ПРОСТОЙ  ВЧ  ВОЛЬТМЕТР-ВАТТМЕТР  ВВ-10

В. Костычев, UN8CB.              

г. Петропавловск.

Этот простой прибор позволяет измерять эффективное (действующее) значение напряжения и мощности ВЧ колебаний как синусоидальных, так и модулированных, а также, при усовершенствовании прибора, и пиковую мощность. Основой этого прибора является простой диодный высокочастотный вольтметр, какие используются в КСВ-метрах, а также в импортных приборах SX-100, SX-200. Такой подобный диодный вольтметр используется и в приборе ВВ-10, на диод которого подаётся ВЧ напряжение через трансформатор тока (Рис.1).  

Рис.1

(Детали синего цвета устанавливаются дополнительно для пикового индикатора, при усовершенствовании прибора). При работе прибора в режиме поглощающего измерителя мощности к разъёму «АНТ» переключателем S1 подключается нагрузочный резистор Rн. При работе в режиме измерителя проходящей мощности Rн отключается и подключается антенна. Переключателем S2 устанавливается предел измерения 100 Вт или 500 Вт.

Для трансформатора тока Т1 используется  кольцо  1000НН-2000НН диаметром 12-16 мм, обмотка проводом ПЭЛ 0,5; 4 – 5 витков. Через кольцо трансформатора Т1 пропускается достаточно толстый провод в изоляции, соединяющий разъёмы «АНТ» и «ПЕР», расположенные около 5 см друг от друга на задней стенке прибора.  Микроамперметр РА  - типа  М2001  с током полного отклонения 100мкА. Нагрузочный резистор состоит из 30 резисторов МЛТ- 1.5 к, мощностью 2 Вт (общее сопротивление 50 Ом).  Общая мощность Rн – 60 Вт. Резисторы распаиваются между двумя платами из фольгированного стеклотекстолита. (Рис.2).

 Рис.2

Монтаж деталей прибора навесной, с использованием опорных точек, в корпусе подходящего размера

Шкала прибора градуируется в вольтах и в ваттах. Для этого параллельно  Rн подключается ВЧ вольтметр (типа В7-15). К разъёму «ПЕР» подключается передатчик, переключатель S2 – в положение 100 Вт. Включается режим передачи несущей на частоте 14 МГц, плавно увеличивая выходную мощность установить ВЧ напряжение на  Rн равное  70,7 В, что будет соответствовать мощности 100 Вт. Резистором R3 устанавливается стрелка микроамперметра на последнюю  отметку шкалы – 100 мкА. Уменьшая выходную мощность передатчика, определяем показания микроамперметра для других значений мощности, исходя из выражения:   Рэфф = (Uэфф)2/ Rн.    Результат заносим в градуировочную таблицу 1.

         Таблица 1.   

Для градуировки шкалы на пределе 500 Вт  переключить S2 в положение 500 Вт, установить мощность передатчика  100 Вт и резистором R4 зафиксировать стрелку микроамперметра на отметке 44.5 мкА. Затем, уменьшая мощность передатчика, а потом,  увеличивая,  проградуировать остальную часть шкалы для этого предела. Эту таблицу можно использовать в дальнейшем при работе с прибором. Можно её наклеить на верхнюю крышку.

При работе с прибором нужно помнить, что  Rн  рассчитан на мощность 60 Вт, поэтому при больших мощностях  время измерения должно быть не долгим, с перерывами.

В инструкции по эксплуатации приборов  SX-100, SX-200 заявлено, что эти приборы не способны показывать все 100% пиковой мощности, а только 70% - 90% . Также существенным недостатком приборов SX-100, SX-200 является отсутствие более-менее длительной фиксации показаний при измерении обычной разговорной пиковой мощности, что затрудняет её отсчёт. В приборе ВВ-10 эти недостатки  устраняются, если использовать пиковый индикатор в виде дополнительной приставки  к ВВ-10 на операционном усилителе, например, какой предлагает DJ7AW (Радио №7, 2011, стр.63). Такой пиковый индикатор был испытан и показал неплохие результаты. Рис.3.

 Рис.3

Для его подключения в схеме на рис.1 необходимо внести некоторые изменения. В разрыв между точками «а-а» включается переключатель S3 и соединяется, как показано на схеме рис.1 синим цветом. В положении 1 переключателя S3 измеряется эффективная мощность, а  в положении 2 – пиковая мощность. В режиме измерения пиковой мощности постоянное напряжение с выпрямителя вольтметра-ваттметра поступает через операционный усилитель DA1.1 на пиковый детектор VD1,R4,C2. Постоянной времени этого детектора (около 6,8 с)  вполне достаточно для регистрации обычной разговорной пиковой мощности. Повторитель на операционном усилителе DA1.2 исключает шунтирование нагрузки пикового детектора, что позволяет  увеличить время фиксации показаний измерительного прибора.  Пиковый индикатор собирается на платке размером 45х38 мм, на пятачках навесным монтажом, рис. 4.

 Рис.4

Синим цветом обозначен отрезок провода в изоляции (вместо дорожки), пропущенный под панелькой для микросхемы, припаянной к контактным площадкам. Конденсатор С2 – неполярный. Подключается плата к точкам А и Б схемы рис.1.Одно плохо, для питания этой схемы нужен источник питания 12В.

В журнале не приводится методика настройки и градуировки этого пикового индикатора. Я это делал из соображений, что в линейном режиме  эффективная мощность и пиковая мощность синусоидального колебания (несущей) равны, а пиковая мощность модулированного сигнала при произнесении перед микрофоном умеренного звука «а-а-а» равна приблизительно эффективной мощности несущей. Уровень напряжения, подаваемый с детектора на операционник DA1, должен быть таким, чтобы он не входил в режим насыщения. Для этого движок R1 устанавливался приблизительно на 1/3  его сопротивления от «земли».  Калибровка при измерении пиковой мощности модулированного сигнала (S3 в положении 2) производится резистором  R6 (при выходной мощности передатчика около 100 Вт) в режиме   длительного «а-а-а», которым показания микроамперметра устанавливаются такими же, как и при измерении эффективной мощности  в режиме  несущей (S3  в положении 1). Тогда при измерении пиковой мощности модулированных колебаний должен получаться  более-менее реальный результат. У прибора  ВВ-10 этот показатель около 95%.

В. Костычев, UN8CB.              

г. Петропавловск.

Литература:

1.В. А. Скрыпник. Приборы для контроля и налаживания радиолюбительской аппаратуры.  «Патриот», Москва. 1990. стр. 54 – 66.

2.М. Левит.(UA3DB).Прибор для определения КСВ. Радио №6, 1978.

3. Б. Степанов (RU3AX). SSB – пиковая мощность. Радио №7 2011.,