Эквивалент нагрузки до 300-400 Вт

Эквивалент нагрузки до 300-400 Вт

Сообщение 510 » 08 сен 2012, 17:53

Долго я собирался самостоятельно изготовить эквивалент нагрузки 50 Ом с возможностью измерять выходную мощность Си-Би радиостанций до 10-20 Вт и усилителей до 300-400 Вт. Изящное решение подсказал мой друг "Механик" с 17-го канала "Ярославка", который на нашем форуме представлен под ником "Сосед". Он и правда является моим соседом, так как живет в 5 минутах езды на машине. Нам частенько удается пообщаться на радиолюбительские темы.

Ниже представлены основные элементы, из которых планируется сделать очень нужный в среде радиолюбителей прибор:

- вентилятор на радиаторе с рассеиваемой мощностью до 100 Вт от процессора компьютера;
- ВЧ-сопротивление 50 Ом мощностью 250 Вт;
- медная пластинка для подпайки кабеля и выравнивания волнового сопротивления;
- качественный кабель RG 142, по диаметру аналогичный RG58, но с более высокими параметрами;
- PL-разъем;
- термопаста;
- винты от детского конструктора.

Изображение

В основе нашего будущего эквивалента нагрузки лежит ВЧ-сопротивление RFP-250-50 TC, купленное по цене 10 $ в "Элкотех" на улице Радио, дом 12, производства фирмы Anaren Microwave. При заказе лучше позвонить заранее, чтобы потом не ждать, пока вам найдут необходимые детали на складе.

Изображение

Для крепления медной пластинки и сопротивления на радиаторе в нем были просверлены по размеру два отверстия с последующей нарезкой резьбы под винты M3 x 0,5.

Изображение

Изображение

Далее готовим кабель под пайку. С удовольствием расскажу об интересной технологии заделки оплетки кабеля, которой поделился со мной "Механик". Он просто кладезь технических идей, опыта и знаний. Сначала снимаем изоляцию экрана и лудим его тонким слоем олова. Ножом делаем неглубокий круговой надрез в нужном месте, как это обычно делают при открытии медицинской ампулы.

Изображение

Надламываем в месте надреза. Тонкий кабель ломается сразу. Более толстый возможно будет сложнее сломать. Тогда необходимо углубить надрез. Обращаю внимание, что используемый кабель имеет двойной экран.

Изображение

Получается красиво и аккуратно. Эта технология очень востребована, когда необходимо изготовить кабельную линию с определенной длиной экрана.

Изображение

Пришлось немного попотеть при пайке кабеля. Медная пластина никак не хотела лудиться, а кабель припаиваться. Помог фен от паяльной станции, разогретый до 450 градусов. Разогрев пластину и добившись на ее поверхности жидкого состояния олова, я приложил кабель и выключил фен. Швы между оплеткой кабеля и краями пластины получились как после сварки - ровные и красивые. Струбцина на фото ниже как раз и держит фен.

Изображение

Изображение

Смазываем соприкасающиеся плоскости термопастой. Получившийся "бутерброд" окончательно закрепляем на радиаторе, не забыв припаять центральную жилу.

Изображение

Изображение

Изображение

Теперь нашу конструкцию необходимо где-то закрепить. Для этого прекрасно подошел КСВ-метр VEGA SX-1000 с возможностью измерения мощности до 400 Вт.

Изображение

Питание вентилятора подключаем к разъему питания КСВ-метра (в нем оно нужно иключительно для подсветки шкалы и выбранного диапазона измерения). Высокочастотный кабель от нагрузки подключаем в выходу ANT КСВ-метра. Сам же КСВ-метр через разъем ТХ подключаем к антенному выходу исследуемой радиоаппаратуры.

Изображение

Стойки изготовлены из медной трубки.

Изображение

Первые измерения на Си-Би участке радиодиапазона при ширине полосы 4060 кГц показали, что нагрузка имеет прекрасные рабочие характеристики с КСВ равным почти 1 и сопротивлением 50 Ом.

Изображение

Изображение

А вот какие интересные особенности ее работы на других частотах радиодиапазона, я расскажу чуть позже. Отмечу лишь, что тесты проводились в диапазоне частот от 1 кГц до 460 мГц, и меня они очень порадовали.
Удачи всем, кто собирается повторить, и еще раз большое спасибо "Механику" за идею.
"Делай добро и бросай его в воду. "

В машине: Icom 706MKIIG, NEXTFIS 200, LEMM 2001
Дома: Icom 706MKIIG, NEXTFIS 200 "Олень", SOLARCON I-MAX 2000
Аватара пользователя
510
Самоделкин
 
Сообщения: 343
Зарегистрирован: 22 янв 2011, 22:19
Откуда: Мытищи
Имя: Андрей
Официальный РАДИОЛЮБИТЕЛЬСКИЙ позывной: RN3DHI

Re: Эквивалент нагрузки до 300 Вт

Сообщение Fantomas » 08 сен 2012, 19:47

Андрей, а ставить радиатор может нужно на лицевую сторону? Там где маркировка детали?
Например на процессоре кулер стоит именно на кристалле.
Хотя это если сравнивать с например транзистором (или подобным) то все верно
Или может даже следует поставить кулер и снизу и сверху

З.Ы
Хорошая вообщем идея, достойна повторения даже, а у меня литровая банка с маслом тоже еще работает! :-D
На 100 Ватт гуууудит но работает! :-\
Мнения автора могут не совпадать с его точкой зрения.
Аватара пользователя
Fantomas
пЕсатель
 
Сообщения: 1593
Зарегистрирован: 04 дек 2010, 17:39
Откуда: МО г.Пушкино. Старый позывной R2AJB
Имя: Алексей
Официальный РАДИОЛЮБИТЕЛЬСКИЙ позывной: R2DVY

Re: Эквивалент нагрузки до 300 Вт

Сообщение Леший » 08 сен 2012, 21:41

все красиво
руки правильные
отмечу только один момент, лужение кабеля допустимо при термостойкой изоляции центральной жилы, иначе изоляция поплавиться и волнове неизменно поплывет, на сколько зависит от умения паяльщика.
как видно из фото в данном случае умение на высоте.
Мир, труд - Вам; пиво, водка - Мне!
Блажен кто верует, ему жить легче.
FT1D, FT-100+LDG AT100proII, FT-8800, Alan9001, Handyc 924, Maycom EM-27,
TG-UV2, Alinco DR605. Sirio Tornado Mod, CityWindom, FT-857+Opek HVT400B, Optim Apollo rev.3 + WA-27.
Аватара пользователя
Леший
Радиолюбитель
 
Сообщения: 2169
Зарегистрирован: 15 июн 2012, 21:25
Откуда: Протвино-Серпухов
Имя: Дмитрий
Официальный РАДИОЛЮБИТЕЛЬСКИЙ позывной: RV3DOH

Re: Эквивалент нагрузки до 300 Вт

Сообщение 510 » 08 сен 2012, 22:37

Fantomas писал(а):Андрей, а ставить радиатор может нужно на лицевую сторону? Там где маркировка детали?
Например на процессоре кулер стоит именно на кристалле.
Хотя это если сравнивать с например транзистором (или подобным) то все верно
Или может даже следует поставить кулер и снизу и сверху...


Тепло от резистора передается радиатору именно через подложку резистора. Поэтому сопротивление закреплено подложкой к поверхности радиатора. А вентилятор отводит тепло вверх. Здесь законы физики не обманешь. Кстати транзисторы, которые крепятся к радиатору, также имеют металлическую поверхность, которая должна передавать тепло.
"Делай добро и бросай его в воду. "

В машине: Icom 706MKIIG, NEXTFIS 200, LEMM 2001
Дома: Icom 706MKIIG, NEXTFIS 200 "Олень", SOLARCON I-MAX 2000
Аватара пользователя
510
Самоделкин
 
Сообщения: 343
Зарегистрирован: 22 янв 2011, 22:19
Откуда: Мытищи
Имя: Андрей
Официальный РАДИОЛЮБИТЕЛЬСКИЙ позывной: RN3DHI

Re: Эквивалент нагрузки до 300 Вт

Сообщение 510 » 08 сен 2012, 22:55

RV3DOH писал(а):...лужение кабеля допустимо при термостойкой изоляции центральной жилы, иначе изоляция поплавиться и волнове неизменно поплывет, на сколько зависит от умения паяльщика.
...

Абсолютно верно! Кабель, который я использовал RG-143, имеет фторопластувую изоляцию центральной жилы, которая позволяет проделывать с оплеткой кабеля подобные фокусы без потери качества изоляционного материла при нагреве. Думаю, что если бы я использовал банальный RG-58 с "пенкой", то он бы расплавился еще до его припайки к пластине. Отечественный аналог - РК-50-2-... или -3-... (лучше использовать кабель, выпущенный в Советский период, напишу с большой буквы, так как тогда было КАЧЕСТВО). Он изготовлен по аналогичной технологии.
Изображение
Изображение
Изображение
Изображение
Изображение

Если кому потребуются подобные кабели, то рекомендую съездить на рынок в Митино и подняться на 4-й этаж, где расположены радиолюбительские развалы. Там есть палатка (номер не помню), торгующая качественной кабельной продукцией. Не пожалеете! Но ни в коем случае не ходите в подвал цоколного этажа. Как показала практика, там частенько попадается заводская выбраковка под видом качественного кабеля.
Вложения
rg-142.pdf
Характеристики кабеля RG-143 (взято с сайта RadioLab)
(65.98 Кб) Скачиваний: 102
"Делай добро и бросай его в воду. "

В машине: Icom 706MKIIG, NEXTFIS 200, LEMM 2001
Дома: Icom 706MKIIG, NEXTFIS 200 "Олень", SOLARCON I-MAX 2000
Аватара пользователя
510
Самоделкин
 
Сообщения: 343
Зарегистрирован: 22 янв 2011, 22:19
Откуда: Мытищи
Имя: Андрей
Официальный РАДИОЛЮБИТЕЛЬСКИЙ позывной: RN3DHI

Re: Эквивалент нагрузки до 300 Вт

Сообщение 510 » 08 сен 2012, 23:40

Fantomas писал(а):...а у меня литровая банка с маслом тоже еще работает! :-D
На 100 Ватт гуууудит но работает! :-\


Данная нагрузка может спокойно работать (тихо-тихо) без включения вентилятора при мощности подводимого сигнала до 100 Вт. Далее его использование обязательно. В момент передачи не рекомендуется дотрагиваться до самого сопротивления, особенно его центральной жилы (ОСТОРОЖНО!ВЧ-ОЖОГ!).
Отмечу, что вентилятор требуется лишь при непрерывной долговременной работе (до 5 минут) эквивалента нагрузки с большими по мощности сигналами - более 100 Вт.
В тестовых измерениях нагрузка непрерывно работала в течении 3 минут с сигналом мощностью 250 Вт, подаваемого от Си-Би усилителя. При этом вентилятор настолько эффективно справлялся с возложенной на него функцией, что радиатор стал лишь чуть теплым. Далее в усилителе сработала защита от перегрева. Понятное дело, что это был усилитель, не принадлежащий итальянскому KL-семейству, и даже не SG-семейству.

О том, какой усилитель участвовал к эксперименте, его характеристиках и особенностях схемотехнических решений я расскажу позже, внеся некую интригу в изучение вышеизложенного материала.
"Делай добро и бросай его в воду. "

В машине: Icom 706MKIIG, NEXTFIS 200, LEMM 2001
Дома: Icom 706MKIIG, NEXTFIS 200 "Олень", SOLARCON I-MAX 2000
Аватара пользователя
510
Самоделкин
 
Сообщения: 343
Зарегистрирован: 22 янв 2011, 22:19
Откуда: Мытищи
Имя: Андрей
Официальный РАДИОЛЮБИТЕЛЬСКИЙ позывной: RN3DHI

Re: Эквивалент нагрузки до 300-400 Вт

Сообщение 510 » 15 сен 2012, 14:12

Продолжение...

Провел основные замеры характеристики эквивалента нагрузки на различных радиолюбительских диапазонах. Измерялись следующие параметры: КСВ (коэфициент стоячей волны), Z (волновое сопротивление), R (активная составляющая Z), X (реактивная составляющая Z). На всякий случай для начинающих - волновое сопротивление расчитывается по следующей формуле:

Z = R + jX

Далее смотрим на графики. На них:

Z - синего цвета
R - красного цвета
X - зеленого цвета

Где нет красной линии R, значит она совпадает с синей Z.

КСВ (SWR) - темно-синий


1500-50000_RXZ.jpg

Волновое сопротивление в диапазоне частот от 1 до 50 МГц (Рис. 1) практически везде равно 50 Ом и совпадает с активной составляющей, т.к. реактивная составляющая на этом же участке стремится к нулю. Прекрасный показатель для использования эквивалента при настройке КВ-антенн. А как у нас ведет себя КСВ?

1500-50000_SWR.jpg

А он оказывается тоже не подкачал (Рис. 2) и держится в пределах 1.

144-460_RXZ.jpg

Проведенные аналогичные замеры на 2-х метровом и 70-ти сантиметровом диапазоне (Рис. 3 и Рис. 4) показали, что в принципе данный эквивалент нагрузки можно использовать для проверки и настройки соответствующей радиоаппаратуры. Однако, в этом случае необходимо помнить, что на более высоких частотах нагрузка уже не будет работать также идеально, как на КВ-участке радиоспектра. Это обусловлено как заявленными производителем характеристиками используемого сопротивления (до 300 МГц), так и монтажом кабеля и заделкой его центральной жилы непосредственно около сопротивления.

144-460_SWR.jpg

Здесь уже вступают в силу законы распределения ВЧ токов на больших частотах, где важно все: как подходит кабель, сколько диэлектрика оголено, насколько удалена центральная жила от экрана (емкость воздушного зазора) и многое другое.

Если я где-то ошибся - поправьте меня коллеги. [:-}
"Делай добро и бросай его в воду. "

В машине: Icom 706MKIIG, NEXTFIS 200, LEMM 2001
Дома: Icom 706MKIIG, NEXTFIS 200 "Олень", SOLARCON I-MAX 2000
Аватара пользователя
510
Самоделкин
 
Сообщения: 343
Зарегистрирован: 22 янв 2011, 22:19
Откуда: Мытищи
Имя: Андрей
Официальный РАДИОЛЮБИТЕЛЬСКИЙ позывной: RN3DHI

Re: Эквивалент нагрузки до 300-400 Вт

Сообщение 008 » 25 сен 2012, 18:06

У меня пока есть только это. :'(
Вложения
DSCF6740.JPG
DSCF6739.JPG
DSCF6738.JPG
DSCF6737.JPG
Аватара пользователя
008
Специалист
 
Сообщения: 421
Зарегистрирован: 15 сен 2011, 11:00
Имя: Дмитрий
Официальный РАДИОЛЮБИТЕЛЬСКИЙ позывной: R2AFD

Re: Эквивалент нагрузки до 300-400 Вт

Сообщение БыыК » 25 сен 2012, 18:51

Вот жеж какие интересные темы мимо прошли.

Спасибо 510-ому за подробный отчет и 008-му за поднятие темы *THUMBS UP* .

008 писал(а):У меня пока есть только это.

умну тоже такой новенький давно лежит, хотел уже было выбрасывать, теперь знаю куда пристроить.
Аватара пользователя
БыыК
Понимающий
 
Сообщения: 624
Зарегистрирован: 01 дек 2010, 14:29
Откуда: Москва, Чертаново
Имя: Михаил
Официальный РАДИОЛЮБИТЕЛЬСКИЙ позывной: R2ABI

Re: Эквивалент нагрузки до 300-400 Вт

Сообщение 510 » 04 окт 2012, 22:02

Решил немного усовершенствовать описанный выше прибор. В частности поменял вентилятор, который отводит горячий воздух вверх (ранее установленный дул вниз и имел треснутый корпус), а также поставил на него защитную крышку. Просто во время настройки пару раз под вращающиеся лопасти попадал свисающий провод в моей маленькой лаборатории, а однажды я умудрился сунуть туда палец :'( .

Изображение

Теперь все работает как надо. Можно даже сверху ставить заварной чайничек для подогрева. :-D
"Делай добро и бросай его в воду. "

В машине: Icom 706MKIIG, NEXTFIS 200, LEMM 2001
Дома: Icom 706MKIIG, NEXTFIS 200 "Олень", SOLARCON I-MAX 2000
Аватара пользователя
510
Самоделкин
 
Сообщения: 343
Зарегистрирован: 22 янв 2011, 22:19
Откуда: Мытищи
Имя: Андрей
Официальный РАДИОЛЮБИТЕЛЬСКИЙ позывной: RN3DHI

След.

Вернуться в Нагрузки

Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и гости: 1