VSWR- ը և դրա հետևանքները էներգիայի ուժեղացուցիչների վրա

VSWR – Լարման մշտական ​​ալիքի հարաբերակցությունը արդյունք է, որն առաջանում է աղբյուրի (ուժեղացուցիչի) և բեռի (փորձարկման կիրառություն) միջև դիմադրողականության անհամապատասխանությունից: Այս անհամապատասխանությունը կարող է ազդել աղբյուրի աշխատանքի վրա: VSWR-ն դժվար հասկանալի հայեցակարգ չէ, սակայն դրա ազդեցությունը գործիքավորման վրա կարող է ավելի դժվար հասկանալ: Այս հոդվածում Exodus Advanced Communications-ը կենտրոնացել է ՌԴ/Միկրոալիքային վառարանի բարձր հզորության ուժեղացուցիչների վրա և ինչպես են նրանք արձագանքում այս ընդհանուր ֆիզիկական խնդրին: Ուժեղացուցիչները երբեմն պետք է պաշտպանություն ստեղծեն, որպեսզի պաշտպանեն իրենց վնասվելուց: Նախ, եկեք հասկանանք VSWR.

ՌԴ և միկրոալիքային վառարանների համակարգերի մեծ մասը հիմնված է որոշակի դիմադրության վրա, որը սովորաբար կազմում է 50 Ω: Գործիքավորումը և բաղադրիչները ՌԴ փորձարկման համակարգում նախագծված կլինեն հնարավորինս պահպանելու այս դիմադրողականությունը: Սա թույլ է տալիս կանխատեսելի հայտնի փոխանցման իշխանության. Իդեալում, ամեն ինչ կլիներ ճշգրիտ 50 Ω, բայց, ինչպես մենք բոլորս գիտենք, իրական աշխարհում ապրելը կան տատանումներ: Եթե ​​գործիքավորումն ընդգրկում է հաճախականության լայն տիրույթ մի քանի տասնամյակների ընթացքում, շատ ավելի դժվար է դառնում պահպանել իդեալական 50 Ω դիմադրությունը: VSWR-ի որոշ մակարդակ անխուսափելի է:

VSWR-ը հաշվարկվում է հետևյալով. 

Դա իմպեդանսի տարբերությունների պարզ հարաբերակցությունն է: Ավելի մեծ դիմադրություն (ZL) ավելի, ավելի փոքր դիմադրություն (ZO): 50 Ω/50 Ω = 1 իդեալական արդյունք է: Այն կարող է գրվել ինքնուրույն և միավորից պակաս է, կամ որոշ դեպքերում որպես հարաբերակցություն, օրինակ. 2։1, 4։1 կամ 10։1։ Որքան մեծ է դիմադրության անհամապատասխանությունը, այնքան մեծ է VSWR-ը: Ո՞րն է մեծ VSWR-ի կամ փոքր VSWR-ի արդյունքը: Հետևյալ հավասարումը ցույց է տալիս VSWR-ն գտնելու այլ եղանակ՝ իմանալով առաջ և հետադարձ (կամ արտացոլված) հզորությունը.

Այս հավասարումը ներկայացնում է հզորությունը, որը թույլ է տալիս մեզ հիմա մի փոքր ավելին հասկանալ, որ անհամապատասխանությունը հանգեցնում է նրան, որ հզորությունը վերադառնում է դեպի ուժեղացուցիչ: Արտացոլված հզորությունը կորցրած ուժն է, որը չի փոխանցվում կամ ստացվում բեռի միջոցով: Անհամապատասխանության առկայությունը նվազեցնում է մատակարարվող հզորությունը և համակարգի արդյունավետությունը: Պետք է փորձել նվազագույնի հասցնել կորցրած ուժը։

Կորցրած ուժը, որն արտացոլված է, ո՞ւր է գնում: Մենք գիտենք, որ էներգիայի պահպանման Նյուտոնի օրենքից այն պետք է ինչ-որ տեղ գնա: Այն ավարտվում է ետ ուժեղացուցիչի մոտ: Հետևաբար, ուժեղացուցիչը պետք է կարգավորի այս արտացոլված հզորությունը, որը վերադառնում է դրան: Այս արտացոլված էներգիան ստեղծում է կանգուն ալիք ելքով + արտացոլվածով: Նայելով անսահման VSWR-ի ամենավատ դեպքին՝ դա տեղի է ունենում ուժեղացուցիչի ելքի կամ բեռի բաց կամ կարճության դեպքում: Անսահման VSWR-ն առաջացնում է 100% արտացոլում, որը կարող է կրկնապատկել լարումը, դրանով իսկ սթրես դնելով բոլոր ներքին բաղադրիչների վրա: Սթրեսը կարող է դրսևորվել որպես ջերմության ցրում կամ ավելի բարձր լարումներ, այս ավելի բարձր լարումը մղում է լարման խզման սահմանները:

Որքա՞ն արտացոլվող հզորությունը պետք է կարողանա կառավարել ուժեղացուցիչը: Դա կախված է անհամապատասխանության չափից: Դրա համար մենք պետք է հասկանանք, թե ինչն է բնորոշ թեստային հավելվածների մեծ մասում: Ծրագրերի մեծ մասում ուժեղացուցիչը, բեռնվածությունը և կարգավորումը կայուն են և նախագծված են ամենացածր VSWR-ով, որը սովորաբար պահվում է 2:1-ից ցածր: Որտեղ կարող էր արտացոլվել իշխանության 10%-ը։ Նախատեսված հզորության 10% + 100% = 110% ընդհանուր հզորություն, որը կարող է պահանջվել ցրելու համար:

Այս համակարգերի օրինակները սովորաբար նեղ հաղորդիչներն են, որտեղ ալեհավաքների կամ հաղորդման գծերի նախագծումը մի փոքր ավելի հեշտ է, քան լայնաշերտ հավելվածները: Այնուամենայնիվ, կան հավելվածներ, որտեղ 2:1-ից ավելին կարելի է տեսնել: Բարձր VSWR-ը հաճախ պայմանավորված է շատ լայնաշերտ, բարձր հզորությամբ և վատ համընկնող բեռների փորձարկումներով: Ավելի լավ է հնարավորինս խուսափել այս իրավիճակից, սակայն երբեմն այս պայմանն անխուսափելի է, քանի որ թեստավորումը դեռ պետք է կատարվի: Ստորև բերված է գծապատկեր, որը ցույց է տալիս VSWR-ն ընդդեմ արտացոլված հզորության:

Վերոնշյալ գծապատկերը ցույց է տալիս, որ VSWR-ի աճի հետ ավելանում է կորցրած էներգիայի քանակը: 6:1 VSWR-ի դեպքում ձեր էներգիայի 50%-ը կորչում է որպես վատնված էներգիա և կարող է պահանջվել ավելի մեծ ուժեղացուցիչ՝ ձեր փորձարկման կիրառման արժեքը մեծացնելու համար:

Ծրագրերի օրինակներ, որտեղ բեռները կարող են ունենալ բարձր VSWR. ցածր հաճախականություն (<100 ՄՀց) լայնաշերտ, EMC թեստավորում ճառագայթվող անձեռնմխելիության և անցկացված անձեռնմխելիության համար, փորձարկումներ, որտեղ բեռը կարող է հայտնի չլինել, կամ դեպքեր, երբ բեռը ձախողվել է կամ վնասվել է: Պետք է զգույշ լինել, որպեսզի ավելի լավ համապատասխանեն դիմադրությունները, և ամբողջ գործիքավորումը կարող է աշխատել VSWR-ի հետ: Հիշեք, որ VSWR-ը տարբերվում է հաճախականությունների տիրույթում: VSWR-ի ավելի բարձր մակարդակները վատ դասավորվածության նշան են: Պետք է քայլեր ձեռնարկել դիմադրողականության համընկնումը բարելավելու համար:

VSWR-ի բարելավում

Լավ է սկսել լավ որակի բաղադրամասերից, փոխկապակցիչներից, կոաքսային մալուխներից և բեռներից/փոխարկիչներից, որոնք ունեն ցածր VSWR վարկանիշներ: Եթե ​​դուք պետք է օգտագործեք բեռ/փոխարկիչ բարձր VSWR-ով և պետք է բարելավեք ուժեղացուցիչի տեսած VSWR-ը, ի՞նչ կարող եք անել: VSWR-ի բարելավման ամենատարածված միջոցը թուլացնողի օգտագործումն է, որը երբեմն կոչվում է PAD: Բեռի/փոխարկիչի մուտքին ավելացված 3dB PAD-ը բարելավում է համապատասխանությունը: Այս մեթոդը բազմիցս օգտագործվում է (BCI) Bulk Current Injection զոնդերով և (Bi-Con) Biconical ալեհավաքներով փորձարկելիս:

Սրա բացասական կողմն այն է, որ մատակարարվում է 3 դԲ կամ ½ հզորություն; 500 Վտ-ն այժմ դառնում է 250 Վտ: Այլընտրանք է ունենալ համապատասխան ցանց, որը փոխակերպում է դիզայնի բարդության փոփոխությունը, դրանք համապատասխանում են միայն այն բեռին, որի համար նախատեսված է, և կարող է լինել սահմանափակ դիմադրության: Այսպիսով, կորցնելով ավելի քիչ հզորություն, քան թուլացնողը: Համապատասխան ցանցերը հաճախականության տիրույթում ավելի c են: Այդ պատճառով համապատասխան ցանցերը մատչելի չեն:


Ինչպե՞ս են ուժեղացուցիչները վարվում VSWR-ի հետ:

Որոշ մեթոդներ կարող են կիրառվել ուժեղացուցիչների նախագծման մեջ՝ VSWR-ի ավելի բարձր մակարդակները կարգավորելու համար: Ամպերների մեծ մասը կարող է կարգավորել 2:1 VSWR, քանի որ սա շատ տարածված անհամապատասխանություն է: Ուժեղացուցիչի շատ բնութագրեր ունեն վատագույն ելքի գնահատականը 2:1, ուստի այն պետք է կարողանա պաշտպանել իրեն 50Ω բեռին միանալուց: Պինդ վիճակի ուժեղացուցիչները, որպես կանոն, ունեն շատ ավելի լավ ամրություն, քան սա, հնարավոր է, աշխատեն առանց վնասելու շորտերի մեջ և բացվում են՝ պահպանելով առաջընթացի ողջ հզորությունը:

Բեռի մեջ ամբողջ ուժով վարելը կարող է առաջարկել ոչ անվտանգ փորձնական կարգավորում, քանի որ սովորաբար բարձր VSWR-ը վնասի կամ փորձարկման կարգաբերման սխալի նշան է: Քանի որ հզորության մակարդակները բարձրանում են 100 վտ-ից մինչև 1կՎտ, և հետագայում ավելի ու ավելի դժվար է դառնում ուժեղացուցիչ կառուցելը, որը կարող է կառավարել անսահման VSWR կամ 100% արտացոլված հզորությունը: Երբեմն ենթադրվում է, որ A դասի ուժեղացուցիչը կարող է էապես ավելի լավ վարվել VSWR-ով, քան AB դասի ուժեղացուցիչը: Պարտադիր չէ, որ դա այդպես է։ Հզորությունը գերազանցում է այն դասը, որի վրա ուժեղացուցիչները կողմնակալ են և ավելի շատ կապ ունի շղթայի դիզայնի հետ: Բայց եթե դիզայնը չի կարող հաղթահարել բարձր VSWR-ը, կարող են կիրառվել այլ պաշտպանություններ:

Ուժեղացուցիչի պաշտպանություն

Ակտիվ պաշտպանություն – գալիս է տարբեր ձևերով: Շատ ուժեղացուցիչներ կունենան հիմնական սխեմաների պաշտպանություն, ինչպիսիք են գերջերմաստիճանը և հոսանքը: Սրանք օգնում են պաշտպանել ուժեղացուցիչը բարձր VSWR-ից, սակայն դրանց օգտագործման հիմնական պատճառը չեն: VSWR-ից պաշտպանվելու համար ելքային հզորությունը և արտացոլված հզորությունը սովորաբար վերահսկվում են, և պաշտպանական օղակ է կապվում: Գործարկվում են երկու տարբեր մեթոդներ.

Անջատում – եթե չափվում է մեծ հակադարձ հզորություն (կամ VSWR), ուժեղացուցիչը կանջատվի սխալը ցույց տվող սխալով: Արտադրողը սա սահմանում է ուժեղացուցիչի համար ապահով արտացոլված հզորության մակարդակի վրա: Անսարքության վիճակը վերացնելուց հետո ուժեղացուցիչը կարող է կրկին օգտագործվել:
Foldback – եթե վերահսկվում է հակադարձ հզորությունը, ուժեղացուցիչը նվազեցնում է իր ներքին շահույթը, դրանով իսկ իջեցնելով ելքը: Սա սահմանափակում է հակադարձ հզորությունը գերազանցելու շեմը, որը պահում է ուժեղացուցիչը ակտիվ, բայց պաշտպանված է ձախողումից:
Ոչ ակտիվ պաշտպանություն – կարող է իրականացվել ուժեղացուցիչի արժեքը նվազեցնելու համար, քանի որ կարգավորումը մեծ VSWR-ի քիչ հավանականություն ունի կամ բացակայում է: Կամ այն ​​դեպքերում, երբ ուժեղացուցիչը բավականաչափ ամուր է բարձր VSWR-ով կառավարելու համար և, հետևաբար, ակտիվ պաշտպանության կարիք չունի: Դրա օրինակը կլինի շրջանառության պաշտպանությունը: Շրջանառուները կանխում են արտացոլված էներգիայի վերադարձը աղբյուրին և հասանելի են որոշ հաճախականությունների միջակայքերի և հզորության մակարդակների համար: Սրանք սովորաբար հասանելի չեն <100 ՄՀց լայնաշերտ կիրառման համար:

Եզրափակում

ՌԴ-ի կարգավորումներում VSWR մակարդակների իմացությունը կարևոր է իմանալու և հասկանալու համար՝ կատարողականությունը կանխատեսելու համար: Բարձր VSWR-ը հարաբերական տերմին է՝ կախված դիմումից: Ուժեղացուցիչների կիրառման ճնշող մեծամասնության դեպքում 2:1-ը նորմալ է: 6:1-ից ավելի կամ նույնիսկ 4:1-ից բարձր պետք է համարել բարձր: Բարձր VSWR-ը բոլոր ուժեղացուցիչների վրա սթրես է դառնում, քանի որ հզորությունը մեծանում է մինչև 500+ Վտ: Թեև ուժեղացուցիչի բնութագրերը կարող են նշված լինել. «այն կարող է դիմակայել VSWR-ի բոլոր մակարդակներին առանց վնասելու» չի նշանակում, որ այն սթրեսային չէ գործիքի վրա: Այս բարձր VSWR վիճակում երկարատև ազդեցությունը կարող է վնասակար ազդեցություն ունենալ: Պետք է զգույշ լինել ուժեղացուցիչը ճիշտ օգտագործելու և լավ համընկնող փորձնական կարգավորումը պահպանելու համար: Սա կերկարացնի գործիքի կյանքը և սարքավորումների ներդրումը:

Թողնել հաղորդագրություն 

հաղորդագրություն ցուցակ