实际上，由于技术差异，该值可能为 8 至 17 kOhm。因此，为了保证驻波比表的高精度，首先需要通过将欧姆表连接到DA4的6脚和1脚来测量内分压器的总电阻。

为此，最好使用“中国”数字万用表 - 在其欧姆表模式下，向输出施加低电压（不超过 0,2 V），该电压低于硅 pn 结的开启电压。这确保了高测量精度。在作者的版本R中_内部的 = 9,92 kOhm。测量的R值_内部的将允许您选择电阻器 R2 的具体电阻以获得所需的指示特性。

计算微电路特定实例的 SWR 指示步骤和选定的电阻 R2 值的公式很简单：SWR × (R_内部的 + R2 + R_只）/（R_内部的 + R2 - R_只）。这里的电阻R_内部的和 R2 - 以千欧为单位； R_只 - 电阻分压器的步进电阻，以千欧为单位（即，在本例中为 1、2、3 ... 10）。

关于其他元素的目的。电阻器 R1 均衡 SWR 传感器整流器的负载电阻，因此其电阻应等于电阻 R2 + Rinternal 之和。电阻器 R4 决定流经每个 LED 的电流，在本例中选择大约 10 mA。电容器 C3 和 C4 保护输入免受射频干扰。电路的一种变体如图所示。 1、对应于发光柱形式的秤的工作模式。如果 DA9 芯片的引脚 1 空闲，则只有一个有效的 LED 会亮起。

事实证明，LM3914 经常出现输入 5 处的偏置电压相当大的情况。这导致没有输入信号的指示。为了消除这个问题，需要在引脚4上施加一个小的正电压，为此在引脚4和公共线之间连接一个阻值为3...220欧姆的微调电阻R330。打开电源后，通过调整该电阻，我们消除了指示器的背景（无信号）发光。

可以使用任何可用的 LED。从结构上看，在一个外壳中使用十个独立二极管的进口整体很方便。在作者的版本中，使用了 KingBright DC-763BWA 设备，其中七个二极管为绿色，三个二极管（对我们来说，它们对应于 SWR 级别 > 4）为红色。

如果需要，该 SWR 计可以补充一个超过特定 SWR 阈值的声音指示装置以及针对高 SWR 的自动继电保护。这种装置的示意图如图 2 所示。 XNUMX.

自动 SWR 指示器
米。一、设备示意图

在这种情况下，实现以下操作算法：当SWR达到3级时，HL6 LED点亮（根据图1中的图表），其两端的电压降打开VT1晶体管，从而打开声学发射器带有内置发电机。它可以是任何类型 - 只要在+5V电源电压施加到它时它的工作声音足够大，并发出警告声音信号。如果 SWR 继续增加并达到 7，则晶体管 VT2 和 VT3 打开，继电器被激活，其触点（图中未显示）可以将设备置于接收模式，或者例如显着降低输出力量。

通过VD1R5电路的正反馈“锁存”按键VT2、VT3处于开启状态。它们只能通过闭合 SA1 复位按钮的触点或完全断电保护单元来移除。电容器C2为保护继电器的跳闸提供轻微的延迟（大约一秒），其电容值可以根据您自己的喜好进行更改。

您可以使用任何适当结构的硅晶体管：VT1、VT2 - KT209、KT361、KT3107、2N3906 等系列，VT3 - KT315、KT3102、2N3904、BC547 等系列。二极管 - 任何硅低功耗系列 KD522、 KD102、Ш4148 等继电器 - 工作电压 5...6 V。

文学

Pogosov A. 自动 KBV 计。 - 广播，1985 年，第 10 期，p。 20、21。
测量 SWR 时自动读数。 - 网址：cqham.ru/swr_12.htm。
Dobrokhotov I. 自动 SWR 计。 - 网址：cqham.ru/un7gm_swr.htm。
Nechaev I. SWR 计，具有自动校准功能。 - 广播，2005 年，第 3 期，第 64 页65、XNUMX。
Goncharenko I. SWR 仪表指示器。 - 网址：dl2kq.de/ant/3-21.htm。
Kabaev A. 自动 SWR 指示器。 - 网址：cqham.ru/swr14。嗯。
Nechaev I. 汽车自动 SWR 计。 - 广播，2005 年，第 6 期，第 68 页69、XNUMX。
LM3914 点/条显示驱动器。 - URL：datasheetcatalog.com/datasheets_pdf/L/M/3/9/LM3914.shtml。
Gutkin E. 测量驻波比：理论与实践。 - 广播，2003 年，第 5 期，第 66 页68-6；第 61 页，第 63 页。 XNUMX-XNUMX。

作者：谢尔盖·贝莱涅茨基 (US5MSQ)

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