ные резисторы изменений не требуют, номинал конденсаторов С в звеньях ЧЗОС не критичен, при сильном увеличении частоты среза их лучше уменьшить до 3...5 пФ. Во-вторых, можно несколько уменьшить шумы (раза в два -три) и тем самым поднять динамический диапазон при применении малошумящих мощных ОУ, например AD797, мощные (50 мА и более) выходные каскады которых позволяют в несколько раз снизить номиналы резисторов, снизив тем самым их шум. Емкости конденсаторов, конечно, при этом должны быть пропорционально увеличены. Выходная мопщость AD797 позволяет при условии ограничения напряжения питания значением ±12 В и обеспечения теплоотво-

да от ОУ снизить номиналы резисторов до 9 раз против приведённых в таблице и увеличить ёмкость до 0,2 мкФ.

Такие драконовские меры в пределе позволяют втрое снизить шум фильтра при сохранении почти прежней максимальной амплитуды сигнала. Динамический диапазон фильтра при этом расширяется почти на 10 дБ, до 142 дБ по внеполосным сигналам и до 130 дБ по внут-риполосным сигналам, поскольку уровень шума становится меньше, чем у реального LC - фильтра. С другой стороны, едва ли на практике в этом есть надобность.

Сергей Агеев

г.Москва

МОСТОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ КСВ

В практике любительской радиосвязи для настройки и согласования антенн обычно применяют измерители коэффициента стоячей волны (КСВ-метры). Наибольшее распространение получили приборы, выполненные на основе направленных ответвителей мощности, которые, помимо измерения КСВ, позволяют оперативно контролировать выходную мощность радиостанции. Однако для отладки антенны более подходят КСВ-метры мостового типа. Они просты и в изготовлении, и в калибровке и не требуют для работы мощного источника высокочастотного напряжения. Последнее дает возможность измерять коэффициент стоячей волны антенно-фидерного тракта в широкой полосе частот (в том числе и вне любительских диапазонов). Иными словами, на любительской радиостанции целесообразно иметь два КСВ-метра: мостовой и с направленными от-ветвителями.

Мостовые измерители КСВ можно выполнить по любой из известных в низкочастотной технике измерительных схем. Изготовленные из самых обычных деталей такие приборы обеспечивают измерение КСВ на коротких волнах (т. е. до 30 МГц), а при соблюдении некоторых особых требований к монтажу их верхнюю рабочую частоту можно довести до 150 МГц. В радиолюбительской литературе есть описания мостовых измерителей КСВ, работающих и на более

высоких частотах (до 2 ГГц). Для изготовления последних уже нужны менее доступные компоненты - резисторы и конденсаторы для поверхностного монтажа, диоды Шоттки и т. д.

Принципиальная схема измерителя КСВ приведена на рисунке. Источник сигнала (генератор стандартных сигналов или передатчик с уменьшенной выходной мощностью) подключают к разъему XW1, а антенный фидер - к XW2. Входное сопротивление фидера вместе с резисторами R1-R3 образует мостовую схему. Сопротивление резистора R1 выбирают равным волновому сопротивлению коаксиального кабеля, через который питают антенну (50 или 75 Ом). Сопротивление резисторов R2 и R3 не критично. Важно лишь, чтобы оно было одинаковым у обоих резисторов - для радиолюбительской практики вполне приемлемым будет разброс их сопротивлений до 5 %. Вольтметром на диоде VD1 контролируют напряжения на измерительном мосту, а на диоде VD2 - измеряют напряжение разбаланса моста.

Если в антенно-фидерном тракте КСВ равен единице, то входное сопротивление фидера чисто активное и соответствует его волновому сопротивлению. Мост сбалансирован, и ВЧ вольтметр на диоде VD2 не зарегистрирует высокочастотного напряжения в диагонали моста. Если КСВ отличается от единицы, то, измерив напряжение разбалан-

са моста, можно рассчитать коэффициент стоячей волны.

Для того чтобы свести к минимуму частотную зависимость погрешности измерения КСВ, при монтаже прибора надо соблюсти некоторые правила. Длина всех проводников, по которым протекают токи высокой частоты, должна быть минимальной, обеспечивая тем самым минимальное влияние паразитных индуктивностей. Резисторы и диоды надо устанавливать на расстоянии двух-трех диаметров их корпуса от металлических поверхностей, снижая тем самым влияние паразитных емкостей. Компоновать элементы моста надо так, чтобы паразитные связи между плечами моста и между его входом и выходом были минимальны.

До начала монтажа целесообразно также подобрать диоды VD1 и VD2 - они должны иметь близкие характеристики. Лучше всего это сделать, собрав на них два высокочастотных вольтметра - при различных уровнях ВЧ напряжения, поступающего на эти вольтметры, постоянное напряжение на их выходе должно быть практически одинаковым.

Проверяют КСВ-метр в следующей последовательности. Движок переключателя SA1 переводят в нижнее по схеме положение, а нагрузку (фидер) отключают. Регулировкой высокочастотного напряжения, поступающего на мост, устанавливают стрелку измерительного прибора РА1 на последнюю отметку шкалы. Затем переводят движок переключателя SA1 в верхнее по схеме положение - показания прибора РА1 при этом не должны измениться. Затем аналогичную операцию проводят при замкнутом накоротко разъеме XW2 (скорректировав при необходимости поступающее на мост высокочастотное напряжение). Если показания прибора РА1 в этих эксперимеатах заметно отличаются для верхнего по схеме положения

движка переключателя SA1, то это говорит о том, что разброс сопротивлений резисторов R2 и R3 большой и их надо подобрать заново.

Для проверки частотных свойств КСВ-метра надо нагрузить его резистором, сопротивление которого раза в два (точное значение не существенно) отличается от сопротивления резистора R1. Как и в предыдущем случае, сначала устанавливают уровень сигнала на мосту, а затем записывают показания прибора, когда движок переключателя SA1 находится в верхнем по схеме положении. Аналогичную процедуру следует провести, по крайней мере, еще для граничных частот полосы, в которой предполагается использовать КСВ-метр (например, на 1,8 и на 30 МГц). Если есть расхождения в показаниях прибора на разных частотах, то это свидетельствует о неоптимальном его монтаже (т. е. наличии паразитных связей).

При измерении КСВ к разъему XW1 подключают фидер, переключатель SA1 устанавливают в нижнее по схеме положение и регулируют входное напряжение так, чтобы стрелка прибора РА1 встала на последнюю отметку шкалы. Затем переключатель переводят в верхнее положение и считывают показания прибора РА1 - некоторое значение Определив коэффициент k = l2/l где 1, - показание, соответствующее полному отклонению стрелки (100 для прибора на 100 мкА и т. д.), КСВ рассчитывают по формуле: KCB = (l-t-k)/(l-k).

Помимо погрешностей, обусловленных элементами и конструкцией (в частности, неточным подбором резисторов), есть еще и другие. Одна из них - нелинейность вольтметра на полупроводниковом диоде. Приведенная выше формула для расчета КСВ получена в предположении, что вольтметр на диоде VD2 линеен (нелинейность вольтметра на диоде VD1 непринципиальна). При реальных высокочастотных напряжениях, измеряемых вольтметром (примерно до 2 В), погрешность, обусловленная нелинейностью вольтметра, может стать определяющей. Исключить эту погрешность можно калибровкой прибора, подключая в качестве нагрузки безындукционные резисторы R. КСВ при этом рассчитьша-ют либо по формуле: KCB = R1/R (если R1>R), либо KCB = R/R1 (если RKR), и наносят эти значения на шкалу прибора.

Эту шкалу можно получить и расчетным путем. Исследования простых ВЧ вольтметров, выполненных на германиевых диодах серий Д2, Д9, Д18, Д20, Д310-Д312, ГД402, ГД507 и ГД508, показали, что некоторые характеристики подобных вольтметров очень близки друг к другу. Так, если в КСВ-метре используется микроамперметр с током полного отклонения 50...200 мкА, а добавочные резисторы (R4 и R5) такие, что вместе с прибором РА1 образуют вольтметр постоянного тока на напряжение 1...2 В (не критично), то показания ВЧ вольтметра I на упомянутых диодах будут связаны с амплитудой высокочастотного напряжения и простым соотношением: IkU. Это и дает возможность не калибровать шкалу КСВ-метра по образцовым резисторам, а получить ее расчетным путем.

Одна из внешних причин, приводящих к тому, что измеренное значение КСВ не будет соответствовать истинному, - наличие высокочастотных токов на внешней оболочке фидера. Это явление не такое уж редкое: фидер самого обычного диполя, запитываемого не через симметрирующее устройство (а это типичная ситуация), с высокой степенью вероятности имеет такие токи. Проверить их наличие и, самое главное, влияние можно двумя способами. Во-первых, если при включении между фидером и КСВ-метром дополнительного отрезка кабеля длиной от Х/8 до Х/4 (той же марки, что и основной кабель) КСВ изменится, то значит, такие токи есть и измерения недостоверны. Во-вторых, к КСВ-метру можно подключить временный противовес длиной Х/4, который раскладьтают просто на полу. Если показания КСВ-метра не изменились, то все в порядке. Если изменились, то ближе к истине значения КСВ, полученные с противовесом (он в какой-то степени снимает высокочастотное напряжение с корпуса КСВ-метра).

Эффективность выпрямления ВЧ напряжения зависит от типа использованного в КСВ-метре диода. Для диодов серий Д2, Д9, Д310, Д312 частотная зависимость показаний вольтметра начинает проявляться уже на частотах 2...5 МГц, а на частоте 30 МГц эффективность выпрямления падает примерно в два раза по сравнению с низкими частотами (около 1 МГц). Заметно лучшие частотные характеристики имеют диоды Д18, Д20, Д311, ГД402 и ГД507 - у них частотная

зависимость начинает проявляться на частотах 10...20 МГц. Наилучшими для КСВ-метра являются диоды ГД508: у выполненных на их основе ВЧ вольтметров эффективность выпрямления остается постоянной вплоть до частоты 30 МГц. С точки зрения эксплуатации КСВ-метра это не принципиально - просто для диодов Д2 и им подобным при работе на более высоких частотах на мост придется подавать большее напряжение. Впрочем, это иногда может быть и существенным (например, не хватит напряжения ГСС).

Заметим, кстати, что в КСВ-метрах нельзя использовать кремниевые диоды, так как они практически не выпрямляют ВЧ напряжения при амплитудах сигнала меньше 0,6...0,7 В. КСВ-метр с такими диодами будет заметно улучшать малые значения коэффициента стоячей волны.

В этой конструкции можно использовать резисторы МАТ и конденсаторы КМ. Высокочастотные разъемы могут быть любого типа, но, по крайней мере XW2 целесообразно установить такой же, что и на передатчике. Переключатель может быть любого типа. Для РА1 подойдут любые микроамперметры с током полного отклонения In в пределах 50...200 мкА. Сопротивление добавочных резисторов R4 и R5 в килоомах рассчитывают по формуле: R4 = R5= 1000/1 .

Конструктивное исполнение КСВ-метра определяется используемыми деталями.