CB klub Česká Lípa CL - Charlie Lima CB klub Česká lípa, z.s.

Přizpůsobení poněkud jinak

Kategorie: Láďa Fórum - technické okénko, Archiv, Všechny články

2.3.2004 15:36:07 - Láďa Fórum - Technické okénko Ládi Fórum - ...máte zájem si přizpůsobit napáječ ke staničce a nemáte chuť se pouštět do stavby "match boxu"?

V předešlém článku a článku od Martina Lesná je popsáno, jak lze se dopracovat k funkčnímu "match boxu". Problém se sháněním vhodných ladících kondenzátorů a jiných drobností může hned v úvodě mnoho zájemců odradit od stavby. Je pravdou na druhé straně, že na domácím stanovišti při práci s anténou a napájecím vedením ve stabilním stavu, zřejmě jen jednou provedeme "match boxem" korekci přizpůsobení. V čase následném již takového zásahu není potřebné a "match box" se jeví jako "nevyužitý". V případě, že je nutné na domácím stanovišti při práci soustavně provádět ladění napájecího vedení - je zřejmě potřeba provést kontrolu pomocí vhodných přístrojů (anténový analyzér RF, MFJ, šumový můstek), nalézt závadu a pokusit se odstranit její příčinu. Je pravda, že SWR v hodnotách do 1.5 není "smrtelně" nebezpečné pro koncové tranzistory vysílače.
Situace na kopcích je poněkud odlišná a v konkrétních podmínkách lze s úspěchem používat "match box" - jeho využití je "účelné". Opodstatněnost použití "match boxu" na přechodném stanovišti je dána mimo jiné i tím, že na kopec jezdíme na krátký časový úsek a času na nějaké "ladění" našeho anténového hospodářství tam obvykle zase tolik není. Jak bylo popsáno v seriálu o anténách i v Miniseriálu - naši anténu zcela určitě ovlivňuje okolní prostředí ve kterém anténa pracuje a to v míře dané konkrétními podmínkami stanoviště - to v plném rozsahu platí i pro anténu umístěnou v "domácím" prostředí. 
Na druhé straně, jak už bylo řečeno v předcházejícím článku, je daleko výhodnější mít dobře seřízenou anténu a napáječ ve vztahu k impedanci na vstupním konektoru naší staničky. V takovém případě se určitě zredukují starosti s dodatečným "přizpůsobováním" vzájemných impedancí.
V tomto článku se pokusím vám nabídnout jiné řešení, vhodné zejména pro trvalá stanoviště bez nutnosti stavět PÍ článek.

Nejdříve si něco povíme, proč je v některých případech vhodné provést téměř dokonalé přizpůsobení napáječe k našemu zařízení. V předešlých článcích bylo několikrát řečeno, že napáječe - koaxy stejného typu, různého stáří i doby používání mohou v důsledku vlivů stárnutí měnit své vf vlastnosti a to obvykle směrem k jejich zhoršování. Ani ten nejnovější koaxiální napáječ nemá vlnový odpor roven deklarované hodnotě např. 50ohm - pokud ano, tak máte štěstí... Jeho hodnota je v tolerančním pásmu a lze to zjistit u konkrétního koaxiálního napáječe měřením pomocí šumového můstku, anténového analyzátoru nebo měřičem impedance atp. Na naší staničce máme vstupní konektor a jeho impedance je také v jistém tolerančním poli daném výrobcem. Nelze ani v sériové výrobě vyrobit tisíce kusů staniček se stejnými parametry - je to logické a v takovém případě je potřeba u uživatele buď si nechat seřídit vstupní impedanci na požadovaných 50 ohmů, nebo provést dodatečné přizpůsobení přenosové trasy vloženými elementy, pomocí kterých lze přizpůsobení zajistit v požadované úrovni.
Na vložené elementy přizpůsobovací, je potřebné nahlížet z různých úhlů pohledu a provést si jednoduchou úvahu vedoucí k rozumnému rozhodnutí směřující k realizaci vhodných opatření, mající v důsledcích být i přínosem ve vztahu k požadovanému efektu.
Změříme míru nepřizpůsobení, tedy PSV na místech s předpokládaným nepřizpůsobením:
- místo spojení anténa-napáječ
- napáječ-vstupní konektor staničky
- změříme impedanci na vstupním konektoru staničky
Při "přemýšlení" nad zjištěnými výsledky snadno rozhodneme, co budeme přizpůsobovat a k čemu. 
V prvé řadě se naše snažení bude ubírat směrem k nastavení požadované normované impedance na vstupním PL konektoru naší staničky. Prakticky každá stanička má obvykle za vstupním PL konektorem připojen obvod, kterým lze v jistém rozsahu upravit vstupní impedanci.
Podotýkám, že pro uživatele s malými znalostmi problematiky a bez vhodného měřícího vybavení, důrazně nedoporučuji takové regulační zásahy provádět doma pomocí "cejchovaného" šroubováku. Vřele doporučuji raději takový regulační zásah svěřit autorizovanému servisu!!!
Tak a máme seřízenou vstupní impedanci na staničce. To je vhodný základ pro další práce spojené řešením nevhodného přizpůsobení. 

Na tomto místě se zmíním, co to je "nevhodná" míra nepřizpůsobení.
Je pro práci nezbytné mít PSV v hodnotě 1:1.0? Lze říci, že takové hodnoty potřeba není, vysvětlení je dáno teorií, kterou se tady zabývat podrobně nebudeme. Pokud zjednodušíme problém, lze říci, že s jistou mírou nepřizpůsobení musíme počítat při praktickém provozu na pásmu a říká se jí "přípustná míra nepřizpůsobení".

Povolená míra nepřizpůsobení dosahuje:
u komerčních stanic hodnot 1:1.41
pro amatérskou oblast je hodnota do 1:2

pro uživatele CB se ustálilo "vyšponovat" povolenou míru nepřizpůsobení na neuvěřitelných 1:1.

Proč je zaveden pojem "přípustná míra nepřizpůsobení" - je poměrně častá otázka čtenářů, kteří se s tímto dotazem na mne nezřídka obracejí. 
Z teorie antén je zřejmé, že anténa je navržena pro práci na tzv. rezonančním kmitočtu. Převážná většina uživatelů má pro svou práci vymezen segment kmitočtů, vyjma některých profesionálních stanic, které pracují výhradně na jednom kmitočtu z celého segmentu pásma přiděleného takové službě.
Z uvedeného je zřejmé, že pro práci v celém segmentu přidělených kmitočtů při zajištění požadavku na dokonalé přizpůsobení, bychom teoreticky potřebovali mnoho samostatných antén pro každý kmitočet (kanál - u CB), naladěných do rezonance nebo jednu anténu s možností ji průběžně dolaďovat v závislosti na požadovaném pracovním kmitočtu. Je z praxe zřejmé, že takový požadavek nelze z mnoha důvodů v podmínkách běžných uživatelů CB pásma realizovat. Jak se s tímto problémem vypořádat? Praxe ukázala, že požadavek na dokonalé přizpůsobení není dogmatem a lze s uspokojivými výsledky pracovat v celém segmentu přidělených kmitočtů při použití jediné antény. To je do jisté míry protikladem ve vztahu k teorii a tak byl zaveden pojem "použitelná míra nepřizpůsobení" - analogicky - použitelná šířka pracovního pásma kmitočtů, pro daný typ uvažované antény.
Pokud se vrátíme k teorii, je zřejmé, že pokud použijeme jednu anténu pro práci v celém segmentu pásma, musíme zákonitě očekávat jisté "zhoršení" sledovaných parametrů naší antény a to pod i nad kmitočtem, na který je naše anténa laděna. Důsledkem je zhoršení sledovaných parametrů - zejména SWR (PSV) na okrajích pracovního pásma segmentu přidělených kmitočtů. 

 


Vrátíme se k původnímu tématu článku. Nabídnul jsem čtenářům možnost použít k přizpůsobení vzájemné impedance jiný komponent, než je PÍ článek. 
Použijeme čtvrtvlnové vedení. Mnozí zřejmě v tuto chvíli přestávají dále číst, ale nemusí mít významnější obavy...

K přizpůsobení impedancí můžeme podle obecné teorie použít i čtvrtvlnového vedení připojeného k místu, kde rozdíl vzájemných impedancí je významný.
Dále popisované přizpůsobení představuje jedno z nejdokonalejších obvodových řešení, vhodné zejména pro příjem slabých signálů z oblastí mezního příjmu, kde dokonalé přizpůsobení je potřebné k dosažení příznivého poměru signál/šum ve prospěch užitečného signálu.
Z teorie je zřejmé, že vstupní impedance napáječe u vstupního konektoru zařízení se skládá ze složky reálné a imaginární - nakonec stručná zmínka je i v tomto článku. Abychom dosáhli správného a požadovaného přizpůsobení, budeme měnit nejen délku krátkého vedení viz:

 

délka napájecího vedení ve vztahu k délce vlny

 

ale i jeho vzdálenost od vstupního konektoru zařízení. Pokud si uvědomíme, že vedení naprázdno kratší než 1/4 vlnové délky působí na na vstupu jako kapacitní zátěž, kterou lze kompenzovat indukční složku vstupní impedance napáječe, kdežto vedení nakrátko, kratší než 1/4 vlnové délky, jeví se na vstupním konektoru jako indukčnost, kterou kompenzujeme kapacitní složku vstupní impedance napáječe.

Schematicky si popisovaný přizpůsobovací obvod můžete prohlédnout na obrázku.

 

zkrat_1jpg.jpg: Pokud se ti obrázek nezobrazí klikni pravým tlačítkem myši na nějaké místo v obrázku a vyber ZOBRAZIT OBRÁZEK

 

Postup pro nastavení krátkého paralelního vedení není výrazně složitý - vyžaduje ovšem jistou míru trpělivosti.
Nedříve najdeme vzdálenost označenou na obrázku "B" při délce krátkého vedení "A" jen poněkud menší než 1/4 vlnové délky. V dalším zjistíme, zda je přizpůsobení lepší při vedení naprázdno nebo nakrátko, a potom paralelní vedení (jeho délku "A") zkracujeme, až dosáhneme nejpříznivějšího přizpůsobení. Nakonec se pokusíme o zlepšení malou změnou vzdálenosti "B". Při použití koaxiálního napáječe jako krátkého vedení - zkratování provedeme pomocí zapíchnutého ocelového špendlíku tak, aby stínění bylo spolehlivě propojeno se středovým vodiče. Po ukončeném ladění lze krátké vedení zkrátit na délku odpovídající místu zkratu koaxiálního kabelu. 
Jinak samozřejmě lze problematiku vhodných vzdáleností vypočítat poměrně přesně, ovšem výsledek v praktickém provedení bude značně ovlivněn vlastnostmi konkrétního napáječe i vlastními impedancemi, které budeme přizpůsobovat.
Závěrem už nezbývá nic jiného, než se věnovat praktickému provedení přizpůsobovacímu elementu.

 


IMG_0010u.jpg: Pokud se ti obrázek nezobrazí klikni pravým tlačítkem myši na nějaké místo v obrázku a vyber ZOBRAZIT OBRÁZEK

IMG_0009u.jpg: Pokud se ti obrázek nezobrazí klikni pravým tlačítkem myši na nějaké místo v obrázku a vyber ZOBRAZIT OBRÁZEK

zkrat_099u.jpg: Pokud se ti obrázek nezobrazí klikni pravým tlačítkem myši na nějaké místo v obrázku a vyber ZOBRAZIT OBRÁZEK

 

Na obrázku si můžete prohlédnout popisovanou sestavu vhodnou pro přizpůsobení v pásmu PMR. Pro CB klasické pásmo budou použity stejné díly, jen se změní délka zkratovaného pahýlu a propojovací vedení mezi T-kusem a zařízením. 
Praktické provedení a pro počáteční pokusy bude vhodné si opatřit tzv. T - kusy PL konektorů a PL spojky. Dále si opatříme kousky koaxu v různých délkách opatřených na jednom konci PL konektorem. V dalším si vyrobíme vhodně dlouhé propojky opatřené PL konektory. Jejich délky budou záviset na zkracovacím činiteli koaxu právě použitého.
Pokud máme připraven materiál - můžeme začít s pokusy. Nejdříve vložíme mezi anténový přívod a stanici T-kus, kde na stranu blíže ke stanici ještě přidáme propojku z koaxiálního kabelu opatřenou PL konektory ve vhodné délce s tím, že mezi propojku a stanici vložíme PL spojku a SWR metr.
V dalším připojíme na volný vývod T-kusu připravený koaxiální kabel v popsané délce o málo delší než 1/4 vlnové délky.
Změříme SWR a výsledek poznamenáme do poznámek. To bude náš tzv. výchozí bod ladění napáječe. Při tomto úkonu je vhodné také zjistit v režimu poslechu na přijímači staničky - úroveň síly poměrového S-indikátoru na zvoleném pracovním kmitočtu nejlépe tak, že si s kolegou ve vhodné vzdálenosti dohodneme vysílání signálu z jednoho místa a se stejnou intenzitou. Výchylku S-metru si rovněž poznamenáme.
V dalším budeme postupně zkratovat připojené 1/4 vlnové vedení a to od konce směrem blíže k vedení. Každou změnu vzdálenosti, SWR a výchylku S-metru pečlivě zaznamenáme.
Uvedený postup opakujeme až dosáhneme požadované hodnoty přizpůsobení (SWR) a výchylka S-metru je nejvyšší při režimu poslechu od protistanice.
V případě, že dalším posuvem zkratu po přizpůsobovacím 1/4 vlnovém pahýlu nevede ke zlepšení sledovaných parametrů - lze opatrně posunout vzdálenost T-kusu od vstupního konektoru staničky vložením jiné délky propojovací spojky z koaxu. Výsledky si opět poznamenáme a z trendu změn sledovaných hodnot lze snadno určit, zda bude vhodné upravit ještě vzdálenost T-kusu od staničky. 
Po několika regulačních pokusech lze dosáhnout téměř ideálního stavu přizpůsobení jak ve vztahu k vysílání tak i na straně příjmu.
Po ukončeném ladění je možné ještě provést kontrolu ladění pomocí šumového můstku, který při jinak pečlivé práci jen potvrdí, že vše je v pořádku.
Popisovaný způsob přizpůsobení je v každém případě výrazně jednodušší a není potřebné si obstarávat drahé a možná i méně dostupné otočné kondenzátory a cívku.

Přeji těm, kteří se rozhodnou si vyzkoušet tento ne často používaný způsob přizpůsobení - mnoho zdaru a úspěchů.

 

Autor: Láďa Fórum

Odkaz na originál článku