КСВ-метр

[UN7CI]

Здравствуйте. Я разрабатываю часть составного устройства, выполняющего несколько функций. Моя задача реализовать схему КСВ-метра. Идея такая - брать обычный мостовой измеритель, но вместо баловства с тумблером, амперметром и потенциометром, сделать так. Выходы моста, на которых устанавливается напряжение Uпад и Uотр, подсоединить ко входам микроконтроллера, который через встроенный АЦП измерит эти напряжения, эатем посчитает по всем известной формуле КСВ.

Извините за уточняющий вопрос:
Вы предлагаете измерять (отбраковывать) электрические кабели тестируя их радиочастотным КСВ-метром с индикацией результата замера на дисплее?

[Riff]

Всем большое спасибо за помощь!
Окончательно домыслил схему, собрал, протестировал - все работает.
Отвечу на вопрос, а потом вставлю схему и напишу принцип работы (проверьте, пожалуйста, прав ли я?)

UN7CI

Вы предлагаете измерять (отбраковывать) электрические кабели тестируя их радиочастотным КСВ-метром с индикацией результата замера на дисплее?

Нет, отбраковывать я не собираюсь Моя задача - просто измерить и сказать, есть ли отклонения от нормы. Тестируемый кабель подсоединяется к устройству, которое подключено к компьютеру. При нажатии кнопки "Старт" в компьютерной программе, в устройстве происходит измерение напряжений падающей и отраженной волны. Затем МК считает на основе этих значений КСВ и передает его в компьютер, который выводит это число на экран.

А сейчас - схема и объяснение ее работы.
Итак, для того, чтобы измерить КСВ, нужно посчитать напряжения падающей и отраженной волны (Uпад и Uотр).
На схеме:
напряжение падающей волны - это напряжение на резисторе R2, то есть между точкой 2 и землей.
Напряжение отраженной волны - это напряжение в диагонали моста (между точками 2 и 3).
Таким образом, чтобы посчитать КСВ, необходимо измерить эти 2 напряжения.
Однако, напряжение Uотр таким способом измерить не удастся, так как для измерения используется АЦП микроконтроллера, который измеряет напряжение между какой-либо точкой и землей. Подключить точку 2 к земле (чтобы измерить Uотр) мы не можем, так как тогда резистор R2 окажется исключенным из моста.
Однако можно измерить напряжение между точкой 3 и землей. Это напряжение, очевидно, будет равно сумме напряжений между точками 3 и 2 и между точкой 2 и землей, то есть

U(3-GND) = U(3-2) + U(2-GND), откуда

U(3-2) = U(3-GND) - U(2-GND)

Но мы знаем, что U(2-GND) - это напряжение падающей волны, следовательно, зная его и измерив U(3-GND), мы найдем напряжение отраженной волны

Uотр = U(3-GND) - Uпад

И теперь останется только посчитать в микроконтроллере значение КСВ

КСВ = (Uпад+Uотр)/(Uпад-Uотр) = (Uпад + U(3-GND) - Uпад)/(Uпад - U(3-GND) + Uпад)

КСВ = (U(3-GND))/(2Uпад - U(3-GND))

Резисторы R1 - R3 - три плеча моста (четвертый - волновое сопротивление тестируемого кабеля). V1-C2 и V2-C1 - детекторы сигнала для его измерения вольтметром. R4-C3 и R5-C4 - фильтры для подавление ВЧ на выходе.

Еще раз всем спасибо.

[RA3DQP]

Может быть, не совсем корректно такое НЕСИММЕТРИЧНОЕ включение тестируемого СИММЕТРИЧНОГО кабеля? Всё-таки Вы собираетесь контролировать отклонение от нормы волнового сопротивления этого кабеля, которое зависит от индуктивности и ёмкости кабеля, но не относительно земли (для симметричного кабеля).

[Riff]

RA3DQP

Может быть, не совсем корректно такое НЕСИММЕТРИЧНОЕ включение тестируемого СИММЕТРИЧНОГО кабеля? Всё-таки Вы собираетесь контролировать отклонение от нормы волнового сопротивления этого кабеля, которое зависит от индуктивности и ёмкости кабеля, но не относительно земли (для симметричного кабеля).

Подождите... Но ведь в схеме RU3AX точно такое же включение кабеля. Вообще, отличие схем только в одном - конденсатор C1 подключается не к точке 2, а к земле.... Или в схеме RU3AX тоже подключение несимметричное? И куда кабель должен быть подключен, чтобы подключение стало симметричным?

[RU3AX]

...Моя задача - просто измерить и сказать, есть ли отклонения от нормы.

А Вас не настораживает, что в этих линиях нет "нормы", т. е. параметр волнового сопротивления не нормируется при изготовлении? Его величина известна, как полагаю, на уровне 20 процентов (не лучше).

Теперь о собственно измерениях (не важно чего). Этот метод принципиально имеет заметную погрешность, поскольку малая величина определяется по разности двух относительно больших, поэтому относительно небольшие ошибки в их определении могут дать большую ошибку в конечном результате.

И хотел бы обратить внимание, что в предлагавшихся Вам схемах измеритель отраженной волны работает с ОБЩИМ проводом (в венгерско-немецком варианте - покорректнее). Т. е. выходной сигнал можно подавать прямо на АЦП. Почему у Вас не пошел прямой вариант - даже гадать не берусь.

Добавлено через 9 минут
Кроме проблемы с симметрированием (отдельный вопрос - приведенные схемы были под коаксиальный кабель) есть и еще одна проблема. При длине 300 метров полагаю, что потери на интересующих частотах (100 МГц, к примеру) будут заметными и тогда измеренное значение КСВ будет существенно лучше, чем на самом деле.

[rttyman]

Вопрос к тем, кто "шпрэкать" умеет, в той венгерской схеме текстолит односторонний или двух? Хочу собрать, авось заработает на 1200МГц...

[DJ4MB]

Вопрос к тем, кто "шпрэкать" умеет, в той венгерской схеме текстолит односторонний или двух? Хочу собрать, авось заработает на 1200МГц...

To RTTYMAN

Что на двухсторонном - особо не указано,значить односторонный.

всем.всем....

Дискуссия тянется уже неделю и идет все дальше в линию
"какой я умный и как много знаю"...за это время можно было бы
какой то конкретный вариант сколотить и опробовать.Пойдет -
обсудить,как "вылизать",не пойдет - подумать почему,доправить или
отбросить и другой искать...
Ведь нужен "показометр" ,да при измерении КСВ 5-10% - это почти
"лабораторный" результат, такой и для ВУЗа не стыдно.
Ну а теперь дело продвинулось.
Кстати если сопротивление линии не нормируется,
(для двух СКРУЧЕННЫХ проводов 100 Ом думаю многовато),то надо его померять,и потом
мость на соответствующее сопротивление строить.К тому же -потери в двухпроводной линии
довольно небольшие (по сравнении с коаксом),а при очень! длинной линии можно повысить
мощу генератора.
SK

[RU3AX]

...
Потери в двухпроводной линии довольно небольшие (по сравнении с коаксом),
к тому - же при очень! длинной линии можно повысить мощу генератора.

Поскольку я не понимаю, какое отношение моща генератора имеет к потерям в линии ("хучь какой") и их влиянии на КСВ, то я тоже SK.

[DJ4MB]

Борис,
Моща генератора потери в линии не меняет,а напруги на КСВ-Метр,
диоды могут с прямой части характеристики "сползти",так и померяеш
1+0/1-0 и т.п.

73 ,Весо

[Riff]

И хотел бы обратить внимание, что в предлагавшихся Вам схемах измеритель отраженной волны работает с ОБЩИМ проводом (в венгерско-немецком варианте - покорректнее). Т. е. выходной сигнал можно подавать прямо на АЦП. Почему у Вас не пошел прямой вариант - даже гадать не берусь.

RU3AX, но вы же сами, после того, как мне были предложены ие варианты, сказали, что

рекомендации даются по другому поводу (т. е. не по вопросу)

И что схемка подойдет на основе резисторного моста. Поэтому я и не стал в той схеме подробно разбираться (тем более, что немецкого не знаю), а стал делать по вашей схеме.

А Вас не настораживает, что в этих линиях нет "нормы", т. е. параметр волнового сопротивления не нормируется при изготовлении? Его величина известна, как полагаю, на уровне 20 процентов (не лучше).

Но ведь тогда получается, что резисторный мост для измерения КСВ здесь совсем не подходит? Но вы же именно его посоветовали...

DJ4MB

за это время можно было бы какой то конкретный вариант сколотить и опробовать.Пойдет - обсудить,как "вылизать",не пойдет - подумать почему,доправить или отбросить и другой искать...

Вариант сколочен и опробован. При нагрузке 100 Ом показывает 1, при размыкании - бесконечность. Другие значения просто так не проверить - это нужно с чем-то сравнивать.
Однако теперь вот говорят, что работать это все не будет и нужно все с нуля начинать...

Кстати если сопротивление линии не нормируется, (для двух СКРУЧЕННЫХ проводов 100 Ом думаю многовато),то надо его померять,и потом мость на соответствующее сопротивление строить.

Не знаю... Везде, где смотрел, пишут, что 100 Ом...

А насчет длинной линии (до 300 метров) - это я сказал просто чтобы была отправная точка. Если максимальная длина будет 150 м - ничего страшного (да даже и 100, я думаю, прокатит).

Всем - вы мне просто скажите, пожалуйста, определенно, КАКУЮ из предложенных схем мне делать - и я сделаю. Просто чтобы точно знать, что если я ее сделаю, то она будет на моем кабеле работать. Чтобы потом, когда я уже спаяю и отлажу, мне не сказали, "вообще-то, эта схема на самом деле тебе совсем не подходит"...

Еще раз всем спасибо.

[UN7CI]

Дело - в принципе.
Насколько мне известно: значение КСВ - определяет степень согласования генератора с нагрузкой посредством фидера. Изменения в параметрах на уровне контроля качества, а не замкнуто-разомкнутого фидера (электрического кабеля, а не радиочастотного) КСВ-метром обнаружены не будут. Т.е сама идея производственного контроля качества продукции на реакции стоячих волн, а не обсуждаемый радиолюбительский КСВ-метр, далека от внедрения.

[rttyman]

2 Riff

А вы одолжите у кого-то бухту кабеля и проверьте!
Бывает так, что от практики толку больше, чем от теории.

[Riff]

UN7CI, ну поймите вы... Мне не нужно это никуда внедрять. Нет никакого контроля качества.
Мне просто нужно устройство, у которого на входе будет кабель, а на выходе - его КСВ. Все, больше ничего не нужно. Как это будут использовать, и будут ли - меня это никак не касется. Просто скажите, какую из схем собирать, и, если можно, подскажите, как ее "подогнать" под 100-омный кабель. Понимаете, у меня сроки поджимают. Еще неделя -две - и можно уже будет вообще ничего не делать. А мне надо не только спаять и протестить это устройство, но и соответствующим образом изменить схему и плату всего составного прибора, и вдобавок сделать описательную часть.

rttyman, в смысле на уже собранном проверить?

[rttyman]

Да.

Только не забывайте, что блок схема всего комплекса такая :

ГЕНЕРАТОР-КСВметр-КАБЕЛЬ-ЕКВИВАЛЕНТ_НАГРУЗКИ.

А то вы всё время о последнем компоненте забываете что ли, или просто опускаете за понятностью?

[Riff]

rttyman, нет-нет, я всегда резистор подключаю для измерений, это понятно.Иначе как бы я мог сказать, что схема работает?