Παρασκευή, 31 Μαΐου 2013

Κατασκευή Dummy Load με ανιχνευτή τάσης κορυφής της RF


Το συγκεκριμένο  Dummy Load που κατασκεύασα είναι 60Watts και με την παρουσία ελαίου άνετα μπορεί να δεχτεί 150 Watts για αρκετή ώρα κατά την δοκιμή δεν παρουσιάσε καθόλου στάσιμα σε όλη την ζώνη συχνοτήτων από 1,8 έως 50 Mhz . Η διαφορά με τα άλλα Dummy Load είναι ότι έχει ενσωματωμένο τον ανιχνευτή τάσεως κορυφής , αυτός χρησιμεύει στον έλεγχο των διαφόρων γεφυρών που έχουμε αλλά και στην ρύθμιση τους με την προϋπόθεση ότι το βολτόμετρο (DVM) που διαβάζει την τάση είναι ακριβείας . Mε την μέθοδο αυτή δεν έχουμε ανάγκη τον έλεγχο ή την  ρύθμιση της γέφυρας μας από την γέφυρα αναφοράς bird που κάνουμε όλοι όταν είχαμε αμφιβολίες για το αν δείχνει σωστά η γέφυρα μας και υποχρεωνόμασταν στους συναδέλφους ραδιοερασιτέχνες που διέθεταν γέφυρα bird να αντιπαραβάλουμε την δικιά μας και εάν έχανε να την ρυθμίζαμε σύμφωνα με τις ενδείξεις  της bird  . Τα  υλικά που χρησιμοποίησα για την κατασκευή είναι α)ένα μεταλλικό κουτί  1 λίτρου το οποίο μπορείτε να το βρείτε σε καταστήματα που πουλάνε μπογιές, β) 20 αντιστάσεις  του 1KΩ – 3 Watts – 1% ακρίβειας τύπου metal film δεν υπάρχουν στην Ελλάδα έγινε παραγγελία από έξω ,γ) 2 μπόρνες δ) ένας κονέκτορας SO 239 ε) μια δίοδος   BAV21 για μέτρηση συχνοτήτων μέχρι 20Mhz για συχνότητες μέχρι 250Mhz δύο εν σειρά 1Ν4148 ή όποια δίοδος έχει trr < 20 ns & V >200V  στ) ένας κεραμικός πυκνωτής 10nF στα 250V. ζ) λάδι μετασχηματιστών εγώ χρησιμοποίησα της shell το diala d απαλλαγμένο από πολυχλωριωμένα διφαινύλια (Polychlorinated biphenyls, PCBs) το γνωστό απαγορευμένο Clophen προς 11€ το λίτρο ,  μπορείτε να χρησιμοποιήσετε και παραφινέλαιο, η) 2 φύλλα χαλκού για την στήριξη των αντιστάσεων .

 Πως λειτουργεί τώρα ο ανιχνευτής τάσης κορυφής , η RF είναι μια εναλλασσόμενη τάση ημιτονοειδούς σήματος με την παρεμβολή της διόδου γίνεται ανόρθωση της εναλλασσόμενης τάσης σε συνεχή τάση  ώστε το  DVM σας να μπορεί να την μετρήσει. Ο πυκνωτής των 10 nF τοποθετείτε για εξομάλυνση και είναι πάντα φορτισμένος σε όλη την διάρκεια του ημιτονοειδές σήματος με την τάση κορυφής της RF για αυτό και το κύκλωμα αυτό ονομάζεται ανιχνευτής τάσης κορυφής . Οι γέφυρες όμως δείχνουν ισχύ RMS ή PEP το ίδιο πράγμα είναι  άρα πρέπει την τάση που θα διαβάσουμε στο DVM και αφού προσθέσουμε τα 0.4 V από την πτώση της τάσης στην δίοδο να την μετατρέψουμε σε RMS άρα π.χ. το DVM δείχνει 99,6 V τότε προσθέτουμε το 0.4V και έχουμε 99,6 + 0,4 = 100 V αυτά τα 100 V Peak τα διαιρούμε  με την τετραγωνική ρίζα του 2 η οποία ισούται με 1,4142 ή για πιο ευκολία πολλαπλασιάζουμε τα 100 βολτ με το 0,707 και βρίσκουμε 100 Χ 0,707 =70,7 βολτ RMS . Τώρα αφού βρήκαμε την RMS τάση χρησιμοποιούμε τον τύπο ισχύς = με το τετράγωνο της RMS τάσης δια 50 . P=Vrms^2/50 , άρα P=70,7^2/50=4998.49/50=99.96 Watts PEP δηλ. 100 Watts. Στον παρακάτω πίνακα
θα δείτε τις αντιστοιχίες των Watts με την ανάγνωση του DVM  η πτώση τάσης των 0,4 βολτ στην δίοδο έχει προστεθεί δεν χρειάζεται εσείς να την προσθέσετε. Θα παρατηρήσετε από τον πίνακα ότι το dummy load που κατασκεύασα με το λάδι και μπορεί να δεχτεί με ασφάλεια 150 Watts η τάση κορυφής θα είναι 122 βολτ άρα ή επιλογή της διόδου BAV21 μέχρι 20Mhz και του πυκνωτή 10nF στα 250 βολτ είναι μέσα στα όρια λειτουργίας . Τώρα εάν  εσείς θέλετε να φτιάξετε για πιο ευκολία και πιο οικονομικά το dummy load με την αντίσταση της diconex
και κατασκευάσετε ένα Dummy load π.χ. 1Kw τότε η τάση κορυφής της RF θα είναι η τετραγωνική ρίζα του γινομένου της ισχύος Χ 50 και όλο αυτό το αποτέλεσμα  Χ 1,4142 άρα Vpeak για 1Kw ισχύ θα ισούται  316,22 βολτ  τότε πρέπει να αλλάξετε την δίοδο BAV21 με κάποια άλλη  γιατί  αντέχει 250 βολτ και τον πυκνωτή 10nF από 250 βολτ με κάποιον άλλον που αντέχει  μεγαλύτερη τάση.

Στην παρακάτω φωτογραφία φαίνεται η ακρίβεια των αντιστάσεων τύπου metal film η συνολική αντίσταση το φορτίου είναι στα 50 Ω η μέτρηση έγινε μετά την δοκιμασία του τεχνητού φορτίου που ενώ  οι αντιστάσεις  είναι ζεστές παραμένει πάλι στα 50Ω να γνωρίζεται ότι οι metal film χαρακτηρίζονται για την ακρίβεια τους και ότι δεν δημιουργούν επαγωγικά φαινόμενα όταν διαρρέονται από εναλλασσόμενο ρεύμα όπως είναι και η RF , είναι κατάλληλες για την κατασκευή dummy Load.

Για να φτιάξουμε τον πίνακα αντιστοιχιών volt σε watts . Πρέπει πρώτα να υπολογίσουμε την πτώση τάσης της διόδου που θα χρησιμοποιήσουμε για την ανόρθωση. Εγώ χρησιμοποίησα την δίοδο 1N5711 η οποία έχει trr=1nS και  καλύπτει όλη την γκάμα συχνοτήτων που με ενδιαφέρει να μετρήσω , όσοι χρησιμοποιήσετε την bav21 αυτή έχει trr=50nS είναι για μετρήσεις μέχρι 20MHz  εάν θέλετε μετρήσεις μέχρι 250MHz χρησιμοποιείστε την 1Ν4148 έχει trr=4nS  δηλ. μέχρι 250MHz.Τώρα επειδή το dummy load που έφτιαξα με την παρουσία λαδιού αντέχει τα 150 Watts η τάση κορυφής της RF θα είναι 122 volt , η 1Ν5711 είναι μέχρι 70volt άρα θα συνδέσω εν σειρά 2 διόδους 1Ν5711 ώστε να αντέχουν 140 volt και να είμαι μέσα στα όρια του τεχνητού φορτίου .Όσοι χρησιμοποιήσετε 1Ν4148 επειδή και αυτή έχει όριο τα 100 volt πρέπει να συνδέσετε εν σειρά 2 διόδους . Άρα τώρα θα πρέπει να υπολογίσουμε την πτώση τάσης των δύο διόδων εν σειρά , αυτό γίνεται ως εξής τροφοδοτούμε την άνοδο με τάση π.χ. στην δικιά μου περίπτωση που θα δείτε στις παρακάτω φωτογραφίες με 13,88 volt και με το DVM διαβάζω στην κάθοδο της δεύτερης διόδου 13,58 volt άρα η πτώση της τάσεως είναι 13,88 – 13,58 = 0,3 Volt. Μην αρκεστείτε με την πτώση τάσεως που αναφέρουν τα datasheet της διόδου αυτό που είναι σωστό να γίνει είναι να μετρήσετε εσείς με το DVM που θα χρησιμοποιείτε για τις μετρήσεις  των Volt peak RF την πτώση της τάσης της διόδου ή διόδων.
 Στην παρακάτω φωτογραφία θα δείτε τα 13,88 βολτ στην άνοδο της διόδου.

Στην παρακάτω φωτογραφία φαίνεται η πτώση τάσης των 0,3 βολτ στην κάθοδο της διόδου.

Στην παρακάτω φωτογραφία εμφανίζεται πίνακας αντιστοιχιών Volts του DVM σε Watts , στις τιμές έχει συνυπολογισθεί η πτώση τάσης των 0,3 βολτ.

Όσοι θα χρησιμοποιήσετε 2 διόδους 1Ν4148 και έχετε πτώση τάσεως όπως εγώ 0,59 ή 0,6 volt χρησιμοποιήστε τον παρακάτω πίνακα



73 de sv1hag