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无线电2010-03(全).pdf

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上传者: 0000 2011-09-19 评分 0 0 0 0 0 0 暂无简介 简介 举报

简介:本文档为《无线电2010-03(全)pdf》,可适用于IT/计算机领域,主题内容包含LmHCV微弱与简洁之美“鼹鼠”微功率m波Cw收发信机制作心得.图直接变频接收机原理图实际制作的时候IC使用SBL一商品混频器件它的内部已经包含了个符等。

LmHCV微弱与简洁之美“鼹鼠”微功率m波Cw收发信机制作心得.图直接变频接收机原理图实际制作的时候IC使用SBL一商品混频器件它的内部已经包含了个高频变压器和只高频肖特基二极管。IC使用TL或者TJFET型运放都可以IC是普通的音频放大ICLMN。所有电阻均使用%精度/W的金属膜即可电解电容的耐压要有V.F电容可以用独石或瓷片型的。C、C可以用云母或瓷片电容C~C可以用聚苯乙烯或云母介质的其他电容无特殊要求。L用直径mm的高强度聚酯漆包线在直径ram的PVC管上绕圈拉到mm左右长。接收时拉伸或缩短线圈的长度使接收机的声音最大。L是.“H的电感可以用有磁芯的成品电感L是mH的高频扼流圈可以用有磁芯的成品电感也可以自己制作制作时用ram的漆包线在FT磁环上绕圈。VT用N或类似的晶体管B使用kHz晶体可以工作在~KH的范围内。用一般收音机里的pF双联可变电容薄膜或空气的都可以将两联并联使用。电路可以装置在PCB上因为频率较低也可以用搭i棚和俗称的“死虫”混合的方法制作。直接变频接收机(DCR)的缺点是有“麦克风效应”因为低频放大部分的增益在全电路中占的比例非常高可以达到~dB所以有时能听到一种类似铃声和“暖水瓶效应”的声音这是机械振动反馈到电路中造成的。避免这种声音的方法是所有元件的引脚要尽量短且坚硬并且减少电路中固定不牢的地方。DCR电路的另一个缺点是有共模哼声采用电池供电是最有效的解决方法如果用稳压电源可以在电源引线上串联一些磁环来解决这个问题。这款电路的PCB图纸可以到ARRL网站上下载地址如下:http:/fwvwv.arrlorg/notes/hbktemplates/rbr,pd十。笔者做好的接收部分的实物如图所示。这个电路很简单基本上一搭就成。根据原电路设计者的实际测试机器的灵敏度大概为.V幅度为“V的信号可以轻易地抄收。对于m波段这个灵敏度已经很不错了因为电离层噪声和环境中的人为噪声的存在MHz以下电路中过高的灵敏度是没有意义的因此即使再加一级高放也没有什么作用。我做好这个电路后对它的接收能力非常满意在晚上可以非常容易地接收到国内和周边国家的信号。传播好的时候晚上可以收到来自美国西海岸的信号后半夜到凌晨可以收到很多欧洲业余电台的信号这些都是用家里的普通倒V天线配合完成的。接收条件受到天线和环境的限制如果.无线电火腿通信AmateurRadio图输出只有mW的发射电路有更好的天线和电磁环境应该能收到更多的DX信号。平时作般应用时和我的商品电台相比感觉差异不大而各有千秋。这个小机器的噪声比较低整机接收电流非常小只有~mA所以我在家使用时都一直接在一个Ah的小电瓶上几乎不关机。机器输出接了一个车用的小音箱因为机器没有设置AGC电路所以平时没有信号时站在m以外听扬声器里只有轻微的背景噪声当传播开通时就会听到“嘀嘀嗒嗒”的小信号出现微弱但很清晰。因为CW信号的特殊穿透性虽然音量不大但有时候走到隔壁屋子里还能分辨。当突然有好的传播和强的信号出现时扬声器里的音量变得非常响亮清脆而干争的声音听起来非常悦耳。所以有很长段时间我直把天线接在这个小机器上用于守听kHz频点感觉非常方便。如果你对收听单边带信号感兴趣可以把电路中C~C的容量改成.F音质会更好。这个机器实际接收效果的录音在hellocq.net论坛上可以下载在优酷网上我还上载了两段接收效果的视频其中有一段视频是接收武汉的BAQH用W功率的“黑豹”QRP电台和美国火腿WCB做通联的情形他们那天的通联正好被我听到并录下来了。音频和视频的链接在下面地址可以查阅得到有兴趣的朋友可以去看一下:http://vvww.hellocq.neVforum/showthread.phpt=。制作这个小接收机只花了我一个周末的时间不算外壳的话成本还不到元既享受到了DIY的乐趣又多了一件HAM设备实在很满意。但美中不足的是它只是个单纯的接收机所以我决定再给它配一块发射电路让它成为一个完整的QRP设备。发射部分的资料很多我选择了wFBQRP手册上个输出只有roW的电路如图所示。电路由v丁组成晶体控制的皮尔斯振荡器\厂r和外围元件组成功率放大级。C、C的容量在~pF选择。高频变压器I初级次级的匝数比为’自制时用mm的漆包线或者双无线电.绞线中的一股绕制在美式T磁环上初级绕匝电感量大约“H次级匝。振荡级和功率放大的两只三极管用N、N或者N都可以。电路的供电电压在V时整机电流大概在mA左右输出功率在~roW。整机焊掺完毕后用一个mA的电流表串在VT的集电极上调整C的容量使电流表指示最小即可。这个发射电路也是一次调整成功工作电压和接收机一样取V发射的电流在调整后为mA左右竟然比接收机的电流还小可真是名副其实的微功率发射设备。我制作的电路最后测试的输出功率大概是mW。因为笔者的天馈系统并不是很好只是一根架设在楼楼顶的倒V天线发射机输出的功率经过大概m长的馈线损耗估计也有dB左右这样下来ERP有效辐射功率系统计算馈线损失和天线增益后的功率)可能只有mW左右。做好的发射板的样子如图所示。因为这两个电路是独立工作的要装到一起需要涉及天线和电源切换的问题。当然可以装一个收发切换电路未解决但是为了简单起见我用了一只双刀双掷的开关来进行手工的收发切换。电路原理见图天线部分的连接线要使用或的同轴电缆组装好的整机的照片见图。这么小的功率能进行有效通联吗会不会淹没在很多爱好者接收机中常年S的噪声下呢事实上我还是很有信心的因为我以前曾经以近似的功率通达过外省的电台。去掉假负载接上天线正好听到BGLGF在频率上呼叫CQ小接收机的扬声器传来的他的信号还是很强的等他呼叫完毕试着发了两遍自己的呼号竟然一次叫通了。双方交换了信号报告后我到地图上查了一下他的(位置)在山东一一工弛瓣....堕~陬微弱与简洁之美“鼹鼠”微功率.波CW收发信机制作心得.段上成功正确抄收了位于km以外的NXE信标发出的mW(CW模式)信号折合oookm/W以上听上去是不是太神奇了。WZV当时使用了m长的贝弗VCC去发射电路VCC去接收机VCC天线输入三三三三三三每粪耋嚣荽囊线瑞接收天线。目前在kHz国内CW乐园中活跃着很多n制的QRP设备很多制作者都给自己的小机器起了一个昵称有趣的是这些昵称很多都使用动物的名称来命名比如“蛙鸣”、“啄木鸟”、“夜鹰”、“黑豹”等可能这只是一种巧合。不过笔者也给自己亲手制作的这台小设备起了一个名字鼹鼠。可能是因为厚实的机箱:Sn~L以前看的动画片得来的灵感在使用CW通联时我报设备时会发送给对方以下内容:“MYRIGISKRTEK”KRTLK是捷克语“鼹鼠”的意思。自从有了鼹鼠之后每天晚上回到家的第~件事就是打开它的电源守听在kHz一节V/Ah的小蓄电池可以用好几个星期。做好的小鼹鼠和FTSgTD电台的合影见图。后记我至今还清楚地记得自己第一次抄收cw信号时的情景那时候我还不是一名火腿。某个冬天的下午我用一台老式的收信机在频率上扫描时突然收到一个清晰的电报信号那种“嘀嘀嗒嗒”的节奏很让我着迷。那时候我还不懂莫尔斯电码但我突然有了种想知道它在说什么的中动我迅速找来纸和笔把听到的喃嘀嗒嗒的声音按照长短间隔记录了下来核对无误以后我找来了《业余无线电通信那本书对照上面的莫尔斯电码表开始翻译原来是一个HL前缀的韩国电台在呼叫CQ哈!当时的喜悦心情真是无以言表。从此我就下定决心开始学习CW技术。几年之后的今天我已经可以熟练地使用CW和别的业余电台进行通联了。每到晚上那种缓缓出现在自制设备中微弱的信号让我着迷不已也许这就是业余无线电的魅力这就是微弱与简洁之美。.无线电火腿通信jAmateurRadio天线基础讲座JamesW.Healy(NJL)著刘燕北(BDBH)译偶极天线的馈送如何将收发信机的射频电流馈送至偶极天线如何尽可能高地提高天线的辐射效率这是笔者在本文中要向读者解答的问题。线电通信的基础依赖于电磁波如/L一何传导至你的天线系统同时我们还希望天线的辐射效率能达到最高。这看起来可能比较简单但是真正能做到却是一种挑战。本文中我将介绍射频电流是如何在电台和天线间流动的。这里面包括两个常用的问题:选择正确的馈电电缆和如何让馈线不辐射电磁波。馈线两种基本型号的发射馈线经常用于偶极天线系统。一种是同轴电缆这对大家来说比较熟悉。它们常用于电视机、录像机的相互连接以及有线电视系统。一种是平衡馈线。同轴电缆在业余无线电领域的应用也十分常见其中包括RG一、RG一等相同类型的馈线(两者与有线电视用电缆有一定的不同)并可应用于谐振偶极天线系统。这类馈线具有和天线、发射机相同的匹配阻抗且不是很昂贵。如果你使用同轴电缆为偶极天线馈送(或者连接电台)可分几个步骤进行。用同轴电缆进行馈电有~个缺点当我们给不谐振的天线馈电时大多数的同轴电缆都有一定的损耗(天线手册中都有详细介绍)。使用天调你可以使电台的阻抗与室内一端的同轴电缆相匹配即使馈送一个根本不谐振的天线也是如此但良好的匹配并不意味着天线系统的高效率。其中一点在发信机~此如果使用简单的偶极天线在多波段工作的话同轴电缆并不是最好的选择。偶极天线为平衡天线系统。因此最好用平衡馈线与之相连。在平衡馈线导体中电流大小相等相位相反(呈。)使馈线能输送射频功率而不辐射能量。如果不能满足这些条件那么馈线将产生辐射引起R同(射频干扰)和其他相关问题。值得庆幸的是我们可以按照下列方式避免馈线产生辐射。平衡馈线系统在业余爱好者中空气介质平衡馈线的使用比较常见例如梯形平衡馈线、并联双导线等。我比较喜欢空气介质的平衡馈线(即使导线需要每隔一段距离用绝缘子做支撑)。用平衡馈线馈送偶极天线可以省略巴伦的使用(如果系统输入也是平衡的话)。平衡馈线还有其他的特点特别是当我们馈送不谐振的偶极天线时尤其有用。当我们用来馈送高阻抗、不谐振天线时与同轴电缆相比损耗会非常低。即便是失谐很严重的天线和馈线我们一样可以让其工作得很好。如用同等功率以平衡馈线馈送让一个MHZ的偶极天线工作在MHz其损耗远远小于RG一、RG一等同轴电缆。如果进行远距离发射、通联其差异会更大。因此平衡馈线不仅适合远距离馈送而且具有损耗更低的优势因而在业余无线电领域电视机用的平衡馈线只是一种可供业余无端高损耗馈线引起的SwR变化比线电爱好者选用的兼容性平衡馈线当这种馈较低而天线馈电点相对高些。因线淋湿的时候其损耗可能比同轴电缆还要大。无线电.应用较广。平衡馈线的特征之一是其阻抗要比同轴电缆高如梯形馈线阻抗为~~(使用平衡双导线的阻抗为o。Q。如果用这类馈线匹配偶极天线的话需要使用天调因为现在收发信机多使用了Q不平衡输出模式。当我们计划将一个偶极天线工作在多个波段时必须使用天调因为偶极天线的阻抗仅能适用一两个HF业余波段。平衡馈线通常较同轴电缆价格更低而对同轴电缆来说需要特殊的导电结构。如果你喜欢你甚至可以自己用电线、绝缘材料来制作平衡馈线。在一些地区平衡馈线实际运用得相对较少。因为同轴电缆的广泛应用使其几乎囊括了整个射频领域它可以穿越墙壁并且可以靠近金属物体安装不会引起额外的问题。但是平衡馈线在RF领域也具有自己的一席之地需要注意的是使用平衡馈线一定要远离金属物体并联馈送两根天线时馈线要相距一定距离(通常无线电商店里有在铁塔、屋顶和墙壁安装使用平衡馈线的专用绝缘材料)。下面是平衡馈线穿越墙壁、窗户的一些方法。当穿越物体时尽量保持平衡馈线的形状。使用高质量、高耐压的绝缘导线(~I:IRG一的中心绝缘导线和中心绝缘子)或者在穿过墙壁、窗户时使用陶瓷绝缘材料。避免金属导体靠近平衡馈线。密封穿越墙壁和窗户留下的空洞减少天气的影响避免牲畜靠近。自制的天线能辐射出去吗天线工作的效率取决于传输的能量能否在天线端最大地转化出去。如果馈线辐射电波或者信号损失那么天线就不可能获得最大的辐射功率。阻止馈线辐射能量让天线尽可能地完成自己的工作是一项巨大的挑战并不像我们想象的那样简单。但实际上有时也不一定。如果我们已经选用了同轴电缆给偶极天线馈电这就可能给馈线产生额外辐射创造机会对室内的电器带来射频干扰问题。多数情况下只要用一个简单的巴伦就能解决上述问题。巴伦是一种将不平衡电流(同轴电缆馈电)转化为平衡电流(偶极天线)的装置系统。巴伦提供天线、馈线所需的相互转换同时可防止馈线辐射能量。WDU曾简洁地归纳了巴伦的功效:巴伦的基本作用是在不平衡一平衡间提供一个合适的路径。在这种情况下巴伦迫使RF电流沿着馈线流向天线避免射频电流在馈线上产生辐射或者回流。种可以自制的巴伦常见的Q同轴电缆(如RG一、RG一、RG一和小型RG一)等其阻抗都比较接近谐振偶极天线容易匹配。但是你选用的巴伦不一定都能适合所有的天线系统这也催生了不同阻抗平衡一不平衡巴伦的制作。种高效率、简单的巴伦如今应用十分广泛。例如陷波器型巴伦由于其在一定频率的高阻抗作用有效地遏制了射频电流回流。以下的每种制作形式都基于同轴电缆。.一种简单、高效的巴伦可以是用同轴电缆连接偶极天线有一个缺点是大多数同轴电缆在天线不谐振时的相对损耗过大。”偶极天线的馈送图磁珠巴伦。可用几个磁环串联在一起套在RG一馈线上。磁环易碎最好用胶带捆扎在一起。用多个磁环套在一节馈线上制作而成。图中的磁芯不会影响同轴电缆内部导体和电缆屏蔽网内侧面的电流流动。但是可以阻止屏蔽网外侧电流的回流。由于磁珠型巴伦的磁环其内径刚刚足以通过RG/RG一电缆可以任意滑动因此为了提高天线的效率巴伦距离天线馈电点越近越好。一旦将磁芯在电缆上安放完毕一定要用胶带等捆住以防磁珠破损和向下滑落。.陷波型同轴电缆巴伦(见图)。要避免使用RG一X~HRG一M一类的同轴电缆来制作巴伦。因为这种电缆在弯折得太厉害时电缆的芯线和屏蔽网间有可能产生放电。所以坚固的RG、RG一一类的电缆是首选。这种巴伦在体积上还是有些过大的因此在室内并不适合仅适用于户外使用(放置于电台和天调之间)。同轴电缆制作的无形巴伦。这种高效的巴伦的结构只是~个电缆绕成的线圈(见图)。上述类巴伦中同轴电缆陷波型巴伦和磁珠型巴伦的应用更广泛一些。无论何种情形都能满足我们的需要。同样我们也应当知道种形式的巴伦虽然都能阻碍射频电流沿馈线外导体回流但放在馈电点处的效率远远高于将其放在室内。如果巴伦放在天线根部不方便也可以将其搁置在馈线的其他地方只要保证效率较高、安装方便即可。陷波型同轴电缆巴伦非常适用于偶极天线也比较适合低阻抗、同轴电缆馈电类天线如图用RG一同轴电缆在ABS塑料管上绕制的陷波型巴伦。陷波型巴伦可以有效阻止射频电流沿同轴电缆外导体回流但是不能阻止其电流在内导体中的流动。图用同轴电缆绕制的空芯陷波型巴伦。这种巴伦效率高、重量轻偶极天线就可以承受巴伦的重量。八木、方框和垂直天线等。无论你用何种方式给偶极天线馈电重要的是偶极天线本身只是天线系统的部分。整个系统组成还包括馈线、绝缘子、导线、天线插头座等。如果我们忽略系统的某个部分与其他电台的沟通就会出现问题。你也许会听到爱好者们的谈论电台的效率取决于天馈系统的高效率。O.无线电火腿通信AmateurRadio法国Demeter卫星的优点就是对海水和地层的穿透性特强在海水中传输衰减小同时传播距离长不易受到干扰。因此人们不惜工本地使用它。常用的无线电波段可以沿地表或者水面以及在空气中传播到很远的地方但在垂直向下方向上穿透地表和水面能力却非常有限尤其在海水中衰减极大。国际上潜航船只主要活动在大海中其通信一直是各国海军关心的问题传统的无线电频段对海水的穿透能力很差所以潜航船只必须接近水面才能建立通信这直接影响了潜航船只行动的隐秘性。国外有试验证明利用超低频的超强穿透性和远距离传播特性可以与下潜深度超过m并远离基地km以上的潜航船只建立通信。而使用极低频则可穿透海水到达离水面m甚至更深的深海。从世纪年代起美国和前苏联的军方都开始进行这方面的探索和试验试验证明极低频与超低频通信是目前甚低频通信系统的有效补充。此外由于极低频和超低频对地层也有很强的穿透能力通过改变频率可以精确测定从地表到多千米不同深度的地层电阻率从而可以探测地质构造和地下资源。利用极低频来预测地震和监测地震也是国际上的先进技术。.甚低频(VLF)甚低频(VLF)频率范围为~kHz对应波长~km称为甚长波位于无线电频谱的低端。甚低频主要用于超远程的无线电通信和导航。甚低频是目前各大国对水下潜航船只通信的主力频段虽然使用甚低频频段对海水的穿透力没有上面提到的极低频与超低频那么无线电Olo.强但也可以穿透海水~m。同时甚低频发射台站的技术也相对成熟现有的技术通过甚低频发送的信息速率要远大于使用极低频与超低频波段。甚低频也是世界上一些导航系统使用的频段如著名的奥米加导航系统(~kHz~固定频点)和俄罗#Alpha甚低频导航系统。此外有研究表明通过监测甚低频的传播特性(如相位)可以进行短期地震预测、监测火山活动等。监测甚低频和电离层的微妙变化可以通过陆地接收站也可以通过地球上空的卫星。法国的Demeterg~就是一颗研究与地震火山活动相关的电离层变化的地震电磁卫星由于研究成效显著在业界颇受关注。作为信号源由于建立甚低频发射站面临投资高、工程大、周期长的问题所以大部分科学研究都充分利用现有其他用途的VLF发射站的现成信号。在我国周边就有不少可利用的信号如下所示。国家日本印度俄罗斯俄罗斯澳大利亚发射站JPvTxRARANWC中国周~.VLF发射站频率kHzkHz.kHzkHzkHzkHz.kHz.kHzkHz.低频(LF)低频LF频率范围为~kHz对应波长~km称为长波位于无线电频谱的低端也是.Xf最早利用的电波频段。随着科技的发展、使用频段的拓宽很多应用都开始使用更高频率的波段。长波具有传输稳定的特点长波除了可VLF发射站天线以依靠地波传输近千千米外还可以绕地球表面以电离层波的形式传播达数千千米尤其是大功率的长波信号其传输距离可以非常远。长波频段多用于AM广播、低频时码发播、对潜通信、导航。国外有长波广播电台我国虽然没有在这个广播频段但在部分地区依然可以接收到俄罗斯和蒙古的长波广播这也体现了电波无国界的特性。我国BPC商丘低频时码发播台就工作在长波波段使用.kHz频率。“低频B,~”的名称对很多人来说是新名词但说起电波钟表很多人会比较熟悉。~些进口的电子钟和国内很有名的不少卡西欧电子表都具备自动电波校时功能。电波校时就是接收标准时码信号授时源(长波时码信号发射台)发射的低频B,,~授时信号对计时装置进行自动校时不需要人为校准时间的精度极高且与国家授时中心的标准时问同步从而达到计时装置时间显示的精确性与统一性。电波校时配合石英计时技术使用户无需使用价格高昂的专业原子钟就能低成本地获得相当精确的时间。传统石英计时器的误差不会被累计会被定期校准消除误差。而且如果用户使用自动接收校准功能还可以免除每天对时的麻烦随时都能提供准确的时间。低频时码授时技术是国际电信联盟(ITUR)推荐的授时技术。我国目前已成为世界上继英、美、德、日后第个拥有此项技术和产品的国家。此外世界各地区提供的电波校时频率都是不一样的所以必须有对应制式的接收设备很多国外进口的电波表都探索我们身边的频率(上)电波表不支持中国BPC台的制式可以兼容日本的信号所以只能在部分沿海地区使用。一般支持中国BPO$~j式的电波表中的产品在国内销售时会特别注明。著名的长波导航罗兰C系统就工作在kHz频率上即便是目前GPS技术廉价普及的时代罗兰C依然是专业应用上GPS有力的备份导航方式。长波对海水也有一定的穿透能力加上其长距离传播特性所以长波台也曾是对水下船只通信的手段不过随着甚低频技术应用的成熟各国军方更多地采用甚长波台。此外时下流行的非接触式射频识别RFID技术部分使用kHz频率也属于长波波段。回陆毫罗兰(LORAN)的全I称是远程导航.也被称为l叠。|l'。舅低频脉相双曲线导航系统l是一种利用双曲线定位原理I系龟’一工n,fa.~.、一bI测向系统相比具有更远的作用距离可达km定位精度为几十米。罗兰系统一直以来是专业领域应用非常广泛的无线电导航系统直到出现卫星导航系统。且前世界上有O多个台链、约O多个罗兰C发射台在工作。罗兰C系统由设在地面的个主台与~个副台合成的台链和飞机上的接收设备组成。测定主、副台发射的两个脉冲信号的时间差和两个脉中信号中载频的相位差.即可获得飞机到主、副台的距离差。距离差保持不变的航迹是一条双曲线。再测定飞机对主台和另一副台的距离差可得另一条双曲线。根据两条双曲线的交点可以定出飞机的位置。这一位置由显示装置以数据形式显示出来。.无线电简易晶体振荡器的准确度还是适合我们大多数应用的并且多数业余设备也是依赖于这种技术的。当晶体附近的温度被“加热炉”或其他邻近元件稳定后晶振的输出将会达到第个准确度等级。这种晶振的稳定工作温度通常都设计在远高于环境所能达到的温度上。这种晶振通常优于每天X。并且被广泛应用于商业双向无线电行业第个准确度等级的晶振使用比例加热的双重加热器两个加热器会自动互相补偿以提供绝好的温度稳定性。但这种晶振的加热器必须连续工作或者无论如何也要先预热几天甚至两个星期。晶体的老化也会影响频率的稳定性。~些晶体的频率会碴时、司(年龄)而变化采用这种晶体的电路必须包含补偿相应变化的元件。而另一些晶体则随着时间的推移而更加稳定并成为了卓越的频率标准。许多商业实验室会花费不菲购买和测试某种晶体振荡器的一些样品然后选择它们中最好的留下来使用。由于这种原因很多剩余的振荡器就被淘汰了。然而这些淘汰品中仍然有很多稳定性好于天的优质晶振很适合业余爱好者的应用。关于时间和频率校准许多爱好者都拥有数字频率计数器有从淘汰的实验室没备也有使用单片集成电路的最新仪器。这些仪器~IS,tR精密且能显示位或更多位数字有些甚至相当稳定。即使如比一个准确到/月的OMHz振荡器也会产生HZ/月的漂移。这样的漂移率也许能满足许多应用的要求但留下的问题是它的准确度究竟如何呢这个问题可通过校准振荡器来解决。有好几种方法可用于校准较常用的是把未知频率的振荡器搬运到另一个已知顷率的振荡器那里然后进行比对。通常的比对方法是将已皎准的振荡器接入高频示波器的水平输入端而待测振荡器删接至垂直输入端。把两个振荡器校准到频率相等会对今后测量有所帮助但这并不是必须的。通过标定正弦波在给宅扫描速度下用多长时间穿越一个坐标格就可以计算出振器每分钟漂移了多少ppm(X)了。另一种校准振荡器的技术是使用VLF#~位比对仪。这是一种特殊的直接变换接收机专门接收来faWWVB的kHz信号。相位比对指的是使用VWVVB信号与待测振荡器分频后的(即将出版)频率进行比较。许多商用机型会附加小型纸带图表打印机以监测接收机的频率。由于越来越多的kHzVLFbL.对接收机被使用罗兰信号或铷频标的设备所替代所以能够用很合理的价格买到被淘汰的接收机。可以自制一种高效kHz接收天线找一个音频变压器把低阻抗绕组串联隔直流电容后接到接收机天线端再把高阻抗绕组一端接地另~端接上任意长度的导线作为天线。一个典型的VLFbL对仪可以把振荡器的输出准确度跟踪到几个的范围内。这种技术直接将振荡器与NIST标准进行比对甚至还可以描绘振荡器每天或每星期的ppm漂移特征。另一种更直接的方法是把振荡器与WWV发射台的某个HF信号进行比对。虽然所接收到的信号并非十分准确但是经过仔细比对后一台现代HF收发机的振荡器准确度还是满足实用要求的甚至满足大多数苛刻的要求。最后也是最基本的校准方法是将振荡器与你的或本地其他HAM的振荡器或计数器进行比对。与对比那些已知频率的振荡器或计数器不同这种方法很容易让人迷茫。真正的准确性并不是由著名公司的标签或出众的外观所决定的。计量学家(那些校准测量设备的人)在振荡器校准上所花的时间比设备中的其他部分要多得多。当然随着业余无线电设备和测试仪器的日益进步和复杂化测量和测试过程也变得更加复杂。以往使用简单的电压电阻表就能解决很多问题但是随着拥有先进数字技术的现代电路和高精度读出及更高频率设备的出现测试需求和仪器也在不断变化但以上的相关基础知识仍然是必备的。.无线电赞潮遨黜糊{II测试测量数电从图RF电压表由电压表、RF探头和电压扩展器组成。本量而且成本低廉。其测量的电平范围为mV~OOV频率范围为音频~MHz准确度为dB。采用内置模拟表头、外接数字电压表(DVM)。设计思路为了达到稳定RFVM(见图)使用一个匹配的二极管来补偿运算放大器和探头中二极管产生的漂移使灵敏度延伸至QRP电平。通过串联补偿电压扩展器将动态范围线性地扩大为.~\/(RMS)。我们选用了肖特基二极管这样可以得到从Hz到MHz平坦的频率响应。基本探头和电压扩展器能够非常简单地组合成一个功能探头夹到底盘上的各测量点或旋紧于UHF同轴连接器。有源器件只有两只运算放大无线电O.器当使用V电池供电时静态电流为A最大工作电流为.mA。当V夕接电源插入背板上的插座时内部电池被断开。依照设计微图RF探头的电路图安显示表头安装在倾斜的前面板上在前面板上有一对香蕉插座可以连接使用一台DVM。这样我们就省掉了一个运放、一个表头和一个多置开关而表头和开关是本装置中最昂贵的零件所以成本大幅降低。.探头低压探头由肖特基二极管和高阻抗滤波器构成的检波电路组成(见图)。二极管与CA(见图)的反馈电路中的二极管'生能配对使得二极管、限电压从大约.V下降至小于V相当于锗二极管的水平。笔者认为V已经能够充分满足QRP)~量的要求所以没有进一步对锗二极管进行测试以确定究竟还能降低多少电压。使用低压探头和电压表(见图)电路中CA的输出进行二极管的配对。首先搭建CA电路选择一个二极管安装在CA的反馈环路然后将个电位器调整到中间的位置在探头上测试其余的二极管。针对每个待测二极管探头输入端依次送入OOmV:~n.V/Hz信号在CA的输出端记录下直流输出的值。笔者一次性地购得一袋个的二极管从中挑出了对在低电压和高电压时读数相同的二极管。袋中的二极本文自制的高频电压表性能优良可以同时满足以下要求:提供准确稳定的测量值电压测量的频率从音频到高频电压测量的电平。卫到。卫o能够对设备内戳同轴电缆上的电压进行测荤可以使用内置池进行便携式操作或通过交流供电进行操作一仪器能够灵活地选择利用已有的字式电压表或独立工作一成本低廉。纛嬲鬓王浩淼一BAE)王东平一口AAA)穆新宇一罟E一译一蔓堕宴妻墨一j..英寸X/英寸螺钉、螺母厦垫圈(将手柄管通过SO的个固定孔锁紧)\s.型联接座\节/\信号}f线与焊片、号线以及号螺栓外径/英寸内径/英寸/英寸长铝管管帽锁线环/英寸/英寸双面板号接地线通过手柄管上一个/英寸X/英寸的缝隙从探测电路可靠连接到接地焊片上信号连接线英寸RG型同轴电缆屏蔽层探测器的输出通过英寸导线焊接到香蕉插头值流输出)l线用扎带固定双面板上双面板利用探头信号线、地线等固定图钩型探夹、探针与RF探头本文中的尺寸采用原书的英制单位英寸.mm管基本全部是同一个生产批次因此选择匹配的二极管并不难。.RF探头组装在选择好匹配的二极管以后RF探头的所有元件被装配在一片位于铝管中的电路板上(见图)。这个电路板非常轻由板子末端的输入和输出导线予以支撑。输入RF导线被焊接到SO一同轴连接器的中心引脚DC输出使用两条号绝缘导线用一根小尼龙绑绳固定于电路板然后穿过插帽和锁线环引出。在铝管的前端切开一个至少/英寸长、/英寸宽的缝隙方便号接地裸线穿过。下面我们来看怎样装配探头。铝管刚好可以套在SO一同轴连接器后端当只#螺丝、螺母和垫圈被安装在SO一同轴连接器安装孔上时螺母侧面将铝管和同轴连接器锁紧。多数标准的SO同轴连接器安图RF探头结构钩型探夹(RS)探针(Mouser)号线和号螺孔的接线焊片(Mouser)鳄鱼夹(RS)插帽(Mouser)锁线环(Mouser)采用m长RG一同轴电缆屏蔽层作为接地导线。在钩型探夹和SO一之间提供物理和电气连接。装孔可以很容易被#螺丝穿过如果不合适可以对其进行扩大。接地导线从电路板通过铝管上切开的缝隙连接到固定在同轴连接器螺丝上这样可以保证探头可靠接地。如图所示SO一同轴连接器正面的螺纹部分背对铝管。将探头的SO连接到一个丁型连接器上这样就可以对同轴电缆中的电压进行测量了。在SO一中简单地插入一个合适的探针可以对底板或电路板的任意点进行测量。合适的尺寸为:探针头部直径.英寸连接端直径图独立的RF探头以及和RF电压表结合的幅度线性曲线.英寸。这个探针是笔者在检查一个非常古老的置物箱时偶然发现的。另外可以使用一个钩型探夹对电路板或底板上的部件及测试点进行测量。钩型探夹可与SO一上的探针匹配如图和所示。所有这些在连接器行业是众所周知的但在其他领域却可能不为人所知或不被使用。图所示为使用探针连接钩型探夹与RF探头。探头测试当直流电压或直流电压与约V峰值交流电压的组合没有超出二极管的反向电压规定值时探头可接受的RF信号可高达V(RMS)。笔者对RF探头进行了OmV~.V/OHz的线性测试(测试范围受到信号发生器的限制)。图给出了探头输出相对于输入的幅度误差曲线。这些数据是用一台具有MQ输入电阻的数字式电压表测量出来的。这个输入电阻和探头中的.M(电阻将正弦波信号峰值电压转换为、DVM上的RMS读数。在mV时误差为一%OV时为%。无线电JI测试测量图RF电压表频率响应。探头的频率响应决定了整个系统的频率响应。图倍电压扩展器电路图。图倍电压扩展器结构。酚醛管是美国塑料#接线片是Mouser。(.dB).V时为.%。RF探头与DVM对高电压读数响应显著而二极管电压降对测量准确性的影响不大。探头的频率响应使用.MHz各个业余波段中心频率的mV信号无线电.进行测试(见图)。探头连接到电压表这时因为输入电压低所以绝对误差很高。电压表反馈回路中的补偿的二极管使得从DVM测得的误差从mV(%)降"~:EjmV(.%)。然而频率响应由探头控制电压表在直流状态运行对频率响应没有影响但可以使灵敏度得到改善。测量得到的响应为一.%(.dB)~%(.dB)电压扩展器为了扩大RF探头的电压测量范围笔者使用了个倍电压扩展器这是一个带有补偿的分压器如图所示。电路的设计非常简单通过一个小可变电容的调整就得到了非常平坦的频率响应。这些元件非常轻因此不需要电路板并很容易连接在个SO一同轴连接器的导线支撑上。为了测量输入连接器可以通过同轴电缆连接到其他连接器或者通过插入一个探针来探查电路板或配合钩型探夹连接底板上的部件。电压扩展器可通过公对公转接头或者两端带有公头连接器的同轴电缆连接到RF探头上。典型的调整方法需要将一个方波信号送到输入端并把一台示波器连接到输出端。调整可变电容使输出蔓皇曼孽萎宴墨一J.为正确的方波波形前沿没有过中或下陷的现象。如果没有方波信号发生器.~MHz的RF信号发生器可以替代。因为是倍电压扩展器输入电压的理论值可以达到V(RMS)但因为受可调电容器额定V/DC耐压的限制所以最大输入电压限定为V。如果你能找到更高耐压并可以放入扩展器外壳中的可调电容最大输入电压可以增I~lJV。电压扩展器的装配使用~TnRF探头相同的方法但也有一些区别。开始笔者使用铝管像在RF探头中一样用#螺丝锁紧但在MHz时频率响应开始下降。用同样尺寸的酚醛管替换后频率响应就可以达~IJMHz了。构造方法如图所示输入和输出末端的接地导线通过酚醛管两端的开图O倍电压扩展器最大输入是V(RMS)图O倍电压扩展器结构图尼龙隔离柱(Mouser一TSP)线片是Mouser.。图装配好的倍电压扩展器酚醛管(美国塑料#)。接图倍电压扩展器。它的输出连接到OO倍电压扩展器以得到倍的扩展范围最高输入电压为V(RMS)。这个扩展器只能和OO倍电压扩展器配合使用。图倍电压扩展器结构图酚醛管(美国塑料#)。接线片是#螺柱(Mouser)图倍和倍电压扩展器通过公对公转接头装配在一起测量电压可以达到V(RMSW)。.无线电Il测试测量表输入电容(DF)..口缝隙旋紧在两端同轴连接器的螺丝上。酚醛管的一个孔可进行可调电容器的调整。图是一个分解图包括钩型探夹、用来连接探夹和电压扩展器输入连接器的探针、电压扩展器以及一个用来连接输出端和RF探头的公对公同轴连接器。装配在一起的电压扩展器和RF探头如图所示。整体长度为/英寸手持舒适。如果需要更多灵活性可用同轴电缆连接两者(见图)而不会对测量准确性造成过多影响。信电压扩展器的设计思路和倍电压扩展器一样包括可调电容器(见图)可变电容的V/DC耐压限制了RF最大输入值为V(RMS)。如果仅使用于RF探头及DVM就没有意义了因为倍电压扩展器已经包括这个范围。后面我们将了解它在RF探头及电压表中的用途。倍单元也使用一套有孔的、两端开口的酚醛管孔用来调整可变电容器开口缝隙用来引出接地导线压紧在连接器螺丝上。为了满足MHz高频的需要连接个SO一同轴连接表电压测量范围器的英寸螺丝必须被绝缘可以在连接器孔上使用塑料垫圈进行绝缘。实际上需要#X英寸长的螺栓笔者使用的是/英寸的螺栓代替但是如果你能找到更长的螺栓那将是这个扩展器的最佳装配方式否则可以用尼龙棒和更短的螺丝组装(见图~:图)。输入端的钩型探夹、探针和输出端的公对公转接头或同轴电缆与电压扩展器一起使用。倍电压扩展器的作用是和信电压扩展器组合构成倍的电压扩展器以便将电压范围从V扩展~JV(WQ在匹配条件下)。每个扩展器中的可调电容各自承担一半的输入电压。因为是和倍扩展器中的RC部分共同进行分压所以图中的倍扩展器只有一个RC部分。装配结构如图所示仍采用以前的管状结构但不需要接地导线的开槽个固定螺丝形成了接地通道。图中显示了两个扩展器串联的情形。表显示了各个扩展器的输入电容。当对Q负载阻抗进行测量时.扩展器的输入电容对MHz以下没有影响。当负载阻抗更大时则需考虑由其引入的误差。输入电容对负载的影响可用下面的公式表达当无输入电容的电表测量值下降到实际电压值dB时该公式表示阻抗、电容和频率之间的关系:f一~RLCP其中f~dB损失频率月为负载阻抗G为探针电容例如负载阻抗为kO探头电容为’.pFdB压降时频率大约为MHz误差为%。如果用衰减器取代扩展器则不会出现这个问题因为它具有固定的负载阻抗在高频率为G或在低频率为。Q。探头不能选择其频率或负载阻抗因此需要在测无线电.图RF电压表电路图。DVM提供比面板表头更高的读出精度当S放在BT位置面板表头指示满度时电池的电压为V。S.PT英寸直径非短路旋转开关。一条单点接线支架安装在表头背面的引线螺丝上为表头电阻提供安装支点。以下电阻器采用碳膜或金属膜电阻(/W.%):.kQ.kQk(】kQ。个电位器选用顶部调节的圈陶瓷多圈电位器。用于连接RF探头输入和用于连接可选DVM的输出连接器采用两个双联香蕉插座。电阻器、电容器、IC、二极管和电位器安装在万用印板上。表头、香蕉插座和开关安装在机箱前面板上外接电源插座安装于机箱背板。一壅用宴塞一j.量中认真思考和灵活应用。但这些扩展器在.或o。Q下不会有问题。表给出了仅使用电压扩展器和RF探头组合与具有M输入阻抗的DVM的电压测量范围汇总列表。电压扩展器在使用时应采取安全预防措施避免人身受到高电压的伤害。在电压扩展器的两端以及RF探头的一端装有同轴连接器座它们的地相连并接入电压表。当使用AC供电的V电源时电压表被接地。当使用电池操作时电压表通过接地连接线夹连接到测试电路的地。如果各个连接插座以及接地连接线是可靠的则效果是令人满意的。此外为了保险起见使用绝缘胶带缠绕连接器并用塑料套管包裹电压扩展器以防止在测试中接触到手或设备。因为要展示探头和电压扩展器的结构在本文的图片中没有显示这些措施。电压扩展器的频率响应使用RF信号发生器调整在~m包括MHz的各业余波段的中心频率上。从~m的误差是.%(.dB)在m波段以及MHz减少到.%(.dB)。~m的恒定误差大概归结于测试器材的固有误差。示波器的带宽为MHz输入电阻和输入电IIII瀚鹱翳一。囵E曩lI』匿霍Il雷嘲戆瓣圈图O电压表内部图。RG.同轴电缆连接输入和输出香蕉插座到电路板。可以看到波段开关、接线支架条以及电池。容分别为MQ和pF导致对电压扩展器输出负载的影响。同时示波器还有一个%的读出误差。当电压扩展器元件精度为%时总误差不会超过.%电压扩展器的固有误差低于此。在整体频率响应被测量之前可调电容器被调整在MHz的中心频率上。电压表电压表配合RF探头使用时可获得许多成效:其一增加了探头和DVM的测量

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