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라디오 전자 및 전기 공학의 백과사전 단파장용 고주파 전류계입니다. 무선전자공학 및 전기공학 백과사전
장비를 설정하거나 테스트할 때 단파 운영자는 고주파 전류를 측정해야 하는 경우가 많습니다. 무선 아마추어는 일반적으로 이러한 측정을 위한 표준 장비를 가지고 있지 않습니다. 고주파 전압(다이오드, 콘덴서, 인디케이터) 측정이 용이합니다. 장치의 전압을 측정하는 데 문제가 없습니다. 모든 전압이 측정되는 하우징이 있습니다. 그리고 측정 지점에서 RF 전압계까지 이어지는 전선은 일반적으로 너무 짧아(측정된 전압 λ의 파장 측면에서) 테스트 중인 장치에 거의 영향을 미치지 않습니다. 그러나 안테나 기술에서는 더욱 복잡합니다. 첫째, 안테나에는 접지가 전혀 없는 경우가 많습니다(예: 대칭형 안테나). 둘째, 접지(예: GP 또는 Y 일치 쌍극자)가 있더라도 테스트 리드는 허용할 수 없을 정도로 깁니다. GP 중앙에서 전압을 측정하는 것이 어떨지 상상해 보십시오. 결국 이 지점에서 핀 베이스까지 와이어를 당겨야 합니다! 이는 실제로 안테나의 일부가 되어 작동 및 전압 분포를 변경하므로 측정의 정확도와 값이 매우 낮습니다. 안테나 도체에서 일어나는 일을 연구하고 측정하려면 RF 전류계가 필요합니다. 전압계와 달리 한 지점에 연결되므로 측정을 왜곡하는 긴 측정 와이어가 없습니다. RF 전류계의 기본은 전류 센서입니다. 이것은 페라이트 링 자기 코어의 특수 HF 변압기입니다. 이 변압기의 XNUMX차 권선은 전류를 측정하는 와이어입니다. XNUMX차 권선은 저저항 저항기에 로드된 수십 개의 권선으로 구성됩니다. 그림에 표시됩니다. 변류기 1개는 이렇게 작동합니다. 자기 코어를 통과하는 측정된 와이어의 전류는 20차 권선에 전류를 유도하며, 이는 권선의 회전 수와 관련하여 20차 회로의 전류보다 작습니다. 예를 들어, 권선 권수 비율이 XNUMX(우리 장치에서와 같이)이면 XNUMX배 더 작아집니다. 부하 저항기를 통해 흐르는 이 전류는 저항기를 가로질러 RF 전압 강하를 생성합니다. 후자는 이미 모든 RF 전압계를 사용하여 측정할 수 있습니다(측정을 위한 두 지점이 있습니다 - XNUMX차 권선의 출력): 검출기 다이오드에서 스펙트럼 분석기 또는 수신기까지.
부하 저항 R의 저항이 예를 들어 50Ω으로 선택되고 전류 I가 있는 경우~ 안에 변압기 전압 U의 XNUMX차 권선에서O (XNUMX차 권선에는 U가 있습니다.빅스=(나는~ 안에/20)*50=2,5Iвx. 50옴의 저항을 부하로 선택한 것은 우연히 선택한 것이 아니라 수신기나 스펙트럼 분석기를 RF 전압 측정기(매우 작은 RF 전류 측정)로 사용할 수 있도록 하기 위함입니다. 권선 권선 수의 비율 N, 즉 XNUMX차 권선(XNUMX차 권선은 항상 XNUMX권을 가짐)의 권선 수는 절충 이유로 선택되었습니다. 한편으로 XNUMX차 권선의 권선 수가 적을수록 변압기는 더 넓어집니다. 반면, N이 클수록 측정된 와이어에 도입된 저항이 낮아지고 측정된 와이어에 대한 변압기의 영향이 줄어듭니다. 도입된 저항은 R/N과 같습니다.2, 즉 우리의 경우 50/202=0,125옴. 따라서 RF 전류계의 활성 입력 저항은 0,125Ω이며 이는 대부분의 측정에 허용됩니다. "쇼 미터"가 아닌 측정 장치가 필요합니다. 이를 위해서는 자기 코어가 특정 대역에서 작동할 수 있어야 하고(즉, 페라이트의 주파수가 너무 낮아서는 안 됨) 측정된 와이어(즉, 자기 코어의 치수)에서 상당한 전류로 포화되지 않아야 합니다. 충분히 커야 합니다.) 또한 자기 코어를 두 부분으로 나누고 프레임을 고정해야 합니다. 이것이 없으면 장치를 사용하는 것이 거의 불가능합니다. 측정되는 와이어의 시작 부분을 자기 회로를 통해 매번 연결하고 후자를 측정 지점으로 이동할 수는 없습니다. 변류기의 자기 코어에 대한 마지막 요구 사항은 두꺼운 케이블의 꼬임에서 전류를 측정할 수 있으려면 구멍이 커야 한다는 것입니다. 위의 내용을 바탕으로 크기가 28x3851x0mm이고 직경이 2mm인 구멍이 있는 자기 코어 30A30-33A13가 선택되었습니다. 이것은 300MHz의 주파수에서 약 25의 초기 투자율을 갖는 잡음 억제 스냅온 페라이트 자기 코어입니다. 아마도 목적이 유사한 다른 많은 자기 코어가 적합할 것입니다. 얇은 장착 와이어를 20회 감아 자기 코어(그림 2)에 감고 열수축 튜브로 3차 권선을 보호합니다(그림 XNUMX).
하단에 동축 계기 커넥터가 있는 작은(20~30cm) 유전체 막대에 이를 부착합니다. 커넥터에서 로드의 50차 권선까지 우리는 특성 임피던스가 XNUMX옴인 얇은 동축 케이블을 사용합니다. 이제 제작된 변류기의 품질을 확인할 수 있습니다. 이를 위해 그림 4에 표시된 구성표에 따라 측정을 수행합니다. XNUMX.
예상 전달 계수를 추정해 봅시다. R1을 통과하는 전류는 U~ 안에/R1. 이걸 나로 대체하면~ 안에 이전 공식에 U를 얻습니다.O=U~ 안에/ 20. 즉, 이러한 회로의 전송 계수는 1/20 또는 -26dB입니다. 이것은 변압기가 완벽하게 작동하는 때입니다. 이 계산된 값을 실제와 비교해 보겠습니다. 0,3...30 MHz 대역의 측정 결과는 그림 5에 나와 있습니다. XNUMX.
전송 계수와 계산된 값의 차이가 0,9dB 미만임을 알 수 있습니다. 즉, 변압기는 매우 정확한 측정 센서로 판명되었습니다. 그리고 HF 에지에서의 주파수 응답 저하가 트랜스포머를 통과하는 실제 전류 강하가 아니라 페라이트의 특성과 연관되어 있다고 보장할 수 없습니다. 사실 변압기를 통과하는 와이어에는 1,1이 아닌 인덕턴스가 있어 부하 임피던스가 증가하여 결과 SWR이 약간 증가하고(30MHz 주파수에서 XNUMX에 도달) 부하 전류가 떨어집니다. 그리고 주파수 응답 그래프의 하락은 단순히 진실을 보여줄 가능성이 높습니다. HF 부하의 전류가 하락하고 있습니다. 어쨌든 1~0,3MHz 주파수 대역에서 측정 정확도가 매우 높다(오차 30dB 미만)는 것은 분명합니다. 위에서 설명한 변류기는 두 가지 버전으로 사용됩니다. 첫째, 자동 작동(예: 지붕에서 안테나의 전류를 측정하고 그 분포를 연구하거나 송신기의 공통 모드 전류가 확산되는 라디오 방송국의 케이블을 검색하기 위해)을 위해 입력 저항이 다음과 같은 다이오드 검출기입니다. 측정 한계를 위한 스위치가 있는 50Ω과 스위치가 변압기 장치에 연결됩니다. 예를 들어, 그림 6과 같습니다. XNUMX.
저항기 R3-R6은 다음 방법을 사용하여 포인터 장비의 감도를 기준으로 선택됩니다. 스위치 SA1이 "10A"로 설정되면 전원에서 장치 입력으로 25V의 일정한 전압을 적용하고 저항 R6을 선택하여 전체 범위 편차를 설정합니다. 이 작업은 신속하게 수행되어야 하며 저항 R1과 R2는 매우 뜨거워집니다. "3A"의 한계에서 저항 R7,5를 선택하여 5V의 전압에서 동일한 작업을 수행하고 "1A"의 한계에서 - 2,5V의 전압에서 "4A의 한계에서 저항 R0,3를 선택합니다. " - 0,75, 3V 전압에서 저항 RXNUMX을 선택합니다. 그 결과 거의 모든 안테나를 검사할 수 있는 편리한 독립형 RF 전류계가 탄생했습니다. 전류계의 저항은 측정되는 회로의 저항보다 몇 배나 작아야 하기 때문입니다. 따라서 저항이 몇 옴 미만인 장소(단락 루프, 자기 프레임, 단축된 안테나)에서 이 RF 전류계를 사용하는 것이 완전히 불가능하지는 않지만 현명하지 않습니다. 이러한 장소에서 전류계를 켜면 전류에 눈에 띄는 변화가 발생하고 실제 값을 알 수 없습니다. 작은 전류(예: 다양한 코드 및 케이블의 가짜 공통 모드 간섭 전류)를 측정하려면 수신기 또는 스펙트럼 분석기의 50옴 입력을 변압기에 연결하십시오. 예를 들어, 그림. 그림 7은 컴퓨터, 모니터 및 디지털 오실로스코프 (원칙적으로 컴퓨터이기도 함)가 연결된 연장 코드의 전원 코드에 어떤 신호가 있는지 보여줍니다. 160~1,8MHz의 2미터 아마추어 대역이 연구되고 있습니다.
단 XNUMX개의 스위칭 전원 공급 장치만이 그런 슬픈 모습을 보여줍니다. 또한 표유 방사선 기준을 충족하는 우수한 전원 공급 장치이기도 합니다. 그러나 이는 DX 수신을 방해할 수 있다는 사실을 배제하지 않습니다. 설명된 RF 전류 센서는 간섭 방출 측면에서 가장 문제가 있는 케이블 및 장치를 찾는 데 도움이 됩니다. 저자: I.Goncharenko
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