Несиметрією струмів і напруг в електротехніці називається поява в 3-фазної мережі нерівномірності амплітуд фазних струмів та кутів між ними. Така несиметрія може виникнути при нерівномірному міжфазному навантаженні.

Наприклад, при з'єднанні обмоток за типом зірка та чотирипровідному живленні, можливі такі наслідки несиметрії, як:

• обрив "нуля". При цьому лінійна напруга не змінюється, а фазова напруга перерозподіляється в прямій пропорційності від електричного опору навантаження. При протіканні струму по нульовій жилі розбалансування не відбувається (у кожного споживача напруга дорівнює 220 В). Як тільки трапляється обрив «нуля» через нерівномірність, споживачі можуть вийти з ладу;
• коротке замикання "фази на нуль". Напруга між іншими фазами та нулем зростає. І за ідеєю повинен відключити ланцюг захисний автомат. Вихід залежить від опору проводів та самого трансформатора.

Що відбувається при перекос фаз?

Це явище виходить через навантажувальну нерівномірність фаз. Відбувається збільшення струмів та падіння напруги, що компенсується іншими фазами. У цьому інших фазах зростає напруга, що погано впливає споживачів.

Найбільш енергоефективним способом виправлення перекосу фаз вважається використання симетруючих пристроїв (СУ), які здатні прибрати струми нульової та зворотної послідовності.

Вони поділяються на види:

• конденсаторні;
• перетворюючі;
• компенсаційні СУ.

Останні апарати є пристроями з приєднанням в розсічку «нуля» трансформатора симетруючого трифазного (ТСТ) компенсаційної обмотки. Цей спосіб найефективніший, тому що характеризується високими показниками симетрування.

Трансформатор симетруючий трифазний

Симетруючі трансформатори – це пристрої, що усувають у 3-фазних електромережах.

Робота симетруючого трансформатора полягає:

• у вирівнюванні струму навантаження на мережі живлення незалежно від споживчого навантаження;
• у зменшенні просідання в мережі при підключенні потужного навантаження;
• у зниженні втрат енергії, зменшенні гармонік та опору.

Електрична схема наведена на малюнку,

де 1 - магнітопровід, 2, 3 - обмотки високої, низької напруги, 4 - компенсаційна обмотка, 5 - клини.

Конструкція добре знижує опір нульової послідовності 3-фазного трансформатора. Завдяки їй значно збільшуються струми КЗ – одна з основних переваг симетруючих трансформаторів, оскільки це полегшує налаштування релейного захисту при КЗ. Крім цього, немає такого сильно руйнівного впливу струму ОКЗ, оскільки забезпечується компенсація несиметричного потоку нульової послідовності.

Подивимося, що буде, якщо підключити однофазне несиметричне навантаження в 3-фазну чотирипровідну електромережу із застосуванням ТСТ і без нього.

На зображенні видно, що найбільше навантаження однієї фази дорівнює 1/3 від 3-фазної потужності енергоджерела.

Внаслідок включення потужного 1-фазного споживача вийде перекіс фаз. Підвищиться ризик виходу з експлуатації приєднаних до джерела живлення споживачів. Якщо потужність приймачів підвищиться на 1/3 трифазної потужності джерела, можлива поломка приладу.

На цьому малюнку показано, що найбільше навантаження на одну фазу може дорівнювати половині 3-фазної потужності джерела енергії. Тим не менш, джерело прийматиме навантаження як рівномірно розподілене пофазно.

Використання ТСТ дозволяє зменшити потужність генератора, підключивши до нього ті ж електроприймачі. Для енергетичного джерела навантаження прийматиметься рівномірно розподіленим по фазах.

Доцільність рішення про включення до схеми ТСТ залежить від кожного конкретного випадку.

Конструкція та застосування симетруючого трансформатора

Основними складовими трансформатора є силовий агрегат, пристрій кабельного вводу-виводу із захисними автоматами. Спосіб електромонтажу стаціонарний. Виводи до мережі та навантаження розміщуються у нижній панелі. Трансформаторні котушки виконані за допомогою мідного дроту. Первинна з вторинною обмоткою мають гальванічну розв'язку. Вторинна обмотка виконується за схемою "зірка".

На вході трансформатора монтується автомат, який забезпечує захист від перевантажень та КЗ. Трансформатор має світлову індикацію наявності вихідної напруги.

Застосування

Трансформатори ТСТ широко використовуються в наступних сферах:

• військове озброєння;
• технологічні машини із ЧПУ;
• служба ЖКГ;
• садово-дачні поселення.

ТСТ розміщуються між джерелом електроенергії та електричними споживачами.

Схеми симетруючих трансформаторів

Розглянемо для прикладу дві схеми:

СУ із трифазним трансформатором складається з трьох обмоток. Обмотка "2" підключена з "4" послідовно, з обмоткою "2" на інших стрижнях - зустрічно зигзагоподібно. Загальна кількість витків першої та третьої дорівнює числу витків другої обмотки.

Ефективне застосування СУ виходить завдяки зниженню опору струмам нульової послідовності, що підвищує надійність роботи в аварійному режимі.

У схему між виведенням «нуля» для підключення фазних навантажень N2 та нульовим висновком N1 підключені послідовно тиристорний ключ (6 та 7), стабілітрони (8 та 9) та резистор 10.

Наступна схема включає:

• 3-стрижневий магнітопровід 1;
• 3-фазну симетричну первинну обмотку 2 з живленням від мережі;
• вторинну обмотку 3, приєднану за схемою зигзагу трьох променів.

Особливість цієї схеми полягає у відсутності струму нульової послідовності у всіх обмотках при будь-яких режимах. Такий трансформатор відрізняється простотою та надійністю.

Висновок

ТСТ дозволяють скоротити втрати енергії з допомогою зниження амплітуд гармонік, зменшення опору. Це збільшує робочий ресурс енергетичних джерел у мережах із перекосами фаз. Апарати призначені для підвищення надійності автономних генераторів та споживачів, коли навантаження несиметричні.

Трансформатори дозволяють раціонально використовувати електростанції з меншою потужністю. Електричним генераторам, виробленим по синхронному типу, потрібна рівномірність навантаження, у своїй допускається лише тридцяти відсотковий перекіс по фазам. У такому випадку дуже корисним стає застосування симетруючого трансформатора.

Пишіть коментарі, доповнення до статті, може, я щось пропустив. Загляньте на , буду радий якщо ви знайдете на моєму ще щось корисне.

Останні мої публікації, присвячені КВ антенам, викликали у багатьох читачів низку питань щодо конструкції трансформаторів і дроселів, що використовуються в них.

Це питання добре висвітлено у радіоаматорській літературі та численних статтях і, здавалося б, не потребує подальших коментарів.

Саморобні широкосмугові симетруючі дроселі та трансформатори на феритових трубках

Феритові трансформатори на феритових трубках виконують відразу кілька функцій: трансформують опір, симетрують струми в плечах антени і пригнічують синфазний струм оплетки коаксіального фідера. Найкращим вітчизняним феритовим матеріалом для широкосмугових трансформаторів є ферит марки 600НН, але з нього не виготовляли трубчасті сердечники.

Зараз у продажу з'явилися феритові трубки зарубіжних фірм із хорошими характеристиками,
зокрема FRR-4,5 та FRR-9,5, що мають розміри dxDxL 4,5x14x27 та 9,5х17,5х35 відповідно. Останні трубки використовувалися як перешкодно-переважних дроселів на кабелях, що з'єднують системні блоки комп'ютерів з моніторами на електронно-променевих трубках. Наразі їх масово замінюють на матричні монітори, а старі викидають разом із феритами.

Рис.1. Феритові трубки FRR-9,5

Чотири таких трубки, складені поруч по дві, утворюють еквівалент «бінокля», на якому можна розмістити обмотки трансформаторів, що перекривають всі КВ діапазони від 160 до 10 м. Трубки мають заокруглені грані, що унеможливлює пошкодження ізоляції проводів обмоток. Трубки зручно скріпити разом, обмотавши широким скотчем.

З різних схем широкосмугових трансформаторів я використав найпростішу, з роздільними обмотками, витки яких мають додатковий зв'язок за рахунок щільного скручування провідників між собою, що дозволяє зменшити індуктивність розсіювання і за рахунок цього підвищити верхню межу робочої смуги частот. Одним витком вважатимемо провід, пройнятий через отвори обох трубок «бінокля». Половиною витка – провід, протягнутий через отвір однієї трубки «бінокля». У таблицю
зведені варіанти трансформаторів, здійснених цих трубках.

Як бачимо, виходить широкий вибір співвідношення опорів. Трансформатор з коефіцієнтом 1:1 - подібно до дроселя симетрує струми в плечах антени і пригнічує синфазний струм в обплетенні кабелю живлення. Інші трансформатори крім цього ще й трансформують опори. Чим керуватися при виборі кількості витків? За інших рівних умов трансформатори з одновітковою первинною обмоткою мають приблизно вчетверо більш високу нижню межу смуги пропускання порівняно з двовитковою, але й верхня частота смуги пропускання та їх значно вища. Тому для трансформаторів, що використовуються від діапазонів 160 м та 80 м краще використовувати двовиткові варіанти, а від 40 м і вище – одновиткові. Використовувати цілі числа значення витків переважно, якщо бажано зберегти симетрію і рознести висновки обмоток на протилежні сторони «бінокля».

Що коефіцієнт трансформації, то важче отримати широку смугу пропускання, оскільки зростає індуктивність розсіювання обмоток. Компенсувати її можна шляхом включення конденсатора паралельно до первинної обмотки, підбираючи його ємність по мінімуму КСВ на верхній робочій частоті.

Для обмоток зазвичай використовую провід МГТФ-0,5 або більш тонкий, якщо потрібне число витків не вміщається в отворі. Заздалегідь розраховую потрібну довжину дроту та відрізаю її деяким запасом. Провід первинної та вторинної обмоток щільно скручую до намотування на сердечник. Якщо отвір фериту не заповнений обмотками, краще протягувати витки у відповідні по діаметру термоусаджувані трубки, відрізані по довжині «бінокля», які після завершення намотування сідають за допомогою фена. Щільне притискання витків обмоток один до одного розширює смугу трансформатора і часто дозволяє виключити конденсатор, що компенсує.

Слід мати на увазі, що підвищуючий трансформатор може працювати і як знижуючий, з тим самим коефіцієнтом трансформації, якщо його перевернути. Обмотки, призначені для підключення до низькоомних опорів, потрібно виконувати з екранної «плетінки» або кількох дротів, з'єднаних паралельно.

Перевірку трансформатора можна проводити за допомогою вимірювача КВВ, навантаживши його вихід на безіндуктивний резистор відповідного номіналу. Межі смуги визначаються за допустимим рівнем КСВ, наприклад, 1,1. Виміряти втрати, що вносяться трансформатором, можна шляхом вимірювання ослаблення, що вноситься двома однаковими трансформаторами, послідовно включеними, так, щоб вхід і вихід мали опір 50 Ом. Результат не забудьте поділити на два.

Дещо важче оцінити потужнісні характеристики трансформатора. Для цього знадобиться підсилювач та еквівалент навантаження, здатний витримувати необхідну потужність. Використовується та сама схема з двома трансформаторами. Вимірювання проводиться на нижній робочій частоті. Поступово піднімаючи потужність CW і підтримуючи її приблизно хвилину, визначаємо рукою температуру фериту. Рівень, у якому ферит за хвилину починає трохи помітно нагріватися, вважатимуться максимально допустимим даного трансформатора. Справа в тому, що при роботі не на еквівалент навантаження, а на реальну антену, що має реактивну складову вхідного імпедансу, трансформатор передає ще й реактивну потужність, яка може насичувати магнітний сердечник і викликати додаткове нагрівання.

На рисунках показано приклади практичних конструкцій. На рис.5 - трансформатор, що має два виходи: на 200 та 300 Ом.

Рис.2.Трансформатор 50:110

Рис.3. Трансформатор 50:200

Рис.4. Трансформатор 50:300

Рис.5. Трансформатор 50: 200/300

Трансформатори можна розмістити на відповідного розміру друкованої плати,
захистивши її від опадів будь-яким практичним способом.

Владислав Щербаков, RU3ARJ

Перекіс фазної напруги у трифазних високовольтних мережах – головна проблема якості електричної енергії. Вона викликає несиметрію струмів, які, своєю чергою, викликають несиметрію напруг і надає негативний вплив працювати всіх електроприймачів. Особливо несприятливе явище перекосу відбивається на роботі асинхронних двигунів.

Використання різноманітних однофазних електротермічних установок високого параметра потужності до 10мВт і дугових печей, що працюють від трифазної мережі, що веде до підвищення частки таких ненасиметричних навантажень, що створюють нерівномірні навантаження в мережі. Тому несиметрія має усуватися насамперед у трифазних мережах.

Симетрування навантажень - використовувані методи

1. Природний шлях вирівнювання навантаження по всіх фазах за допомогою рівномірного розподілу струмових навантажень, найпростіший спосіб і реально неможливий.
2. Підвищення перерізу проводів і значення потужності трансформаторів живлення.
3. Зменшення опору нульового дроту у чотирьох провідних ланцюгах.

Всі ці способи не відрізняються ефективністю за рахунок того, що вимагають значного перевитрати та застосування дорогих матеріалів. При використанні цих способів вирівнювання напруги по фазах не вдається повною мірою виду збільшення та нерівномірного завантаження фаз підключенням потужних однофазних струмоприймачів.

Більшого успіху досягло застосування симетруючих пристроїв (СУ), що дозволяють усунути струми нульової та зворотної послідовності.

Градація ефективних способів симетрування

1. Перетворення та рекуперація електроенергії, що виконується за схемою 3-фазна мережа – 3-фазний електродвигун – 1-фазний генератор – пофазна навантаження. Спосіб не поширений через використання високого значення номінальної потужності та високу вартість обладнання, а також втрат електроенергії в мережах.
2. Циклічна комутація резистивного однофазного навантаження до фаз мережі за рахунок застосування твердотільних реле та радіаторів.
3. Фільтровий метод за рахунок відмінності параметрів працюючих електричних машин, що використовуються як фільтр, задіяних не на повну потужність. Недолік способу чутливості двигуна до перекосу навантаження і напруг і поява зростаючих мережевих втрат, нагрівання обладнання, зменшення показників потужності, зниження експлуатаційних термінів роботи машини.
4. Компенсаційна методу заснована на рівномірному підключенні несиметричних навантажень по фазах за рахунок використання симетруючих трансфораматорів у 4 провідних мережах.
5. Переваги компенсаційного способу

Компенсаційний спосіб є найбільш ефективним, має ряд переваг:

1. Високі енергетичні показники симетрування.
2. Велике значення ККД.
3. Низька встановлена ​​потужність.
4. Здатність забезпечити симетрію високої точності за рахунок застосування стандартного обладнання, як: конденсаторні батареї, трансформатори, реактори, усунення перекосу фаз.
5. Простота пристрою, низька ціна.
6. Водночас виконанням вирівнювання є можливість поліпшення якості електроенергії.
7. Збільшення коефіцієнта потужності електромережі.
8. Регулювання напруги.
9. Пригнічення вищих гармонік.

Класи різновидів симетруючих пристроїв

Симетруючі пристрої поділяються на три класи:

1. Конденсаторні та електромагнітні шунтосиметруючі пристрої (ШСУ), за рахунок підключення до мережі реакторів і конденсаторних батарей, заснованих на мінімальному опорі струмам нульової послідовності, за рахунок шунтування замикання на себе цих струмів.

Нестача – висока ціна реактора.

Застосовуються для вимірювання та управління.

1. Компенсаційні СУ – за рахунок включення у розсічення нульового дроту трансформатора компенсаційної обмотки СУ. Мінімальний діапазон симетрування.
2. Перетворюючі СУ – за рахунок використання перетворювальних статичних пристроїв якось: випрямлячі, тиристорні регулятори, високочастотні перетворювачі електромашини постійного струму, використання електронних баластів у освітлювальних газорозрядних приладах тощо.

Симетруючий трансформатор ТСТ

Щоб покращити якість електроенергії, використовується симетруючий трансформатор, принцип роботи яких заснований на перемагнічуванні обмоток.

Трансформатор симетруючий трифазний служить для вирівнювання значень напруги на фазах мережі, сприяє енергозбереженню за рахунок збереження рівня напруги та домагаючись симетричного фазного навантаження.

Трансформатор із симетруючим пристроєм сприяє підвищенню надійності та тривалості безпечної експлуатації джерел живлення. Відбувається це при використанні захисного занулення, нуль трансформатора задіяний як нульовий робочий провідник, а нуль мережі напруги застосовується як захисний нуль електрообладнання.

При використанні ТСТ навантаження по одній фазі сприймається електричною мережею як трифазна, що сприяє відновленню симетрії навантажень.

Використання ТСТ разом із трифазним ДБЖ посилює захист 3-фазної мережі від нелінійного 1-фазного навантаження. для додаткового захисту мережі від вищих гармонік використовується регулювання амплітуди вхідної напруги на входах керованих випрямлячів та обґрунтоване обмеження діапазону зміни кута керування α.

Широке застосування моделі симетруючих трансформаторів знайшли у радіоділі. Так, симетруючий трансформатор, 1 1 – служить для симетрування струму в плечах антени і використовується для придушення синфазного струму в обплетенні кабелю живлення, де 1:1 це коефіцієнт трансформації напруги.

При придбанні такої продукції, як симетруючий трансформатор ціна залежить від параметра напруги, на яке він розрахований і коефіцієнта трансформації.

Так, наприклад, вартість ТСТ 63 кВ трифазного симетруючого трансформатора складе більше 115 тис. руб.

Трансформатором називають пристрій, завдання якого полягає у зміні напруги змінного струму на змінний струм іншої напруги. Такі перетворювачі є невід'ємними елементами різних електричних систем, таких як:

1. зварювальні апарати;
2. нагрівальні апарати;
3. випрямні пристрої.

У цій статті йтиметься про такий різновид перетворювальних пристроїв, як – узгоджуючий трансформатор.

Сутність та принцип дії

Узгоджувальний трансформатор (далі СТ) використовує узгодження імпедансів різних частин електричного кола під час трансформації та передачі електросигналів. Трансформаторні пристрої узгоджують джерело сигналу, що надходить з вхідним імпедансом каскаду в підсилювачах з низькими частотами (УНЧ).

Підсилювачі низької частоти - пристрої, що збільшують частоти електричних хвиль до діапазону частот, що чують людиною (20 Гц - 20 кГц). Такі підсилювачі використовують як окремий пристрій або застосовують як частину складнішого.

Приклади приладів із наявністю підсилювача:

1. мікрофон;
2. телевізор;
3. радіоприймач і т.п.

Сутність СТ полягає в наступному – пристрій містить підкладку, виконану з діелектричного матеріалу та феритну пластину, що має в робочих частотах дисперсну магнітну проникність. З боку підкладки, зверненої до пластини, розташовуються 1-ї, 2-ї, 3-ї провідники, що мають П-подібну форму. На звороті підкладки наноситься металізація, що має два зазори у вигляді «П».

СТ складається з:

1. Підкладки діелектричної; 2-4. Провідників; 5. Смужкового провідника; 6. Металізації; 7. Контур щілинного; 8. Пластини феритної; 9. Металізації; 10-11. Зазорів; 12-13. Допоміжні щілинні ділянки.

Рис. 1 Креслення узгодженого трансформатора

Принцип роботи полягає:

1. Первинна обмотка отримує 4 вхідний сигнал. Пластина 8 і металізація 6 грають роль сполучної ланки між провідниками 2-4.
2. Потім вводяться нові елементи:
   1. з одного боку провідник 4 діелектричної підкладки;
   2. зі зворотної – металізація.

Комутація провідників 2-4 забезпечує зменшення частоти вдвічі. Даний варіант конфігурації СТ стає простішим, відсутній контакт між шарами. Узгоджуючий пристрій може бути виконаний як фрагмент друкованої плати більш ускладненої схеми.

Конструкція

Пристрої даного типу у конфігураціях використовують ряд базових елементів такі як:

• магнітний провідник;
• корпус для витків;
• самі обмотки;
• інші допоміжні елементи (кріпильні фрагменти, засоби захисту трансформатора).

СТ виготовляються із магнітних провідників високої якості. Існують різновиди малих та великих розмірів.

1. Конструктивні особливості СТ малих розмірів:
   1. пластини сердечника не потребують додаткової ізоляції;
   2. кожна пластина має оксидну плівку, яка утворює ізоляцію.
2. СТ великих розмірів:
   1. пластини сердечника ізолюються шляхом покриття з одного боку ізолюючого лаку;
   2. Пристрої такої конфігурації застосовуються при напругах на виток порядку не більше десятих Вольта або вище.

Рис 2. Узгоджувальний трансформатор

Обмотки навколо магнітопроводу, як правило, намотують із мідного ізольованого дроту круглого перерізу. Провідник прямокутного перерізу застосовується у разі використання великого перерізу близько 5-10 мм2.

Корпус такого трансформатора найчастіше виконується циліндричним. Така конструкція більш проста у виготовленні та має меншу величину індуктивності розсіювання.

Сердечник відбирається за 2-ма критеріями:

• конструкційна стала характеристика нижніх частот, яка визначає частотний показник пристрою на низьких частотах;
• конструкційна стала магнітної індукції, яка визначає амплітуду складової магнітної індукції на найнижчій частоті.

Величину сердечника вибирають, враховуючи постійну конструкційну нижніх величин частот, а також постійну величину магнітної індукції в сердечнику.

Матеріал сердечника вибирають виходячи з типу трансформатора, враховуючи його робоче середовище, ступінь зношування, а також конструкційні особливості та економічні витрати.

Типи узгоджувальних сигнальних трансформаторів

Залежно від галузі застосування, зовнішніх факторів та вимог до апаратури існує безліч різновидів електричних перетворювачів. Розглянемо приклади моделей ТОТ, ТОЛ та ТВТ.

Трансформаторні пристрої типу ТОТ

Розшифровка абревіатури:

Т-«трансформатор»;

О - "кінцевий";

Т-транзисторний.

Призначаються для роботи в холодних кліматичних умовах при температурі (-60…+90 °С), з високою ймовірністю зношування та відносною вологістю ~93 – 96%.

Рис. 3 Вид трансформаторів ТОТ-типу

Рис. 3. демонструє технічні особливості пристрою, з позначенням основних конструктивних параметрів.

Конструктивні розміри зазначені в таблиці 1. Виробництво даних різновидів трансформаторних пристроїв використовує сучасну технологію виробництва на друкованих платах із заливкою, крім того, використання лакування дозволяє протидіяти погодним та механічним впливам.

Таблиця 1. Конструкційні розміри перетворювачів типу ТОТ.

Трансформаторні пристрої типу ТОЛ

Розшифровка абревіатури:

Т-«трансформатор»;

О - "кінцевий";

Л-"ламповий".

Пристрої даного типу застосовні для роботи в холодних, тропічних кліматичних умовах, з високою ймовірністю зносу при температурі (-50 ... +130 ° С) і відносною вологістю ~96 - 100%.

Рис. 4 Вид трансформаторів ТОЛ-типу

На рис. 4. представлені зображення пристрою з різних видів та позначення основних конструктивних параметрів.

Таблиця 2. Допустимі значення перетворювачів типу ТОЛ.

Виробництво приладів ТОЛ – забезпечує роботу не ушкоджуючи обмотки, а також унеможливлює виникнення корозії на сталевих деталях. Крім того, такі прилади мають високу стійкість до високих температур, механічних впливів і тривалого періоду служби.

Трансформаторні пристрої типу ТВТ

Розшифровка абревіатури:

Т-«трансформатор»;

В - "вхідний";

Т-транзисторний.

Такі СТ виготовляються малогабаритними і використовуються в помірно-холодних кліматичних умовах. Робоча температура коливається (-60 ... +85 ° С), вологість менше 95%. У таких перепадах температури має місце ймовірність часткового зношування трансформатора.

Рис. 5 Вид трансформаторів ТВТ-типу

Таблиця 3. Конструкційні розміри перетворювачів виду ТВТ

Конструкційна особливість каркаса забезпечує додаткову жорсткість у вигляді монтажних висновків. Ділянку між відведеннями рекомендується витримувати близько 2,5 – 3,0 мм. При виготовленні застосовуються магнітні провідники у вигляді стрижнів з високою магнітною проникністю (марки сталей – 79НМА та 50Н), а також високим показником індукції технічного насичення.

В кінці варто відзначити, що пристрої з узгоджувальним трансформатором, перед тим як будуть запущені в експлуатацію, повинні пройти необхідні випробування та бути гарантованими для подальшої служби. Умовою, необхідною для забезпечення відповідного ступеня надійності, є реалізація обмежень перенапруги, оскільки при роботі СТ може зазнавати більш серйозних навантажень і мати більшу ймовірність зношування, ніж при тих, що проводилися на попередніх випробуваннях.

Відео про узгоджувальний трансформатор

Широкосмугові симетруючі трансформатори на феритових трубках. Узгоджуючий трансформатор з 300 на 75 ом своїми руками

Фрактальні антени своїми руками: застосування та складання

У математиці фрактальними називаються множини, що складаються з елементів, подібних до множини в цілому. Найкращий приклад: якщо розглянути близько-близько лінію еліпса, вона стане прямою. Фрактал – скільки не наближай – картинка залишиться, як і раніше, складною і схожою на загальний вигляд. Елементи розташовані химерним чином. Отже, найпростішим прикладом фракталу вважаємо концентричні кола. Скільки не наближайся, з'являються нові кола. Прикладів фракталів безліч. Наприклад, у Вікіпедії дано малюнок капусти Романеско, де качан складається з шишок, що точно нагадують намальований качан. Наразі читачі розуміють, що виготовити фрактальні антени непросто. Натомість цікаво.

Навіщо потрібні фрактальні антени

Призначення фрактальної антени - впіймати меншими жертвами. У західних відео можна знайти параболоїд, де випромінювачем послужить відрізок фрактальної стрічки. Там вже роблять з фольги елементи механізмів НВЧ, більш ефективні, ніж прості. Покажемо, як зробити фрактальну антену до кінця, а погодженням займайтеся наодинці з КСВ метром. Згадаємо, що є цілий сайт, зрозуміло, зарубіжний, де просувають у комерційних цілях відповідний продукт, креслень немає. Наша саморобна фрактальна антена простіше, головна перевага - конструкцію вдасться зробити власними руками.

Перші фрактальні антени – біконічні – з'явилися, якщо вірити відео із сайту fractenna.com, у 1897 році Олівером Лоджем. Не шукайте у Вікіпедії. Порівняно із звичайним диполем пара трикутників замість вібратора дає розширення смуги на 20%. Створюючи періодичні повторювані структури, вдалося зібрати мініатюрні антени не гірше за великих побратимів. Часто зустрінете біконічну антену у вигляді двох рамок або химерної форми пластин.

Зрештою, це дозволить приймати більше телевізійних каналів.

Якщо набрати запит на Ютуб, з'являється відео з виготовлення фрактальних антен. Краще зрозумієте, як улаштовано, якщо уявіть шестикінцеву зірку ізраїльського прапора, у якої кут зрізали разом із плечима. Вийшло, три кути залишилися, у двох одна сторона на місці, друга немає. Шостий кут відсутній зовсім. Тепер розташуємо дві подібні зірки вертикально, центральними кутами одна до одної, прорізами вліво та вправо, над ними – аналогічну пару. Вийшла антена решітка – найпростіша фрактальна антена.

Зірки за кути з'єднуються фідером. Попарно стовпцями. Знімається сигнал із лінії, рівно посередині кожного дроту. Конструкція збирається на болти на діелектричній (пластиковій) підкладці відповідного розміру. Сторона зірки становить рівно дюйм, відстань між кутами зірок по вертикалі (довжина фідера) чотири дюйми, по горизонталі (відстань між двома проводами фідера) – дюйм. Зірки мають при вершинах кути 60 градусів, тепер читач намалює подібне у вигляді шаблону, щоб потім зробити фрактальну антену самостійно. Зробили робочий ескіз, масштабу не дотримано. Не ручаємось, що зірки вийшли рівно, Microsoft Paint без великих можливостей для виготовлення точних креслень. Досить поглянути на картинку, щоб пристрій фрактальної антени став очевидним:

1. Коричневим прямокутником показано підкладку з діелектрика. Наведена малюнку фрактальная антена має діаграму спрямованості симетричну. Якщо захистити випромінювач від перешкод, екран ставиться на чотири стійки за підкладкою на відстані дюйма. На частотах немає потреби розміщувати суцільний лист металу, вистачить сітки зі стороною в чверть дюйма, не забудьте з'єднати екран з обплетенням кабелю.
2. Фідер із хвильовим опором 75 Ом вимагає узгодження. Знайдіть або зробіть трансформатор, що перетворює 300 Ом на 75 Ом. Краще запасіться КСВ метром і підбирайте потрібні параметри не на дотик, а по приладі.
3. Зірок чотири, вигинайте з мідного дроту. Лакову ізоляцію в місці стикування з фідером зачистимо (якщо є). Внутрішній фідер антени складається з двох паралельних шматків дроту. Антену непогано розмістити в коробі для захисту проти негоди.

Збираємо фрактальну антену для цифрового телебачення

Дочитавши до кінця огляд, фрактальні антени зробить будь-хто. Так швидко заглибилися у конструювання, що забули розповісти про поляризацію. Вважаємо, вона лінійна та горизонтальна. Це випливає з міркувань:

• Відео, очевидно, американського походження, мова йде про HDTV. Отже, можемо набувати моди зазначеної країни.
• Як відомо, на планеті деякі держави ведуть мовлення з супутників з використанням кругової поляризації, серед них РФ і США. Отже, гадаємо, інші технології передачі схожі. Чому? Була Холодна війна, гадаємо, обидві країни вибирали стратегічно як і як передавати, інші країни виходили з суто практичних міркувань. Кругова поляризація впроваджена спеціально для супутників шпигунів (що постійно переміщаються відносно спостерігача). Звідси підстави вважати, що у телебаченні й у радіомовленні спостерігається схожість.
• Структура антени каже, що лінійна. Тут просто немає звідки взятися кругової чи еліптичної поляризації. Отже – якщо тільки серед наших читачів немає професіоналів, які володіють MMANA – якщо антена не ловить у прийнятому положенні, поверніть на 90 градусів у площині випромінювача. Поляризація зміниться на вертикальну. До речі, багато хто зможе зловити і FM, якщо розміри задають більше разу в 4. Краще провід взяти товстіший (наприклад, 10 мм).

Сподіваємось, пояснили читачам, як користуватися фрактальною антеною. Пара порад з простого збирання. Отже, постарайтеся знайти дріт із лакованим захистом. Зігніть фігури, як показано на малюнку. Потім конструктори розходяться, рекомендуємо робити так:

1. Зачистіть зірки та дроти фідера в місцях стикування. Провід фідера за вушка зміцніть болтами на підкладці у серединних частинах. Щоб виконати дію правильно, заздалегідь відміряйте дюйм та проведіть дві паралельні лінії олівцем. Уздовж них повинні лягти дроти.
2. Паяйте єдину конструкцію, ретельно вивіряючи відстані. Автори відео рекомендують робити випромінювач, щоб зірки кутами рівно лежали на фідер, а протилежними кінцями спиралися на край підкладки (кожна в двох місцях). Для зразки помітили місця синім кольором.
3. Щоб виконати умову, кожну зірку притягніть в одному місці болтом із діелектричним хомутом (наприклад, з кембрика дроту ПВС тощо). На малюнку місця кріплення показані червоним для однієї зірки. Болт схематично промальований коло.

Живильний кабель проходить (необов'язково) зі зворотного боку. Свердліть дірки за місцем. Налаштування КСВ ведеться зміною відстані між дроти фідера, але в даній конструкції це садистський метод. Рекомендуємо просто виміряти хвильовий опір антени. Нагадаємо, як це робиться. Знадобиться генератор на частоту програми, наприклад, 500 МГц, додатково - високочастотний вольтметр, який не рятує перед сигналом.

Потім вимірюється напруга, що видається генератором, навіщо він замикається на вольтметр (паралельно). Зі змінного опору з гранично меншою власною індуктивністю і антени збираємо резистивний дільник (підключаємо послідовно за генератором, спочатку опір, потім антену). Вольтметром вимірюємо напругу змінного резистора, одночасно регулюючи номінал, поки показання генератора без навантаження (див. пунктом вище) не вдвічі перевищуватимуть поточні. Отже, номінал змінного резистора став рівний хвильовому опору антени на частоті 500 МГц.

Тепер можна виготовити трансформатор належним чином. У мережі складно знайти потрібне, для любителів ловити радіомовлення знайшли готову відповідь http://www.cqham.ru/tr.htm. На сайті написано та намальовано, як узгодити навантаження з 50-омним кабелем. Зверніть увагу, частоти відповідають КВ діапазону, СВ уміщається сюди частково. Хвильовий опір антени підтримується в діапазоні 50 – 200 Ом. Скільки дасть зірка, сказати складно. Якщо знайдеться у господарстві прилад вимірювання хвильового опору лінії, нагадаємо: якщо довжина фідера кратна чверті довжини хвилі, опір антени передається вихід без змін. Для невеликого та великого діапазону подібні умови забезпечити неможливо (нагадаємо, що особливо фрактальних антен входить і розширений діапазон), але для цілей вимірів згаданий факт використовується повсюдно.

Тепер читачі знають все про ці дивовижні приймальні пристрої. Така незвичайна форма нагадує, що різноманітність Всесвіту не вкладається в типові рамки.

vashtehnik.ru

Ефективна тв антена своїми руками. ТВ-антена своїми руками

Для перегляду телепередач найкраще підключати телевізор до антени супутникового телебачення. У міських умовах альтернативою є кабельне телебачення. Але бувають випадки, коли немає можливості або не хочеться платити за послуги, які можна отримувати безкоштовно, правда у найгіршій якості та меншому обсязі. Реалізувати таке бажання можна, підключивши телевізор до індивідуальної антени.

Якщо ви живете на віддаленні прямої видимості від телевізійної вежі, то для прийому аналогового і цифрового телевізійного сигналу цілком підійде найпростіша кімнатна телевізійна антена, конструкція якої представлена ​​в цій статті. Дана телевізійна кімнатна антена призначена для прийому телепередач в діапазоні ДМВ (470-790 МГц), але при досить потужному сигналі приймає і сигнал метрового діапазону (48,5-100 МГц, 174-230 МГц).

Конструкція телевізійної антени проста і для повторення не потребує спеціальних знань. Для її виготовлення знадобиться 70 см мідного дроту діаметром 2-3 мм, шматок двостороннього склотекстоліту, 1,5 м коаксіального телевізійного кабелю з хвильовим опором 75 Ом та F-штекер.

Інструкція з виготовлення телевізійної ДМВ антени

Перше, що необхідно підібрати відрізок мідного дроту діаметром 2-3 мм завдовжки 70 см. Для цих цілей добре підійде мідний одножильний провід для прокладання електропроводки. Якщо провідників у кабелі кілька, потрібно акуратно відрізати вздовж канавки один провідник, намагаючись не пошкодити ізоляцію. Вона для роботи антени не потрібна, ізоляція залишається тільки для естетичного вигляду. Підійде і алюмінієвий провід, але тоді до контактів плати трансформатора, що узгоджує, його доведеться приєднувати за допомогою різьбового з'єднання. Зверніть увагу, гайка не повинна торкатися фольги трансформатора, що екранує, якщо стосується, то потрібно прокласти ізолюючу шайбу або підрізати фольгу.

Якщо використовується провід без ізоляції, то можна для краси надіти на нього хлорвінілову трубку.

Далі провід потрібно зігнути в кільце діаметром приблизно 220 мм. Тут висока точність непотрібна. Для цього добре підійде оправка у вигляді цебра від фарби або будь-яка інша кругла ємність відповідного розміру.

Коли кільце для антени готове, можна приступати до виготовлення друкованої плати узгоджувального трансформатора. Друкована плата виготовляється зі склотекстоліту або гетинаксу фольгованого з двох сторін, товщиною 1,5 мм розміром 25×30 мм. На фото представлений зовнішній вигляд друкованої плати трансформатора з двох сторін.

На цій фотографії негатив друкованої плати антени. Ширина струмовідних доріжок дорівнює 1 мм, відстань між доріжками становить 1,5 мм. Розмір плати антени 25х30 мм.

Якщо немає можливості зробити виготовлення антени друковану плату хімічним способом, можна її зробити механічним. Для цього потрібно видалити непотрібні ділянки фольги, залишивши лише контактні майданчики, а струмопровідні доріжки викласти з мідного дроту діаметром 0,3-0,5 мм, приклеївши його платі, наприклад, клеєм «Момент».

Для надання естетичного вигляду і збільшення механічної міцності антени трансформатор поміщається в пластмасову або металеву коробку, в якій попередньо просвердлюються отвори для кільця та антенного кабелю.

Коли всі деталі антени підготовлені, можна приступати до збирання антени. Заводяться попередньо залужені припоєм кінці кільця в коробку і загинаються під прямим кутом на відстані 3 мм. Далі кінці вставляються в друковану плату антени трансформатора і запаюються припоєм за допомогою паяльника.

Плата антени провертається до дна коробки та закріплюється за допомогою гвинта та гайки М3.

Протягується в отвір коробки телевізійний кабель з хвильовим опором 75 Ом довжиною 1,5-1,8 м. Про вибір типу кабелю та його обробку, про встановлення F-роз'єму ви можете дізнатися зі статті «Підключення телевізора до антенного кабелю». На один його кінець попередньо потрібно встановити телевізійний F-роз'єм, а другий обробити та його кінці розпаяти на друковану плату антени. Центральна жила кабелю припаюється безпосередньо до правого кінця кільця, а оплетка, що екранує, припаюється безпосередньо до фольги плати антени.

Для надійної роботи

ruscos.ru

Активна антена для прийому ДМВ

Саморобні антени

Ю. ФІЛІЧОВ, м. Вільнюс, ЛитваРадіо, 2003 рік, № 2

Для прийому телевізійних сигналів у діапазоні ДМВ, особливо у несприятливих умовах, необхідно використовувати хороші антени з антеними підсилювачами, тобто активні антени. Про досвід будівництва таких антен і розповідає автор статті.

У діапазоні ДМВ застосування ефективних антенно-фідерних систем (АФС) для прийому сигналів у складних умовах не втратило своєї актуальності. Відносно мала довжина цих хвиль дозволяє створювати високоефективні антени при порівняно невеликих розмірах.

Після тривалих експериментів з різними антенами за основу було взято відому зигзагоподібну антену Харченка, показану на рис. 1.

Конструктивно в класичному вигляді полотно антени складається з двох однакових ромбовидних частин, повернутих одна щодо іншої на 180 °. Отже, така антена симетрична. Ця особливість допускає застосування антенних підсилювачів (АУ) із симетричним входом та великим посиленням, наприклад, пластинчастих підсилювачів (ПАУ) SWA та ін.

Посилення зигзагоподібної антени залежить від відношення l/λ, а її вхідний опір - від відношень l/d та l/λ. Максимальне посилення досягається при довжині l = 0,375λ, але при цьому сильно залежить від діаметра дроту.

При l = 0,25λ посилення виходить, звичайно, менше, але і залежність від діаметра дроту зменшується.

При зміні кута змінюються габарити полотна. Так, якщо α = 90°, то SH = 2√2l = 2,83l; SE = l√2= 1,41l, а якщо α = 120°, то SH = 2l; SE = 1,73l. Це необхідно враховувати під час створення складних АФС (про це далі). Основні розміри полотна антени, наприклад, для 29 каналу зведені в табл. 1.

Слід також мати на увазі і те, що зі зменшенням діаметра дроту та збільшенням периметра полотна посилення зростає. Крім того, при виборі тоншого дроту зменшується парусність антени.

Різні конструктивні виконання антени мають різні вхідні опори (табл. 1). Отже, необхідні різні способи узгодження симетричного входу полотна з симетричним входом АУ, що має вхідний опір 300 Ом. Вони показані на рис. 2 .

При вхідному опорі 300 Ом АУ, звичайно, можна підключити безпосередньо до точок а - а. Однак для збільшення посилення та спрямованої дії антени полотно зазвичай використовують разом із рефлектором (про нього буде розказано нижче). Тому АУ краще встановити за рефлектором, з'єднавши з полотном симетричної лінії з хвильовим опором 300 Ом так, як показано на рис. 2,а – для повітряної лінії, на рис. 2,6 – для кабелю КАТВ або на рис. 2в - для кабелю РК-150. В останньому випадку обплетення двох відрізків кабелю спаюють одну з іншої на кінцях.

У всіх випадках необхідно враховувати коефіцієнт укорочення лінії К. Для повітряної лінії з проводів (рис. 2, а) – К = 0,975, для КАТВ (рис. 2,6) – К = 0,8, для кабелю РК-150 (рис. 2, в) - К = 0,75 ... 0,86 в залежності від типу кабелю.

Найбільш зручно (на думку автора) використовувати полотно із вхідним опором 75 Ом. В цьому випадку для узгодження можна застосувати чвертьхвильовий узгоджувальний трансформатор з лінії з опором 150 Ом хвиль так, як зображено на рис. 2, м. Він утворений двома відрізками кабелю РК-75 довжиною 0,25λKn, де n - непарне число. Коефіцієнт До дорівнює 0,65789 для кабелю з поліетиленовою ізоляцією. Розміри трансформатора дані по спаяним на кінцях обплетення.

Формула для розрахунку трансформатора відома:

Zтр = √Zвх Zвих,

тому й виходить

Zтр = √75 300 = 150 Ом.

Розімкнений узгоджувальний шлейф, показаний на рис. 2,д, і чвертьхвильовий трансформатор (рис. 2,е) дозволяють узгодити АУ та антену з вхідним опором, що дорівнює менше 300 Ом. Для виготовлення шлейфу використовують графіки . Орієнтовні коефіцієнти для розрахунку шлейфу та параметри чвертьхвильового трансформатора вказані у табл. 2. Основна вимога для шлейфу – Zл = Zш = 300 Ом. Розміри шлейфу та сполучної лінії пов'язані співвідношенням А = В + С.

На рис. 2,д представлений спосіб підключення полотна з Rвх = 100 Ом до АУ з Rвх = 300 Ом, причому В = 0,13 К, а С = 0,09 K. Для підключення використовують симетричний кабель КАТВ (SLX-300) або повітряну лінію із хвильовим опором 300 Ом. Для другого випадку відношення (D/d) = 6,11. При використанні дроту діаметром 3569 мм відстань між осями проводів дорівнює D = 218 мм. Для збереження фіксованої відстані між проводами вздовж лінії розміщують кілька поперечних розпірок із високоякісних ізоляційних матеріалів, що не погіршують властивостей при впливі навколишнього середовища (фторопласт, поліетилен, органічне скло). Слід пам'ятати, що, переміщуючи шлейф у точках в - і змінюючи цим розмір З, можна досягти чіткішого зображення на екрані телевізора.

Чвертьхвильовий трансформатор можна виготовити із трубок діаметром понад 10 мм, як на рис. 2,е. При меншому діаметрі зазор між трубками буде дуже малий, що утруднить виготовлення трансформатора.

Наведемо приклад розрахунку полотна для 29 каналу. При Fіз = 535,25 МГц знайдемо λіз = 300000/Fіз = 560,48 мм. Якщо Rвх = 75 Ом та α = 90°, розмір сторони ромбовидної частини (див. табл. 1) дорівнює l = 0,29λ = 162,5 мм, α (l/d) = 32.. Отже, діаметр дроту полотна дорівнює 2,1...5,1 мм. Можна застосувати смужки шириною 2d, тобто 4,2...10,2 мм, із міді або дюралюмінію.

Зазначимо, що у всіх наступних малюнках розміри дані для 29-го каналу. Перерахунок на інші канали не складний: знаючи відношення частоти 29-го каналу до частоти каналу, що визначаються, відомі розміри множать на це відношення.

Звичайно, полотно антени, крім ромбовидних частин, може являти собою й інші форми, наприклад, зигзагокільцеподібну з суцільними металевими секторами, як показано на рис. 3. Залежно від кута β полотно має різний вхідний опір. Наприклад, при β = 90 ° воно дорівнює Rвх = 100 Ом, а при β = 140 ° - Rвх = 75 Ом. Це визначає різні способи узгодження полотна з АУ. Так, полотно при β = 90° більш широкосмуговим і узгоджується шлейфом відповідно до рис. 2, д. При β = 140° антена буде більш вузькосмуговою через необхідність застосування чвертьхвильового узгоджувального трансформатора за рис. 2, р.

Для виготовлення такого полотна використовують пластини з латуні завтовшки 0,3 мм. З метою зменшення парусності полотна в кожному секторі свердлять по 15-20 отворів діаметром 5 мм з рівномірним розподілом площі.

Розміри шлейфу для узгодження за рис. 2, д наступні: В = 60 мм, С = 40 мм, відрізки в - з кабелю КАТВ можуть бути довжиною 224n мм, де n = 1,2, 3. . 2 г може мати довжину 92,18n мм, де n = 1,3,5,7.

За табл. 1 можна вибрати будь-яке полотно з 25 запропонованих, виходячи з наявності матеріалів або інших характеристик.

Діаграма спрямованості полотна антени (без рефлектора) - двопелюсткова виду «вісімки», тому застосування рефлектора у всіх випадках доцільно та ефективно, оскільки покращує спрямовані властивості та підвищує посилення антени приблизно на 3 дБ при конструктивному виконанні рефлектора, аналогічному полотну. Однак ефективніший спосіб збільшення посилення антени приблизно на 7 дБ - установка рефлекторної решітки або сітки з дрібними осередками. Решітка/сітка повинна бути звареною і мати антикорозійне покриття. Розміри решітки/сітки повинні бути на 5...10 % більше від вертикального (Sн) і горизонтального (SE) розмірів полотна.

Грати/сітку розташовують на відстані h=100...50 мм позаду полотна залежно від каналу (21-69). Значення h впливає вхідний опір полотна і може бути додатковим способом поліпшення узгодження всієї АФС. Змінюючи h при розміщенні решітки на різьбових шпильках, досягають чіткішого зображення з найменшим рівнем шумів («снігу») на екрані телевізора.

Використання рефлекторної решітки/сітки змінює діаграму спрямованості антени, перетворюючи її на вузьку однопелюстову. В результаті прийом з боку рефлектора значно ослаблений, що підвищує перешкодозахисність АФС.

Ще більшого збільшення спрямованої дії та посилення антени можна досягти, якщо застосувати синфазне включення двох і більше полотен – синфазні грати. Це дозволяє приймати передачі на значній відстані та у складних умовах. Такі антени є кілька паралельно включених полотен, рознесених по горизонталі або (і) по вертикалі в одній площині.

Наприклад на рис. 4 представлено синфазне включення двох полотен із вхідним опором 150 Ом, рознесених по вертикалі. Зображене на малюнку полотно можна вважати модифікацією зигзагокільцеподібної антени з кутом β = 0 або різновидом кільцевої. Антена добре працює в діапазоні ДМВ при діаметрі дроту лише 1,5 мм.

Способи узгодження такої антени з АУ можуть бути різними. Так, на рис. 4 показаний варіант включення двох полотен, розташованих на оптимальній відстані 0,7 по вертикалі, з лінією живлення, підключеної до нижнього полотна (зтажу). Для зв'язку між поверхами використано двопровідну лінію довжиною λК. Лінія утворена двома відрізками кабелю РК-75 (К = 0,65789). Вона симетрична та має хвильовий опір 150 Ом, що забезпечує гарне узгодження з полотном.

В результаті такого паралельного з'єднання двох однакових полотен вхідний опір усієї АФС у точках а - а1 виходить рівним 75 Ом. Погодження з АУ зроблено чвертьхвильовим узгоджувальним трансформатором на рис. 2,г. утвореним двома відрізками кабелю РК-75.

Для поєднання полотен при центральному живленні між ними включають дві послідовно з'єднані симетричні лінії за рис. 2,в довжиною 0.5ХК (184,4 мм за спаяними обплетеннями на кінцях), але утворених відрізками кабелю РК-75. При цьому в центральних точках - виходить вхідний опір антени 75 Ом. До них і підключають той же чвертьхвильовий трансформатор, що узгоджує, що і на рис. 4.

Аналогічно використовують полотна за рис. 1 з кутом α = 120 °. Якщо застосовані такі полотна з кутом α = 90°, краще їх рознести по горизонталі.

Синфазне включення трьох однакових полотен на рис. 1 із центральним живленням зображено на рис. 5. Ґрати забезпечені рефлекторною сіткою. Вхідний опір кожного полотна дорівнює близько 100 Ом і слабко залежить від діаметра дроту. Для перевірки були використані дроти діаметром 1,2 [(l/d) = 117] та 2,76 [(l/d) = 51] мм. Розміри з'єднувальних ліній λК залишаться ті ж, якщо використовувати й інші полотна з Rвх = 100 Ом (по рис. 1 при α = 120 ° або по рис. 3 при β = 90 °).

Полотна з'єднують між собою паралельно симетричними лініями з хвильовим опором 100 Ом, утвореними відрізками кабелю РК-50 довжиною (по спаяним обплетенням), що дорівнює λК (ця умова – обов'язкова!). У точках - у загальний вхідний опір антени дорівнює 33,3 Ом. Узгодження з АУ забезпечується чвертьхвильовим трансформатором з відрізків кабелю РК-50 (мал. 2, г) довжиною 277 мм.

Усі полотна закріплюють на планці із органічного скла товщиною 5 мм. До рефлектора і щогли планка закріплена чотирма різьбовими шпильками в точках 0. Рефлекторну сітку (комірки розмірами 18x18 мм) видаляють від полотна антени на відстань h = 105 мм, змінюється на ±15 мм.

Як було вище сказано, АУ встановлюють за рефлектором на щоглі і підключають до полотна в точках з - з. Блок живлення (БП) АУ розміщують поруч із телевізором або його задній стінці так, як показано на рис. 6. Постійна напруга 12 В з БП надходить по кабелю зниження РК-75 через пристрій, що розв'язує (РУ), включене відповідно до рис. 7. РУ складається з дроселя L1 та конденсатора С2.

Зазвичай ПАУ типів SWA, GPS та ін живлять від малопотужних БП, які мають різні схемні рішення, але найчастіше не захищені від короткого замикання в навантаженні. А такий захист необхідний. Крім того, якщо прийом телевізійних сигналів відбувається з різних напрямків, наприклад, на дві антени, перемикання кабелів від антен на вході телевізора вносить ряд незручностей, причому швидко зношуються роз'єми. Тому бажано передбачити їхнє автоматичне перемикання.

Для усунення зазначених недоліків було розроблено різні БП АУ. Принципова схема одного з варіантів БП із застосуванням реле для автоматичного перемикання антен представлена ​​на рис. 8. Прийом сильних сигналів ДМВ забезпечує антена А1 без АУ, підключена до гнізда XW2, причому БП у разі вимкнений. Для прийому слабких сигналів підключається антена А2 (XW3) з АУ, що при включенні БП.

БП вмикається при натисканні на кнопку SB1. При цьому спрацьовує реле К1 та його контакти К1.1 блокують кнопку SB1, утримуючи БП увімкненим. Контакти К1.2 відключають антену А1 та підключають антену А2 до телевізора. Випрямлена напруга, що індикується світлодіодом HL2 з виходу БП проходить на АУ.

При короткому замиканні в АУ або фідер напруга на виході БП і струм через обмотку К1 реле впадуть. Реле відпустить контакти К1.1, які вимикають БП. Світлодіод HL2 і лампа HL1 згаснуть. Резистор R1 підбирають так, щоб при стабілізованій напрузі 12В забезпечити чітке спрацьовування реле при мінімальному струмі через його обмотку. Реле може бути будь-яке, наприклад, РЕМ47 (паспорт РФ4.500.409). Лампа HL1 (6,3 х 0,28 А) індикує включення БП по мережі і одночасно служить запобіжником у первинному ланцюзі трансформатора Т1. Трансформатор - будь-який з напругою на обмотці II - 9...11 В. Дросель L1 - також будь-який, наприклад, ДМ-0,6. Мікросхема КР142ЕН8Б забезпечує максимальний струм 1,5 А та має захист від перевантажень по струму. Проте БП споживає трохи більше 0,1 А, тому можна застосувати менш потужну мікросхему, наприклад, 78L12.

Для прийому сигналів у діапазоні ДМВ у журналі розглянуто кілька АУ, наприклад, . Усі вони мають вхідний опір 75 Ом. Їх теж можна використовувати з описаними антенами із симетричним входом. Для цього потрібно застосувати відоме узгоджувальне симетруючий пристрій (РСУ) на феритовому кільці, що включається за схемою рис, 9,а. Але можна встановити РСУ у вигляді U-петлі по рис. 9, б. Кабель, що йде до АУ, повинен бути коротким і кращим за довжину 0.5λК.

Вибираючи місце встановлення антени, слід пам'ятати, що кожен зайвий метр кабелю зниження послабить сигнал у діапазоні ДМВ на 0,16...0,4 дБ. Чим тонший кабель, тим більше втрат. При остаточному монтажі АФС бажано встановлювати новий кабель, тому що до кінця його терміну зберігання (він визначений у 12 років) коефіцієнт загасання збільшується на 30...60%. Кабель краще вибирати більш високочастотний, з більшим діаметром центрального провідника. Слід також забезпечити надійну гідроізоляцію у місцях паяння.

ЛІТЕРАТУРА

1. Харченко К. Зигзагоподібна антена. - Радіо, 1961 № 3; 1999 № 8.
2. Пахомов А. Антенні підсилювачі SWA. – Радіо, 1999, № 1, с. 10-12.
3. Пахомов А. Нові антенні підсилювачі. – Радіо, 2000, № 7.
4. Ротхаммаль К. Антени. - М: Енергія, 1969.
5. Нечаєв І. Антенний підсилювач ДМВ на мікросхемі. – Радіо, 1999, № 4, с. 8.

radio-uchebnik.ru

Широкосмугові симетруючі трансформатори на феритових трубках - Узгоджувальні пристрої. Антенні тюнери

Це питання добре висвітлено у радіоаматорській літературі та численних статтях і, здавалося б, не потребує подальших коментарів.

Феритові трансформатори на феритових трубках виконують відразу кілька функцій: трансформують опір, симетрують струми в плечах антени і пригнічують синфазний струм оплетки коаксіального фідера. Найкращим вітчизняним феритовим матеріалом для широкосмугових трансформаторів є ферит марки 600НН, але з нього не виготовляли трубчасті сердечники.

Зараз у продажу з'явилися феритові трубки зарубіжних фірм з хорошими характеристиками, зокрема FRR-4,5 та FRR-9,5, що мають розміри dxDxL 4,5x14x27 та 9,5х17,5х35 відповідно. Останні трубки використовувалися як перешкодно-переважних дроселів на кабелях, що з'єднують системні блоки комп'ютерів з моніторами на електронно-променевих трубках. Наразі їх масово замінюють на матричні монітори, а старі викидають разом із феритами.

Рис.1. Феритові трубки FRR-9,5

Чотири таких трубки, складені поруч по дві, утворюють еквівалент «бінокля», на якому можна розмістити обмотки трансформаторів, що перекривають всі КВ діапазони від 160 до 10 м. Трубки мають заокруглені грані, що унеможливлює пошкодження ізоляції проводів обмоток. Трубки зручно скріпити разом, обмотавши широким скотчем.

З різних схем широкосмугових трансформаторів я використав найпростішу, з роздільними обмотками, витки яких мають додатковий зв'язок за рахунок щільного скручування провідників між собою, що дозволяє зменшити індуктивність розсіювання і за рахунок цього підвищити верхню межу робочої смуги частот. Одним витком вважатимемо провід, пройнятий через отвори обох трубок «бінокля». Половиною витка – провід, протягнутий через отвір однієї трубки «бінокля». У таблиці зведені варіанти трансформаторів, здійснених цих трубках.

У таблиці зведені варіанти трансформаторів, здійснених цих трубках.

Що коефіцієнт трансформації, то важче отримати широку смугу пропускання, оскільки зростає індуктивність розсіювання обмоток. Компенсувати її можна шляхом включення конденсатора паралельно до первинної обмотки, підбираючи його ємність по мінімуму КСВ на верхній робочій частоті.

Для обмоток зазвичай використовую провід МГТФ-0,5 або більш тонкий, якщо потрібне число витків не вміщається в отворі. Заздалегідь розраховую потрібну довжину дроту та відрізаю її деяким запасом. Провід первинної та вторинної обмоток щільно скручую до намотування на сердечник. Якщо отвір фериту не заповнений обмотками, краще протягувати витки у відповідні по діаметру термоусаджувані трубки, відрізані по довжині «бінокля», які після завершення намотування сідають за допомогою фена. Щільне притискання витків обмоток один до одного розширює смугу трансформатора і часто дозволяє виключити конденсатор, що компенсує.

Слід мати на увазі, що підвищуючий трансформатор може працювати і як знижуючий, з тим самим коефіцієнтом трансформації, якщо його перевернути. Обмотки, призначені для підключення до низькоомних опорів, потрібно виконувати з екранної «плетінки» або кількох дротів, з'єднаних паралельно.

Перевірку трансформатора можна проводити за допомогою вимірювача КВВ, навантаживши його вихід на безіндуктивний резистор відповідного номіналу. Межі смуги визначаються за допустимим рівнем КСВ, наприклад, 1,1. Виміряти втрати, що вносяться трансформатором, можна шляхом вимірювання ослаблення, що вноситься двома однаковими трансформаторами, послідовно включеними, так, щоб вхід і вихід мали опір 50 Ом. Результат не забудьте поділити на два.

Дещо важче оцінити потужнісні характеристики трансформатора. Для цього знадобиться підсилювач та еквівалент навантаження, здатний витримувати необхідну потужність. Використовується та сама схема з двома трансформаторами. Вимірювання проводиться на нижній робочій частоті. Поступово піднімаючи потужність CW і підтримуючи її приблизно хвилину, визначаємо рукою температуру фериту. Рівень, у якому ферит за хвилину починає трохи помітно нагріватися, вважатимуться максимально допустимим даного трансформатора. Справа в тому, що при роботі не на еквівалент навантаження, а на реальну антену, що має реактивну складову вхідного імпедансу, трансформатор передає ще й реактивну потужність, яка може насичувати магнітний сердечник і викликати додаткове нагрівання.

На рисунках показано приклади практичних конструкцій. На рис.5 - трансформатор, що має два виходи: на 200 та 300 Ом.

Рис.2. Трансформатор 50:110

Рис.3. Трансформатор 50:200

Рис.4. Трансформатор 50:300

Рис.5. Трансформатор 50: 200/300

Трансформатори можна розмістити на відповідного розміру друкованої плати, захистивши її від опадів будь-яким практичним способом.

Владислав Щербаков, RU3ARJ info - http://cqmrk.ru