У порівнянні з коаксіальним кабелем симетрична лінія має дуже низькі втрати при великих значеннях КСВ (коли коаксіальний кабель практично непрацездатний) і можливість настройки практично будь-якого вібратора в резонанс при електричному подовженні або вкорочення лінії (це відкриває широке поле діяльності при створенні якісних багатодіапазонних антен).
Безпосереднє підключення симетричною лінії до несиметричного виходу кінцевого каскаду передавача, як правило, призводить до негативних результатів. Навіть якщо після елементів узгодження П-контура встановити сімметрірующій широкосмуговий трансформатор або застосувати Т-образної тюнер з симетрувальним трансформатором на виході, задовільною роботи можна досягти тільки при мінімальній реактивності на вході симетричною лінії. Один з таких прикладів - харчування вібратора в пучности напруги за допомогою симетричною лінії, довжина якої становить А, / 4 робочого діапазону частот (або кратна непарному кількості довжин L / 4). У такої антени симетрична лінія є трансформатором, що погоджує низький вхідний опір трансивера з високим опором антени. Як правило, під таку антенну систему розраховані симетричні виходи в різних імпортних Т-образних тюнери.
Якщо ж реактивність на вході симетричною лінії (в точці під ключения трансивера або тюнера) велика, то в силу того, що широкосмугові трансформатори погано працюють на реактивну навантаження, втрати в антенно-фідерної системи будуть великі, і при великій потужності передавача широкосмуговий трансформатор може вийти з ладу. Зрозуміло, в такій антенно-фідерної системи втрачаються всі вигоди застосування симетричною лінії.
Для того щоб повною мірою використовувати чудові властивості симетричною лінії, необхідний симетричний тюнер, елементи трансформації і компенсації реактивних складових якого безпосередньо «працюють з опором» симетричною лінії, тобто компенсують реактивність на вході лінії.
Деякі зарубіжні фірми випускають симетричні тюнери. На жаль, ці пристрої досить дороги (наприклад, добре зарекомендував себе в роботі на симетричну лінію антенний тюнер MFJ- 976 коштує майже 500 USD). Це призводить нас, радіоаматорів, до думки про самостійне виготовлення такої конструкції.
Схема симетричного тюнера, який має елементи трансформації опорів і компенсації реактивних складових, наведена нижче.
Ця схема з так званим V-образним або (3 (бета) -Узгодження. Принцип її роботи простий: при узгодженні вихідного опору широкосмугового трансформатора Т1 з комплексним опором, наявними на вході симетричною лінії, до меншого опору підключається послідовний реактивний елемент (ємність), а до більшого - паралельний (індуктивність). Т1 - сімметрірующій широкосмуговий трансформатор (ШПТ) з коефіцієнтом трансформації опорів 1: 4. як сердечника трансформатора можна застосувати кільцевої феритів й сердечник К20ВЧ - К400НН. Типорозмір сердечника визначає габаритну потужність трансформатора і максимальну ВЧ потужність, яку можна подати на вхід тюнера. З достатньою для практичних цілей точністю можна прийняти, що 1 см2 поперечного перерізу кільцевого ферритового сердечника здатний трансформувати 300 Вт підводиться до нього потужності.
При цьому необхідно врахувати наступне. Феритові кільця К100НН - К400НН з підвищенням робочої частоти втрачають здатність передавати магнітний потік. Це призводить до того, що габаритна потужність широкосмугового трансформатора на таких кільцях з підвищенням частоти зменшується. Навпаки, передача магнітного потоку у кілець К20ВЧ - К50ВЧ на аматорських НЧ діапазонах мінімальна, а з підвищенням частоти збільшується, а значить, збільшується габаритна потужність такого трансформатора. У будь-якому випадку, застосовуючи кільця тій чи іншій магнітної проникності, ШПТ слід виготовити з запасом габаритної потужності - зайвим це не буде.
При виготовленні ШПТ 1: 4 для обмоток зручно використовувати двожильний монтажний мідний дріт з перетином жив не менше 1,5 мм 2, застосовуваний для прокладки прихованої електропроводки в квартирах. Діелектричні властивості вінілової ізоляції цього проводу цілком достатні для надійної роботи трансформатора при підводяться до нього потужностях до 1 кВт. Якщо придбання феритових кілець ускладнено, то не варто впадати у відчай.
Сімметрірующій трансформатор 1: 4 можна виготовити з коаксіальногокабелю нижче.
Сімметрірующій трансформатор 1: 4 з коаксіальногокабелю
Кабель звивають в плоску котушку з подальшим кріпленням витків ПХВ-ізоляційною стрічкою.
Погоджує елементів схеми абсолютно байдуже, до якого значення трансформувати / узгоджувати підведений до них імпеданс симетричною лінії. Тому в якості Т1 може працювати трансформатор з коефіцієнтом трансформації опорів 1: 1.
Варіант схеми тюнера, в якому застосовується такий трансформатор, наведено нижче.
Трансформатор з коефіцієнтом трансформації опорів 1: 1
Тут стає непотрібним перемикач вибору виду узгодження, але перемикач зручно використовувати для режиму «Обхід». В такому режимі можна працювати із симетричною лінією, що має мінімальну реактивність на вході. Однак виготовлення триобмоткового трансформатора менше технологічно і більш трудомістке, ніж двохобмотувальні з коефіцієнтом трансформації опорів 1: 4.
На максимальну підводиться до тюнера потужність впливає не тільки габаритна потужність трансформатора Т1, але і зазор між пластинами конденсаторів змінної ємності С1.1 і С1.2. При потужності передавача 300 - 350 Вт зазор між пластинами повинен бути не менше 0,5 мм. Крім того, ротори і статори КПЕ повинні розміщуватися на порцелянових осях і ізоляторах, тобто бути ізольовані як від корпусу, так і один від одного, але мати загальну вісь настройки. Не плутайте ці два КПЕ з 2-секційними КПЕ, ротори яких пов'язані контактом не тільки між собою, а й з корпусом конденсатора!
Конструкція котушки зі змінною індуктивністю - будь-яка. Кращою є котушка з переміщуються роликовим або повзунковим контактом. Цілком пристойні результати можна отримати, застосувавши кульовий варіометр. Якщо використовується котушка з перемикаються відводами, то слід звернути увагу на електричну міцність перемикача відводів. Для точного узгодження зміна індуктивності у котушки відводами має відбуватися з невеликим кроком.
Ще раз підкреслю, що дана схема тюнера дуже критична до ємності і індуктивності реактивних елементів схеми узгодження. Їх величина залежить не тільки від частоти, а й від імпедансу і реактивності на вході симетричною лінії.
Широкосмуговий трансформатор Т1 - найвідповідальніша деталь в симетричному тюнері. Від якості роботи трансформатора залежить якість роботи всієї конструкції в цілому. Якість самостійно виготовленого трансформатора можна легко визначити експериментально. Для цього вмикаємо КСВ-метр між трансивером і трансформатором. Залежно від вихідного опору трансивера (50 або 75 Ом) КСВ-метр повинен бути сконструйований і відградуйовану для роботи з обраним хвильовим опором тракту. Вихід трансформатора навантажуємо на два включених послідовно безиндукціонность резистора опором 100 (150) Ом для ШПТ 1: 4 і 25 (37,5) Ом для ШПТ 1: 1. Резистори слід підібрати з максимально близьким опором.
ВЧ вольтметром щодо «землі» (загального проводу) слід виміряти ВЧ напруга на виходах трансформатора. На обох виходах воно повинно бути однаковим (різниця напруг - не більше ± 5%). При вимірі напруги щодо середньої точки з'єднання резисторів ВЧ вольтметр не повинен фіксувати ВЧ напруга. В іншому випадку має місце асиметрія вихідної напруги, обумовлена неякісним виготовленням трансформатора, тобто різною довжиною проводів обмоток.
Рівність напруг на виходах трансформатора і відсутність «перекосу» напруг на резисторах навантаження свідчить про хорошу симетрії обмоток трансформатора. Вимірювання слід провести у всіх аматорських KB діапазонах, а потім, для порівняння робочих характеристик трансформатора, звести їх в таблицю.
Для проведення вимірювань не обов'язково застосовувати промисловий ВЧ вольтметр. У точках вимірювання ми маємо справу з низьким опором, тому дослідження робочих характеристик трансформатора можна провести саморобним низькоомним ВЧ вольтметром.
Саморобний низькоомним ВЧ вольтметр
Правда, через залежність властивостей діода від частоти не вдасться * виміряти реальну величину завалу АЧХ і ККД трансформатора, але цей прилад дозволить виміряти напруги на виходах трансформатора і виявити «перекіс» напруг на навантажувальних резисторах.
Як і при роботі з КСВ-метром, точність саморобного ВЧ вольтметра підвищується при підведенні до трансформатора досить великий ВЧ потужності від передавача.
Радіоаматори, які не мають можливості виготовити саморобний ШПТ, можуть в якості Т1 застосувати фірмові симетрувальні трансформатори з коефіцієнтом трансформації 1: 4 або 1: 1 (наприклад, LDG RBA 1: 1 (1: 4) або MFJ-918).
Крохмаль Альфред Вікторович