Страница 1 из 10 12345678 ... ПоследняяПоследняя
Показано с 1 по 15 из 142

Тема: КПД согласующего устройства

  1. #1
    Коротковолновик
    Регистрация
    14.05.2018
    Адрес
    Санкт-Петербург
    Возраст
    56
    Сообщений
    250
    Поблагодарили
    202
    Поблагодарил
    82

    КПД согласующего устройства

    Приветствую всех коллег!

    Собственно, тема родилась из дискуссии с Валентином RX1AG в этой теме. Я не согласился с утверждением, что Т-образное согласующее устройство имеет "низкий КПД" и "огромные потери".

    Цитата Сообщение от RX1AG Посмотреть сообщение
    Не убедительно, не верю...
    Ну что ж, соглашусь, по вопросам веры нужно обращаться в более другие другие учреждения любой подходящей конфессии Спасибо, кстати, за дискуссию и (обоснованные?) сомнения, зароненные в мою душу! В результате я провел натурный эксперимент и исследовал передачу сигнала через СУ, дабы не быть голословным.

    Итак: источник сигнала - трансивер, выходная мощность установлена на уровне примерно 40-50 Вт (для эксперимента точное значение не принципиально, да и показометр трансивера - это скорее "индикатор" мощности). Нагрузка - эквивалент 50 Ом (с точностью +/-1% на постоянном токе, на нашем питерском форуме фото есть в этой теме на последней странице). Ну и плюс исследуемое СУ (о котором я уже упоминал ранее) и ВЧ вольтметр. И еще пара коротких (1 м и 20 см) кабелей с разъемами СР-50 для подключения. Частота сигнала 14 МГц (14.028).
    Результаты:
    - при подключении напрямую трансивер -> эквивалент напряжение на эквиваленте 49 В, мощность, соответственно, получается 48 Вт. КСВ по встроенному индикатору трансивера, как и следует ожидать, строго 1.
    - подключаем между трансивером и эквивалентом Т-образное СУ, выводим КСВ в 1 по встроенному индикатору СУ (описано в упомянутой теме) органами управления. Напряжение на эквиваленте 46 В, мощность, соответственно, 42 Вт. Показание КСВ по индикатору трансивера при настроенном СУ тоже строго 1. Положение катушки СУ - первый "щелчок", то есть работают два витка.
    Итого, КПД согласующего устройства в данной реализации - 0.875. Потери в СУ есть, безусловно (а где их нет?), но называть их "огромными" и говорить про "низкий КПД" я бы не стал....

    Кстати, дополнительно убедился: минимум КСВ по встроенному индикатору СУ соответствует максимуму показаний ВЧ вольтметра на нагрузке, т.е. максимальной мощности в нагрузке, и минимуму же показаний по индикатору КСВ трансивера (ну этого и следовало ожидать, не так ли?).


  2. #2
    Коротковолновик
    Регистрация
    16.03.2013
    Сообщений
    449
    Поблагодарили
    253
    Поблагодарил
    43
    Если есть возможность, подключите, пожалуйста, нагрузку такую, чтобы КСВ был, например, около 3-х. И снова посмотрите КПД СУ. Считается, что чем больше различается входное/выходное сопротивление между собой, тем ниже КПД СУ.

  3. #3
    Мастер Аватар для RX3AKF
    Регистрация
    18.03.2013
    Адрес
    Москва (TM)
    Возраст
    52
    Сообщений
    752
    Поблагодарили
    158
    Поблагодарил
    53
    Чем больше реактивная составляющая по отношению к активному сопротивлению, тем меньше КПД.

  4. #4
    Коротковолновик
    Регистрация
    14.05.2018
    Адрес
    Санкт-Петербург
    Возраст
    56
    Сообщений
    250
    Поблагодарили
    202
    Поблагодарил
    82
    RA6AGY, спасибо за идею! Не откладывая в долгий ящик, провел еще один эксперимент.

    Правда, сильно высокоомного эквивалента нет - поэтому использовал второй эквивалент, еще более 20 лет назад собранную классическую "беличью клетку" из резисторов МЛТ-2 на 75 Ом примерно 40 Вт - замеренное сопротивление на постоянном токе 74,4 Ом. Увы, никаких других эквивалентов у меня нет и не планируется.

    Результаты:
    - при подключении к трансиверу КСВ-метр трансивера показал законную "полторашку",
    - после отрабатывания тюнера трансивера КСВ по встроенному индикатору примерно 1...1,05, напряжение на эквиваленте 58 В, мощность 45 Вт,
    - подключаем между трансивером и эквивалентом Т-образное СУ, выводим КСВ в 1 по встроенному индикатору СУ (описано в упомянутой теме) органами управления и дополнительно подстраиваем тюнер трансивера. Напряжение на эквиваленте осталось все те же 58 В (может, 1-2 десятых плюс-минус - вольтметр у меня аналоговый, поэтому единицы вольт отсчитываются без проблем, а вот доли вольта при таких значениях - это уже фикция), мощность, соответственно, те же 45 Вт. Показание КСВ по индикатору трансивера при настроенном СУ тоже строго 1. Положение катушки СУ - третий "щелчок", работают пять витков.
    - отключаем тюнер трансивера, при этом КСВ по встроенному индикатору трансивера остается 1, по индикатору СУ - тоже 1, а вот напряжение на эквиваленте возросло до 60 В (мощность 48 Вт). Этот эффект я могу объяснить только тем, что очевидно тюнер трансивера тоже вносит какие-то потери в тракт.

    Итого, КПД Т-образного согласующего устройства в данном эксперименте оказался близким к 100%. Да, мощность в эквивалент через СУ отдается хорошо - он ощутимо греется (22 резистора - 44 Вт макс.), поэтому длительного "нажатия" я не давал.

  5. #5
    Экстра-класс Аватар для UR4III
    Регистрация
    28.08.2002
    Адрес
    Донецк, Украина
    Возраст
    73
    Сообщений
    2,003
    Поблагодарили
    470
    Поблагодарил
    181
    По большому счёту энергия теряется только на омическом сопротивлении провода катушки. В Мане можно прикинуть его погонное сопротивление для любой частоты. Для этого поместите в "свободное пространство" "резонансный" симметричный вибратор и снимите его входное сопротивление при "без потерь" и "медь". Разницу поделите на длину вибратора.

  6. #6
    пилигрим
    Регистрация
    31.05.2019
    Адрес
    д.Шеметово, KO94GL, MO-86
    Сообщений
    60
    Поблагодарили
    40
    Поблагодарил
    35
    Цитата Сообщение от RM1F Посмотреть сообщение
    Итого, КПД Т-образного согласующего устройства в данном эксперименте оказался близким к 100%. Да, мощность в эквивалент через СУ отдается хорошо - он ощутимо греется (22 резистора - 44 Вт макс.), поэтому длительного "нажатия" я не давал.
    Дико извиняюсь, "лабораторная работа" выполнена на "пять"!!!
    А теперь практикум проведите. Те же 50 ватт на резонансной антенне, скажем, диполь или дельта 80-метрового диапазона, антенна согласованная, ни как иначе. Трансивер без тюнера и СУ. Показометр регистрирует КСВ в пределах 1,2-1,5(+/-).
    Измеряем напряжение, высчитываем мощность. Далее, эту же антенну, при помощи Т-образного (либо любой другой конструкции)СУ согласуем, ну пусть на 20-ке. Ситуация, как я думаю, знакомая для большинства рядовых радиолюбителей, у которых нет возможности установить комплекс антенн, чтобы перекрыть хотя бы 80-40-20-15-10 ( в т.ч. и я ). Измеряем напряжение на входе СУ, и на выходе, показометр "вгоняем" в те же 1,2-1,5. Учитывая некоторую кратность диапазона, потери в СУ будут в районе 35-40 %, а "псевдосогласование" на 10 или 21 мгц, украдет у Вас больше половины. Не верите? Попробуйте.
    Лабораторные эксперименты с нагрузкой(у которой реактивная составляющая сведена к минимуму) это очень интересно, а вот с реальной антенной куда забавнее.
    Цитата Сообщение от RX3AKF Посмотреть сообщение
    Чем больше реактивная составляющая по отношению к активному сопротивлению, тем меньше КПД.
    Точнее сказать нельзя

  7. #7
    Радиослушатель
    Регистрация
    10.04.2010
    Возраст
    68
    Сообщений
    46
    Поблагодарили
    14
    Поблагодарил
    0
    Цитата Сообщение от RC3FT Посмотреть сообщение
    Лабораторные эксперименты с нагрузкой(у которой реактивная составляющая сведена к минимуму) это очень интересно, а вот с реальной антенной куда забавнее.
    Купил мужик новую машину и рассказывает соседу какая она хорошая, удобная, быстрая, мощная - целых 200лс.
    А сосед в ответ: ну чо она могет со своими 200 лошадями? Я вона ДТшку заведу и 54 лошадями всё поле мигом вспашу! От такто!!

    Каждому инструменту свои задачи. Тем более для НЕ Антенн.

  8. #8
    Коротковолновик
    Регистрация
    14.05.2018
    Адрес
    Санкт-Петербург
    Возраст
    56
    Сообщений
    250
    Поблагодарили
    202
    Поблагодарил
    82
    Цитата Сообщение от UR4III Посмотреть сообщение
    По большому счёту энергия теряется только на омическом сопротивлении провода катушки.
    Это не так. Энергия теряется не только на омическом сопротивлении катушки, но и на омическом сопротивлении проводников, переходных сопротивлениях контактов (токосъемники КПЕ, контакты переключателей...) и т.д. Добротность собственно катушки достаточно большая - порядка 200 и выше (программ для расчетов множество). Причем чем меньше индуктивность катушки, тем больше влияние этих привнесенных сопротивлений.

    Что же касается замечания Олега RC3FT, то к результату "близким к 100%" я отношусь с сильной долей скептицизма. Так как здесь имеем сильное влияние тюнера трансивера. А без тюнера - неизвестно, какую мощность отдает выходной каскад на несогласованную нагрузку, и очевидно, что она будет отличаться от таковой же, отдаваемой на точно согласованную нагрузку (R=50 Ом). Просто любопытно было провести еще один эксперимент.
    Цитата Сообщение от RC3FT Посмотреть сообщение
    Измеряем напряжение на входе СУ, и на выходе, показометр "вгоняем" в те же 1,2-1,5. Учитывая некоторую кратность диапазона, потери в СУ будут в районе 35-40 %, а "псевдосогласование" на 10 или 21 мгц, украдет у Вас больше половины. Не верите? Попробуйте.
    Дико извиняюсь, но это методологически неверно. Комплексное входное сопротивление реальной антенны, да и еще с неизвестной (?) реактивной составляющей не позволяет по одному лишь значению напряжения на входе антенны (=выходе СУ) делать сколько-нибудь объективные заключения о мощности, отдаваемой в антенну. Впрочем, если сможете провести натурный эксперимент, описать его (дабы коллеги могли убедиться в его методологической корректности) и привести реальные цифры потерь - велкам!

  9. #9
    пилигрим
    Регистрация
    31.05.2019
    Адрес
    д.Шеметово, KO94GL, MO-86
    Сообщений
    60
    Поблагодарили
    40
    Поблагодарил
    35
    Цитата Сообщение от RM1F Посмотреть сообщение
    Комплексное входное сопротивление реальной антенны, да и еще с неизвестной (?) реактивной составляющей не позволяет по одному лишь значению напряжения на входе антенны (=выходе СУ) делать сколько-нибудь объективные заключения о мощности, отдаваемой в антенну.
    Речь вроде о потерях в СУ. Пытаюсь рассуждать логически. На безупречную точность суждения не претендую. Опять же, согласуя суррогат, нельзя же скидывать неизбежные потери в СУ. Само предназначение СУ в чем? В согласовании, наивно полагать, что не будет расплаты в виде потерь в СУ.

  10. #10
    Экстра-класс Аватар для UR4III
    Регистрация
    28.08.2002
    Адрес
    Донецк, Украина
    Возраст
    73
    Сообщений
    2,003
    Поблагодарили
    470
    Поблагодарил
    181
    Цитата Сообщение от RM1F Посмотреть сообщение
    Это не так. Энергия теряется не только на омическом сопротивлении катушки, но и на омическом сопротивлении проводников, переходных сопротивлениях контактов (токосъемники КПЕ, контакты переключателей...) и т.д.
    Вы правы. Только как это учесть? Если способов учёта нет, умножаем потери в катушке в 2 раза.

    Цитата Сообщение от RC3FT Посмотреть сообщение
    Далее, эту же антенну, при помощи Т-образного (либо любой другой конструкции)СУ согласуем, ну пусть на 20-ке. Ситуация, как я думаю, знакомая для большинства рядовых радиолюбителей, у которых нет возможности установить комплекс антенн, чтобы перекрыть хотя бы 80-40-20-15-10 ( в т.ч. и я ). Измеряем напряжение на входе СУ, и на выходе, показометр "вгоняем" в те же 1,2-1,5. Учитывая некоторую кратность диапазона, потери в СУ будут в районе 35-40 %, а "псевдосогласование" на 10 или 21 мгц, украдет у Вас больше половины.
    Не верю! Согласен с предыдущим замечанием о некорректности измерения. Т-образное СУ - это "комбинация" Г-согласования. В Мане она считается на раз. А исполнение СУ зависит от головы и рук радиолюбителя.
    Кстати, не стоит насиловать Т- СУ в тяжёлых случаях, а лучше разрядить ситуацию постановкой Г - цепочки на входе антенны.

  11. #11
    Экстра-класс
    Регистрация
    10.08.2013
    Адрес
    MOSCOW
    Возраст
    76
    Сообщений
    3,207
    Поблагодарили
    1553
    Поблагодарил
    825
    СУ вместе с антенной = нагрузка для тюнера трансивера, или его фильтра.
    Потери происходят и в СУ и в кабеле и антенне.
    Неправильно выделять потери в СУ, т.к. они зависят от всего, что за ним.
    И, правильнее говорить о потерях в СУ, а не о его КПД.
    СУ не генерирует энергию, а только её передаёт.
    Естесс-но... влияет добротность катушки, но не только.
    Будьте осторожны оценивать мощность по напряжению. При наличии реактивной составляющей, можно намерить такое...
    И ещё: идол, которому мы молимся - КСВ.
    Показометр трансивера (SWR) показывает совсем не КСВ в фидере. И, тем более, не стоит судить по его показаниям, о мощности в антенне.

  12. #12
    Элита Аватар для R3MM
    Регистрация
    20.09.2005
    Адрес
    Ярославль, Россия
    Возраст
    72
    Сообщений
    6,383
    Поблагодарили
    2627
    Поблагодарил
    2391
    Если речь ведётся о потерях на элементах самого СУ, то всё зависит от конкретной конструкции СУ и проводимой мощности. Они же все у нас по исполнению разные, для корректности приводите модель или фото своего. Проверка потерь при R вых. близкому к 50 Ом малоинтересна, в таких случаях СУ никогда не применяют, а вот при значительном отличии R вых. другое дело. Что помешало при эксперименте сделать другие нагрузки (вместе с эквивалентом 50 Ом включить С или L), а в трансивере отключить тьюнер.

  13. #13
    Элита Аватар для RN6L
    Регистрация
    22.01.2003
    Адрес
    пос. Керчикский, Россия
    Возраст
    55
    Сообщений
    9,045
    Поблагодарили
    3268
    Поблагодарил
    95
    Цитата Сообщение от UR4III Посмотреть сообщение
    Т-образное СУ - это "комбинация" Г-согласования. В Мане она считается на раз.
    Даже к Мане прибегать не надо: T-tuner Это чтобы прикинуть теоретически.
    В начале века, когда Мана только появилась в обиходе, еще с кривыми надписями и без хелпа, я не знал где в ней живет клямка для расчета согласования. Помнится делал вертикал на 160/80. Нарисовал его в программе. Она показала полные сопротивления на нужных частотах. Ввел эти значения в симулятор Т-тюнера и получил значения его элементов. Расположил его у основания штыря. Конденсаторы сразу поставил постоянные по расчету. Катушку измерить не чем было, дело происходило на строящейся загородной позиции. Рассчитал ее примерно. Примерно потому что каркас был крестообразный из двух пластин текстолита и витки были квадратными. Настроился этот Т-тюнер всего за парой-тройкой перепайкой перемычки с холодного края катушки на землю.

    И измерить практически тоже не сильно сложно. Для этого надо знать комплексное сопротивление антенны. Например оно равно 25-j25. Делаете эквивалент из резистора и конденсатора. Согласуете этот эквивалент тюнером и на резисторе этого эквивалента измеряете мощность при помощи вольтметра.

  14. #14
    Мастер
    Регистрация
    08.10.2016
    Возраст
    68
    Сообщений
    622
    Поблагодарили
    354
    Поблагодарил
    607
    Цитата Сообщение от R3MM Посмотреть сообщение
    Если речь ведётся о потерях на элементах самого СУ, то всё зависит от конкретной конструкции СУ
    Моё видение проблемы: Омическое сопротивление проводников СУ малое, следовательно потерь на нагрев тоже небольшой ( ток в квадрате умноженное на сопротивление) ; потери на излучение самим СУ тоже небольшие (небольшие размеры самого СУ и деталей, энергия сосредоточена в конденсаторе и катушке, напишу - не задерживается в них что бы было короче объяснять) так что вошло в СУ то почти и вышло - вывод - КПД наших согласующих устройств очень высок! не хотим терять энергию не делаем из СУ антенну и кипятильник.

  15. #15
    Элита Аватар для RN6L
    Регистрация
    22.01.2003
    Адрес
    пос. Керчикский, Россия
    Возраст
    55
    Сообщений
    9,045
    Поблагодарили
    3268
    Поблагодарил
    95
    Цитата Сообщение от R9LV Посмотреть сообщение
    мическое сопротивление проводников СУ малое, следовательно потерь на нагрев тоже небольшой ( ток в квадрате умноженное на сопротивление) ; потери на излучение самим СУ тоже небольшие (небольшие размеры самого СУ и деталей, энергия сосредоточена в конденсаторе и катушке, напишу - не задерживается в них что бы было короче объяснять) так что вошло в СУ то почти и вышло - вывод - КПД наших согласующих устройств очень высок!
    Не так все просто. Выше уже писали, что потери зависят от соотношения согласуемых импедансов. Когда это соотношение велико, то велики и реактивные токи в элементах СУ, следовательно и потери в них.

Похожие темы

  1. Помогите опознать согласующее устройство
    от UG7LAA в разделе Линии питания и механика
    Ответов: 5
    Последнее сообщение: 17.06.2013, 20:50
  2. Конструкция согласующего устройства- трансформатор 1:4
    от UY0LL в разделе Линии питания и механика
    Ответов: 0
    Последнее сообщение: 12.01.2007, 21:24
  3. Согласующее устройство из коаксиального кабеля...
    от RM4Y в разделе Линии питания и механика
    Ответов: 12
    Последнее сообщение: 05.04.2006, 12:11
  4. Согласующее устройство???
    от alex_x в разделе Антенны КВ
    Ответов: 8
    Последнее сообщение: 03.04.2006, 20:25
  5. Рассчитать согласующее устройство
    от RN3AKA в разделе Радиолюбительские технологии
    Ответов: 4
    Последнее сообщение: 07.01.2005, 22:25

Социальные закладки

Социальные закладки

Ваши права

  • Вы не можете создавать новые темы
  • Вы не можете отвечать в темах
  • Вы не можете прикреплять вложения
  • Вы не можете редактировать свои сообщения
  •  
Похоже, что вы используете блокировщик рекламы :(
Форум QRZ.RU существует только за счет рекламы, поэтому мы были бы Вам благодарны если Вы внесете сайт в список исключений!
как отключить
×
Рейтинг@Mail.ru
eXTReMe Tracker
Яндекс.Метрика