Перевірка роботи радіопередавачів, обладнання для цього
У практиці радиозондирования і поводження з радіопередавачами аерологічних приладів різних типів необхідно мати можливість виявляти наявність високочастотних коливань у включеного радіопередавача, визначати їх частоту і оцінювати, хоча б приблизно, передану в антену потужність.
Індикаторні і вимірювальні прилади пункту аерологічних спостережень дозволяють виробляти необхідні випробування досить просто.
Для вимірювання напруги джерел живлення і струмів застосовуються вольтметри і амперметри. Щоб перевірити постійні і тимчасові контакти в електричній схемі радіозонда, користуються "пробниками" (рис. 67 а) і електромагнітними або ламповими зумер (б і в). Іноді для цієї ж мети застосовують батарейку з лампочкою. Цілість ізоляції перевіряють, користуючись напругою освітлювальної електромережі , підводячи його до використовуваним ділянках схеми через електролампу (рис. 67 г).
Виявлення коливань в радіопередавачах всіх систем найзручніше проводити за допомогою чутливого миллиамперметра з приєднаними до нього витком зв'язку, доданими детектором і конденсатором, заряджаються через цей детектор (на рис. 67 д). Як електрод найзручніше використовувати кристалічний діод типу ДКС або ДГЦ. Чим вище чутливість миллиамперметра, тим на більшій відстані від передавача треба тримати виток зв'язку. При наявності коливань стрілка міліамперметра дасть постійне відхилення, що зростає з наближенням витка зв'язку до контуру передавача. Якщо чутливість миллиамперметра така, що відхилення стрілки на всю шкалу відбувається при струмі близько 0,2 ма (такі прилади мають досить велике поширення), відхилення стрілки спостерігаються при відстанях між контуром і витком зв'язку в десятки сантиметрів.
Мал. 67. Схеми допоміжних приладів радиозондирования.
Про наявність чи відсутність коливань в передавачі можна судити і за допомогою простого миллиамперметра, включеного в ланцюг анодної батареї. Якщо дотик пальців до деталей коливального контуру (або замикання конденсатора контуру перемичкою) викликає помітні зміни анодного струму, це вірна ознака того, що передавач працює.
Для перевірки хвилі або встановлення номіналу частоти радіопередавачів користуються резонансними хвилеміри і резонансними лініями. Хвилеміром може бути будь-який коливальний контур, що має орган плавної настройки і попередньо проградуйований по еталонному хвилеміром або за допомогою резонансної лінії. На ультракоротких і дециметрових хвилях коливальний контур волномера часто виконують у формі укладеної в екранує корпус резонансної лінії з органом настройки у вигляді пересувного контактного містка (перемички) або конденсатора змінної ємності. У більшості хвилемірів застосовують спеціальні індикатори, що дозволяють визначати момент точної настройки по максимуму показань індикатора. Для малопотужних передавачів аерологічних приладів індикатора в хвилеміри може і не бути, так як моменти точного налаштування можна визначати по впливу волномера на режим роботи самого обстежуваного радіопередавача. Робиться це в такий спосіб. Передавач включають і неподалік від нього встановлюють індикатор коливань, який повинен дати добре помітні свідчення. Потім наближають котушку (або виток зв'язку) волномера до контуру передавача і змінюють його настройку щодо незмінною частоти передавача. У момент збігу настройки волномера з частотою коливань радіопередавача стрілка індикатора здригнеться, бо налаштований в резонанс контур волномера почне відсмоктувати значну частину загальної потужності коливань з генераторної схеми.
Це ж вимір можна зробити, використовуючи як індикатор міліамперметр, включений в ланцюг анода. Момент резонансу міліамперметр відзначатиме вздрагиванием стрілки. Для порівняно потужних радіопередавачів (понад 5 Вт) така методика визначення моментів точної настройки волномера непридатна тому, що зв'язок між хвилеміром і передавачем повинна бути дуже слабкою, коли частка відсмоктуваної налаштованим контуром волномера високочастотної енергії зробиться зникаюче малою, невідчутно для генераторної схеми.
На рис. 67 е показано абсолютне вимірювання довжини хвилі передавача ПРБ-051 за допомогою резонансної лінії. Пересувається уздовж лінії короткозамикающего перемичка в позиціях I і II викличе здригання стрілки міліамперметра. У цьому випадку відстань між I і II позиціями буде
в точності так само λ / 2. Для того щоб дія перемички було більш виразним, її потрібно виконати у вигляді пластинки з двома отворами, крізь які пропущені дроти резонансної лінії. Втім, перемичка в вигляді простого стерженька теж дозволяє без праці зробити визначення позицій I і II з точністю, неменшою ніж у 1 см, що гарантує точність вимірювання хвилі близько 2 см (при Л - 4 м це становить відносну точність порядку 0,5% - цілком прийнятний показник для такого примітивного пристрою). Розміри резонансної лінії, показані на кресленні, не є критичними, і результат не зміниться помітним чином, якщо дроти взяти, наприклад, в три рази тонше, а відстань між ними подвоїти.
Основна вимога до резонансної лінії полягає в тому, щоб вона була в електричному відношенні однорідної і симетричною. Тому обидва дроти повинні бути добре натягнуті паралельно один одному на відстані d і в достатній (не менше 25-30 d) видаленні від підлоги, стін і різних предметів.
За допомогою тимчасово спорудженої резонансної лінії можна проградуювати який-небудь відповідний коливальний контур, що складається з ув'язнених в дерев'яному ящичку котушки (або декількох змінних котушок) і паралельного конденсатора, і, таким чином, поповнити обладнання пункту зондування зручним хвилеміром, якщо придбання готового волномера чомусь або утруднене.
Визначення максимальної віддачі високочастотної енергії радіопередавача в антену практикується лише на коротких хвилях, т. Е. У передавачів РБ-051А і аеростатних, а також у радіозонда "Хвиля".
Раніше для цієї мети застосовувалися теплові амперметри, причому передавачі гребенчатого радіозонда, на початку розвитку радиозондирования діючі на старовинній лампі УБ-107, забезпечували при точній настройці струм в антені близько 60 ма. Довгий час на пунктах радиозондирования користувалися індикаторними лампочками, за ступенем розжарювання нитки яких можна було підлаштовувати радіопередавач під антену, домагаючись максимальної віддачі. Ці індикатори виготовлялися з ще більш стародавніх радіоламп типу "Чикрій". Після настройки індикатор відокремлювали, а дроти, між якими він був включений, скручували між собою.
Були поширені і прилади типу гальванометрів з термопарами або з термобатарея, на жаль, легко пошкоджуються в умовах звичайної експлуатації і тому поступово вийшли з ужитку.
Протягом деякого часу застосовувалися і прилади типу, показаного на рис. 67 ж, де лампа використовується для випрямлення високочастотних коливань, максимум амплітуди яких визначається по зростанню анодного струму, що забезпечується анодної батареєю. Необхідність в батареях живлення і в частій їх зміні через те, що нерідко після користування приладом його залишали включеним до наступного випуску радіозонда, робила ці прилади незручними в експлуатації і поступово від них усюди відмовилися.
В даний час застосовуються індикатори максимуму струму в антені з використанням емісійних властивостей катода радіолампи 2П1Г1, побудовані за схемою рис. 67 з. "Забути вимкнути" цей прилад неможливо, тому батарейка харчування його не вимагає заміни протягом дуже довгого терміну, вимірюваного багатьма місяцями.
У ланцюг антени радіозонда включається половина нитки розжарення лампи 2П1П, і анодний струм, який викликає відхилення стрілки міліамперметра, починає проходити лише коли нитка досить прогрівається високочастотним струмом антени. Оскільки емісія нитки напруження зростає з її температурою прогресивно, максимум віддачі в антену відзначається таким приладом з великою гостротою. Для регулювання чутливості є шунтирующий реостат. Додаткові опору і клеми дають можливість вимірювати напруги батарей харчування і користуватися приладом як пробником для перевірки всіх контактних ланцюгів і з'єднань радіозонда, що робить цей прилад досить універсальним.
Легко здійсненний метод визначення максимуму віддачі в антену заснований на використанні індикатора (рис. 67 д). Для цього петлю індикатора наближають до ділянки дроти антени близько радіозонда, що виявляється достатнім для отримання чітких відхилень стрілки мікроамперметра, що дозволяють встановити максимум струму в антені. Відхилення виходять найбільшими на ділянках антени, розташованих ближче до пучности струму, т. Е. Поблизу середини загальної довжини антени і противаги. При перевірці віддачі в антену облакомера або в антену радіозонда "Хвиля" індикатор потрібно наближати до середини проводу антени, яка з цього приводу тимчасово розташовується горизонтально (не нижче ніж в 1,5 м від підлоги або землі). Получающаяся при цьому деяка неточність настройки, викликається впливом землі, настільки несуттєва, що нею можна знехтувати.
У цьому розділі розглянуто радіопередавачі аерологічних приладів. Особливо сприятливі умови їх використання полягають в тому, що випромінювання радіохвиль відбувається у вільному просторі на великій висоті, коли між передавальної і приймальної антен відсутні будь-які перешкоди. Це дозволяє обходитися гранично малими потужностями і гранично простими конструкціями, але все ж до останнього часу вага передавача з харчуванням становить найчастіше понад 50% повної ваги аерологічної приладу. Отже, доцільно провести певну оцінку перспектив подальшого розвитку методу радіозондов в аерології, оскільки з цим пов'язані і перспективи в області конструювання радіопередавачів аерологічних приладів взагалі.
Дуже важливою обставиною, яке необхідно враховувати в першу чергу, є прогресивно розширюється застосування напівпровідникових приладів, що відрізняються вкрай малими розмірами і досить високою економічністю по харчуванню. Конструкції радіопередавачів на кристалічних тріодах ще не вийшли зі стадії випробувань, і самі по собі спеціальні типи генераторних пристроїв подібного роду залишаються поки досить дорогими, але це, безсумнівно, лише тимчасово. Простота конструкції і малі кількості цінних матеріалів, що застосовуються в напівпровідникових приладах, дають всі підстави вважати, що через деякий час напівпровідникові тріоди і діоди перестануть бути дорогими і дефіцитними. При цих умовах застосування в майбутньому напівпровідникових генераторів і підсилювачів в аерологічної апаратурі робиться досить імовірним.