Як працює антенний тюнер. АСУ. Схеми. Антенні тюнери Антенний тюнер кв діапазону

та в журналах Радіо Nr.2,3 за 2010 рік, з описом автоматичного антенного тюнера від автора UA3GDW, розроблено друковану плату процесорного блоку цього тюнера.

У схему внесені невеликі зміни, що стосуються вихідних буферних мікросхем, що керують реле високочастотного блоку. К155ЛА8 замінено на імпортні восьмиканальні ULN2803, що працюють з навантаженням до 500 мА та напругою до 50 Вольт.

Одночасно, у схемі використаний зовнішній кварц на 16 мГц, замість часто інтегрального генератора, що важко дістається, на цю ж частоту і замінена екзотична мікросхема інтерфейсу ADM202 на більш поширену MAX232.

На платі застосовані SMD конденсатори та резистори типорозміру 1206 або 0805, крім електролітичних. Мікросхеми – у DIP корпусах.

Вид знизу на плату (остаточний варіант):

Витрачена плата (тестовий варіант):

Зібрана плата:

Для спрощення пошуку розпинування контролера 16F874 для програмування, нижче наведено його малюнок:

Прошивку контролера можна виконати будь-яким програматором, наприклад – програматором PICkit 2 або найпростішим JDM програматором.

Для правильного підключенняконтролера до програматора можна орієнтуватися за розпаювання універсальної панельки для програмування PIC в програматорі PICkit2, у разі 40 pin панельки (DIP40):

Програмуємо PIC:

Отже, контролера запрограмовано.

Вставляємо запрограмований PIC в панельку на платі, збираємо невеликий перевірочний стендик зі світлодіодів і струмообмежувальних резисторів - це дозволить перевірити працездатність блоку управління в цілому (якщо у вас зібраний узгоджуючий блок з реле, то цю операцію можна не робити, а підключити виходи безпосередньо до блоку ВЧ) ). На входи падаючої та відбитої хвилі потрібно підключити напругу +5В, що імітує напругу з виходу КСВ метра:

При включенні живлення та натисканні кнопки "Налаштування" - починають спалахувати контрольні світлодіоди, перебираючи варіанти включення реле.

При зменшенні напруги Uотр. до нуля (КСВ=1) налаштування тюнера автоматично зупиняється.

Автор пише, що при повторному натисканні на кнопку "Налаштування", налаштування тюнера має зупинятися. Але це не відбувається. Очевидно, що це змінена версія програми. Після листування з автором цієї цікавої конструкції Роман надіслав доопрацьовану версію програмного забезпеченняз виконанням зупинки при повторному натисканні кнопки "Налаштування" (за що йому величезне спасибі за виконану роботу!) - Потрібно протестувати.

Але загалом процесорний блок працює!

А ось так можна запитати антенний тюнер по коаксіальному кабелю, встановивши тюнер, у герметичному боксі, безпосередньо біля антени:

Дистанційне керування запуском автоматичного налаштуваннятюнера, по коаксіальному кабелю, можна реалізувати шляхом короткочасної подачі, коаксіальний кабель, розв'язаний дроселями, напруги на кілька вольт більше, ніж номінальне харчування тюнера. У тюнері має бути зібраний найпростіший компаратор, що розрізняє рівні напруги. Вихід компаратора включає режим налаштування, імітуючи короткочасне натискання кнопки "Налаштування". У найпростішому випадку роль компаратора може виконувати звичайне реле, напруга спрацьовування якого трохи більше напруги живлення тюнера.

Малюнок друкованої плати високочастотного блоку на імпортних реле з двома контактами, що перемикають, включеними в паралель (остаточний варіант):

Плата виконана з великим запасом, за бажання, її розмір можна трохи зменшити.

Фото готової плати (тестовий варіант):

Схема КСВ метра замінена на Tandem Mach, як не потребує налаштування:

У ньому використовується імпортний дводірковий сердечник BN43-202.

У детекторі КСВ метра використовуються SMD діоди Шотки 1N5711, BAT-43 або подібні.

Розмір плати високочастотного блоку тюнера - 162 х 120 мм, застосований двосторонній (краще односторонній з коригуванням малюнка друкованої плати - буде менше ємність монтажу) фольгований текстоліт.

Плата розрахована на встановлення розв'язуючих SMD індуктивностей, конденсаторів та резисторів типу розміру 1206 або 0805.

Ну, і трохи інформації щодо комплектуючих:

За наведеним нижче посиланням, у італійців на e-bay, можна замовити комплект з 10 Амідоновських кілець Т80-2, діаметром 20.2 мм, для цього тюнера, за 15.9 USD з пересиланням (на 3.5 USD переплата за десяток, в порівнянні з покупкою у американців ):

Причому для конструкції цього тюнера вистачить і чотирьох кілець, тому що перші чотири котушки можна зробити безкаркасні - через малу кількість витків (2, 3, 4, 5).

Вже не знаю, яку максимальну потужність зможе пропустити через себе цей тюнер з подібними кільцями, але, за інформацією, у ФНЧ передавачів до 100 Вт, колеги застосовують кільця і ​​Т50 (12 мм), і Т68 (17.5 мм).

Принаймні, у тюнері LDG-100 (125 Вт) використовуються кільця, дуже схожі, за розміром, на T80-2 (на фото можна орієнтуватися за розмірами DIP мікросхеми, зі стандартною відстанню між її висновками 2.54 мм або довжиною реле FRT3- SL2 - 20.2 мм):

Реле, для ВЧ блоку узгодження, можна купити на e-bay у китайців (4 комплекти по 5 штук - 31.96 USD, з пересиланням):

Три реле залишаться у запасі.

(До речі, ціна тільки одного реле, що використовується в тюнері LDG-100 - FRT3-SL2, на e-bay, разом із пересиланням, становить понад 20 USD!)

На e-bay легко можна купити і кварці на 16 мГц, причому вони коштують дуже дешево: 10 шт. - 1.61 USD (пересилання безкоштовно):

Всі мікросхеми для процесорного блоку є у фірмі farnell.com - її філії є в багатьох країнах, обійдуться вони в районі 15 USD + пересилання:

Загальна вартість покупних деталей для тюнера виходить близько 70 USD.

=================================================

Наближаємось до фінішу:

Використаний ряд індуктивностей (кільця Т80-2, провід 0.9 мм, мкГн):

10.0 (два складені разом кільця Т80-2).

Ряд ємностей (в пФ):

Ємності підпаюються до шпильок, тому можуть бути легко замінені, за потреби.

Перевірив роботу тюнера з еквівалентами та реальними антенами – все працює. Є невеликі побажання щодо вдосконалення схемотехніки, заліза та програми, але працювати можна і в такому варіанті цієї конструкції:

У чому зручність у використанні цього варіанта тюнера - якщо він не може виконати 100% узгодження з навантаженням протягом 8 секунд, він зупиняється на мінімальному значенні КСВ, отриманому за погодженням.

Дещо пізніше, програмою MMANA прорахував можливі величини узгоджуваних опорів Г-подібним ланцюгом, з вихідним опором вихідного каскаду передавача 50 Ом і вище наведеними номіналами індуктивності та ємності, на різних частотах.

В результаті отримано:

Частота 1825 кГц Z = 16.....1097 Ом

Частота 3550 кГц Z = 5.6.....4015 Ом

Частота 7050 кГц Z = 1.5.......15700 Ом

Частота 14150 кГц Z = 0.4.......63100 Ом

..............................................................

Частота 28500 кГц Z = 0.1......нескінченність Ом

При розрахунках дійшов висновку, що ставити таке велике значення сумарної індуктивності (19.95 мкГн) немає сенсу. Її значення визначає верхнє значення опору узгодження. Достатньо обмежитися максимальною сумарною індуктивністю 10 мкГн. А це ряд індуктивностей з максимальним значенням останньої котушки - 5 мкГн.

Узгоджувальні пристрої КВ антен необхідні для облаштування аматорських та професійних радіоточок. Як правило, вартість такого обладнання невелика. Їх продаж ведеться відкрито, а щоб купити узгоджувальні пристрої КВ антен, не потрібен спеціальний дозвіл.

Галузь застосування

КВ антенні тюнери необхідні практично всім людям, які практикують використання радіозв'язку. КВ антенні тюнери прагнуть купити та встановити наступні категорії:

• рибалки, мисливці, туристи та інші любителі активного відпочинку на природі;
• далекобійники та таксисти теж вважають за краще встановлювати у своїх автомобілях антенний тюнер для трансівера;
• на сьогоднішній день Росія не може похвалитися тим, що на всій її території є стійке покриття стільникового зв'язку. У багатьох населених пунктахєдиним засобом зв'язку є радіостанція, в комплекті з якою люди прагнуть купити узгоджувальний пристрійКВ передавача.

Виходячи з вищесказаного, стає зрозуміло, що складовоюрадіоаматорських точок є не тільки трансівери, рації та антени, а й тюнери. Як правило, ціна подібних пристроївневисока і доступна радіоаматору із середнім статком.

«РадіоЕксперт» – ресурс для придбання радіотоварів

Інтернет-магазин "РадіоЕксперт" пропонує недорого замовити різні радіотовари. Ознайомитися з усім асортиментом продукції, що реалізується, вам допоможе прайс.
Компанія пропонує вашій увазі антени, тюнери, підсилювачі, рації та багато інших радіотоварів виробництва всесвітньо відомих брендів. Ресурс співпрацює з ними безпосередньо, минаючи перекупників, тому ціна антен, тюнерів та іншої радіотехніки перебуває на прийнятному рівні. Зрозуміло, що сайт надає гарантію на всю продукцію.
Онлайн-сервісом здійснюється доставка всіх куплених товарів у будь-яку точку Росії та країн СНД. Компанія гарантує, що посилка буде доставлена ​​у найкоротший термін.
Якщо у вас виникли будь-які питання, що стосуються реалізованої продукції, цін і доставки, рекомендуємо зв'язатися з консультантами, які охоче дадуть вам відповіді на будь-які питання.

Повсюдне використання транзисторних широкосмугових вихідних каскадів, призначених для роботи на 50-омне навантаження, внесло деяку різноманітність в експлуатацію домашнього обладнання. З одного боку страх через необережність пошкодити свого дорогого «улюбленця» недосконалістю власної ж антени, з іншого - пошук і придбання недешевих антенних вишукувань. Як же використовувати антенний тюнер і досягти максимальної потужності в антені чи обман за власний рахунок! Що потрібно знати, щоб правильно підключити «antenna tuner» та використовувати його належним чином.

Що потрібно знати, щоб правильно з'єднувати трансівер з 50-омним виходом з антеною? Виявляється обдурити трансівер нескладно, достатньо лише дотриматися певних правил і симетрувати необхідне навантаження, а антену взагалі дати спокій. Для цього й вигадали проміжну ланку — пристрій, який у подальшому отримав назву «антенний тюнер» від «antenna tuner», «tuner» (англ.) російською мовою — налаштовувач.

Таким чином, між трансівером та антеною з'явився (у прямому сенсі) якийсь «чорний ящик». Прямо як у ілюзіоніста, причому з тим самим призначенням для обману. Тільки в даному випадкувін обманює не нас з вами, а нашого улюбленця, і вдає, що до його виходу підключено 50-омне навантаження незалежно від наявної антеної системи.

Пара частих помилок:
1. Нібито антенний тююнер налаштовує антену. Насправді антенний тюнер не налаштовує не тільки антену, а й будь-яку її частину!
2. Нібито антенний тьюнер покращує значення КСВ. Насправді антенний тюнер взагалі ніяк не впливає на КСВ у фідері. Величина КСВ у конкретній лінії передачі залежить тільки від самої лінії передачі та підключеного до неї навантаження.

Говорячи технічною мовою, антенний тюнер перетворює повний опір антенно-фідерного пристрою і приводить його до типового значення, властивого Вашому приймач-передавачу - 50 Ом або 75 Ом. Або до коаксіального кабелю, що використовується як антенний фідер. Більш просунуті моделі антенних тюнерів забезпечують роботу як з несиметричними (коаксіальними), так і з симетричними провідними лініями передачі або одиночними провідними антенами.

Антенний тюнер впливає на величину КСВ виключно між передавачем і самим тюнером. У цьому й полягає ефект ілюзії. Налаштуванням антенного тюнера (елементи налаштування - котушка індуктивності, оснащена уповільнюючим верньером або багатопозиційним перемикачем і один, частіше два змінні конденсатори) КСВ між приймачем і тюнером може бути зведений до мінімуму.
Сам же тюнер за своїми технічними параметрами здатний трансформувати вихідний опір передавача в певний інтервал опорів. Цей інтервал вказується в технічні характеристикидля конкретної моделі антенного тюнера.

Наприклад, деякі моделі автоматичних тюнерів фірми MFJ здатні привести (узгодити) вихідний опір передавача 50 0м до опору навантаження в інтервалі від 6 до 1600 Ом у діапазоні частот 1,8-30 МГц.

Якщо технічні умовиЩодо робочих потужностей передавача і тюнера не дотриматися, то по-перше, потужністю більше зазначеної в технічному паспорті, можна вивести з ладу досить дорогу річ або, вийшовши з інтервалу опорів навантажень, отримати великі похибки при узгодженні.

При міркуванні щодо антенних тюнерів і КСВ важливо пам'ятати, що антенний тюнер взагалі не впливає на КСВ між собою та антеною, а лише на КСВ між собою та приймально-передавачем (трансівером). Тюнер - це свого роду коригований трансформатор повних опорів між Вашим радіо та антеною.

Вся хитрість у тому, що коли передавач "бачить" повний опір 50 Ом, то він "думає", що до нього підключена 50-омна антена. Тільки тоді він віддасть повну потужність.
Але куди віддасть, до антени? - Ні, до тюнера. А в навантаження? - Дещо менше або значно менше. Це залежить від різниці у опорі навантажень. А куди ж подіється різниця? - А вона залишається в тюнері, точніше перетворюється на тепло на елементах тюнера. Втрата потужності і є плата за узгодження і чим воно гірше, тим більше втрати.

З одного боку, «обман» полегшує життя і захищає передавач від розкидання навантажень при зміні антен, що саме по собі вже чимало, з іншого боку, необхідно розуміти, що неефективність лінії передачі призводить до значного зниження вихідної потужності.

Вихід із ситуації: у кожному конкретному випадку потрібно докладати максимум зусиль для узгодження своїх антен — лише в цьому випадку можна зменшити втрати потужності. Звичайно, якщо підводити кіловати, то втрата однієї, іншої сотні ват практично не позначиться на роботі в цілому. Але, коли йдеться про невеликі потужності, що підводяться, тоді навіть невеликі втрати стануть впливати на якість (не плутати з якістю випромінюваного сигналу) радіозв'язків, що проводяться.

Як підключати та використовувати антенний тюнер

Коли вже є краще розуміння, що є антенним тюнером, спробуємо підключити його до радіостанції. Блок-схема, що наведена нижче, ілюструє типовий варіант підключення.
Наша мета змусити думати наш приймач-передавач, що він «бачить» потрібні йому 50 Ом. Повна система складається з: приймача-передавача (трансівера); Смужного НЧ фільтра; лінійного підсилювача потужності; КСВ/Ват-метра; антенного тюнера; еквівалента навантаження або самої антени.

Проста блок-схема підключення:

Зліва направо: 1. приймально-передавач (трансівер), 2. КСВ / Ватт-метр, 3. антенний тюнер і на його виході приймально-передавальна антена. Проігноруємо лінійний підсилювач потужності, НЧ-фільтр та еквівалент антени, т.к. ці вузли можуть і входити у конфігурацію нашої системи.

Власне, це і все. Високочастотний сигнал від приймача послідовно проходить через КСВ / Ватт-метр, показання якого (КСВ близький до значення 1) будуть свідчити про те, що все добре і, наступний за ним тьюнер, все-таки «обдурив» ​​приймач-передавач і створив на нього виході необхідне навантаження 50 0м. А потужність, що віддається в це навантаження, максимальна. І далі (після тюнера) сигнал надходить до антени.

А оскільки до виходу тюнера підключена справжня антена, наша подальша мета навчитися налаштовувати безпосередньо антенний тюнер на конкретну антену.

Як налаштувати тюнер

У більшості промислових та саморобних моделей антенних тюнерів міститься багатопозиційний перемикач індуктивності та два (найчастіше, рідше один) змінних конденсатора. Перемикач індуктивності маркується як INDUCTOR. Конденсатори маркуються як ANTENNA та TRANSMITTER (АНТЕННА та ПЕРЕДАЧА). У деяких тюнерах багатопозиційний перемикач індуктивності може бути замінений індуктивністю з плавним регулюванням, відомою як котушка індуктивності з роликом (назва при цьому зберігається).

Припустимо, що ми використовуємо тюнер із перемикачем індуктивності. Обидва змінні конденсатора ANTENNA і TRANSMITTER встановимо приблизно в середнє положення.
Спочатку починати роботу з будь-яким тюнером (навіть з відомим) найкраще в режимі прийому, якщо він підключений (змутований) до входу приймача. Якщо так, то обертаючи перемикач індуктивності та змінні конденсатори, потрібно досягти максимальної гучностібудь-якої радіостанції або просто ефірного шуму на потрібному діапазоні. Ця проста процедура допоможе провести більш точне налаштування тюнера у процесі передачі.

Для налаштування в режимі передачі необхідно знизити потужність передавача і мінімально можливої ​​величини (одиниць ват), щоб її вистачало для повних показань КСВ-метра (чутливість різних приладів може бути неоднозначною). Також потрібно пам'ятати, що при великій потужності, що підводиться, на елементах тюнера може виділятися велика кількість тепла. Що може не самим найкращим способомпозначитися з його працездатності. Тому в разі самостійного опрацювання дуже важливо розраховувати електричну міцність елементів тюнера з урахуванням потужностей, що підводяться.

Налаштування проводиться в режимі "несучої". За показанням КСВ-метра необхідно досягти мінімальних показань приладу, а Ватт-метр, навпаки, має показати найбільшу вихідну потужність. Зрозуміло, що процедура налаштування може зайняти деякий час, особливо, при початковому знайомстві з роботою тюнера. Приготуйтеся до того, що доведеться кілька разів повторювати налаштування, тобто підбирати індуктивність і ємності обох конденсаторів, вибираючи найкраще за показаннями приладу.

Величина індуктивності або позиція перемикача залежить від робочої частоти (діапазону) і, більше того, з великою впевненістю можна констатувати, що вона залежить від конкретної антени. Тому в інструкціях із застосування промислових тюнерів суворо вказано позиції перемикача індуктивності залежно від робочого діапазону. У саморобних конструкціях ці установки найпростіше визначити, як вказувалося вище, в режимі прийому і вони мало будуть від реальної установки в режимі передачі. До речі, це твердження має місце при роботі з промисловими, добре проградуйованими моделями.

Загалом технологія налаштування не викликає ускладнень. Виділивши індуктивністю відповідну ділянку діапазону, подальша частина роботи зводиться до налаштування конденсаторів. Варіюючи конденсаторами ANTENNA і TRANSMITTER, за показаннями вбудованого в тюнер приладу (в промислових моделях), визначається найкраще значення ПВВ.

Слід знати, що мінімум КВС (1:1) відповідає резонансній частоті налаштування. Якщо ж відбудуватися в той чи інший бік резонансної частоти, величина КСВ починає зростати. Тому за значних розладів (100 кГц і більше) бажано повторювати перебудову тюнера.

За значеннями КСВ можна визначити смугу пропускання антени. Але краще це робити з відключеним тюнером на невеликій потужності передавача. Відхиляючись вгору та вниз від резонансної частоти, потрібно визначити граничні частоти при КСВ=2 (іноді говорять як 2:1).

Різниця у показаннях за частотою і буде смугою пропускання антеної системи КСВ=2. Вважається, що смуга пропускання КСВ=2 є безпечним робочим інтервалом. За цією смугою величина КСВ починає швидко зростати і переходить із безпечної зони (для вашого широкосмугового передавача) у небезпечну.

При перевищення КСВ>3 може спрацювати захист вихідного каскаду (добре, якщо він оснащений такий) і тоді він скине вихідну потужність до безпечної величини (якщо встигне). Якщо захисту немає, то… прощай транзистори! Не хочеться про це навіть думати.

На цьому, мабуть, можна зупинитись. На завершення лише додам, що промисловість випускає чимало різноманітних моделей антенних тюнерів. Ручних, де вся процедура налаштування, подібна до описаної вище, проводиться самим оператором, і автоматичних, де налаштування значно спрощено і зводиться буквально до натискання однієї кнопки.

Промислові антенні тюнери для радіоаматорських умов і застосувань розраховані на конкретну величину потужностей, що підводяться в інтервалі від 150 до 3000 Вт. Вони оснащуються додатковими можливостяминаприклад, селекторами антен.

У більшості випадків надається можливість підключення двох несиметричних (коаксіальних) антен, однієї симетричної лінії та вбудованого 50-омного еквівалента навантаження «Dummy Load». Вони обов'язково встановлено вимірювальний прилад КСВ/ Ватт-метр.

Можуть бути й деякі відмінності, залежно від фірми виробника та вартості. Усі можливості конкретної моделімістяться у технічному паспорті чи інструкції із застосування.
Самі ж радіоаматори розробили багато саморобних пристроїв для узгодження своїх антен, але принцип роботи залишається непорушним, як скеля. У його основу покладено трансформатор повних опорів.

Автоматичний антенний тюнер КВ-трансівера

Після того, як я отримав фірмовий трансівер ICOM постало питання про узгодження його зі своїм несиметричним диполем у якого КСВ по діапазонах вийшов від 1.5 до 3.0. Збирати та використовувати ручний антенний тюнер у вік повальної комп'ютеризації (Hi) вирішив не доцільним, а так як у трансівера є роз'єм для підключення автоматичного антенного тюнера AH-4, то було вирішено сконструювати саме автоматичний тюнер. Відразу ж хотілося мати можливість керувати антеним тюнеромза допомогою комп'ютера. Подивившись кілька конструкцій знайдених в Інтернеті і не знайшовши нічого для себе потрібного взявся за розробку антенного тюнеравласної конструкції. В результаті чого, вийшло досить проста конструкціяз великою функціональністю (за рахунок використання комп'ютера).

Даний антенний тюнермає несиметричний вхід та вихід і дозволяє узгоджувати навантаження у широкому діапазоні опорів як у автоматичномуі в ручному режимах. Наприклад, мою антену (несиметричний 4-х діапазонний (80, 40, 20, 10М) диполь) автоматичному режиміпогоджує на всіх КВ-діапазонах з КСВ не гірше за 1.3 (на 160М з КСВ 1.8). У ручному режимі тюнер можна налаштувати із КСВ = 1.0. Максимальний час налаштування тюнера в автоматичному режимі не перевищує 8 сек. Максимальна потужність 100 Вт, що підводиться, але може бути збільшена шляхом застосування більш якісних компонентів. Вхідний опір тюнера (з боку трансівера) 50 Ом. Система управління тюнероманалогічна тюнеру AH-4 та ін для трансіверів ICOM. Цей тюнер також може використовуватися з трансіверами інших фірм і з саморобними трансіверами. Тюнер не має жодних органів управління, все управління здійснюється за допомогою комп'ютера та спеціально написаної мною програми. Втім, наявність комп'ютера не обов'язково, оскільки за замовчуванням антеня працює тільки в автоматичному режимі. Тюнерживиться напругою 13.8 безпосередньо від трансівера через спеціальний роз'єм підключення антенного тюнера. Якщо у вас такого роз'єму в трансівері немає, то запитати тюнер можна будь-яким іншим способом.

Узгоджувальною частиною тюнера є Г-подібний контур, в якому індуктивність та ємність змінюється за двійковим законом, тим самим забезпечується 256 значень індуктивності та 256 значень ємності. Залежно від опору антени ємність підключається до "холодного" або "гарячого" кінця контуру. СхемаВЧ-блок показано на рис. 1. Вона досить стандартна, використовується в багатьох конструкціях і не має якихось особливостей. Від якості КСВ-метра залежить точність налаштування тюнера в автоматичному режимі. Реле будь-які високочастотні на напругу спрацьовування 12 Ст.

Рис.1 Блок ВЧ

Основою тюнера є розроблений мікроконтролерний мною блок управління. Схемаблоку показано на рис. 2., малюнок друкованої плати на рис. 3. Блок зібраний на мікроконтролері PIC16F874фірми Microchip. Допускається заміна цього мікроконтролера на PIC16F877(A) без будь-яких змін у схемі. Мікросхема ADM202JNпризначена для перетворення сигналів стандарту RS-232 та може бути замінена на аналогічну (наприклад, MAX232із зміною схеми включення). Мікросхеми DD2 – DD5 виконують ролі ключів управління реле блоку ВЧ. Тактовий генератор BQ1 мікроконтролера може бути будь-яким на робочу напругу 5 і частоту 16 МГц, я використовував COTC - 50.

Рис. 2 Блок мікроконтролера

Рис. 3 Друкована платаблоку мікроконтролера

Пристрій працює наступним чином. При подачі живлення все реле знеструмлено, дві секунди блимають обидва світлодіоди сигналізуючи про справність мікроконтролера. В автоматичному режимі (встановлений за замовчуванням) при подачі нульового імпульсу на вхід TSTR контролер встановлює логічний 0 на виході TKEY, тим самим переводячи трансівер в режим налаштування зі зниженою вихідною потужністю. Далі визначається наявність ВЧ-сигналу на виході трансівера та рівень КСВ. Якщо ВЧ-сигнал є і рівень КСВ більше 1.1, то тюнер переходить у режим настройки. Налаштування тюнера припиняється, якщо досягнутий рівень КСВ = 1.0. У процесі налаштування тюнера мікроконтролер запам'ятовує мінімально-досягнутий рівень КСВ і якщо в процесі налаштування не вдається досягти КСВ = 1.0, то мікроконтролер встановить таке налаштування контуру, коли він КСВ був мінімальний. Якщо в процесі налаштування тюнера повторно подати нуль на вхід TSTR, налаштування припиняється і трансівер переходить на прийом. По закінченні налаштування (в автоматичному режимі) спалахує зелений світлодіод VD1 - "ОК". Якщо тюнер перевести в режим налаштування при КСВ<= 1.1, то трансивер просто кратковременно перейдёт на передачу, при этом зелёный светодиод замигает. Так как сопротивление антенны не определяется автоматически, то реле К9 переключает конденсатор в противоположный конец Г-образного контура каждый раз при переводе тюнера в режим настройки (подачей нуля на вход TSTR). Поэтому может понадобиться повторная настройка тюнера, если с первого раза это ему не удалось сделать. Светодиод VD2 - "К" красного цвета свечения сигнализирует о положении реле К9 и соответственно о положении конденсатора контура. Если включён ручной режим настройки, то при подаче нуля на вход TSTR трансивер также будет переведён на передачу с пониженной мощностью, но тюнер автоматически не будет настроен. Повторная подача нуля на этот вход переведёт трансивер на приём.

Конструктивно тюнер зібраний у металевому корпусі розділеним на два відсіки. В одному відсіку розташований ВЧ-блок, в іншому блок мікроконтролера. Ланцюги від ВЧ-блоку до блоку мікроконтролера бажано розв'язати прохідними конденсаторами. На задній панелі корпусу розташовані коаксіальні роз'єми та роз'єм підключення до трансівера, на передній панелі роз'єм COM-порту та два світлодіоди. Вузол КСВ-метра у мене розташований на одній друкованій платі з Г-подібним контуром, проте вкрай бажано виконати його у вигляді екранованого окремого блоку. Трансформатор КСВ-метра намотаний на феритовому кільці із зовнішнім діаметром 8 мм і проникністю 400 ПН і має 2х10 витків дроту діаметром 0.3 мм. Первинна обмотка виконана у вигляді відрізка дроту протягнутого крізь кільце. Якщо ви робитимете КСВ-метр у вигляді окремого блоку, то первинну обмотку слід виконати з тонкого 50-омного коаксіального кабелю, у якого посередині частина обплетення видалена і саме сюди слід "посадити" кільце. Якісні конструкції КСВ-метрів можна пошукати в Інтернеті. Котушки L1 - L8 безкаркасні, намотані дротом діаметром 1.2 мм на оправці діаметром 15 мм. Число витків наведено у таблиці 1. Робоча напруга конденсаторів С1 - С8 контуру має бути не менше 250В. Можна застосувати конденсатори типу КСВ. Діоди підключені паралельно реле можуть бути будь-які кремнієві або германієві.

Таблиця 1
Котушка Кількість витків
L1 2
L2 3
L3 4
L4 5
L5 11
L6 12
L7 18
L8 28

Якщо у вас саморобний трансівер або в трансівері відсутній роз'єм для підключення антенного тюнера, то цей тюнер потрібно трохи допрацювати. Доопрацювання зводиться до встановлення додаткової кнопки перемикання тюнера в режим налаштування. Кнопка одним контактом підключається до виведення TSTR, іншим до ланцюга загального провода. Вихід TKEY, при цьому, слід використовувати для переведення трансівера в режим передачі з несучою подачею.

Обмін інформацією між тюнером і комп'ютером здійснюється через COM-порт (або перехідник USB-COM) за спеціально розробленим протоколом на швидкості 9600 Бод. У режимі автоматичного налаштування зв'язок з COM-портом переривається (на час налаштування). Переключення режимів налаштування та ручне налаштування тюнера здійснюється спеціальною програмою. Ця програма поширюється мною як плагіна до апаратного журналу " Лоцман " . Сам журнал можна завантажити тут, плагін для керування даним тюнером та інструкція з встановлення плагінів

Для налаштування тюнера бажано мати окремий повірений (еталонний) КСВ-метр (наприклад, КСВ-метр вбудований у трансівер). Налаштування тюнера зводиться до балансування КСВ-метра, встановлення рівня зміщення АЦП підстроювальним резистором R9 та встановлення рівнів прямого та відбитого сигналу відповідно підстроювальними резисторами R6 та R7. З'єднайте вхід тюнера з трансівером, а його вихід з еквівалентом антени (резистор 50 Ом достатньої потужності). Знизьте потужність трансівера до 10-20 Вт і переведіть його на передачу з подачею несучої (наприклад, RTTY або CW). Підключіть вольтметр або мікроамперметр до контакту SWR2 (Uотр.) ВЧ-блоку або блоку контролера і підстроювальним конденсатором С25 досягайте нульових показань. Далі налаштування зручно виконувати за допомогою програми "Tuning.exe". Цю програму можна завантажити тут, вона вимагає установки, досить запустити її виконання. У вікні програми слід вказати COM-порт комп'ютера, до якого підключений тюнер антени. Якщо зв'язок з тюнером встановлений, то ви побачите значення прямої та відбитої хвилі (у квантах), і рівень КСВ. Підстроювальним резистором R9 встановіть напругу зміщення АЦП в межах 3.0 - 4.0 (вимірюється на ніжці 5 мікроконтролера). Підстроювальним резистором R6 встановіть рівень сигналу прямої хвилі 80 – 100 квантів. Переведіть трансівер на прийом. Еквівалент антени 50 Ом замініть, наприклад, на 100 - 200 Ом (щоб підвищити рівень КСВ) або, що ще краще, на реальну антену з підвищеним КСВ. Знову переведіть трансівер на передачу (при зниженій потужності!). Підстроювальним резистором R7 слід домогтися показання КСВ у вікні програми рівному показанню еталонного КСВ-метра. Цю операцію рекомендується провести на всіх КВ-діапазонах. Якщо різниця між показаннями діапазонів буде відрізнятися (що свідчить про неякісне виконання КСВ-метра тюнера або конструкції ВЧ-блоку), то встановіть середнє значення КСВ по всіх діапазонах. На цьому налаштування можна вважати закінченим.

Надіслати цю замітку мене спонукала стаття ст. У ній описуваласяконструкція антенного тюнера, зібраного за Т-подібною схемою, що володіє хорошою широкосмуговістю і виключає підстроювання при зміні частоти в межах одного діапазону. Така схема в залежності від типу антени та робочої частоти може пригнічувати гармоніки на 10-15 дБ.Так як конденсаторів змінної ємності від радіоприймача «ВЕФ», як це рекомендовано в , у мене не виявилося, що я зібрав тюнер за іншою схемою та з іншими, більш поширеними КПЕ. Крім того, цей тюнер може працювати як найпростіший комутатор антен, що має ще й еквівалент навантаження.

Для узгодженнятрансівера з різними антенами можна з успіхом застосувати найпростіший ручний тюнер, схема якого показана на малюнку. Він перекриває діапазон частот від 18 до 29 мГц. Потужність, що підводиться до тюнера, залежить від зазору між пластинами конденсатора змінної ємності С1, що застосовується - чим він більше, тим краще. Із зазором 1,5-2 мм тюнер витримував потужність до 200 Вт (може і більше – для подальших експериментів моєї потужності TRX не вистачило). На вході тюнера для вимірювання КСВ можна ввімкнути один із КСВ-метрів, хоча при спільній роботі тюнера з імпортними трансіверами це не обов'язково - всі вони мають вбудовану функцію виміру КСВ (SVR). Два (або більше) ВЧроз'ємтипуPL259 дозволяютьпідключитиантену, вибрану за допомогою галетного перемикача S2 "Коммутатор антен" для роботи з трансівером. Цей же перемикач має положення "Еквівалент", при якому трансівер може бути підключений до еквіваленту навантаження опором 50 Ом. За допомогою релейної комутації можна увімкнути режим «Обхід» та антена або еквівалент (залежно від положення комутатора антен S2) будуть безпосередньо під'єднані до трансівера.

Як С1 і С2 застосовуються стандартніКПЕ-2 зповітвушнимдіелектриком 2 х495 пФвід промислових побутових приймачів Їхні секціїпросмикнути через одну пластину. У С1 задіяні дві секції, з'єднані паралельно. Він встановлений на пластині з оргскла завтовшки 5 мм. У С2 – задіяна одна секція.

S1 – галетнийВЧперемикач на 6 положень (2Н6Пгалети з кераміки, їх контакти з'єднані паралельно).S2- такий самий, але на три положення (2Н3П,або на більше положень залежно від кількості антенних роз'ємів).

КотушкаL2 - намотана голим міднимдротомd=1 мм (краще посріблений), всього 31 віток,намотуваннязневеликимкроком, зовнішнійдіаметр 18 мм, відведення від 9 + 9 + 9 + 4витка. Котушка L1 - теж, але 10 витків. Котушки встановлені взаємно-перпендикулярно.L2 можна припаяти висновками до контактів галетного перемикача, зігнувши котушку півкільцем. Монтаж тюнера проводиться короткими товстими (d=1,5-2 мм) відрізками голого мідного дроту.

Реле типу ТКЕ52ПД від радіостанції Р-130М. Природно, оптимальним варіантом є застосування високочастотних реле, наприклад типу РЕН33. Напруга для живлення реле отримано від найпростішого випрямляча, зібраного на трансформаторі ТВК-110Л2 та діодному мосту КЦ402 (КЦ405) або подібним до них. Комутація реле здійснюється тумблером S3 "Обхід" типу МТ-1, встановленому на лицьовій панелі тюнера. Лампа La (не обов'язкова) є індикатором включення.

Може виявитись, що на низькочастотних діапазонах не вистачає ємності С2. Тоді паралельно С2 можна за допомогою реле Р3 і тумблера S4 підключати або його другу секцію або додаткові конденсатори (підібрати 50 - 120 пФ на схемі показано пунктиром).

Від ред. - В інтернеті трапляються подібні схеми, в яких ємність аналога С2 на діапазоні 3,5 мГц досягає 600 пФ. При цьому C1 відсутня, а котушки L1 та L2 - прямі або кульові варіоми індуктивністю 10 мкГ.

За рекомендацією, взятою з публікації, осі КПЕ з'єднані з ручками керування через відрізки дюритового бензошланга, що є ізоляторами. Для їх фіксації використані водопровідні хомутики.d= 6 мм.

Тюнер був виготовлений у корпусі від набору "Електроніка-Контур-80". Дещо більші розміри корпусу, ніж у тюнера, описаного в , залишають достатній простір для доробок та модифікацій даної схеми. Наприклад, ФНЧ на вході, що узгоджує трансформатор 1:4, що симетрує, на виході, вмонтований КСВ-метр та інші.

Для ефективної роботи тюнера не слід забувати про хороше його заземлення.

Література:

1. Антенний тюнер. – Радіо, 2009, № 8, с. 58.

2. І.Підгірний. Антенний тюнер. Радіоаматор, 1994 №2, с. 58.

Іван Блок.